C型繼電器控制模塊及其運行方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種C型繼電器控制模塊及其運行方法，其主要由雙穩(wěn)態(tài)繼電器、貯能電路、門限控制電路和時序控制電路組成。其中門限控制電路包括接通門限電路和關(guān)斷門限電路。雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈X1的一端經(jīng)連接接通門限電路的一端，接通門限電路的另一端經(jīng)時序控制電路連接雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈X1的另一端。雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈X2的一端經(jīng)貯能電路連接接通門限電路的一端，接通門限電路的另一端連接雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈X2的另一端。外部控制電源分別連接接通門限電路、關(guān)斷門限電路和貯能電路。本發(fā)明結(jié)合了普通單穩(wěn)態(tài)的控制方式與雙穩(wěn)態(tài)繼電器的低功耗的特點，使得穩(wěn)態(tài)維持電流在5mA以下，適用于系統(tǒng)低功耗控制應(yīng)用場合。
【專利說明】C型繼電器控制模塊及其運行方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電磁繼電器【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為一種C型繼電器控制模塊及其運行方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在繼電器應(yīng)用中雙穩(wěn)態(tài)繼電器過去主要用于衛(wèi)星控制系統(tǒng)，由于它可采用脈沖控制，需兩組10ms左右的控制脈沖實現(xiàn)控制，因此較通用電磁繼電器控制功耗小得多，但控制線路也相對復(fù)雜。普通型繼電器采用連續(xù)供電方式實現(xiàn)控制，由于它控制功耗較大，因此不滿足目前很多應(yīng)用系統(tǒng)所提出的繼電器控制的低功耗需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種C型繼電器控制模塊及其運行方法，其結(jié)合了普通單穩(wěn)態(tài)的控制方式與雙穩(wěn)態(tài)繼電器的低功耗的特點，使得穩(wěn)態(tài)維持電流在5mA以下，適用于系統(tǒng)低功耗控制應(yīng)用場合。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005]一種C型繼電器控制模塊，主要由雙穩(wěn)態(tài)繼電器、貯能電路、門限控制電路和時序控制電路組成。其中門限控制電路包括接通門限電路和關(guān)斷門限電路。雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈Xl的一端經(jīng)連接接通門限電路的一端，接通門限電路的另一端經(jīng)時序控制電路連接雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈Xl的另一端。雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈X2的一端經(jīng)貯能電路連接接通門限電路的一端，接通門限電路的另一端連接雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈X2的另一端。外部控制電源分別連接接通門限電路、關(guān)斷門限電路和貯能電路。
[0006]上述所述C型繼電器控制模塊，具體為:
[0007]雙穩(wěn)態(tài)繼電器包括繼電器本體及其外圍電路。其中繼電器本體包括繼電器線圈Xl和繼電器線圈X2。外圍電路包括二極管D3、D8，電阻R6、R12。二極管D8的陰極連接繼電器線圈X2的一端，二極管D8的陽極經(jīng)電阻R12連接繼電器線圈X2的另一端。二極管D3的陰極連接繼電器線圈Xl的一端，二極管D3的陽極經(jīng)電阻R6連接繼電器線圈Xl的另一端。
[0008]接通門限電路包括電阻R1、R2、R3，二極管D1，穩(wěn)壓管D2和三極管Q1。二極管Dl的陽極同時連接電阻Rl和電阻R2的一端，二極管Dl的陰極與穩(wěn)壓管D2的陰極連接。電阻R2的另一端與三極管Ql的集電極連接。電阻Rl的另一端與三極管Ql的集電極連接。三極管Ql的發(fā)射極與電阻R3的一端連接。穩(wěn)壓管D2的陽極與電阻R3的另一端連接。
[0009]時序控制電路包括電容Cl，電阻R4、R5，三極管Q2和Q3。電容Cl的一端連接接通門限電路的三極管Ql的發(fā)射極；電容Cl的另一端與電阻R4的一端和電阻R5的一端連接。電阻R4的另一端與三極管Q3的發(fā)射極連接。電阻R5的另一端與三極管Q2的基極連接。三極管Q2的發(fā)射極與三極管Q3的基極連接。三極管Q2的集電極與三極管Q3的集電極連接。[0010]繼電器線圈Xl的一端連接接通門限電路的三極管Ql的集電極，繼電器線圈XI的另一端連接時序控制電路的三極管Q3的集電極。
[0011]關(guān)斷門限電路包括穩(wěn)壓管D5、D6、D7，電阻R8、R9、R1、RlI，場效應(yīng)管Q4，三極管Q5、Q6。穩(wěn)壓管D5的陽極與電阻R8的一端連接。電阻R8的另一端與電阻R9的一端、穩(wěn)壓管D6的陰極和場效應(yīng)管Q4的柵極連接。電阻R9的另一端、穩(wěn)壓管D6的陽極和場效應(yīng)管Q4的源極相連。電阻RlO的一端與穩(wěn)壓管D7的陰極連接，穩(wěn)壓管D7的陽極與場效應(yīng)管漏極和電阻Rll的一端連接。電阻Rll的另一端與三極管Q5的基極連接。三極管Q5的發(fā)射極與三極管Q6的基極連接。三極管Q5的集電極和三極管Q6的集電極連接。三極管Q6的發(fā)射極與穩(wěn)壓管D6的陽極連接。
[0012]貯能電路包括二極管D4，電阻R7和電容C2。二極管D4的陽極連接關(guān)斷門限電路的穩(wěn)壓管D5的陰極。二極管D4的陰極與電阻R7的一端連接。電阻R7的另一端與電容C2的正端和關(guān)斷門限電路的電阻RlO的另一端連接。電容C2的負(fù)端連接關(guān)斷門限電路的穩(wěn)壓管D6的陽極。
[0013]繼電器線圈X2的一端連接貯能電路的電容C2的正端，繼電器線圈X2的另一端連接關(guān)斷門限電路的三極管Q6的集電極。
[0014]外部控制電源的正極連接接通門限電路的三極管Ql的集電極、關(guān)斷門限電路的二極管D5的陰極、以及貯能電路的二極管D4的陽極。外部控制電源的負(fù)極連接接通門限電路的二極管D2的陽極、關(guān)斷門限電路的二極管D6的陽極、以及貯能電路的電容C2的負(fù)端。
[0015]上述方案中，所述外部控制電源的正端上串接有開關(guān)K，以實現(xiàn)C型繼電器控制模塊的啟閉控制。
[0016]上述方案中，雙穩(wěn)態(tài)繼電器、貯能電路、門限控制電路和時序控制電路同時設(shè)置在印制電路板上或混合厚膜電路板上。即在內(nèi)部安裝結(jié)構(gòu)上，本C型繼電器控制模塊可采用分立器件結(jié)構(gòu)或混合厚膜組裝結(jié)構(gòu)。
[0017]上述C型繼電器控制模塊的運行方法，包括如下過程:
[0018]當(dāng)外部控制電源輸入的控制電壓低于接通門限控制電路設(shè)置的接通門限電壓時，雙穩(wěn)態(tài)繼電器、貯能電路、門限控制電路和時序控制電路均不工作；
[0019]當(dāng)外部控制電源輸入的控制電壓超過接通門限控制電路設(shè)置的接通門限電壓時，雙穩(wěn)態(tài)繼電器、貯能電路、門限控制電路和時序控制電路得電工作，時序控制電路提供一定脈沖寬度的控制信號去驅(qū)動雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈Xi轉(zhuǎn)換，貯能電路充電；
[0020]進入穩(wěn)態(tài)后，貯能電路保持通電狀態(tài)，雙穩(wěn)態(tài)繼電器、門限控制電路和時序控制電路均不再加電；
[0021 ] 當(dāng)外部控制電源輸入的控制電壓掉到關(guān)斷門限控制電路設(shè)置的關(guān)斷門限電壓以下時，貯能電路給雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈X2加電復(fù)位。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點:
[0023]1、自復(fù)位控制，通過內(nèi)部電路貯能，斷電時貯能放電使內(nèi)部雙穩(wěn)態(tài)繼電器復(fù)位。即當(dāng)給模塊輸入端施加超過設(shè)置接通門限的控制信號時，輸出端發(fā)出一定脈寬的控制脈沖，穩(wěn)態(tài)過程模塊中的貯能電路保持加電狀態(tài)，其它單元不加電；當(dāng)模塊輸入端控制信號掉到設(shè)置關(guān)斷門限以下，模塊可通過內(nèi)部貯能電路放電，另一組輸出端輸出電壓控制信號。[0024]2、抗干擾控制電路可適應(yīng)緩慢上電及緩慢掉電環(huán)境。即當(dāng)模塊輸入端不加信號或加低于設(shè)計的門限值時，模塊不輸出；當(dāng)輸入信號超過設(shè)置的接通門限時，模塊的一組輸出端輸出一定脈寬的電壓控制信號；當(dāng)輸入控制信號低于設(shè)置的關(guān)斷門限時，模塊的另一組輸出端輸出一個穩(wěn)態(tài)的高電平信號。
[0025]3、低功耗控制，穩(wěn)態(tài)功耗小于2mA。即提出了一種低穩(wěn)態(tài)控制功耗控制技術(shù)，使模塊穩(wěn)態(tài)控制信號維持電流小于2mA以下。當(dāng)輸入端施加超過設(shè)置的接通門限控制信號時，通過模塊內(nèi)部的時序控制電路給輸出端提供一定脈沖寬度的控制信號，用于驅(qū)動繼電器轉(zhuǎn)換，同時給模塊內(nèi)部貯能電路充電，當(dāng)進入穩(wěn)態(tài)后，模塊的，貯能電路保持通電狀態(tài)，其它電路不再加電，只需要微小的維持電流。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1為本C型繼電器控制模塊的實施例的邏輯控制結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖2為本C型繼電器控制模塊的實施例電路結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0028]一種C型繼電器控制模塊，如圖1所示，主要由雙穩(wěn)態(tài)繼電器、貯能電路、門限控制電路和時序控制電路組成。其中門限控制電路包括接通門限電路和關(guān)斷門限電路。雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈Xl的一端經(jīng)連接接通門限電路的一端，接通門限電路的另一端經(jīng)時序控制電路連接雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈Xl的另一端。雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈X2的一端經(jīng)貯能電路連接接通門限電路的一端，接通門限電路的另一端連接雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈X2的另一端。外部控制電源分別連接接通門限電路、關(guān)斷門限電路和貯能電路。此外，所述外部控制電源的正端上串接有開關(guān)K，以實現(xiàn)C型繼電器控制模塊的啟閉控制。雙穩(wěn)態(tài)繼電器一組線圈與模塊的一組輸出電路串聯(lián)，另一組線圈與模塊的另一組輸出電路串聯(lián)。當(dāng)模塊輸入端加入超過設(shè)置的接通門限的控制信號時，模塊一組輸出電路輸出一個脈沖控制信號；當(dāng)輸入端信號低于設(shè)置關(guān)斷門限時，模塊的另一組輸出電路輸出一個控制信號。加電時繼電器的一組線圈短時接通，繼電器轉(zhuǎn)換；當(dāng)?shù)綦姇r繼電器另一組線圈加電，繼電器觸點返回，使之具有普通單穩(wěn)態(tài)繼電器的基本控制特性，控制信號接通繼電器轉(zhuǎn)換，控制信號斷開繼電器復(fù)位。
[0029]在本實施例中，所述C型繼電器控制模塊的電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，其具體為:
[0030]雙穩(wěn)態(tài)繼電器包括繼電器本體及其外圍電路。其中繼電器本體包括繼電器線圈Xl和繼電器線圈X2。外圍電路包括二極管D3、D8，電阻R6、R12。二極管D8的陰極連接繼電器線圈X2的一端，二極管D8的陽極經(jīng)電阻R12連接繼電器線圈X2的另一端。二極管D3的陰極連接繼電器線圈Xl的一端，二極管D3的陽極經(jīng)電阻R6連接繼電器線圈Xl的另一端。
[0031]接通門限電路包括電阻R1、R2、R3，二極管D1，穩(wěn)壓管D2和三極管Q1。二極管Dl的陽極同時連接電阻Rl和電阻R2的一端，二極管Dl的陰極與穩(wěn)壓管D2的陰極連接。電阻R2的另一端與三極管Ql的集電極連接。電阻Rl的另一端與三極管Ql的集電極連接。三極管Ql的發(fā)射極與電阻R3的一端連接。穩(wěn)壓管D2的陽極與電阻R3的另一端連接。
[0032]時序控制電路包括電容Cl，電阻R4、R5，三極管Q2和Q3。電容Cl的一端連接接通門限電路的三極管Ql的發(fā)射極；電容Cl的另一端與電阻R4的一端和電阻R5的一端連接。電阻R4的另一端與三極管Q3的發(fā)射極連接。電阻R5的另一端與三極管Q2的基極連接。三極管Q2的發(fā)射極與三極管Q3的基極連接。三極管Q2的集電極與三極管Q3的集電極連接。
[0033]繼電器線圈Xl的一端連接接通門限電路的三極管Ql的集電極,繼電器線圈Xl的另一端連接時序控制電路的三極管Q3的集電極。
[0034]關(guān)斷門限電路包括穩(wěn)壓管D5、D6、D7，電阻R8、R9、R1、RlI，場效應(yīng)管Q4，三極管Q5、Q6。穩(wěn)壓管D5的陽極與電阻R8的一端連接。電阻R8的另一端與電阻R9的一端、穩(wěn)壓管D6的陰極和場效應(yīng)管Q4的柵極連接。電阻R9的另一端、穩(wěn)壓管D6的陽極和場效應(yīng)管Q4的源極相連。電阻RlO的一端與穩(wěn)壓管D7的陰極連接，穩(wěn)壓管D7的陽極與場效應(yīng)管漏極和電阻Rll的一端連接。電阻Rll的另一端與三極管Q5的基極連接。三極管Q5的發(fā)射極與三極管Q6的基極連接。三極管Q5的集電極和三極管Q6的集電極連接。三極管Q6的發(fā)射極與穩(wěn)壓管D6的陽極連接。
[0035]貯能電路包括二極管D4，電阻R7和電容C2。二極管D4的陽極連接關(guān)斷門限電路的穩(wěn)壓管D5的陰極。二極管D4的陰極與電阻R7的一端連接。電阻R7的另一端與電容C2的正端和關(guān)斷門限電路的電阻RlO的另一端連接。電容C2的負(fù)端連接關(guān)斷門限電路的穩(wěn)壓管D6的陽極。
[0036]繼電器線圈X2的一端連接貯能電路的電容C2的正端，繼電器線圈X2的另一端連接關(guān)斷門限電路的三極管Q6的集電極。
[0037]外部控制電源的正極連接接通門限電路的三極管Ql的集電極、關(guān)斷門限電路的二極管D5的陰極、以及貯能電路的二極管D4的陽極。外部控制電源的負(fù)極連接接通門限電路的二極管D2的陽極、關(guān)斷門限電路的二極管D6的陽極、以及貯能電路的電容C2的負(fù)端。
[0038]雙穩(wěn)態(tài)繼電器、貯能電路、門限控制電路和時序控制電路既可以設(shè)置在印制電路板或厚膜電路板上，與底座上的功率輸出分立器件或功率輸出厚膜電路連接，又可以讓上述所有電路及功率輸出設(shè)計為一體化的厚膜電路，直接安裝于底座上，通過鍵合實現(xiàn)與引出端的連接，外殼罩在底座上封焊形成模塊成品。
[0039]上述C型繼電器控制模塊的運行方法，包括如下過程:
[0040]當(dāng)外部控制電源輸入的控制電壓低于接通門限控制電路設(shè)置的接通門限電壓時，雙穩(wěn)態(tài)繼電器、貯能電路、門限控制電路和時序控制電路均不工作；
[0041]當(dāng)外部控制電源輸入的控制電壓超過接通門限控制電路設(shè)置的接通門限電壓時，雙穩(wěn)態(tài)繼電器、貯能電路、門限控制電路和時序控制電路得電工作，時序控制電路提供一定脈沖寬度的控制信號去驅(qū)動雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈Xi轉(zhuǎn)換，貯能電路充電；
[0042]進入穩(wěn)態(tài)后，貯能電路保持通電狀態(tài)，雙穩(wěn)態(tài)繼電器、門限控制電路和時序控制電路均不再加電；
[0043]當(dāng)外部控制電源輸入的控制電壓掉到關(guān)斷門限控制電路設(shè)置的關(guān)斷門限電壓以下時，貯能電路給雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈X2加電復(fù)位。
【權(quán)利要求】
1.C型繼電器控制模塊，其特征在于:主要由雙穩(wěn)態(tài)繼電器、貯能電路、門限控制電路和時序控制電路組成；其中門限控制電路包括接通門限電路和關(guān)斷門限電路；雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈Xl的一端經(jīng)連接接通門限電路的一端，接通門限電路的另一端經(jīng)時序控制電路連接雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈Xl的另一端；雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈X2的一端經(jīng)貯能電路連接接通門限電路的一端，接通門限電路的另一端連接雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈X2的另一端；外部控制電源分別連接接通門限電路、關(guān)斷門限電路和貯能電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的C型繼電器控制模塊，其特征在于: 上述雙穩(wěn)態(tài)繼電器包括繼電器本體及其外圍電路；其中繼電器本體包括繼電器線圈Xl和繼電器線圈X2 ;外圍電路包括二極管D3、D8，電阻R6、R12 ;二極管D8的陰極連接繼電器線圈X2的一端，二極管D8的陽極經(jīng)電阻R12連接繼電器線圈X2的另一端；二極管D3的陰極連接繼電器線圈Xl的一端，二極管D3的陽極經(jīng)電阻R6連接繼電器線圈Xl的另一端；上述接通門限電路包括電阻Rl、R2、R3，二極管D1，穩(wěn)壓管D2和三極管Ql ;二極管Dl的陽極同時連接電阻Rl和電阻R2的一端，二極管Dl的陰極與穩(wěn)壓管D2的陰極連接；電阻R2的另一端與三極管Ql的集電極連接；電阻Rl的另一端與三極管Ql的集電極連接；三極管Ql的發(fā)射極與電阻R3的一端連接；穩(wěn)壓管D2的陽極與電阻R3的另一端連接； 上述時序控制電路包括電容Cl，電阻R4、R5，三極管Q2和Q3 ；電容Cl的一端連接接通門限電路的三極管Ql的發(fā)射極；電容Cl的另一端與電阻R4的一端和電阻R5的一端連接；電阻R4的另一端與三極管Q3的發(fā)射極連接；電阻R5的另一端與三極管Q2的基極連接；三極管Q2的發(fā)射極與三極管Q3的基極連接；三極管Q2的集電極與三極管Q3的集電極連接; 繼電器線圈Xl的一端連接接通門限電路的三極管Ql的集電極，繼電器線圈Xl的另一端連接時序控制電路的三極管Q3的集電極； 上述關(guān)斷門限電路包括穩(wěn)壓管D5、D6、D7，電阻R8、R9、R1、RlI，場效應(yīng)管Q4，三極管Q5、Q6 ;穩(wěn)壓管D5的陽極與電阻R8的一端連接；電阻R8的另一端與電阻R9的一端、穩(wěn)壓管D6的陰極和場效應(yīng)管Q4的柵極連接；電阻R9的另一端、穩(wěn)壓管D6的陽極和場效應(yīng)管Q4的源極相連；電阻RlO的一端與穩(wěn)壓管D7的陰極連接，穩(wěn)壓管D7的陽極與場效應(yīng)管漏極和電阻RlI的一端連接；電阻RlI的另一端與三極管Q5的基極連接；三極管Q5的發(fā)射極與三極管Q6的基極連接；三極管Q5的集電極和三極管Q6的集電極連接；三極管Q6的發(fā)射極與穩(wěn)壓管D6的陽極連接； 上述貯能電路包括二極管D4，電阻R7和電容C2 ;二極管D4的陽極連接關(guān)斷門限電路的穩(wěn)壓管D5的陰極；二極管D4的陰極與電阻R7的一端連接；電阻R7的另一端與電容C2的正端和關(guān)斷門限電路的電阻RlO的另一端連接；電容C2的負(fù)端連接關(guān)斷門限電路的穩(wěn)壓管D6的陽極； 繼電器線圈X2的一端連接貯能電路的電容C2的正端，繼電器線圈X2的另一端連接關(guān)斷門限電路的三極管Q6的集電極； 上述外部控制電源的正極連接接通門限電路的三極管Ql的集電極、關(guān)斷門限電路的二極管D5的陰極、以及貯能電路的二極管D4的陽極；外部控制電源的負(fù)極連接接通門限電路的二極管D2的陽極、關(guān)斷門限電路的二極管D6的陽極、以及貯能電路的電容C2的負(fù)端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的C型繼電器控制模塊，其特征在于:所述外部控制電源的正端上串接有開關(guān)K。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的C型繼電器控制模塊，其特征在于:采用分立器件結(jié)構(gòu)或混合厚膜組裝結(jié)構(gòu)進行安裝。
5.基于權(quán)利要求1所述C型繼電器控制模塊的運行方法，其特征在于: 當(dāng)外部控制電源輸入的控制電壓低于接通門限控制電路設(shè)置的接通門限電壓時，雙穩(wěn)態(tài)繼電器、貯能電路、門限控制電路和時序控制電路均不工作； 當(dāng)外部控制電源輸入的控制電壓超過接通門限控制電路設(shè)置的接通門限電壓時，雙穩(wěn)態(tài)繼電器、貯能電路、門限控制電路和時序控制電路得電工作，時序控制電路提供一定脈沖寬度的控制信號去驅(qū)動雙穩(wěn)態(tài)繼電器的繼電器線圈Xi轉(zhuǎn)換，貯能電路充電； 進入穩(wěn)態(tài)后，貯能電路保持通電狀態(tài)，雙穩(wěn)態(tài)繼電器、門限控制電路和時序控制電路均不再加電； 當(dāng)外部控制電源輸入的控制電壓掉到關(guān)斷門限控制電路設(shè)置的關(guān)斷門限電壓以下時，貯能電路給雙穩(wěn)態(tài) 繼電器的繼電器線圈X2加電復(fù)位。
【文檔編號】H03K17/687GK104038195SQ201410230349
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】王立忠, 任海峰, 王寶萱, 崔黎, 寧艷艷, 李富成, 海翔, 吳林, 郭竟 申請人:桂林航天電子有限公司