继电器触点的保护电路和继电器电路论文和设计-梁毅

全文摘要

本实用新型公开了一种继电器触点的保护电路和继电器电路，属于继电器技术领域，该保护电路包括：依次电连接的微分电路、倒相电路和电子开关；微分电路，用于对继电器的驱动信号进行微分运算，得到两个极性相反的脉冲；倒相电路，用于将两个极性相反的脉冲转换成极性相同的脉冲；电子开关，用于在继电器触点的吸合过程和断开过程中在所述两个极性相同的脉冲驱动下接通，以使继电器触点被短路。基于上述保护电路，通过在继电器触点的两端并联电子开关，在继电器触点切换的过程中电子开关接通，以使继电器触点被短路，进而可防止继电器触点在切换过程中产生电弧，避免出现继电器触点烧蚀的情况，从而延长继电器触点的使用寿命。

主设计要求

1.一种继电器触点的保护电路，其特征在于，所述保护电路包括：依次电连接的微分电路、倒相电路和电子开关；所述微分电路，用于对所述继电器的驱动信号进行微分运算，得到两个极性相反的脉冲；所述倒相电路，用于将所述两个极性相反的脉冲转换成两个极性相同的脉冲；所述电子开关，用于在继电器触点的吸合过程和断开过程中在所述两个极性相同的脉冲驱动下接通，以使所述继电器触点被短路。

设计方案

1.一种继电器触点的保护电路，其特征在于，所述保护电路包括：依次电连接的微分电路、倒相电路和电子开关；

所述微分电路，用于对所述继电器的驱动信号进行微分运算，得到两个极性相反的脉冲；

所述倒相电路，用于将所述两个极性相反的脉冲转换成两个极性相同的脉冲；

所述电子开关，用于在继电器触点的吸合过程和断开过程中在所述两个极性相同的脉冲驱动下接通，以使所述继电器触点被短路。

2.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述微分电路包括电容和电阻；所述电容的第一端连接所述继电器，所述电容的第二端连接所述电阻的第一端，所述电阻的第二端接地，所述电容的第二端和所述电阻的第一端连接所述倒相电路的输入端。

3.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述倒相电路包括整流桥；所述整流桥的第一端和第三端分别连接所述微分电路的输出端，所述整流桥的第二端和第四端分别连接所述电子开关的输入端。

4.如权利要求1所述的保护电路，其特征在于，所述电子开关包括光电耦合器；所述光电耦合器包含发光二极管和光敏三极管；所述发光二极管连接所述倒相电路的输出端，所述光敏三极管的集电极连接所述继电器触点的第一端，所述光敏三极管的发射极连接所述继电器触点的第二端。

5.如权利要求2所述的保护电路，其特征在于，所述倒相电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第一二极管至第四二极管构成整流桥，所述整流桥的第一端连接所述电容的第二端，所述整流桥的第三端接地，所述整流桥的第二端和第四端分别连接所述电子开关的输入端。

6.如权利要求3或5所述的保护电路，其特征在于，所述电子开关包括光电耦合器，所述光电耦合器包含发光二极管和光敏三极管，所述发光二极管的正极连接所述整流桥的第四端，所述发光二极管的负极连接所述整流桥的第二端，所述光敏三极管的集电极连接所述继电器触点的第一端，所述光敏三极管的发射极连接所述继电器触点的第二端。

7.一种继电器电路，包括权利要求1至6中任一项所述的保护电路、继电器和开关管，其特征在于，所述继电器电路包括继电器和开关管，继电器包含线圈和常开触点，所述常开触点的两端分别与负载、电源相连，所述线圈的第一端接高电平端，所述线圈的第二端连接所述开关管的第一端，所述开关管的第二端连接所述微分电路的输入端，所述开关管的第三端接地。

8.如权利要求7所述的继电器电路，其特征在于，所述开关管包括三极管或场效应晶体管。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及继电器技术领域，尤其涉及一种继电器触点的保护电路和继电器电路。

背景技术

继电器触点有吸合和断开两种状态，由断开状态向吸合状态的转换过程称为吸合过程，由吸合状态向断开状态的转换过程称为断开过程，目前，继电器触点在吸合和断开的过程中会产生电弧，电弧对继电器触点有烧蚀作用，会引发继电器触点故障，缩短继电器触点寿命。

为了解决上述问题，现有采取主流方法是在继电器触点的两端之间接入一个电弧吸收网络，将已经产生的电弧尽可能地吸收掉一部分，以减少对继电器触点的损伤。但是从本质上讲，该方法是不能够防止继电器触点产生电弧，只是吸收部分的电弧，其保护的效果有限。

实用新型内容

本实用新型提供一种继电器触点的保护电路，以解决现有技术不能够防止继电器触点产生电弧的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的：

第一方面，提供了一种继电器触点的保护电路，所述保护电路包括：依次电连接的微分电路、倒相电路和电子开关；

所述微分电路，用于对所述继电器的驱动信号进行微分运算，得到两个极性相反的脉冲；

所述倒相电路，用于将所述两个极性相反的脉冲转换成两个极性相同的脉冲；

所述电子开关，用于在继电器触点的吸合过程和断开过程中在所述两个极性相同的脉冲驱动下接通，以使所述继电器触点被短路。

可选的，所述微分电路包括电容和电阻；所述电容的第一端连接所述继电器，所述电容的第二端连接所述电阻的第一端，所述电阻的第二端接地，所述电容的第二端和所述电阻的第一端连接所述倒相电路的输入端。

可选的，所述倒相电路包括整流桥；所述整流桥的第一端和第三端分别连接所述微分电路的输出端，所述整流桥的第二端和第四端分别连接所述电子开关的输入端。

可选的，所述电子开关包括光电耦合器；所述光电耦合器包含发光二极管和光敏三极管；所述发光二极管连接所述倒相电路的输出端，所述光敏三极管的集电极连接所述继电器触点的第一端，所述光敏三极管的发射极连接所述继电器触点的第二端。

可选的，所述倒相电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，所述第一二极管至第四二极管构成整流桥，所述整流桥的第一端连接所述电容的第二端，所述整流桥的第三端接地，所述整流桥的第二端和第四端分别连接所述电子开关的输入端。

可选的，所述电子开关包括光电耦合器，所述光电耦合器包含发光二极管和光敏三极管，所述发光二极管的正极连接所述整流桥的第四端，所述发光二极管的负极连接所述整流桥的第二端，所述光敏三极管的集电极连接所述继电器触点的第一端，所述光敏三极管的发射极连接所述继电器触点的第二端。

第二方面，提供了一种继电器电路，包括第一方面中任一项所述的保护电路、继电器和开关管，所述继电器电路包括继电器和开关管，继电器包含线圈和常开触点，所述常开触点的两端分别与负载、电源相连，所述线圈的第一端接高电平端，所述线圈的第二端连接所述开关管的第一端，所述开关管的第二端连接所述微分电路的输入端，所述开关管的第三端接地。

可选的，所述开关管包括三极管或场效应晶体管。

在本实用新型实施例中，基于在继电器触点的两端并联电子开关，在继电器触点切换的过程中电子开关接通，以使继电器触点被短路，进而可防止继电器触点在切换过程中产生电弧，避免出现继电器触点烧蚀的情况，从而延长继电器触点的使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型的实施例一的保护电路的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例一的保护电路的波形示意图；

图3是本实用新型的实施例一的保护电路的电路示意图；

图4是本实用新型的实施例二的继电器电路与电源、负载的电路示意图；

图例:1-微分电路，2-倒相电路，3-电子开关，4-继电器电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为了解决现有技术不能够防止继电器触点产生电弧的问题，本发明提供了一种继电器触点的保护电路，如图1所示，该保护电路包括：依次电连接的微分电路1、倒相电路2和电子开关3；

微分电路1，用于对继电器的驱动信号进行微分运算，得到两个极性相反的脉冲；

倒相电路2，用于将两个极性相反的脉冲转换成两个极性相同的脉冲；

电子开关3，用于在继电器触点的吸合过程和断开过程中在两个极性相同的脉冲驱动下接通，以使继电器触点被短路。

上述保护电路工作原理：微分电路1对继电器的驱动信号进行微分运算，得到两个极性相反的脉冲P1和脉冲P2，并将脉冲P1和脉冲P2传输至倒相电路2，基于只有脉冲P1和脉冲P2为正极性脉冲，才能驱动电子开关3接通，因此倒相电路2将脉冲P2的正极性转换成负极性，电子开关3在脉冲P1和脉冲P2的驱动下，在继电器触点切换过程中电子开关接通，以使继电器触点被短路，此时继电器触点的两端电压接近于0V，进而起到防止继电器触点在切换过程中产生电弧的作用，避免出现继电器触点烧蚀而缩短其使用寿命的情况。

更具体地说，如图2所示，在A处，方波表示继电器的驱动信号，在B 处，微分电路1对驱动信号进行处理，得到两个极性相反的脉冲P1和脉冲P2，脉冲P1为正极性脉冲，在时间上对应继电器触点的吸合过程；脉冲P2为负极性脉冲，在时间上对应继电器触点的断开过程；在C处，倒相电路2用于改变脉冲P2的极性，此时脉冲P1和脉冲P2都为正极性脉冲；在D处，电子开关接通后，此时继电器触点的两端在切换过程中电压接近0V。

可选的，微分电路1有多种选择方式，为了节约成本，本实施例选择最简单的微分电路1，如图3所示，微分电路1包括电容C1和电阻R1；电容C1 的第一端连接继电器，电容C1的第二端连接电阻R1的第一端，电阻R1的第二端接地，电容C1的第二端和电阻R1的第一端连接倒相电路2的输入端。

基于电阻R1与电容C1串联，可产生时间常数R*C，根据上述可知，微分电路对驱动信号进行处理，产生极性相反的脉冲P1和脉冲P2，该脉冲P1 和脉冲P2波形宽度与R*C有关，R*C越小，脉冲P1和脉冲P2波形越尖，反之则宽。此微分电路的R*C必须少于驱动信号波形的宽度，否则就失去了波形变换的作用。

另外，微分电路1也可以由电阻R和电感L组成，还可以由电阻R、电容C和运算放大器构成较复杂的微分电路，但实际应用较少。

可选的，倒相电路2也有多种选择方式，本实施例采用最常用的倒相电路，倒相电路2包括整流桥；整流桥的第一端和第三端分别连接微分电路1的输出端，整流桥的第二端和第四端分别连接电子开关3的输入端。

基于只有两个正脉冲才能驱动电子开关，使电子开关接通，因此在微分电路与电子开关之间设有倒相电路，更具体地说，在微分电路与电子开关设有整流桥，整流桥用于将脉冲P2的正极性转换成负极性。

更具体地说，如图3所示，倒相电路2包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，第一二极管至第四二极管构成整流桥BR，整流桥BR 的第一端连接电容的第二端，整流桥BR的第三端接地，整流桥BR的第二端和第四端分别连接电子开关3的输入端。其中，第一端是图3中标号为1的一端，第二端是图3中标号为2的一端，第三端是图3中标号为3的一端，第四端是图3中标号为4的一端。

在本实施例中，进一步地限定倒相电路，根据上述可知，倒相电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管，由第一二极管至第四二极管构成整流桥BR，整流桥BR与上述整流桥工作原理相同，此处不再赘述。

可选的，如图3所示，电子开关3也有很多选择方式，在本实施例中，选择最典型的电子开关，其中，电子开关3包括光电耦合器OPT；光电耦合器 OPT包含发光二极管和光敏三极管；发光二极管连接倒相电路2的输出端，光敏三极管的集电极连接继电器触点的第一端，光敏三极管的发射极连接继电器触点的第二端。

在本实施例中，光电耦合器OPT起到开关作用，其工作原理：在脉冲P1 和脉冲P2的驱动下，发光二极管因流过导通电流后开发光，光敏三极管受到光照后导通，即光电耦合器OPT接通，以使继电器触点被短路，进而防止继电器触点切换过程中产生电弧，延长继电器触点的使用寿命。

更具体地说，如图3所示，电子开关3包括光电耦合器，光电耦合器包含发光二极管和光敏三极管，发光二极管的正极连接整流桥的第四端，发光二极管的负极连接整流桥的第二端，光敏三极管的集电极连接继电器触点的第一端，光敏三极管的发射极连接继电器触点的第二端。

另外，该光电耦合器与上述光电耦合器的连接方式不同，但工作原理相同，此处不在赘述。

实施例二

第二方面，提供了一种继电器电路，包括实施一中任一项所述的保护电路、继电器和开关管，如图4所示，继电器电路包括继电器K和开关管Q1，继电器K包含线圈和常开触点，常开触点的两端分别与负载RL、电源BT相连，线圈的第一端接高电平VCC端，线圈的第二端连接开关管Q1的第一端，开关管Q1的第二端连接微分电路1的输入端，开关管Q1的第三端接地，在常开触点与负载RL之间连接实施例一的电子开关3中光敏三极管的集电极，在常开触点与电源BT之间连接实施例一的电子开关3中光敏三极管的发射极。

继电器电路工作原理：基于开关管Q1属于NPN型三极管，当向开关管 Q1输入高电平，则开关管Q1导通，继电器K得电，常开触点吸合，常开触点与负载RL、电源BT形成闭合回路，当向开关管Q1输入低电平，则开关管 Q1截止，继电器K不得电，常开触点断开，基于在继电器并联有电子开关3，在常开触点的吸合或断开过程中电子开关3接通，以使继电器触点短路，进而防止常开触点在吸合或断开过程中产生电弧，避免出现继电器触点烧灼的情况，延长继电器触点的使用寿命。

可选的，开关管包括三极管或场效应晶体管。

在本实施例中，开关管有很多只种类型，通常情况下，开关管包括三极管、场效应晶体管绝缘栅双极型晶体管或其他电力电子开关管，如图4所示，本实施例中开关管为三极管。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

设计图

继电器触点的保护电路和继电器电路论文和设计

继电器触点的保护电路和继电器电路论文和设计-梁毅

全文摘要

主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

相关信息详情

猜你喜欢