專利名稱：繼電器驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于驅(qū)動電磁繼電器的繼電器驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
作為燃燒爐的安全繼電器，電磁繼電器比半導體繼電器使用得更多。這是因為，與半導體繼電器的高速應(yīng)答、長壽命的特征相比，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)動電磁繼電器的電路(例如，參照專利文獻1。)。在圖5所示的電路中，僅在微型計算機所供給的脈沖信號被供給的期間，繼電器閉合。即、脈沖信號變?yōu)楦唠娖綍r，通過晶體管Ql處于導通的狀態(tài)、電容C2，C1中流通電流， 使晶體管Q2的基極和發(fā)射極間的電壓超過規(guī)定的值、晶體管Q2處于導通的狀態(tài)并對繼電器的線圈施加直流電流。該脈沖信號變?yōu)榈碗娖綍r，晶體管Ql處于斷開的狀態(tài)，在電容Cl 放電的同時，電容C2在發(fā)射極和基極之間放電，通過該放電電荷使晶體管Q2繼續(xù)導通的狀態(tài)。然后，為了在晶體管Q2變?yōu)閿嚅_狀態(tài)之前將脈沖信號反轉(zhuǎn)為高電平，控制脈沖信號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處于一直導通的狀態(tài)，對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中的任意一個動作的控制部(未圖示)。該控制部由例如晶體管、個人計算機或者具有類似功能的驅(qū)動器等構(gòu)成，通過將控制部和與圖6所示的電路的觸點電壓在高電平或者低電平之間切換， 能夠使得晶體管Q3、Q4在導通、斷開之間切換。即，通過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。這里，若脈沖信號變?yōu)楦唠娖剑瑒t晶體管Q3為導通狀態(tài)，通過觸點a、電阻R7的電流經(jīng)過晶體管Q3到達觸點c，并經(jīng)過二極管D2、觸點d、電容器C3以及電阻R8，最終到達觸點e。由此，電容器C3被充電。若脈沖信號變?yōu)榈碗娖剑瑒t晶體管Q3為斷開狀態(tài)，而晶體管Q4為導通狀態(tài)。于是，電容器C3 放電，且該電流經(jīng)過觸點d、二極管D3到達觸點f，通過電容器C4、電阻R9和繼電器之后， 經(jīng)過觸點c到達晶體管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。來自該電容器C4的電流經(jīng)過觸點f、繼電器、電阻9向電容器C4流動。 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)生故障時都可以避免繼電器處于斷開狀態(tài)這一危險情況的發(fā)生。例如，為了使繼電器處于閉合的狀態(tài)，需要從微機供給連續(xù)的脈沖，如果微機的故障導致不能供給脈沖，則繼電器就會斷開。另外，設(shè)計為除此以外的器件發(fā)生故障時，繼電器也必然斷開。
現(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1日本特開平08-145355號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題但是，在圖6所示的電路中，作為繼電器的驅(qū)動電源僅使用存儲于電容的電力，因此繼電器的端子間的電壓的脈動成分較大，難以滿足繼電器的允許脈動電壓的規(guī)格，有時使得動作不穩(wěn)定。又，在圖5所示的電路中，在使晶體管Q2導通時，還需要對電容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)較低的問題。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種可以實現(xiàn)穩(wěn)定的動作的繼電器驅(qū)動電路。解決問題的技術(shù)手段為了解決上述的問題，本發(fā)明的繼電器驅(qū)動電路包括變壓器；連接于該變壓器的初級線圈的直流電源；調(diào)制電路，其基于來自外部的控制信號，調(diào)制從該直流電源向變壓器的初級線圈供給的電力；供給電路，其將變壓器的次級線圈的端子間所感應(yīng)的電力供給到具有機械接點的電磁繼電器。在上述繼電器驅(qū)動電路中，調(diào)制電路也可以包括與變壓器的初級線圈和直流電源串聯(lián)連接的、通過脈沖信號閉合、斷開的開關(guān)元件。在上述繼電器驅(qū)動電路中，供給電路也可以包括將次級線圈的端子間產(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，基于來自外部的控制信號調(diào)制從與變壓器的初級線圈連接的直流電源向該初級線圈供給的電力，并通過將變壓器的次級線圈的端子間所感應(yīng)的電力供給到具有機械接點的電磁繼電器，使得繼電器的驅(qū)動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成分，從而實現(xiàn)穩(wěn)定地動作。又，根據(jù)控制信號對向變壓器的初級線圈供給的電力進行調(diào)制，變壓器向繼電器供給電力，因此，可以根據(jù)控制信號使得晶體管導通、斷開，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。進一步地，通過使用變壓器和電磁繼電器，使得通過繼電器被驅(qū)動的設(shè)備(負荷) 和直流電流之間雙重地絕緣，因此，即使是在負荷發(fā)生異常的情況下，也能夠?qū)χ绷麟娫磦?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)動電路的繼電器的驅(qū)動電壓波形的圖。
圖3是示出現(xiàn)有的繼電器驅(qū)動電路的繼電器的驅(qū)動電壓波形的一例的圖。圖4是示出本發(fā)明的繼電器驅(qū)動電路的繼電器的驅(qū)動電壓波形的一例的圖。圖5是示出現(xiàn)有的繼電器驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖6是示出現(xiàn)有的繼電器驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。符號說明1…變壓器，2…直流電源，3…開關(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。
具體實施例方式
以下參照附圖對本發(fā)明的實施形態(tài)進行詳細地說明。如圖1所示，本實施形態(tài)的繼電器驅(qū)動電路包括變壓器1、連接于變壓器1的初級側(cè)線圈的電路(初級側(cè)電路)、連接于變壓器1的次級側(cè)線圈的電路(次級側(cè)電路)。初級側(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)連接開關(guān)元件3、熔絲4、反饋電路5、電阻器R1，同時并聯(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。來自微機的脈沖信號通過電阻器R3輸入到開關(guān)元件 3。在次級側(cè)電路中，一端通過整流用的二極管D2、另一端通過電阻器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的次級側(cè)施加到繼電器6的端子電壓為恒壓、對繼電器6施加擬似直流電流。不具有該整流電路時，由開關(guān)元件3變換后的脈沖電壓直接進入到繼電器6，因此，脈沖電壓相對低頻時，繼電器6可以反復(fù)進行斷續(xù)地閉合、斷開動作，但脈沖電壓相對高頻時，不能在1個周期內(nèi)提供繼電器6的驅(qū)動所需要的電流，繼電器6有可能會停留在斷開狀態(tài)。下面，對具有這樣的結(jié)構(gòu)的繼電器驅(qū)動電路的動作進行說明。來自微機(圖中未顯示)的連續(xù)脈沖輸入到開關(guān)元件3時，通過閉合、斷開的反復(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變壓器1從初級側(cè)傳達到次級側(cè)。此時，如圖2B所示，變壓器1從初級側(cè)向次級側(cè)傳達脈沖電壓。傳達到變壓器1的次級側(cè)的脈沖電壓通過整流二極管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)動電壓，從微機供給脈沖時，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處于斷開狀態(tài)。如果微機或者開關(guān)元件等發(fā)生故障，不能輸入連續(xù)脈沖，則在本實施形態(tài)中，不能向次級側(cè)電路供給繼電器6的驅(qū)動電壓。例如，由于故障，初級側(cè)電路僅向變壓器1供給低電平或者高電平的電壓時，連接于初級側(cè)電路的電源是直流電源2，因此，次級側(cè)電路沒有電流流通。在這樣的本實施形態(tài)中，發(fā)生故障時，不再向次級側(cè)電路供給繼電器6的驅(qū)動電壓，可以防止繼電器6驅(qū)動，使得安全性較高。這里，與現(xiàn)有的繼電器驅(qū)動電路比較，在現(xiàn)有的繼電器驅(qū)動電路中，僅使用存儲于電容的電力作為繼電器的驅(qū)動電源，如圖3所示，電器驅(qū)動電壓的脈動成分變大。在圖3中， 脈動成分約為7V。與之相對，在本實施形態(tài)中，能夠?qū)⒋鎯τ谧儔浩?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，可以減小脈動成分。在圖4中，脈動成分為 400mV。另外，在本實施形態(tài)中，也可以通過控制占空比來控制電壓脈動的形狀。如上所述。根據(jù)本實施形態(tài)，能夠?qū)⒋鎯τ谧儔浩?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)動電流不由電容器的容量來控制，因此，能夠豐富地供給繼電器6的驅(qū)動電流，可以減小繼電器6的端子間的脈動成分，因此，可以實現(xiàn)穩(wěn)定的動作。另外，根據(jù)控制信號對向變壓器1的初級線圈供給的電力進行調(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)控制信號來導通、斷開，不使電容器充放電就可以對繼電器6 供給電力，可以提高電力的效率。另外，在本實施形態(tài)中，通過設(shè)有變壓器1，使得連接于微機的初級側(cè)電路和設(shè)有繼電器6的次級側(cè)電路絕緣，因此，可以防止噪聲傳達到微機側(cè)，從而實現(xiàn)穩(wěn)定的控制。艮口、 微機-負載間雙重絕緣，因此，即使在產(chǎn)生負載短路等異常時，也可以提高安全性。另外，通過自己產(chǎn)生電源，可以不需要繼電器6的驅(qū)動電源，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，從而可以延長電路的壽命。另外，在本實施形態(tài)中，繼電器6的驅(qū)動電壓可以通過開關(guān)頻率、占空比控制來設(shè)定，因此，此時能夠選擇各種各樣的繼電器。即，使用本實施形態(tài)的DC電源驅(qū)動變壓器1，可以使用開關(guān)元件3或者DC/AC轉(zhuǎn)換器使向變壓器1的初級側(cè)供給的電流呈脈沖狀或AC電流，即需要調(diào)制，但是，通過利用調(diào)制電路對向變壓器1的初級側(cè)供給的電流波形進行適當設(shè)定，可以變更變壓器1的次級側(cè)向繼電器6供給的電壓。另外，變壓器1可以將比初級側(cè)輸入電壓大的電壓作為次級側(cè)電壓向繼電器6輸出(升壓)。以往，必須根據(jù)供給電壓來選擇繼電器，但是，在本實施形態(tài)中，通過設(shè)有開關(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，更容易地進行電路的設(shè)計。另外，在本實施形態(tài)中，通過向微機反饋輸出電壓進行恒壓控制，可以實現(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)動電路，其特征在于，包括 變壓器；連接于該變壓器的初級線圈的直流電源；調(diào)制電路，其基于來自外部的控制信號，調(diào)制從該直流電源向所述變壓器的初級線圈供給的電力；供給電路，其將所述變壓器的次級線圈的端子間所感應(yīng)的電力供給到具有機械接點的電磁繼電器。
2.如權(quán)利要求1所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于，所述調(diào)制電路包括與所述變壓器的初級線圈和所述直流電源串聯(lián)連接的、通過脈沖信號閉合、斷開的開關(guān)元件。
3.如權(quán)利要求1或2所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于，所述供給電路還包括將所述次級線圈的端子間產(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)動電路，其可以實現(xiàn)穩(wěn)定的動作。該繼電器驅(qū)動電路基于從微機供給的連續(xù)脈沖，調(diào)制從連接于變壓器(1)的初級線圈的直流電源向該初級線圈供給的電力，將變壓器(1)的次級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)動電流，因此，可以減小脈動成分，從而實現(xiàn)穩(wěn)定的動作。
文檔編號H01H47/02GK102208303SQ201110074300
公開日2011年10月5日 申請日期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 申請人:株式會社山武