專利名稱：驅(qū)動(dòng)繼電器通斷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動(dòng)繼電器通斷的方法。
背景技術(shù)：
習(xí)用的驅(qū)動(dòng)繼電器的方法是用直流驅(qū)動(dòng)繼電器，該方法是將所需的直流電壓(一般48V的繼電器需加48V的直流電壓，24V的繼電器需加24V的直流電壓)加在繼電器線圈與續(xù)流二極管并聯(lián)的一個(gè)端點(diǎn)，另一個(gè)端點(diǎn)施加相應(yīng)的直流電平。當(dāng)該端的電平為“高”時(shí)，繼電器的內(nèi)部線圈無電流流動(dòng)。此時(shí)，如果繼電器是屬于“常閉型的”則繼電器的兩個(gè)觸點(diǎn)相通；如果繼電器是屬于“常開型的”則繼電器的兩個(gè)觸點(diǎn)斷開。當(dāng)該端的電平為“低”時(shí)，繼電器的內(nèi)部線圈有電流流動(dòng)，此時(shí)，如果繼電器是屬于“常閉型的”則繼電器的兩個(gè)觸點(diǎn)斷開，如果繼電器是屬于“常開型的”則繼電器的兩個(gè)觸點(diǎn)相通。
這種習(xí)用的驅(qū)動(dòng)方式，繼電器在工作中始終會(huì)有較大的直流電流，直流電流流經(jīng)繼電器中的寄生電阻，產(chǎn)生較大的電能損耗，損耗一般為360毫瓦；同時(shí)，由于電阻損耗了一部分能量，所以繼電器吸合的可靠性就會(huì)降低。本發(fā)明即是針對(duì)繼電器在工作中存在的耗電大等問題加以解決。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種耗電小、動(dòng)作可靠驅(qū)動(dòng)繼電器通斷的方法。采用該方法可使繼電器吸合容易、通用性更好。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明是一種驅(qū)動(dòng)繼電器通斷的方法，其步驟如下(1)在繼電器的一端施加0.5秒至1秒的高電平，使驅(qū)動(dòng)電壓逐步上升，達(dá)到50V-120V的電壓，當(dāng)達(dá)到繼電器要求的吸合電壓時(shí)，(2)緊接著在繼電器的另一端子施加頻率為20KHZ-49KHZ的脈寬調(diào)制波形，波形的幅值為50V-120V，以保證繼電器的吸合和吸合后所要求的維持吸合功率；(3)當(dāng)加在繼電器該端的波形長時(shí)間為“高電平”時(shí)，繼電器斷開。
采用上述方案后，繼電器的內(nèi)部線圈所消耗的能量非常小，所以解決了習(xí)用的直流方式驅(qū)動(dòng)繼電器通斷帶來的耗電大、難以吸合、通用性差等諸多問題，具有耗電小、動(dòng)作可靠、繼電器吸合容易、通用性好等優(yōu)點(diǎn)。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1是本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明繼電器線圈的等效電路圖；圖3是本發(fā)明所用的脈寬調(diào)制波形圖；圖4是本發(fā)明所用的放大了的脈寬調(diào)制波形圖；具體實(shí)施方式
圖1是本發(fā)明的電路示意圖，它由繼電器K與繼電器K線圈兩端并聯(lián)的續(xù)流二極管VD組成。所述的繼電器K可以是48V、24V、12V、9V、5V、3V繼電器。采用的驅(qū)動(dòng)直流電壓值一般50V≤Vin≤120V。
實(shí)施例1一種驅(qū)動(dòng)繼電器通斷的方法，其步驟如下(1)在圖1所示繼電器的B端施加0.5秒的高電平(如圖3所示的t1-t2段)，使驅(qū)動(dòng)電壓逐步上升到Vin＝50V；(2)緊接著給頻率為20KHZ的脈寬調(diào)制波形(如圖3所示t 2-tn段)；(3)當(dāng)加在繼電器B端的波形長時(shí)間為“高電平”時(shí)(如圖3所示t＞tn段)，繼電器斷開。
實(shí)施例2一種驅(qū)動(dòng)繼電器通斷的方法，其步驟如下(1)在圖1所示繼電器的B端施加1秒的高電平(如圖3所示的t1-t2段)，使驅(qū)動(dòng)電壓逐步上升到Vin＝120V；(2)緊接著給頻率為49KHZ的脈寬調(diào)制波形(如圖3所示t2-tn段)；(3)當(dāng)加在繼電器B端的波形長時(shí)間為“高電平”時(shí)(如圖3所示t＞tn段)，繼電器斷開。
實(shí)施例3一種驅(qū)動(dòng)繼電器通斷的方法，其步驟如下(1)在圖1所示繼電器的B端施加0.8秒的高電平(如圖3所示的t1-t2段)，使驅(qū)動(dòng)電壓逐步上升到Vin＝90V；(2)緊接著給頻率為35KHZ的脈寬調(diào)制波形(如圖3所示t2-tn段)；(3)當(dāng)加在繼電器B端的波形長時(shí)間為“高電平”時(shí)(如圖3所示t＞tn段)，繼電器斷開。
采用本發(fā)明的脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)方式與傳統(tǒng)的直流驅(qū)動(dòng)方式的顯著特點(diǎn)是A.將繼電器的驅(qū)動(dòng)分解成三個(gè)階段，分別用相應(yīng)的波形進(jìn)行控制。
B.用0.5秒-1.0秒時(shí)間的高電平，提高驅(qū)動(dòng)電壓而降低驅(qū)動(dòng)電流，以滿足繼電器吸合功率的要求。
C.用幅值為Vin＝50V-120V，頻率為20-49KHZ的脈寬調(diào)制波形驅(qū)動(dòng)，以滿足繼電器的吸合和吸合后維持功率要求。
D.用高電平，控制繼電器斷開。
E.采用脈寬調(diào)制方式驅(qū)動(dòng)繼電器，對(duì)繼電器的實(shí)用性較好，且驅(qū)動(dòng)外電路簡單。
如圖2所示，圖中的R是繼電器線圈的寄生電阻；L是線圈的理想電感；VL、VR分別表示加在電感和寄生電阻兩端的電壓。
a)吸合功率的計(jì)算(見圖4)當(dāng)t＝t0時(shí)，Vin＝0V；t＝t1時(shí)，Vin＝60V；t1≤t≤t2時(shí)，Vin保持60V；此時(shí)由于繼電器線圈中無電流，所以加在繼電器線圈兩端的電壓VL＝0V，加在線圈中的寄生電阻兩端的電壓VR＝0V；當(dāng)t＝t3時(shí)(注意t2-t3時(shí)間內(nèi)為繼電器的吸合過程)；加在線圈兩端的電壓VL＝Vin-VR..................(1)加在寄生電阻兩端的電壓VR=Vin-VRL(t3-t2)R...............(2)]]>(2)式中的Vin-VRL(t3-t2)]]>是繼電器線圈流動(dòng)的電流，由于此線圈與寄生電阻是串聯(lián)的，所以這個(gè)電流也是流過寄生電阻的電流。由(2)式可求出VR和Vin之間的關(guān)系式VR=Vin1+L/Rt3-t2...............(3)]]>(3)式中的L/R代表繼電器的時(shí)間常數(shù)。對(duì)48V、24V和12V的繼電器而然R/L＝700∶1000μS。當(dāng)t2→t3時(shí)，t3-t2→0；由(3)式可以看出VR→0。
由此可見，在脈寬調(diào)制(PWM)驅(qū)動(dòng)方式過程中，且驅(qū)動(dòng)波形的下降沿很陡的情況下，消耗在寄生電阻R上的功率(轉(zhuǎn)化的熱能)P1W=∫0iVRdi=VR2R→0...........(4)]]>在直流電平驅(qū)動(dòng)下，消耗在寄生電阻上的功率為P2W=Vin2R]]>該值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于P1W。
如圖1、圖2所示，根據(jù)能量守恒定律輸入到繼電器的總電能，一部分由繼電器中的線圈L轉(zhuǎn)化為磁能，另一部分由線圈中的寄生電阻轉(zhuǎn)化為熱能。通過以上分析可知直流驅(qū)動(dòng)方式轉(zhuǎn)化的磁能比采用脈寬調(diào)制方式小得多，磁能大意味著磁力大。由此可見，在相同輸入功率的情況下，脈寬調(diào)制方式驅(qū)動(dòng)繼電器比直流驅(qū)動(dòng)方式容易得多。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動(dòng)繼電器通斷的方法，其步驟如下(1)在繼電器的一端施加0.5秒至1秒的高電平，使驅(qū)動(dòng)電壓逐步上升，達(dá)到50V-120V的電壓，當(dāng)達(dá)到繼電器要求的吸合電壓時(shí)，(2)緊接著在繼電器的另一端子施加頻率為20KHZ-49KHZ的脈寬調(diào)制波形，波形的幅值為50V-120V，以保證繼電器的吸合和吸合后所要求的維持吸合功率；(3)當(dāng)加在繼電器該端的波形長時(shí)間為“高電平”時(shí)，繼電器斷開。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種驅(qū)動(dòng)繼電器通斷的方法，其步驟如下(1)在繼電器的一端施加0.5秒至1秒的高電平，使驅(qū)動(dòng)電壓逐步上升，達(dá)到50V－120V的電壓，當(dāng)達(dá)到繼電器要求的吸合電壓時(shí)(2)緊接著給頻率為20KHZ－49KHZ的脈寬調(diào)制波形以保證繼電器的吸合及吸合后所要求的維持吸合功率；(3)當(dāng)加在繼電器一端的波形長時(shí)間為“高電平”時(shí)，繼電器斷開。由于本發(fā)明是利用脈寬調(diào)制方式驅(qū)動(dòng)繼電器的通斷，解決了習(xí)用的直流方式驅(qū)動(dòng)繼電器通斷帶來的損耗大、難以吸合、通用性差等諸多問題，具有耗電小、動(dòng)作可靠、繼電器吸合容易、通用性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01H47/00GK101022062SQ20061003370
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2006年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月16日
發(fā)明者刑建力, 楊叔仲, 魏肅, 陳昕昊, 柴智, 劉雙春 申請(qǐng)人:刑建力, 楊叔仲, 魏肅, 陳昕昊, 柴智, 劉雙春