專利名稱：繼電器驅(qū)動電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種驅(qū)動電路，尤其是低成本、低功耗的繼電器驅(qū)動電路。
背景技術：
電熨斗是許多家庭所必備的小家電。人們對電熨斗的功能需求朝著安全可靠方向發(fā)展。目前安全型電熨斗控制器借助一個傳感器，可以感知電熨斗的放置姿態(tài)。進一步，根據(jù)該狀態(tài)進行不同的安全控制。例如，水平放置超過30秒或豎直放置超過8/15分鐘自動關閉加熱操作，從而有效避免人為因素造成火災等其它損失，體現(xiàn)了安全控制的思想。由于電熨斗控制的功率較大，所以不得不采用繼電器控制負載。另外，由于通常控制機板裝入手柄中，且很多還會用環(huán)氧樹脂等防水材料包封起來，要求控制機板不要有發(fā)熱元件，而傳統(tǒng)繼電器的驅(qū)動方案采用電平驅(qū)動，供電電路必然復雜，損耗較大，最終轉(zhuǎn)換為熱量釋放出來，無法克服手柄發(fā)熱問題。低功耗方式驅(qū)動繼電器的思想由此而生。
從具體實現(xiàn)來說，繼電器驅(qū)動分為高壓和低壓兩種方案。下面作一個簡單的對比介紹仍以電熨斗為例，在傳統(tǒng)電熨斗的低壓方案中，請參見圖1，由于采用電平驅(qū)動繼電器，繼電器控制線圈需要較大電流，必須采用復雜的電容降壓(C1)和整流橋(D1～D4)供電電路；另外因為控制板裝在手柄，空間相對狹小，所以手柄會有發(fā)熱問題，同時電路復雜性決定了電熨斗的手柄尺寸不能太小，因而制約了產(chǎn)品小型化靈活性。而圖2所示的傳統(tǒng)高壓方案中的控制芯片必須承受高壓。意味著控制芯片一定要采用高壓工藝，但由于高壓工藝本身的復雜性，它的制造成本勢必很昂貴。發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實用新型提出一種繼電器驅(qū)動電路，只需消耗很小的電流，供電電路可以極為簡單，只需電阻降壓(R1)半波整流(D1)，從而使得控制板輕松裝入手柄，且不必擔心發(fā)熱問題，傳統(tǒng)低壓方案中中面臨的問題在此迎刃而接，所以該方案應該是未來的發(fā)展方向。

發(fā)明內(nèi)容
為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型采用的技術方案為，繼電器驅(qū)動電路，包括整流濾波電路，其輸出端連接脈沖產(chǎn)生電路的輸入端，用于產(chǎn)生所述脈沖驅(qū)動電路所需的工作電壓；脈沖產(chǎn)生電路，用于提供脈沖驅(qū)動電路、限壓電路工作的驅(qū)動脈沖；脈沖驅(qū)動電路，其輸入端與所述脈沖產(chǎn)生電路的輸出端連接；限壓電路，與所述脈沖驅(qū)動電路并聯(lián)，所述脈沖驅(qū)動電路和限壓電路的輸出端連接到整流濾波電路的輸入端，用于限制所述整流濾波電路輸出的電壓值。
比較好的是，所述脈沖驅(qū)動電路由繼電器和第一三極管串聯(lián)組成。
比較好的是，所述驅(qū)動電路進一步包括繼電器的控制線圈與所述第一三極管的集電極端串聯(lián)組成。
比較好的是，所述限壓電路由放電負載組成。
比較好的是，所述限壓電路是穩(wěn)壓管。
比較好的是，所述限壓電路是穩(wěn)壓器。
本實用新型只需消耗很小的電流，供電電路可以極為簡單，只需電阻降壓(R1)半波整流(D1)，從而使得應用于電熨斗的控制板可輕松裝入手柄，且不必擔心發(fā)熱問題。


下面，參照附圖，對于熟悉本技術領域的人員而言，從對本實用新型的詳細描述中，本實用新型的上述和其他目的、特征和優(yōu)點將顯而易見。
圖1是傳統(tǒng)電熨斗采用低壓驅(qū)動繼電器電路的示意圖；圖2是電熨斗采用高壓驅(qū)動繼電器電路的示意圖；圖3是本實用新型的框圖；圖4是本實用新型的第一較佳實施例的示意圖；圖5是本實用新型的第二較佳實施例的示意圖；圖6是本實用新型的第三較佳實施例的示意圖；圖7是本實用新型應用于電熨斗的控制電路的框圖；圖8是本實用新型圖7的控制信號時序圖。
具體實施方式
繼電器有吸合電流、維持電流、釋放電流三個參數(shù)。用脈沖驅(qū)動基于繼電器有如下的特性，吸合電流大而維持電流較小。也就是說，吸合時，繼電器需要較大的吸合電流，而此后，只需較小的電流就能維持吸合狀態(tài)，低功耗的繼電器驅(qū)動就是利用繼電器的這個電流特性來實現(xiàn)的。
高壓方案吸合時先在較短時間內(nèi)用電平驅(qū)動保證吸合，而后轉(zhuǎn)為脈沖驅(qū)動可靠維持?？煽课虾?，驅(qū)動改為脈沖驅(qū)動的方式，這時只需維持足夠的電流就可以保證繼續(xù)吸合了。仍以上述繼電器24V/1.6Kohm為例，額定驅(qū)動電流為15mA，它的維持電流為10mA時已經(jīng)非?？煽?。
從上述分析可知，用25％占空比脈沖方式驅(qū)動繼電器系統(tǒng)總耗電即流過降壓電阻的等效電流約3mA，比傳統(tǒng)方案小的多。
附圖3所示為本實用新型的驅(qū)動電路的框圖，包括整流濾波電路10，該電路輸出端連接脈沖產(chǎn)生電路11的輸入端，脈沖產(chǎn)生電路11的輸出端連接并聯(lián)的脈沖驅(qū)動電路12和限壓電路13，脈沖驅(qū)動電路12和限壓電路13的輸出端連接到整流濾波電路10的輸入端。
圖4～6是在圖3基礎上具體的三種不同的繼電器驅(qū)動電路。其中，可以看出，三個實施例中的脈沖驅(qū)動電路均由繼電器S1和三極管Q1串聯(lián)組成，具體來說，是將繼電器S1的控制線圈串連在整流濾波電路的輸出端與三極管S1的集電極端組成了該脈沖驅(qū)動電路。由于借用外接電解電容C1供電，所以為了保證繼電器S1釋放時，電容C1上電壓不至于充得太高，采用三種不同方式處理去限制C1上的電壓，其中，圖4的限壓電路由放電負載41和三極管Q2的集電極串聯(lián)組成。圖5的限壓電路采用了一個穩(wěn)壓管VD1，圖6的限壓電路采用穩(wěn)壓器61或等效電路。
結合圖3、7，仍以電熨斗為例，介紹采用本實用新型的繼電器驅(qū)動電路的工作原理。220V交流電從圖3左邊的L、N端接入電熨斗的控制機板，經(jīng)過電阻R1、R2降壓，二極管D1整流，電容C1濾波后產(chǎn)生約70V左右的高壓直流電。電熨斗加熱時，繼電器S1在脈沖驅(qū)動下一直保持負載的供電，而當電熨斗長期處于靜止狀態(tài)，比如豎放超過8分鐘，平放超過30秒，這時電熨斗被當作停止使用對待，繼電器S1將停止驅(qū)動，結果繼電器S1釋放，負載斷開，電熨斗停止加熱，從而實現(xiàn)了安全控制。
另外，繼電器S1吸合時，電容C1上的電荷通過繼電器S1的控制線圈釋放，從而保證電容C1上的電壓不會充的很高，但停止驅(qū)動繼電器S1后，電荷無法通過繼電器S1的控制線圈釋放，就改為由電阻R3、三極管Q2、發(fā)光二極管LED放電，從而限制了電容C1上的電壓，由于電阻R3的等效放電負載41比繼電器S1的線圈小，所以電容C1上的電壓比70V高，大約在80V左石。
繼電器S1的脈沖驅(qū)動頻率較高，約為32KHz，驅(qū)動信號占空比為25％?？刂菩盘枙r序圖見圖8。
以下參見圖7，詳細介紹脈沖產(chǎn)生電路的具體工作原理。芯片內(nèi)置128Khz的RC振蕩器71，經(jīng)過四分頻電路72產(chǎn)生約32KHz占空比為25％的驅(qū)動信號A。以128Khz為高頻時鐘，交流50Hz為參考時鐘，數(shù)字鎖相環(huán)73可以產(chǎn)生精準的2Khz。在SW信號的觸發(fā)下，也就是當電熨斗發(fā)生狀態(tài)變化后，啟動7ms定時電路74產(chǎn)生7ms高電平信號B，同時啟動30s/8min定時電路75產(chǎn)生30s/8min高電平信號C。AB信號邏輯或后跟C相與再經(jīng)過繼電器驅(qū)動電路76后產(chǎn)生RELAYA信號。我們可以看到，RELAYA信號由三部分組成。A完成脈沖驅(qū)動，用于維持繼電器吸合；B信號為7ms高電平信號，用于可靠吸合繼電器；C信號為定時長度控制信號，用于實現(xiàn)不同的定時長度。定時到時，C的反相信號與A信號相與再經(jīng)過放電負載驅(qū)動電路77產(chǎn)生DISC信號。
比較圖2和圖3的兩種高壓方案，我們不難看出，相對于本實用新型的改進型高壓方案電路，本實用新型的高壓方案借助外圍的兩個非常便宜的高壓三極管2N5551，避開了芯片承受高壓的要求，降低了芯片設計開發(fā)的技術門檻，放寬了對芯片工藝的要求，芯片僅需用低成本的低壓工藝即可，從而使芯片成本相對于高壓工藝的大大降低。最終，百利通的改進型高壓方案展現(xiàn)了優(yōu)異的性價比，具有較高的經(jīng)濟價值。
此外，本申請采用脈沖驅(qū)動繼電器，大大減少了驅(qū)動功耗，電路中幾乎沒有發(fā)熱現(xiàn)象，解決了手柄發(fā)熱問題。
以上諸實施例僅供說明本實用新型之用，而非對本實用新型的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變化，因此所有等同的技術方案也應該屬于本實用新型的范疇應由各權利要求限定。
權利要求1.繼電器驅(qū)動電路，包括整流濾波電路，其輸出端連接脈沖產(chǎn)生電路的輸入端，用于產(chǎn)生所述脈沖產(chǎn)生電路所需的工作電壓；脈沖產(chǎn)生電路，用于提供脈沖驅(qū)動電路、壓電路工作的驅(qū)動脈沖；脈沖驅(qū)動電路，其輸入端與所述脈沖產(chǎn)生電路的輸出端連接；限壓電路，與所述脈沖驅(qū)動電路并聯(lián)，所述脈沖驅(qū)動電路和限壓電路的輸出端連接到整流濾波電路的輸入端，用于限制所述整流濾波電路輸出的電壓值。
2.根據(jù)權利要求1所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于，所述脈沖驅(qū)動電路由繼電器和第一三極管串聯(lián)組成。
3.根據(jù)權利要求2所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于，所述驅(qū)動電路進一步包括繼電器的控制線圈與所述第一三極管的集電極端串聯(lián)組成。
4.根據(jù)權利要求3所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于，所述限壓電路由放電負載組成。
5.根據(jù)權利要求3所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于，所述限壓電路是穩(wěn)壓管。
6.根據(jù)權利要求3所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于，所述限壓電路是穩(wěn)壓器。
專利摘要本實用新型公開了繼電器驅(qū)動電路，包括整流濾波電路，其輸出端連接脈沖產(chǎn)生電路的輸入端，用于產(chǎn)生所述脈沖產(chǎn)生電路所需的工作電壓；脈沖產(chǎn)生電路，用于提供脈沖驅(qū)動電路、限壓電路工作的驅(qū)動脈沖；脈沖驅(qū)動電路，其輸入端與所述脈沖產(chǎn)生電路的輸出端連接；限壓電路，與所述脈沖驅(qū)動電路并聯(lián)，所述脈沖驅(qū)動電路和限壓電路的輸出端連接到整流濾波電路的輸入端，用于限制所述整流濾波電路輸出的電壓值。本實用新型只需消耗很小的電流，供電電路可以極為簡單，只需電阻降壓(R1)半波整流(D1)，從而使得應用于電熨斗的控制板可輕松裝入手柄，且不必擔心發(fā)熱問題，傳統(tǒng)低壓方案中面臨的問題在此迎刃而解，所以該繼電器驅(qū)動方案應該是未來的發(fā)展方向。
文檔編號H01H47/22GK2886792SQ200520048330
公開日2007年4月4日 申請日期2005年12月30日 優(yōu)先權日2005年12月30日
發(fā)明者李建, 姚利, 鄭忠華, 黃德松, 婁冰, 戴忠偉, 宋群 申請人:百利通電子(上海)有限公司