專利名稱：小型高電壓電子繼電器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及繼電器技術領域，尤指一種采用高頻高壓脈沖電路驅(qū) 動的低電壓直流繼電器。
技術背景現(xiàn)有的繼電器控制電路模式是:主電路發(fā)出控制信號，經(jīng)驅(qū)動電路驅(qū)動 直流繼電器，繼電器的開關再控制負載的通斷。而驅(qū)動繼電器的直流電源需 要從交流電源經(jīng)變壓器或電容降壓、整流濾波及穩(wěn)壓后獲得，造成電路復雜， 零件多，占用線路板面積，及零件發(fā)熱等問題。而現(xiàn)有的高電壓繼電器大多 是交流繼電器，體積大，成本高，制約了使用范圍。 實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術中存在的缺陷，本實用新型提供一種低成本的小型高電 壓電子繼電器，該繼電器電路簡單、線路板占用的面積小,解決了零件發(fā)熱 等問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型技術方案為小型高電壓電子繼電器，主要包括 一交流電源輸入端、 一連接交流 電源輸入端的半波整流電路及一低電壓直流繼電器，其具有至少一個以上 降壓電阻，串聯(lián)后的降壓電阻與一整流二極管連接后接一濾波電容；所述的 低電壓直流繼電器的線圈兩端并聯(lián)有一高速二極管后連接有一脈沖驅(qū)動集 成電路；所述的脈沖驅(qū)動集成電路其與一外部降壓電阻串聯(lián)后得到工作電壓，至少一個端口接低電壓直流繼電器線圈一端，另具有一電壓輸出端口，該電壓輸出端口連接一第二濾波電容；該脈沖驅(qū)動集成電路其主要由 一內(nèi)部穩(wěn)壓上電延時復位電路、系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生電路、分頻/脈寬控制電路、 一高壓驅(qū)動電路、 一過壓保護電路、 一電壓/脈沖檢測電路及"與/或"邏 輯輸入選擇控制電路組成；內(nèi)部穩(wěn)壓上電延時復位電路連接外部降壓電阻，主要供給系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生 電路、分頻/脈寬控制電路、 一高壓驅(qū)動電路、 一過壓保護電路、 一電壓/ 脈沖檢測電路及"與/或"邏輯輸入選擇控制電路的穩(wěn)定電源及信號復位； 系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生電路連接內(nèi)部穩(wěn)壓上電延時復位電路及分頻/脈寬控制電 路，提供給內(nèi)部穩(wěn)壓上電延時復位電路及分頻/脈寬控制電路同步工作的信 號；分頻/脈寬控制電路連接高壓驅(qū)動電路，用于降低系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生電路提供 的同步工作信號脈沖的頻率及控制高壓驅(qū)動電路高壓脈沖的占空比； 過壓保護電路連接高壓驅(qū)動電路，防止輸出端口承受過高電壓損壞； 一電壓/脈沖檢測電路連接有"與/或"邏輯輸入選擇控制電路，通過電 壓輸入端口接受外部控制電路的電平信號及脈沖輸入轉(zhuǎn)換端口接受外部控 制電路的脈沖或交流信號來決定高壓驅(qū)動電路的開啟與關閉； "與/或"邏輯輸入選擇控制電路連接高壓驅(qū)動電路，依據(jù)"與/或"選 擇端口電平的高低來選擇是"與邏輯"關系或是"或邏輯"關系輸入；所 述的電壓輸入端口、脈沖輸入轉(zhuǎn)換端口及"與/或"選擇端口與外部控制電 路中的IC輸出的小電流信號相接。上述技術方案的有益之處在于 采用本實用新型的驅(qū)動方式后，繼電器需要從電源獲取的電流變得很 小，降壓電路變得很簡單，可以用小功率的降壓電阻降壓，解決了占用線路板面積大，及零件發(fā)熱等問題；還可以直接與控制電路中的IC輸出信號相接，特別適合用于對體積、成本有限制和安全性要求高而需要采用交流 或脈沖信號控制的電路中，如家用電熱、電動器具等。本實用新型繼電器 與現(xiàn)有的高壓交流繼電器相比，具有體積小，成本低的特點。

圖1為本實用新型工作原理圖；圖2為本實用新型脈沖驅(qū)動集成電路工作框圖；圖3本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖一；圖4為圖3之結(jié)構(gòu)封裝后剖視圖；圖5為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖二。
具體實施方式
現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例說明本實用新型。如圖1所示的小型高電壓電子繼電器，主要包括 一半波整流電路，該電路連接于一交流電源的高電壓輸入端口 51及一個公共端口端口 52， 其具有至少一個以上降壓電阻61、降壓電阻62，串聯(lián)后的降壓電阻61、 62與一整流二極管71及一濾波電容81串聯(lián)，經(jīng)降壓電阻61、 62降壓，整 流二極管71半波整流，濾波電容81濾波后其兩端得到直流電壓， 一降壓電 阻63將此電壓送至一脈沖驅(qū)動集成電路9， 一低電壓直流繼電器10線圈兩端并聯(lián)有一高速二極管72，與一脈沖驅(qū)動集成電路9至少一個端口相 接。如圖2所示的脈沖驅(qū)動集成電路9主要由一內(nèi)部穩(wěn)壓上電延時復位電 路91、系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生電路92、分頻/脈寬控制電路93、 一高壓驅(qū)動電路94、 一過壓保護電路95、 一電壓/脈沖檢測電路101及"與/或"邏輯輸入選擇 控制電路102組成；內(nèi)部穩(wěn)壓上電延時復位電路91:連接外部降壓電阻63，主要供給系統(tǒng)時鐘 產(chǎn)生電路92、分頻/脈寬控制電路93、 一高壓驅(qū)動電路94、 一過壓保護電 路95、 一電壓/脈沖檢測電路101及"與/或"邏輯輸入選擇控制電路102 的穩(wěn)定電源及信號復位；系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生電路92:連接內(nèi)部穩(wěn)壓上電延時復位電路91及分頻/脈寬控 制電路93，提供同步工作的信號給內(nèi)部穩(wěn)壓上電延時復位電路91及分頻/ 脈寬控制電路93;分頻/脈寬控制電路93:連接高壓驅(qū)動電路94，分頻電路將系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生 電路提供的同步工作信號的頻率大幅度降低，達到最適合驅(qū)動控制低電壓 直流繼電器10的頻率，如達到35KHz，脈寬控制電路則將高壓脈沖的占空 比調(diào)整到如75%，達到從外部電源獲取電流最小、發(fā)熱量較小、低電壓直 流繼電器10有足夠可吸合力量的目的；過壓保護電路95:連接高壓驅(qū)動電路94，防止高壓驅(qū)動電路94的輸出端 口承受過高電壓損壞。本脈沖驅(qū)動集成電路9還包括一電壓/脈沖檢測電路101:經(jīng)"與/或"邏輯輸入選擇控制電路102連接高壓驅(qū)動電路94,電壓輸入端口 97是接 受到外部控制電路的電平信號來決定高壓驅(qū)動電路94的開啟與關閉，脈沖 輸入轉(zhuǎn)換端口 96則是接受到外部控制電路的脈沖或交流信號來決定高壓 驅(qū)動電路94的開啟與關閉，這個端口主要是配合單片機使用，防止在單片 機出現(xiàn)死機時輸出固定電平而使低電壓直流繼電器10 —直接通負載產(chǎn)生 危險。這兩個端口可以由"與/或"選擇端口 98來選擇是"與邏輯"關系 或是"或邏輯"關系輸入。所述的電壓輸入端口 97、脈沖輸入轉(zhuǎn)換端口 96 及"與/或"選擇端口 98還可以與外部控制電路中的IC輸出的小電流信號 相接。達到既可以是脈沖輸入轉(zhuǎn)換端口 96、電壓輸入端口 97兩路信號同 時都有輸入，低電壓直流繼電器10才接通的安全模式，也可以只要其中一 路信號有輸入，低電壓直流繼電器10就接通的普通模式。例如:如上所述的普通模式下，低電壓直流繼電器10需要接通時，電壓 輸入端口 97有高電平輸入，則脈沖驅(qū)動集成電路9的高壓驅(qū)動電路94 OUT 端口輸出一定占空比(如75%)和頻率(如35KHz)的脈沖信號到低電壓直 流繼電器10的線圈，降壓電阻61、 62的阻值將決定施加到低電壓直流繼 電器10線圈兩端的電壓，也同時決定了本實用新型小型高電壓電子繼電器 的交流電源使用電壓(如120VAC或220VAC)。在脈沖信號的低電平期間， 驅(qū)動電流從濾波電容81正極、經(jīng)低電壓直流繼電器10線圈、脈沖驅(qū)動集 成電路9通過到達負極。由于線圈有一定的電感量，會產(chǎn)生磁場并蓄能； 在脈沖信號的高電平期間，驅(qū)動電流被脈沖驅(qū)動集成電路9阻斷，由于電 磁感應的原理，線圈兩端將產(chǎn)生反電勢，蓄積磁場變化產(chǎn)生的反向電流將通過高速二極管72再回流到線圈。依據(jù)線圈電感量的不同，調(diào)整適當?shù)拿} 沖頻率與占空比，使線圈一直有電流通過而又不需要從電源持續(xù)獲取電流。 流過線圈電流產(chǎn)生的磁場吸引力大于低電壓直流繼電器10開關動作的機 械彈力時，就會使開關107接通而達到接通負載目的。 一大電流輸入端口 106、 一大電流輸出端口 108連接于該低電壓直流繼電器10的開關107兩 端，控制負載電流的通斷。經(jīng)濾波電容81濾波后得到的直流電壓經(jīng)降壓電阻63送入脈沖驅(qū)動集 成電路9的內(nèi)部穩(wěn)壓電路，經(jīng)內(nèi)部穩(wěn)壓后的電壓除供給脈沖驅(qū)動集成電路 9各功能電路使用外，還可以由脈沖驅(qū)動集成電路9具有的電壓輸出端口 99經(jīng)一第二濾波電容82送出給外部小電流電路使用。在實際運用中，本實用新型小型高電壓電子繼電器的具體結(jié)構(gòu)可采用 但不局限于以下四種結(jié)構(gòu)①所述的降壓電阻、整流二極管、低電壓直流 繼電器、高速二極管、濾波電容、第二濾波電容及脈沖驅(qū)動集成電路均固 定于一線路板上并采用硅橡膠或環(huán)氧樹脂膠封裝于一殼體內(nèi)；②如圖3所 示:所述的降壓電阻、二極管ll、電壓直流繼電器10及脈沖驅(qū)動集成電路 12固定于一線路板1上，該電路板安裝于低電壓直流繼電器10底部，濾 波電容13固定于該線路板1并置于所述的低電壓直流繼電器10外殼側(cè)部； 還可以如圖5所示將該線路板1固定于低電壓直流繼電器10的側(cè)面?！?如圖4所示:所述的線路板1及濾波電容13采用硅橡膠或環(huán)氧樹脂4膠封 裝于一外殼體2中。所述的線路板1除如上所示的設置于低電壓直流繼電 器10的底部外，④所述的降壓電阻、整流二極管、高速二極管、濾波電容、第二濾波電容及脈沖驅(qū)動集成電路固定于一線路板，所述的低電壓直流繼 電器并不固定于該線路板上而是將其線圈引線連接該線路板。解決了如在 家用電熱、電動器具中對繼電器體積、成本和安全性之間的矛盾。綜上所述是本實用新型的運用技術原理及具體實施方式
，任何基于本 實用新型技術方案的等效變換，均屬于本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、小型高電壓電子繼電器，主要包括一交流電源輸入端；一半波整流電路連接交流電源輸入端及一低電壓直流繼電器，其具有至少一個以上降壓電阻，串聯(lián)后的降壓電阻與一整流二極管連接后接一濾波電容；其特征在于所述的低電壓直流繼電器的線圈兩端并聯(lián)有一高速二極管后連接有一脈沖驅(qū)動集成電路；所述的脈沖驅(qū)動集成電路其與一外部降壓電阻串聯(lián)后得到工作電壓，至少一個端口接低電壓直流繼電器線圈一端，另具有一電壓輸出端口，該電壓輸出端口連接一第二濾波電容；該脈沖驅(qū)動集成電路其主要由一內(nèi)部穩(wěn)壓上電延時復位電路、系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生電路、分頻/脈寬控制電路、一高壓驅(qū)動電路、一過壓保護電路、一電壓/脈沖檢測電路及“與/或”邏輯輸入選擇控制電路組成；內(nèi)部穩(wěn)壓上電延時復位電路連接外部降壓電阻，主要供給系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生電路、分頻/脈寬控制電路、一高壓驅(qū)動電路、一過壓保護電路、一電壓/脈沖檢測電路及“與/或”邏輯輸入選擇控制電路的穩(wěn)定電源及信號復位；系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生電路連接內(nèi)部穩(wěn)壓上電延時復位電路及分頻/脈寬控制電路，提供給內(nèi)部穩(wěn)壓上電延時復位電路及分頻/脈寬控制電路同步工作的信號；分頻/脈寬控制電路連接高壓驅(qū)動電路，用于降低系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生電路提供的同步工作信號脈沖的頻率及控制高壓驅(qū)動電路高壓脈沖的占空比；過壓保護電路連接高壓驅(qū)動電路，防止輸出端口承受過高電壓損壞；一電壓/脈沖檢測電路連接有“與/或”邏輯輸入選擇控制電路，通過電壓輸入端口接受外部控制電路的電平信號及脈沖輸入轉(zhuǎn)換端口接受外部控制電路的脈沖或交流信號來決定高壓驅(qū)動電路的開啟與關閉；“與/或”邏輯輸入選擇控制電路連接高壓驅(qū)動電路，依據(jù)“與/或”選擇端口電平的高低來選擇是“與邏輯”關系或是“或邏輯”關系輸入；所述的電壓輸入端口、脈沖輸入轉(zhuǎn)換端口及“與/或”選擇端口與外部控制電路中的IC輸出的小電流信號相接。
2、 如權(quán)利要求l所述的小型高電壓電子繼電器，其特征在于所述的降壓 電阻、整流二極管、低電壓直流繼電器、高速二極管及脈沖驅(qū)動集成電路 固定于一線路板，該電路板安裝于低電壓直流繼電器底部，濾波電容及第 二濾波電容亦固定于該線路板并置于所述的低電壓直流繼電器外殼側(cè)部。
3、 如權(quán)利要求2所述的小型高電壓電子繼電器，其特征在于所述的線路 板、濾波電容與第二濾波電容被封裝于一外殼體中。
4、 如權(quán)利要求l所述的小型高電壓電子繼電器，其特征在于所述的降壓 電阻、整流二極管、高速二極管、低電壓直流繼電器、濾波電容、第二濾 波電容及脈沖驅(qū)動集成電路固定于一線路板并被封裝于一殼體內(nèi)。
5、 如權(quán)利要求l所述的小型高電壓電子繼電器，其特征在于所述的降壓 電阻、整流二極管、高速二極管、濾波電容、第二濾波電容及脈沖驅(qū)動集 成電路固定于一線路板，所述的低電壓直流繼電器線圈通過引線連接該線路板。
6、如權(quán)利要求l、 2、 3、 4或5所述的小型高電壓電子繼電器，其特征在于所述的小型高電壓電子繼電器至少具有一大電流輸入端口、 一大電流輸出端口、 一個高電壓輸入端口、 一低電壓輸入端口、 一個公共端口，所 述的一個高電壓輸入端口與一個公共端口，為該小型高電壓電子繼電器提供交流電源； 一低電壓輸入端口接受外部控制電路的電平信號、脈沖或交 流信號來決定高壓驅(qū)動電路的開啟與關閉； 一大電流輸入端口、 一大電流 輸出端口連接于該小型高電壓電子繼電器開關兩端，控制負載電流的通斷。
專利摘要本實用新型公開了一種小型高電壓電子繼電器，主要包括一連接于一交流電源輸入端口的半波整流電路，其具有至少一個降壓電阻或兩個以上串聯(lián)后的降壓電阻與一整流二極管連接后接一濾波電容，經(jīng)降壓、整流，濾波電容濾波后其兩端得到直流電壓。一低電壓直流繼電器線圈兩端并聯(lián)有一高速二極管，受控于一脈沖驅(qū)動集成電路。采用上述驅(qū)動方式后，繼電器線圈需要從電源獲取的電流變得很小，降壓電路變得很簡單，可以用小功率的降壓電阻降壓，解決了占用線路板面積大，及零件發(fā)熱等問題；還可以直接與控制電路中的IC輸出信號相接，特別適合用于對體積、成本有限制和安全性要求高而需要采用交流或脈沖信號控制的電路中。
文檔編號H01H47/02GK201084651SQ200720008028
公開日2008年7月9日 申請日期2007年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月21日
發(fā)明者欽麗英 申請人:欽麗英