專利名稱：繼電器驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于驅(qū)動(dòng)電磁繼電器的繼電器驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
作為燃燒爐的安全繼電器，電磁繼電器比半導(dǎo)體繼電器使用得更多。這是因?yàn)椋c半導(dǎo)體繼電器的高速應(yīng)答、長(zhǎng)壽命的特征相比，更加重視電磁繼電器的抗噪聲性、耐環(huán)境性的特征。在現(xiàn)有技術(shù)中，使用如圖5、圖6所示的、采用電容的電路作為較安全地驅(qū)動(dòng)電磁繼電器的電路(例如，參照專利文獻(xiàn)1。)。在圖5所示的電路中，僅在微型計(jì)算機(jī)所供給的脈沖信號(hào)被供給的期間，繼電器閉合。即、脈沖信號(hào)變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，通過(guò)晶體管Ql處于導(dǎo)通的狀態(tài)、電容C2，C1中流通電流， 使晶體管Q2的基極和發(fā)射極間的電壓超過(guò)規(guī)定的值、晶體管Q2處于導(dǎo)通的狀態(tài)并對(duì)繼電器的線圈施加直流電流。該脈沖信號(hào)變?yōu)榈碗娖綍r(shí)，晶體管Ql處于斷開(kāi)的狀態(tài)，在電容Cl 放電的同時(shí)，電容C2在發(fā)射極和基極之間放電，通過(guò)該放電電荷使晶體管Q2繼續(xù)導(dǎo)通的狀態(tài)。然后，為了在晶體管Q2變?yōu)閿嚅_(kāi)狀態(tài)之前將脈沖信號(hào)反轉(zhuǎn)為高電平，控制脈沖信號(hào)使其以一定的周期交替處于高電平和低電平，使維持晶體管Q2處于一直導(dǎo)通的狀態(tài)，對(duì)繼電器的線圈施加直流電流。即使在圖6所示的電路中，繼電器能夠僅在供給脈沖信號(hào)的期間閉合。在圖6所示的電路中，從圖的右側(cè)供給電源Vcc，且連接有使圖中左端的晶體管Q3、Q4中的任意一個(gè)動(dòng)作的控制部(未圖示)。該控制部由例如晶體管、個(gè)人計(jì)算機(jī)或者具有類(lèi)似功能的驅(qū)動(dòng)器等構(gòu)成，通過(guò)將控制部和與圖6所示的電路的觸點(diǎn)電壓在高電平或者低電平之間切換， 能夠使得晶體管Q3、Q4在導(dǎo)通、斷開(kāi)之間切換。即，通過(guò)間歇性的切換控制部的高電平、低電平，使得在圖6的電路中能夠產(chǎn)生高電平、低電平的脈沖信號(hào)。這里，若脈沖信號(hào)變?yōu)楦唠娖?，則晶體管Q3為導(dǎo)通狀態(tài)，通過(guò)觸點(diǎn)a、電阻R7的電流經(jīng)過(guò)晶體管Q3到達(dá)觸點(diǎn)c，并經(jīng)過(guò)二極管D2、觸點(diǎn)d、電容器C3以及電阻R8，最終到達(dá)觸點(diǎn)e。由此，電容器C3被充電。若脈沖信號(hào)變?yōu)榈碗娖?，則晶體管Q3為斷開(kāi)狀態(tài)，而晶體管Q4為導(dǎo)通狀態(tài)。于是，電容器C3 放電，且該電流經(jīng)過(guò)觸點(diǎn)d、二極管D3到達(dá)觸點(diǎn)f，通過(guò)電容器C4、電阻R9和繼電器之后， 經(jīng)過(guò)觸點(diǎn)c到達(dá)晶體管Q4。由此，電容器C4以及繼電器被供給電流，因此，電容器C4被充電，繼電器處于閉合的狀態(tài)。若脈沖信號(hào)再次變?yōu)楦唠娖?，則如上述那樣電容器C3被充電， 且電容器C4放電。來(lái)自該電容器C4的電流經(jīng)過(guò)觸點(diǎn)f、繼電器、電阻9向電容器C4流動(dòng)。 由此，繼電器被供給電流，因此，繼電器為閉合的狀態(tài)。這樣，脈沖信號(hào)以一定的周期在高電平和低電平之間反復(fù)的期間，電容器C3、C4交替進(jìn)行充電、放電，繼電器被持續(xù)供給直流電流，從而繼電器維持閉合的狀態(tài)。這些電路的特征在于，即使該電路所包含的任一器件發(fā)生故障時(shí)都可以避免繼電器處于斷開(kāi)狀態(tài)這一危險(xiǎn)情況的發(fā)生。例如，為了使繼電器處于閉合的狀態(tài)，需要從微機(jī)供給連續(xù)的脈沖，如果微機(jī)的故障導(dǎo)致不能供給脈沖，則繼電器就會(huì)斷開(kāi)。另外，設(shè)計(jì)為除此以外的器件發(fā)生故障時(shí)，繼電器也必然斷開(kāi)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1日本特開(kāi)平08-145355號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題但是，在圖6所示的電路中，作為繼電器的驅(qū)動(dòng)電源僅使用存儲(chǔ)于電容的電力，因此繼電器的端子間的電壓的脈動(dòng)成分較大，難以滿足繼電器的允許脈動(dòng)電壓的規(guī)格，有時(shí)使得動(dòng)作不穩(wěn)定。又，在圖5所示的電路中，在使晶體管Q2導(dǎo)通時(shí)，還需要對(duì)電容Cl、C2供給電力， 因此，除了向電磁繼電器供給的供給電力之外，還需要剩余的電力，其結(jié)果是產(chǎn)生電力效率 (輸出電力與輸入電力的比)較低的問(wèn)題。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的動(dòng)作的繼電器驅(qū)動(dòng)電路。解決問(wèn)題的技術(shù)手段為了解決上述的問(wèn)題，本發(fā)明的繼電器驅(qū)動(dòng)電路包括變壓器；連接于該變壓器的初級(jí)線圈的直流電源；調(diào)制電路，其基于來(lái)自外部的控制信號(hào)，調(diào)制從該直流電源向變壓器的初級(jí)線圈供給的電力；供給電路，其將變壓器的次級(jí)線圈的端子間所感應(yīng)的電力供給到具有機(jī)械接點(diǎn)的電磁繼電器。在上述繼電器驅(qū)動(dòng)電路中，調(diào)制電路也可以包括與變壓器的初級(jí)線圈和直流電源串聯(lián)連接的、通過(guò)脈沖信號(hào)閉合、斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)元件。在上述繼電器驅(qū)動(dòng)電路中，供給電路也可以包括將次級(jí)線圈的端子間產(chǎn)生的電力整流后供給到電磁繼電器的整流電路。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，基于來(lái)自外部的控制信號(hào)調(diào)制從與變壓器的初級(jí)線圈連接的直流電源向該初級(jí)線圈供給的電力，并通過(guò)將變壓器的次級(jí)線圈的端子間所感應(yīng)的電力供給到具有機(jī)械接點(diǎn)的電磁繼電器，使得繼電器的驅(qū)動(dòng)電流能夠充分地供給，因此，可以減小繼電器端子間電壓的脈動(dòng)成分，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定地動(dòng)作。又，根據(jù)控制信號(hào)對(duì)向變壓器的初級(jí)線圈供給的電力進(jìn)行調(diào)制，變壓器向繼電器供給電力，因此，可以根據(jù)控制信號(hào)使得晶體管導(dǎo)通、斷開(kāi)，而不使電容器充放電地向繼電器供給電力，可以提高電力的效率。進(jìn)一步地，通過(guò)使用變壓器和電磁繼電器，使得通過(guò)繼電器被驅(qū)動(dòng)的設(shè)備(負(fù)荷) 和直流電流之間雙重地絕緣，因此，即使是在負(fù)荷發(fā)生異常的情況下，也能夠?qū)?duì)直流電源側(cè)的影響降到最低，從而可以提供安全的電路。


圖1是示出本發(fā)明的繼電器驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖2A是示出本發(fā)明的繼電器驅(qū)動(dòng)電路的輸入脈沖的電壓波形的圖。圖2B是示出本發(fā)明的繼電器驅(qū)動(dòng)電路的變壓器的電壓波形的圖。圖2C是示出本發(fā)明的繼電器驅(qū)動(dòng)電路的繼電器的驅(qū)動(dòng)電壓波形的圖。
圖3是示出現(xiàn)有的繼電器驅(qū)動(dòng)電路的繼電器的驅(qū)動(dòng)電壓波形的一例的圖。圖4是示出本發(fā)明的繼電器驅(qū)動(dòng)電路的繼電器的驅(qū)動(dòng)電壓波形的一例的圖。圖5是示出現(xiàn)有的繼電器驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖6是示出現(xiàn)有的繼電器驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。符號(hào)說(shuō)明1…變壓器，2…直流電源，3…開(kāi)關(guān)元件，4…熔絲，5…反饋電路，6…繼電器，Cl、 C2…電容，D1、D2…二極管，Rl R4…電阻器。
具體實(shí)施例方式
以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。如圖1所示，本實(shí)施形態(tài)的繼電器驅(qū)動(dòng)電路包括變壓器1、連接于變壓器1的初級(jí)側(cè)線圈的電路(初級(jí)側(cè)電路)、連接于變壓器1的次級(jí)側(cè)線圈的電路(次級(jí)側(cè)電路)。初級(jí)側(cè)電路中直流電源2串聯(lián)連接。另外，在變壓器1和直流電源2之間串聯(lián)連接開(kāi)關(guān)元件3、熔絲4、反饋電路5、電阻器R1，同時(shí)并聯(lián)連接二極管D1、和與該二極管Dl分別串聯(lián)連接的電阻器R2和電容Cl。來(lái)自微機(jī)的脈沖信號(hào)通過(guò)電阻器R3輸入到開(kāi)關(guān)元件 3。在次級(jí)側(cè)電路中，一端通過(guò)整流用的二極管D2、另一端通過(guò)電阻器R4與繼電器6 串聯(lián)連接。另外，在變壓器1和繼電器6之間，并聯(lián)連接有平滑電容C2。這里，二極管D2和平滑電容C2構(gòu)成整流電路。該整流電路使從變壓器1的次級(jí)側(cè)施加到繼電器6的端子電壓為恒壓、對(duì)繼電器6施加擬似直流電流。不具有該整流電路時(shí)，由開(kāi)關(guān)元件3變換后的脈沖電壓直接進(jìn)入到繼電器6，因此，脈沖電壓相對(duì)低頻時(shí)，繼電器6可以反復(fù)進(jìn)行斷續(xù)地閉合、斷開(kāi)動(dòng)作，但脈沖電壓相對(duì)高頻時(shí)，不能在1個(gè)周期內(nèi)提供繼電器6的驅(qū)動(dòng)所需要的電流，繼電器6有可能會(huì)停留在斷開(kāi)狀態(tài)。下面，對(duì)具有這樣的結(jié)構(gòu)的繼電器驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。來(lái)自微機(jī)(圖中未顯示)的連續(xù)脈沖輸入到開(kāi)關(guān)元件3時(shí)，通過(guò)閉合、斷開(kāi)的反復(fù)，使得直流電源2供給的直流電壓變換為與圖2A所示那樣的連續(xù)脈沖同步的脈沖電壓。被變換的脈沖電壓通過(guò)變壓器1從初級(jí)側(cè)傳達(dá)到次級(jí)側(cè)。此時(shí)，如圖2B所示，變壓器1從初級(jí)側(cè)向次級(jí)側(cè)傳達(dá)脈沖電壓。傳達(dá)到變壓器1的次級(jí)側(cè)的脈沖電壓通過(guò)整流二極管D2和平滑電容C2再變換為圖2C所示的直流電壓。該直流電壓成為繼電器6的驅(qū)動(dòng)電壓，從微機(jī)供給脈沖時(shí)，繼電器 6處于閉合的狀態(tài)、在脈沖的供給停止期間繼電器6處于斷開(kāi)狀態(tài)。如果微機(jī)或者開(kāi)關(guān)元件等發(fā)生故障，不能輸入連續(xù)脈沖，則在本實(shí)施形態(tài)中，不能向次級(jí)側(cè)電路供給繼電器6的驅(qū)動(dòng)電壓。例如，由于故障，初級(jí)側(cè)電路僅向變壓器1供給低電平或者高電平的電壓時(shí)，連接于初級(jí)側(cè)電路的電源是直流電源2，因此，次級(jí)側(cè)電路沒(méi)有電流流通。在這樣的本實(shí)施形態(tài)中，發(fā)生故障時(shí)，不再向次級(jí)側(cè)電路供給繼電器6的驅(qū)動(dòng)電壓，可以防止繼電器6驅(qū)動(dòng)，使得安全性較高。這里，與現(xiàn)有的繼電器驅(qū)動(dòng)電路比較，在現(xiàn)有的繼電器驅(qū)動(dòng)電路中，僅使用存儲(chǔ)于電容的電力作為繼電器的驅(qū)動(dòng)電源，如圖3所示，電器驅(qū)動(dòng)電壓的脈動(dòng)成分變大。在圖3中， 脈動(dòng)成分約為7V。與之相對(duì)，在本實(shí)施形態(tài)中，能夠?qū)⒋鎯?chǔ)于變壓器1的感應(yīng)器和電容器的
5電力供給到繼電器6，因此，如圖2C、圖4所示，可以減小脈動(dòng)成分。在圖4中，脈動(dòng)成分為 400mV。另外，在本實(shí)施形態(tài)中，也可以通過(guò)控制占空比來(lái)控制電壓脈動(dòng)的形狀。如上所述。根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，能夠?qū)⒋鎯?chǔ)于變壓器1的感應(yīng)器和電容器的電力供給到繼電器6，繼電器6的驅(qū)動(dòng)電流不由電容器的容量來(lái)控制，因此，能夠豐富地供給繼電器6的驅(qū)動(dòng)電流，可以減小繼電器6的端子間的脈動(dòng)成分，因此，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的動(dòng)作。另外，根據(jù)控制信號(hào)對(duì)向變壓器1的初級(jí)線圈供給的電力進(jìn)行調(diào)制，變壓器1向繼電器6供給電力，因此，晶體管可以根據(jù)控制信號(hào)來(lái)導(dǎo)通、斷開(kāi)，不使電容器充放電就可以對(duì)繼電器6 供給電力，可以提高電力的效率。另外，在本實(shí)施形態(tài)中，通過(guò)設(shè)有變壓器1，使得連接于微機(jī)的初級(jí)側(cè)電路和設(shè)有繼電器6的次級(jí)側(cè)電路絕緣，因此，可以防止噪聲傳達(dá)到微機(jī)側(cè)，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的控制。艮口、 微機(jī)-負(fù)載間雙重絕緣，因此，即使在產(chǎn)生負(fù)載短路等異常時(shí)，也可以提高安全性。另外，通過(guò)自己產(chǎn)生電源，可以不需要繼電器6的驅(qū)動(dòng)電源，且能夠作為繼電器6以外的如故障診斷等的其他的電路的電源供給。尤其是在繼電器6的電力容量小的情況下，可以不使用電解電容等作為繼電器6的驅(qū)動(dòng)電源，因此，電路的壽命可以不依存于電解電容的壽命，從而可以延長(zhǎng)電路的壽命。另外，在本實(shí)施形態(tài)中，繼電器6的驅(qū)動(dòng)電壓可以通過(guò)開(kāi)關(guān)頻率、占空比控制來(lái)設(shè)定，因此，此時(shí)能夠選擇各種各樣的繼電器。即，使用本實(shí)施形態(tài)的DC電源驅(qū)動(dòng)變壓器1，可以使用開(kāi)關(guān)元件3或者DC/AC轉(zhuǎn)換器使向變壓器1的初級(jí)側(cè)供給的電流呈脈沖狀或AC電流，即需要調(diào)制，但是，通過(guò)利用調(diào)制電路對(duì)向變壓器1的初級(jí)側(cè)供給的電流波形進(jìn)行適當(dāng)設(shè)定，可以變更變壓器1的次級(jí)側(cè)向繼電器6供給的電壓。另外，變壓器1可以將比初級(jí)側(cè)輸入電壓大的電壓作為次級(jí)側(cè)電壓向繼電器6輸出(升壓)。以往，必須根據(jù)供給電壓來(lái)選擇繼電器，但是，在本實(shí)施形態(tài)中，通過(guò)設(shè)有開(kāi)關(guān)元件3以及變壓器1，可以產(chǎn)生適合于繼電器的供給電壓，因此，更容易地進(jìn)行電路的設(shè)計(jì)。另外，在本實(shí)施形態(tài)中，通過(guò)向微機(jī)反饋輸出電壓進(jìn)行恒壓控制，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的繼電器控制、診斷。產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明可以適用于包括電磁繼電器的各種裝置。
權(quán)利要求
1.一種繼電器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括 變壓器；連接于該變壓器的初級(jí)線圈的直流電源；調(diào)制電路，其基于來(lái)自外部的控制信號(hào)，調(diào)制從該直流電源向所述變壓器的初級(jí)線圈供給的電力；供給電路，其將所述變壓器的次級(jí)線圈的端子間所感應(yīng)的電力供給到具有機(jī)械接點(diǎn)的電磁繼電器。
2.如權(quán)利要求1所述的繼電器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述調(diào)制電路包括與所述變壓器的初級(jí)線圈和所述直流電源串聯(lián)連接的、通過(guò)脈沖信號(hào)閉合、斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)元件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的繼電器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述供給電路還包括將所述次級(jí)線圈的端子間產(chǎn)生的電力整流后供給到所述電磁繼電器的整流電路。
全文摘要
本發(fā)明提供一種繼電器驅(qū)動(dòng)電路，其可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的動(dòng)作。該繼電器驅(qū)動(dòng)電路基于從微機(jī)供給的連續(xù)脈沖，調(diào)制從連接于變壓器(1)的初級(jí)線圈的直流電源向該初級(jí)線圈供給的電力，將變壓器(1)的次級(jí)線圈的端子間所感應(yīng)的電力供給到繼電器(6)。由此，能夠豐富地供給繼電器(6)的驅(qū)動(dòng)電流，因此，可以減小脈動(dòng)成分，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的動(dòng)作。
文檔編號(hào)H01H47/02GK102208303SQ201110074300
公開(kāi)日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者熊澤雄一, 秋田大助 申請(qǐng)人:株式會(huì)社山武