继电器控制电路及功率变换器的制作方法

1.本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种继电器控制电路及功率变换器。


背景技术：

2.功率继电器在设备中工作时发热严重，很大一部分是由线圈损耗过大造成。常见的解决办法是先在继电器线圈上施加额定电压使继电器吸合，由于继电器吸合后，线圈由额定电压切换成较小的电压，仍可保持吸合状态，因此再将电压切换成较小的电压，减小线圈电流，降低损耗，减小发热，进而提高继电器使用寿命。
3.具体的，现有的继电器控制电路如图1所示，由微控制器(mcu)、启动开关电路管q1、第二开关管q2、降压电阻阻r2等组成。当需要控制继电器吸合时，先由控制信号1与控制信号2控制启动开关电路管q1与第二开关管q2同时导通，继电器线圈上施加额定电压使继电器吸合，然后断开控制信号1，使启动开关电路管q1断开，只有第二开关管q2导通，此时线圈电流须经过降压电阻r2，降压电阻r2分压后，继电器仍保持吸合状态，但继电器k1的电流减小，功耗降低。
4.但是，上述方案中的继电器控制电路，需要控制器输出两个控制信号，占用控制器的两个输入/输出接口，因此占用了较多的控制器资源。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提供一种继电器控制电路及功率变换器，旨在解决现有技术中，控制器资源占用较多的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供一种继电器控制电路，继电器线圈的第一端连接额定工作电源，所述继电器控制电路包括：
7.控制器，具有用于输出吸合信号或断开信号的信号输出端；
8.启动开关电路，所述启动开关电路的输入端与所述继电器线圈的第二端连接，所述启动开关电路接地；
9.延时控制电路，所述延时控制电路的输入端与所述控制器的信号输出端连接，输出端与所述启动开关电路的受控端连接；所述延时控制电路接收到所述吸合信号时，控制所述启动开关电路导通，以控制所述继电器线圈上电，并在延迟预设时间后，控制所述启动开关电路断开；
10.维持开关电路，所述维持开关电路的输入端与所述继电器线圈的第二端连接，所述维持开关电路接地，所述维持开关电路的受控端与所述控制器的信号输出端连接；所述维持开关电路，用于在接收到所述吸合信号时，使所述继电器线圈的电压降低，并维持所述继电器线圈的吸合状态；在接收到所述断开信号时，控制所述继电器线圈断电。
11.可选地，所述继电器控制电路还包括复位放电电路；所述复位放电电路的第一端与所述控制器的信号输出端连接，所述复位放电电路的第二端与所述延时控制电路的输入
端连接；
12.所述复位放电电路，用于在接收到所述断开信号时，控制所述延时控制电路复位。
13.可选地，所述复位放电电路包括三极管、第一二极管、第二二极管、第一电阻和第二电阻；所述三极管的基极和所述第一二极管的阳极、第一电阻的第一端分别连接，所述三极管的发射极与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一二极管的阴极连接，所述第一电阻的第二端与所述三极管的集电极、所述第二二极管的阳极均接地，所述第二二极管的阴极与所述延时控制电路的输出端连接，所述第一二极管的阳极与所述三极管的基极的连接点为所述复位放电电路的第一端，所述第一二极管的阴极与所述第二电阻的第二端的连接点为所述复位放电电路的第二端。
14.可选地，所述延时控制电路包括电容和第三电阻；所述电容的第一端为所述延时控制电路的输入端，所述电容的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述电容的第二端与所述第三电阻的第一端的连接点为所述延时控制电路的输出端。
15.可选地，所述维持开关电路包括第一开关和降压单元；所述降压单元的第一端为所述维持开关电路的第一端，所述降压单元的第二端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端为所述维持开关电路的第二端，所述第一开关的受控端为所述维持开关电路的受控端。
16.可选地，所述第一开关包括第四电阻、第五电阻和第一开关管；所述第四电阻的第一端为所述第一开关的受控端，所述第四电阻的第二端与所述第一开关管的受控端和所述第五电阻的第一端连接，所述第一开关管的第一端与所述第五电阻的第二端均接地，所述第一开关管的第二端为所述第一开关的第一端。
17.可选地，所述降压单元包括降压电阻；所述降压电阻的第一端为所述降压单元的第一端，所述降压电阻的第二端为所述降压单元的第二端。
18.可选地，所述启动开关电路包括第二开关管；所述第二开关管的输入端为所述启动开关电路的输入端，所述第二开关管的输出端为所述启动开关电路的输出端，所述第二开关管的受控端为所述启动开关电路的受控端。
19.此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种继电器控制电路，继电器线圈的第一端连接维持电源，所述维持电源的输出电压小于继电器线圈的额定工作电源的输出电压，所述继电器控制电路包括：
20.控制器，具有用于输出吸合信号或断开信号的信号输出端；
21.启动开关电路，所述启动开关电路的输入端与所述额定工作电源连接，输出端与继电器线圈的第一端连接；
22.延时控制电路，所述延时控制电路的输入端与所述控制器的信号输出端连接，输出端与所述启动开关电路的受控端连接；所述延时控制电路用于在接收到所述吸合信号时，控制所述启动开关电路导通，以控制所述继电器线圈上电，并在延迟预设时间后，控制所述启动开关电路断开；
23.维持开关电路，所述维持开关电路的受控端与所述控制器的信号输出端连接，输入端与所述继电器线圈的第二端连接，所述维持开关电路接地；所述维持开关电路，用于在接收到所述吸合信号时导通，控制所述维持电源供电给所述继电器线圈，以使所述继电器
维持吸合状态；在接收到所述断开信号时，控制所述继电器线圈断电。
24.可选地，所述继电器控制电路还包括复位放电电路；所述复位放电电路的第一端与所述控制器的信号输出端连接，所述复位放电电路的第二端与所述延时控制电路的输入端连接；
25.所述复位放电电路，用于在接收到所述断开信号时，控制所述延时控制电路复位。
26.可选地，所述维持开关电路包括第一开关，所述第一开关的输入端为所述维持开关电路的输入端，所述第一开关的输出端为所述维持开关电路的输出端，所述第一开关的受控端为所述维持开关电路的受控端。
27.可选地，所述启动开关电路包括第二开关管、第三开关管、第六电阻和第七电阻；所述第二开关管的受控端为所述启动开关电路的受控端，所述第二开关管的输入端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端分别与所述第七电阻的第一端和第三开关管的受控端连接，所述第三开关管的输入端和所述第七电阻的第二端连接，所述第三开关管的输出端为所述启动开关电路的输出端，所述第三开关管的输入端和所述第七电阻的第二端连接的公共端为所述启动开关电路的输入端。
28.此外，为实现上述目的，本实用新型还提供一种功率变换器，所述功率变换器包括继电器和继电器控制电路；所述继电器控制电路用于对所述继电器的状态切换进行控制；
29.所述继电器控制电路被配置为如上所述的继电器控制电路。
30.本实用新型提供的继电器控制电路及功率变换器，通过控制器的信号输出端输出吸合信号或断开信号，当延时控制电路接收到吸合信号时，控制启动开关电路导通，以使继电器线圈上电，从而继电器线圈上施加的电压为额定工作电源输出的电压，继电器吸合；预设延迟时间后，延时控制电路控制启动开关电路断开，由维持开关电路对继电器线圈两端的电压进行降压，并使继电器维持吸合状态。由此使得继电器线圈的电压降低，电流变小，损耗下降，继电器进入低功耗保持吸合状态；在接收断开信号时，维持开关电路控制继电器线圈断电。从而仅占用控制器的一个信号输出端就实现了对继电器控制，节省了控制器资源。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
32.图1为现有技术提供继电器控制电路一实施例的电路结构示意图；
33.图2为本实用新型继电器控制电路一实施例的功能模块示意图；
34.图3为本实用继电器控制电路另一实施例的功能模块示意图；
35.图4为本实用继电器控制电路一实施例的电路结构示意图；
36.图5为本实用新型继电器控制电路一实施例的功能模块示意图；
37.图6为本实用继电器控制电路另一实施例的功能模块示意图；
38.图7为本实用继电器控制电路一实施例的电路结构示意图。
39.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
40.附图标号说明：
41.标号名称标号名称10控制器r1第一电阻20启动开关电路r2第二电阻30延时控制电路r3第三电阻40维持开关电路r4第四电阻50复位放电电路r5第五电阻vcc1额定工作电源r6第六电阻vcc2维持电源r7第七电阻gnd地q1第二开关管c1电容q2第一开关管d1第一二极管q3三极管d3第二二极管q4第三开关管
具体实施方式
42.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
43.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，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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。
44.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
45.另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
46.本实用新型提供一种继电器控制电路，参照图2，在一实施例中，继电器线圈的第一端连接额定工作电源，该继电器控制电路包括：
47.控制器10，具有用于输出吸合信号或断开信号的信号输出端；
48.启动开关电路20，所述启动开关电路20的输入端与所述继电器线圈的第二端连接，所述启动开关电路20接地(未示出)；
49.延时控制电路30，所述延时控制电路30的输入端与所述控制器10的信号输出端连接，所述延时控制电路30的输出端与所述启动开关电路20的受控端连接；所述延时控制电路30接收到所述吸合信号时，控制所述启动开关电路20导通，以控制所述继电器线圈上电，并在延迟预设时间后，控制所述启动开关电路20断开；
50.维持开关电路40，所述维持开关电路40的输入端与所述继电器线圈的第二端连接，所述维持开关电路40接地(未示出)，所述维持开关电路40的受控端与所述控制器10的信号输出端连接；所述维持开关电路40，用于在接收到所述吸合信号时，使所述继电器线圈的电压降低，并使所述继电器维持吸合状态；在接收到所述断开信号时，控制所述继电器线圈断电。
51.上述控制器10可以是mcu、dsp等逻辑控制芯片，所述控制器的信号输出端可以是逻辑控制芯片的一个输入输出端口(i/o端口)；维持开关电路40具有一定的阻抗，因而在导通时，可以起到降压作用，将继电器线圈两端的电压降低，降低后的电压值可以根据继电器原件的参数进行设置，使继电器维持吸合；预设延迟时间具体也可以根据继电器原件的参数进行设置，使继电器线圈上施加额定工作电源的时间足够触发继电器的触点。
52.本实施例中，当控制器10输出吸合信号时，延时控制电路30接收到吸合信号，控制启动开关电路20导通；此时维持开关电路40同样导通，但是由于维持开关电路40具有一定的阻抗，额定工作电源经继电器线圈和启动开关电路20与地连通，从而继电器线圈上施加的电压为额定工作电源输出的额定电压，继电器吸合；预设延迟时间后，延时控制电路30控制启动开关电路20断开，由维持开关电路40对所述继电器线圈两端的电压进行降压，并使继电器维持吸合状态；
53.当控制器10输出断开信号时，维持开关电路40断开，控制继电器线圈断电，继电器切换状态；延时控制电路30进行复位。
54.如图1所述的现有继电器控制电路中，微控制器必须要输出两个控制信号，增加了微控制器的资源；由于采用两个控制信号，也需要两根信号导线从微控制器输出端接出，在微控制器到与开关管电路距离较低远的场合，将增加较大成本。
55.本方案由于设置了延时控制电路30，延时电路30可将吸合信号转换为两路控制信号，对启动开关电路20进行控制，在继电器吸合后，由维持开关电路40对继电器线圈的电压进行分压，减小了线圈电流，实现了对继电器吸合与维持两种状态切换的控制，降低损耗，提高继电器使用寿命。从而仅占用控制器10的一个i/o端口就实现了对继电器的控制，减少了控制器10的硬件资源占用并简化了软件代码；进一步的，从控制器10到控制继电器的开关电路之间只须要一根信号导线，在距离较低远的场合，可有效降低成本。
56.进一步地，参见图3，上述继电器控制电路还包括复位放电电路50，所述复位放电电路50的第一端与所述控制器10的信号输出端连接，所述复位放电电路50的第二端与所述延时控制电路30的输入端连接；所述复位放电电路50，用于在接收到所述断开信号时，控制所述延时控制30电路复位。
57.本实施例中，通过复位电路50的设置，使得延时控制电路30可以快速复位，电路恢复到初始状态，以等待下一次对继电器进行操作。
58.进一步地，参见图4，复位放电电路50的结构可以根据实际需要进行设置，例如上述复位放电电路50可以包括三极管q3、第一二极管d1、第二二极管d3、第一电阻r1和第二电阻r2，所述三极管q3的基极和所述第一二极管d1的阳极、第一电阻r1的第一端分别连接，所述三极管q3的发射极与所述第二电阻r2的第一端连接，所述第二电阻r2的第二端与所述第一二极管d1的阴极连接，所述第一电阻r1的第二端与所述三极管q3的集电极、所述第二二极管d3的阳极均接地，所述第二二极管d3的阴极与所述延时控制电路30的输出端连接，所
述第一二极管d1的阳极与所述三极管q3的基极的连接点为所述复位放电电路50的第一端，所述第一二极管d1的阴极与所述第二电阻r2的第二端的连接点为所述复位放电电路50的第二端。三极管q3可以通过等效电路或独立电子元件进行替换，在此不进行赘述。进一步地，三极管q3的类型也可以根据实际需要进行。
59.进一步地，延时控制电路30包括电容c1和第三电阻r3，所述电容c1的第一端为所述延时控制电路30的输入端，所述电容c1的第二端与所述第三电阻r3的第一端连接，所述第三电阻r3的第二端接地，所述电容c1的第二端与所述第三电阻r3的第一端的连接点为所述延时控制电路30的输出端。
60.控制器10的i/o端口输出高电平时，三极管q3截止，同时高电平通过第一二极管d1、电容c1和第三电阻r3对电容c1进行充电，由于电容c1之前没有充电，第三电阻r3的第一端的电压为高电平，即，延时控制电路30的输出端为高电平；随着电容c1开始充电，第三电阻r3的第一端的电压逐渐降低，当电容c1充电完成，电容c1上的电压充至高电平，第三电阻r3的第一端的电压为低电平，即，延时控制电路30的输出端为低电平；所述预设延时时间即为电容c1充满电的时间，实际设置时，可以适当增大第三电阻r3的阻值，以使电容c1的充电时间延长至200ms左右，以满足继电器的吸合时间。
61.控制器10的i/o端口输出低电平时，第一二极管d1反向截止，电容c1上的电压通过第二电阻r2、第一电阻r1、第二二极管d3加到三极管q3，使三极管q3导通，电容c1的正极通过第二电阻r2、三极管q3、第二二极管d3的地回到电容c1的负极进行放电，快速完成放电，电路迅速回到初始状态，等待下次操作。
62.可以理解的是，在设置复位放电电路50之前，电容c1会通过第三电阻r3、控制器10的端口以及前级连接的元器件进行放电。本实施例中，通过增加三极管q3给电容c1提供放电复位回路，可以将电容c1的电压短时间泄放，通过设置第二二极管d3，使得电容c1不需要从第三电阻r3进行放电，进一步加快了电容c1的泄放速度，复位更迅速。进而在对继电器状态连续切换时，可以保证控制电路的稳定性和可靠性。
63.进一步地，所述维持开关电路40包括第一开关42和降压单元41，所述降压单元41的第一端为所述维持开关电路40的第一端，所述降压单元41的第二端与所述第一开关42的第一端连接，所述第一开关41的第二端为所述维持开关电路40的第二端，所述第一开关42的受控端为所述维持开关电路40的受控端。
64.本实施例中，所述第一开关42在接收到所述吸合信号时导通，以使所述降压单元41对额定工作电源进行降压，继电器线圈在低电压下保持吸合状态。由此，减小了流过继电器线圈的电流，降低损耗，减小发热，进而可以提高继电器的使用寿命。
65.进一步地，所述第一开关42包括第四电阻r4、第五电阻r5和第一开关管q2，所述第四电阻r4的第一端为所述第一开关管q2的受控端，所述第四电阻r4的第二端与所述第一开关管q2的受控端和所述第五电阻r5的第一端连接，所述第一开关管q2的第一端与所述第五电阻r5的第二端均接地，所述第一开关管q2的第二端为所述第一开关管q2的第一端。
66.所述降压单元41包括降压电阻r6，所述降压电阻r6的第一端为所述降压单元41的第一端，所述降压电阻r6的第二端为所述降压单元41的第二端。
67.需要说明的是，降压单元41也可以是其它具有过电压保护作用的等效电路。其中，降压电阻r6可以是单个电阻，也可以是由多个电阻串联而成。
68.进一步地，所述启动开关电路20包括第二开关管q1，所述第二开关管q1的输入端为所述启动开关电路20的输入端，所述第二开关管q1的输出端为所述启动开关电路20的输出端，所述第二开关管q1的受控端为所述启动开关电路20的受控端。第一开关管q2和第二开关管q1均可以通过等效电路或独立电子元件进行替换，在此不进行赘述，进一步地，第一开关管q2和第二开关管q1的类型也可以根据实际需要进行设置，例如为nmos管。
69.综上所述，基于上述硬件结构，所述继电器控制电路对继电器各状态控制的过程可以为：
70.当mcu的i/o端口输出表示吸合信号的高电平时，第三电阻r3的第一端的电压为高电平，第二开关管q1导通，第一开关管q2导通；额定工作电源vcc通过继电器线圈、第二开关管q1到地，继电器线圈上的电压为额定工作电源；
71.预设时间后(例如200ms)，继电器吸合，电容c1充电完成，第三电阻r3的第一端的电压为低电平，第二开关管q1截止；额定工作电源vcc通过继电器线圈、降压电阻r6、第二开关管q1到地，继电器线圈上的电压为额定工作电源经降压电阻r6分压后的电压，维持继电器保持吸合状态；
72.当mcu的i/o端口输出表示断开信号的低电平时，第一开关管q2截止，继电器线圈断电，继电器断开。
73.综上所述，基于上述硬件结构，可以通过电容c1和第三电阻r3组成的充电电路，输出高/低电平控制第二开关管q1的状态；从而使用一个i/o端口输出信号完成了继电器吸合、维持吸合以及断开状态的切换，降低继电器的维持吸合的功耗，延长继电器寿命，节省硬件资源和信号线成本成本。
74.本实用新型还提供一种继电器控制电路，参照图5，在另一实施例中，继电器线圈的第一端连接维持电源，所述维持电源的输出电压小于继电器线圈的额定工作电源的输出电压，所述继电器控制电路包括：控制器10、启动开关电路20、延时控制电路30和维持开关电路40。
75.控制器10具有用于输出吸合信号或断开信号的信号输出端；控制器10可以是mcu、dsp等逻辑控制芯片，所述控制器的信号输出端可以是逻辑控制芯片的一个i/o端口；吸合信号或断开信号可以为该i/o端口输出的高电平或低电平。
76.延时控制电路30的输入端与控制器10的信号输出端连接，延时控制电路30的输出端与启动开关电路20的受控端连接；启动开关电路20的输入端与所述额定工作电源连接，输出端与继电器线圈的第一端连接；所述延时控制电路30在接收到所述吸合信号时，控制所述启动开关电路20导通，以控制所述继电器线圈上电，并在延迟预设时间后，控制所述启动开关电路20断开；
77.所述维持开关电路40的输入端与所述继电器线圈的第二端连接，维持开关电路40接地(未示出)，所述维持开关电路40的受控端与所述控制器10的信号输出端连接，所述维持开关电路40在接收到吸合信号时导通，控制所述维持电源提供给所述继电器线圈，以使所述继电器维持吸合状态，所述维持开关电路40接收到所述断开信号时，控制所述继电器线圈断电。
78.需要说明的是，继电器线圈的第一端可以通过二极管或等效电路连接维持电源，当启动开关电路20和维持开关电路40导通时，防止额定工作电源反灌至维持电源，保护维
持电源，并保证施加在继电器线圈上的电压可以使继电器有效吸合。
79.维持电源的输出电压可以使继电器线圈维持吸合状态，具体可以根据继电器的参数进行选取。维持开关电路40可以不具有阻抗，可以降低维持开关电路40产生的能量损耗。预设延迟时间具体也可以根据继电器原件的参数进行设置，使继电器线圈上施加额定工作电源的时间足够触发继电器的触点。
80.本实施例中，当控制器10输出吸合信号时，延时控制电路30接收到吸合信号，控制启动开关电路20和维持开关电路40导通，此时由额定工作电源经启动开关电路20继电器、线圈和维持开关电路40与地连通，继电器线圈上施加的电压为额定工作电源输出的额定电压，预设时间内，继电器吸合；预设延迟时间后，延时控制电路30控制启动开关电路20断开，由维持电源通过维持开关电路40为继电器线圈提供维持电压，继电器线圈保持吸合状态。
81.当控制器10输出断开信号时，维持开关电路40断开，控制继电器线圈断电，继电器切换状态；延时控制电路30进行复位。
82.本方案中的延时电路30可将吸合信号转换为两路控制信号，对启动开关电路20进行控制，在继电器吸合后，由额定电压较低的维持电源对继电器线圈供电，实现了对继电器吸合与维持两种状态切换的控制，由此减小了线圈电流减小发热量，降低损耗，提高继电器使用寿命。从而仅占用控制器10的一个i/o端口就实现了对继电器的控制，减少了控制器10的硬件资源占用并简化了软件代码；进一步的，从控制器10到控制继电器的开关电路之间只须要一根信号导线，在距离较低远的场合，可有效降低成本。
83.进一步地，参见图6，上述继电器控制电路还包括复位放电电路50，所述复位放电电路50的第一端与所述控制器10的信号输出端连接，所述复位放电电路50的第二端与所述延时控制电路30的输入端连接；所述复位放电电路50，用于在接收到所述断开信号时，控制所述延时控制30电路复位。
84.本实施例中，通过复位电路50的设置，使得延时控制电路30可以快速复位，电路迅速恢复到初始状态，以等待下一次对继电器进行操作。
85.具体的，参见图7，复位放电电路50的结构可以根据实际需要进行设置，例如复位放电电路50可以包括三极管q3、第一二极管d1、第二二极管d3、第一电阻r1和第二电阻r2，所述三极管q3的基极和所述第一二极管d1的阳极、第一电阻r1的第一端分别连接，所述三极管q3的发射极与所述第二电阻r2的第一端连接，所述第二电阻r2的第二端与所述第一二极管d1的阴极连接，所述第一电阻r1的第二端与所述三极管q3的集电极、所述第一二极管d1的阳极均接地，所述第二三极管d3的阴极与所述延时控制电路30的输出端连接，所述第一二极管d1的阳极与所述三极管q3的基极的连接点为所述复位放电电路50的第一端，所述第一二极管d1的阴极与所述第二电阻r2的第二端的连接点为所述复位放电电路50的第二端。
86.延时控制电路30可以包括电容c1和第三电阻r3，所述电容c1的第一端为所述延时控制电路30的输入端，所述电容c1的第二端与所述第三电阻r3的第一端连接，所述第三电阻r3的第二端接地，所述电容c1的第二端与所述第三电阻r3的第一端的连接点为所述延时控制电路30的输出端。
87.控制器10的i/o端口输出高电平时，三极管q3截止，同时高电平通过第一二极管d1、电容c1和第三电阻r3对电容c1进行充电，由于电容c1之前没有充电，第三电阻r3的第一
端的电压为高电平，即，延时控制电路30的输出端为高电平；随着电容c1开始充电，第三电阻r3的第一端的电压逐渐降低，当电容c1充电完成，电容c1上的电压充至高电平，第三电阻r3的第一端的电压为低电平，即，延时控制电路30的输出端为低电平；所述预设延时时间即为电容c1充满电的时间。
88.控制器10的i/o端口输出高电平时，三极管q3截止，同时高电平通过第一二极管d1、电容c1和第三电阻r3对电容c1进行充电，由于电容c1之前没有充电，第三电阻r3的第一端的电压为高电平，即，延时控制电路30的输出端为高电平；随着电容c1开始充电，第三电阻r3的第一端的电压逐渐降低，当电容c1充电完成，电容c1上的电压充至高电平，第三电阻r3的第一端的电压为低电平，即，延时控制电路30的输出端为低电平；所述预设延时时间即为电容c1充满电的时间，实际设置时，可以适当增大第三电阻r3的阻值，使电容c1的充电时间延长至200ms左右，以满足继电器的吸合时间。
89.控制器10的i/o端口输出低电平时，第一二极管d1反向截止，电容c1上的电压通过第二电阻r2、第一电阻r1、第二二极管d3加到三极管q3，使三极管q3导通，电容c1的正极通过第二电阻r2、三极管q3、第二二极管d3的地回到电容c1的负极进行放电，快速完成电容c1的放电，电路迅速回到初始状态，等待下次操作。
90.可以理解的是，在设置复位放电电路50之前，电容c1会通过第三电阻r3、控制器10的端口以及前级连接的元器件进行放电。本实施例中，通过增加三极管q3给电容c1提供放电复位回路，可以将电容c1的电压短时间泄放，通过设置第二三极管d3，使得电容c1不需要从第三电阻r3进行放电，进一步加快了电容c1的泄放速度，复位更迅速。进而在对继电器状态连续切换时，可以保证控制电路的稳定性和可靠性。
91.进一步地，所述维持开关电路40包括第一开关，所述第一开关的输入端为所述维持开关电路40的输入端，所述第一开关的输出端为所述维持开关电路40的输出端，所述第一开关的受控端为所述维持开关电路40的受控端。所述第一开关，用于在接收到所述吸合信号时导通，以使继电器线圈通过额定工作电源上电；在接收到所述断开信号时断开，使继电器线圈断电。
92.具体的，所述第一开关包括第四电阻r4、第五电阻r5和第一开关管q2，所述第四电阻r4的第一端为所述第一开关的受控端，所述第四电阻r4的第二端与所述第一开关管q2的受控端和所述第五电阻r5的第一端连接，所述第一开关管q2的第一端与所述第五电阻r5的第二端均接地，所述第一开关管q2的第二端为所述第一开关的第一端。
93.进一步地，所述启动开关电路20包括第二开关管q1、第三开关管q4、第六电阻r6和第七电阻r7，所述第二开关管q1的受控端为所述启动开关电路20的受控端，所述第二开关管q1的输入端与所述第六电阻r6的第一端连接，所述第六电阻r6的第二端分别与所述第七电阻r7的第一端和第三开关管q4的受控端连接，所述第三开关管q4的输入端和所述第七电阻r7的第二端连接，所述第三开关管q4的输出端为所述启动开关电路20的输出端，所述第三开关管q4的输入端和所述第七电阻r7的第二端连接的公共端为所述启动开关电路20的输入端。第一开关管q2和第二开关管q1均可以通过等效电路或独立电子元件进行替换，在此不进行赘述，进一步地，第一开关q2和第二开关管q1的类型也可以根据实际需要进行设置，例如为nmos管。
94.综上所述，基于上述硬件结构，上述继电器控制电路对继电器各状态控制的过程
可以为：
95.当mcu的i/o端口输出表示吸合信号的高电平时，第三电阻r3的第一端的电压为高电平，第二开关管q1和第一开关管q2导通,从而第三开关管q4导通；额定工作电源vcc1通过第三开关管q4、继电器线圈、第二开关管q1到地，继电器线圈上的电压为额定工作电源vcc1；
96.预设时间后，继电器吸合，电容c1充电完成，第三电阻r3的第一端的电压为低电平，第二开关管q1截止，从而第三开关管q4截止；维持电源vcc2通过二极管d13、继电器线圈、第二开关管q1到地，继电器线圈上的电压为维持电源vcc2，继电器保持吸合状态；
97.当mcu的i/o端口输出表示断开信号的低电平时，第一开关管q2截止，继电器线圈断电，继电器断开。
98.综上所述，基于上述硬件结构，可以通过电容c1和第三电阻r3组成的充电电路，输出高/低电平控制第二开关管q1的状态；从而使用一个i/o端口输出信号完成了继电器吸合、维持吸合以及断开状态的切换，降低继电器的维持吸合的功耗，延长继电器寿命，节省硬件资源和信号线成本成本。
99.本实用新型还提供一种功率变换器，该功率变换器包括继电器和继电器控制电路，该继电器控制电路用于对继电器的状态切换进行控制，需要说明的是，所述功率变换器可以包括至少一个继电器。该继电器控制电路的结构可参照上述实施例，在此不再赘述。理所应当地，由于本实施例的功率变换器采用了上述继电器控制电路的技术方案，因此该功率变换器具有上述继电器控制电路所有的有益效果。
100.以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种继电器控制电路，其特征在于，继电器线圈的第一端连接额定工作电源，所述继电器控制电路包括：控制器，具有用于输出吸合信号或断开信号的信号输出端；启动开关电路，所述启动开关电路的输入端与所述继电器线圈的第二端连接，所述启动开关电路接地；延时控制电路，所述延时控制电路的输入端与所述控制器的信号输出端连接，输出端与所述启动开关电路的受控端连接；所述延时控制电路接收到所述吸合信号时，控制所述启动开关电路导通，以控制所述继电器线圈上电，并在延迟预设时间后，控制所述启动开关电路断开；维持开关电路，所述维持开关电路的输入端与所述继电器线圈的第二端连接，所述维持开关电路接地，所述维持开关电路的受控端与所述控制器的信号输出端连接；所述维持开关电路，用于在接收到所述吸合信号时，使所述继电器线圈的电压降低，并使所述继电器维持吸合状态；在接收到所述断开信号时，控制所述继电器线圈断电。2.如权利要求1所述的继电器控制电路，其特征在于，所述继电器控制电路还包括复位放电电路；所述复位放电电路的第一端与所述控制器的信号输出端连接，所述复位放电电路的第二端与所述延时控制电路的输入端连接；所述复位放电电路，用于在接收到所述断开信号时，控制所述延时控制电路复位。3.如权利要求2所述的继电器控制电路，其特征在于，所述复位放电电路包括三极管、第一二极管、第二二极管、第一电阻和第二电阻；所述三极管的基极和所述第一二极管的阳极、第一电阻的第一端分别连接，所述三极管的发射极与所述第二电阻的第一端连接，所述第二电阻的第二端与所述第一二极管的阴极连接，所述第一电阻的第二端与所述三极管的集电极、所述第二二极管的阳极均接地，所述第二二极管的阴极与所述延时控制电路的输出端连接，所述第一二极管的阳极与所述三极管的基极的连接点为所述复位放电电路的第一端，所述第一二极管的阴极与所述第二电阻的第二端的连接点为所述复位放电电路的第二端。4.如权利要求1所述的继电器控制电路，其特征在于，所述延时控制电路包括电容和第三电阻；所述电容的第一端为所述延时控制电路的输入端，所述电容的第二端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端接地，所述电容的第二端与所述第三电阻的第一端的连接点为所述延时控制电路的输出端。5.如权利要求1所述的继电器控制电路，其特征在于，所述维持开关电路包括第一开关和降压单元；所述降压单元的第一端为所述维持开关电路的第一端，所述降压单元的第二端与所述第一开关的第一端连接，所述第一开关的第二端为所述维持开关电路的第二端，所述第一开关的受控端为所述维持开关电路的受控端。6.如权利要求5所述的继电器控制电路，其特征在于，所述第一开关包括第四电阻、第五电阻和第一开关管；所述第四电阻的第一端为所述第一开关的受控端，所述第四电阻的第二端与所述第一开关管的受控端和所述第五电阻的第一端连接，所述第一开关管的第一端与所述第五电阻的第二端均接地，所述第一开关管的第二端为所述第一开关的第一端。7.如权利要求5所述的继电器控制电路，其特征在于，所述降压单元包括降压电阻；所述降压电阻的第一端为所述降压单元的第一端，所述降压电阻的第二端为所述降压单元的
第二端。8.如权利要求1所述的继电器控制电路，其特征在于，所述启动开关电路包括第二开关管；所述第二开关管的输入端为所述启动开关电路的输入端，所述第二开关管的输出端为所述启动开关电路的输出端，所述第二开关管的受控端为所述启动开关电路的受控端。9.一种继电器控制电路，其特征在于，继电器线圈的第一端连接维持电源，所述维持电源的输出电压小于继电器线圈的额定工作电源的输出电压，所述继电器控制电路包括：控制器，具有用于输出吸合信号或断开信号的信号输出端；启动开关电路，所述启动开关电路的输入端与所述额定工作电源连接，输出端与所述继电器线圈的第一端连接；延时控制电路，所述延时控制电路的输入端与所述控制器的信号输出端连接，输出端与所述启动开关电路的受控端连接；所述延时控制电路用于在接收到所述吸合信号时，控制所述启动开关电路导通，以控制所述继电器线圈上电，并在延迟预设时间后，控制所述启动开关电路断开；维持开关电路，所述维持开关电路的受控端与所述控制器的信号输出端连接，输入端与所述继电器线圈的第二端连接，所述维持开关电路接地；所述维持开关电路，用于在接收到所述吸合信号时导通，控制所述维持电源供电给所述继电器线圈，以使所述继电器维持吸合状态；在接收到所述断开信号时，控制所述继电器线圈断电。10.如权利要求9所述的继电器控制电路，其特征在于，所述继电器控制电路还包括复位放电电路；所述复位放电电路的第一端与所述控制器的信号输出端连接，所述复位放电电路的第二端与所述延时控制电路的输入端连接；所述复位放电电路，用于在接收到所述断开信号时，控制所述延时控制电路复位。11.如权利要求9所述的继电器控制电路，其特征在于，所述维持开关电路包括第一开关；所述第一开关的输入端为所述维持开关电路的输入端，所述第一开关的输出端为所述维持开关电路的输出端，所述第一开关的受控端为所述维持开关电路的受控端。12.如权利要求9所述的继电器控制电路，其特征在于，所述启动开关电路包括第二开关管、第三开关管、第六电阻和第七电阻；所述第二开关管的受控端为所述启动开关电路的受控端，所述第二开关管的输入端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端分别与所述第七电阻的第一端和第三开关管的受控端连接，所述第三开关管的输入端和所述第七电阻的第二端连接，所述第三开关管的输出端为所述启动开关电路的输出端，所述第三开关管的输入端和所述第七电阻的第二端连接的公共端为所述启动开关电路的输入端。13.一种功率变换器，其特征在于，所述功率变换器包括继电器和继电器控制电路；所述继电器控制电路用于对所述继电器的状态切换进行控制；所述继电器控制电路被配置为如权利要求1-8中任一项所述的继电器控制电路，或，所述继电器控制电路被配置为如权利要求9-12中任一项所述的继电器控制电路。

技术总结
本实用新型公开了一种继电器控制电路及功率变换器，继电器线圈的第一端连接额定工作电源，该继电器控制电路包括：控制器、启动开关电路、延时控制电路和维持开关电路；控制器具有用于输出吸合信号或断开信号的信号输出端；启动开关电路的输入端与继电器线圈的第二端连接，输出端接地；延时控制电路的输入端与控制器的信号输出端连接，输出端与启动开关电路的受控端连接；维持开关电路的输入端与继电器线圈的第二端连接，输出端接地，受控端与控制器的信号输出端连接。本实用新型仅占用控制器的一个信号输出端就实现了对继电器控制，节省了控制器资源。了控制器资源。了控制器资源。


技术研发人员：廖永峰
受保护的技术使用者：阳光电源股份有限公司
技术研发日：2021.11.12
技术公布日：2022/5/25