繼電器驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種繼電器驅(qū)動電路，該驅(qū)動電路包括電子單元的靜電防護設(shè)計。用于驅(qū)動電能表內(nèi)部的繼電器。本實用新型的電路由信號輸入口、驅(qū)動電路、信號輸出口和保護電路組成，能夠有效地抑制電能表內(nèi)部動作產(chǎn)生的沖擊靜電，保護內(nèi)部電路的元器件，延長電能表使用壽命。
【專利說明】
繼電器驅(qū)動電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種電能表內(nèi)部電路，尤其是電能表內(nèi)部的繼電器驅(qū)動電路。

【背景技術(shù)】
[0002]電能表是專門用來計量某一時間段電能累計值的儀表。電能表由測量機構(gòu)、補償調(diào)整裝置和輔助部件三大部分組成。測量機構(gòu)是電能表實現(xiàn)電能測量的核心，由驅(qū)動元件、轉(zhuǎn)動元件、制動元件、軸承、計度器五部分組成。其驅(qū)動元件(繼電器)又由驅(qū)動電路來驅(qū)動。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)的繼電器驅(qū)動電路的原理圖如圖1所示，其由信號輸入口(I)、驅(qū)動電路
(2)和信號輸出口(3)組成。
[0004]其信號輸入口(I)包括繼電器常開觸點輸入口(RELAY0N)和繼電器常閉觸點輸入口(RELAY0FF)。其繼電器常開觸點輸入口通過第一限流電阻(R501)連至第一 NPN三極管(Q503)的基極，第一 NPN三極管(Q503)的基極接入第一下拉電阻(R507);其繼電器常閉觸點輸入口通過第四限流電阻(R504)連至第二 NPN三極管(Q504)的基極，第二 NPN三極管(Q504)的基極接入第二下拉電阻(R508)；
[0005]其驅(qū)動電路(2)包括常開觸點輸入驅(qū)動電路和常閉觸點輸入驅(qū)動。其常開觸點輸入驅(qū)動電路是由第一 NPN三極管(Q503)的集電極通過第二限流電阻(R502)連至第二 PNP三極管(Q502)的基極。第二 PNP三極管(Q502)的發(fā)射極接電源正極(VCC)，集電極連接信號輸出口(RYB)。第一 NPN三極管(Q503)的發(fā)射極接電源負極(GND);其常閉觸點輸入驅(qū)動電路是由第二 NPN三極管(Q504)的集電極通過第三限流電阻(R503)連至第一 PNP三極管(Q501)的基極。第一 PNP三極管(Q501)的發(fā)射極接電源正極(VCC)，集電極連接信號輸出口(RYA)。第二 NPN三極管(Q504)的發(fā)射極接電源負極(GND)。
[0006]其信號輸出口(3)包括RYA輸入端和RYB輸入端。RYA輸入端接在第一 NPN三極管(Q503)的集電極；RYB輸入端接在第二 NPN三極管(Q504)的集電極。
[0007]其信號輸入口( I)耦接至驅(qū)動電路(2 )以接收外部電壓信號；其驅(qū)動電路(2 )耦接信號輸出口(3)以處理信號；其信號輸出口(3)連接繼電器線圈以驅(qū)動繼電器動作。當繼電器導(dǎo)通的瞬間，會在RYA輸出端和RYB輸出端產(chǎn)生瞬時的峰值電壓和沖擊靜電，而每個繼電器線圈都有自己固定的耐壓值，這樣的沖擊電壓會減短線圈得使用壽命；繼電器頻繁的開關(guān)動作會造成RYA輸出端和RYB輸出端的電壓極不穩(wěn)定，給第一 PNP三極管(Q501)和第二 PNP三極管(Q502 )帶來了沖擊電壓和靜電，這也會影響其使用壽命。
實用新型內(nèi)容
[0008]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種具有防靜電沖擊功能的繼電器驅(qū)動電路。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下技術(shù)方案:一種繼電器驅(qū)動電路，用于驅(qū)動電能表內(nèi)部繼電器，其特征在于包括:
[0010]信號輸入口，耦接至驅(qū)動電路以接收外部電壓信號；
[0011]驅(qū)動電路,耦接信號輸入口和信號輸出口以放大信號；
[0012]信號輸出口，耦接繼電器線圈以驅(qū)動繼電器動作；
[0013]保護電路，耦接在驅(qū)動電路內(nèi)和信號輸出口以抑制瞬態(tài)電壓；
[0014]其中，當繼電器的開關(guān)動作產(chǎn)生沖擊靜電的時候，保護電路能對其進行泄放，避免內(nèi)部器件受損。
[0015]改進后的繼電器驅(qū)動電路如圖2所示，其在圖1的基礎(chǔ)上增加了保護電路。該保護電路包括:信號輸出口的限壓電路、RYA輸出端的限壓電路和RYB輸出端的限壓電路。其具體實施方案是在輸出端RYA、RYB處并聯(lián)一個TVS管；在RYA和RYB輸出端各接入一個BAV99芯片的基本電路。
[0016]當繼電器導(dǎo)通的瞬間，會在RYA輸出端和RYB輸出端產(chǎn)生瞬時的峰值電壓和沖擊靜電，TVS管瞬間導(dǎo)通進行泄放，從而避免線圈受到?jīng)_擊；繼電器頻繁的開關(guān)動作會造成RYA輸出端和RYB輸出端的電壓極不穩(wěn)定，給第一 PNP三極管(Q501)和第二 PNP三極管(Q502)帶來了沖擊電壓和靜電，而BAV99芯片能夠?qū)⑵?腳電壓保持在-0.7>CC+0.7V之間，當RYA輸出端和RYB輸出端的電壓波動比較大時，BAV99芯片能夠限制電壓幅值，保護電路。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為改進前的繼電器驅(qū)動電路原理圖；
[0018]圖2為本實用新型圖的繼電器驅(qū)動電路原理圖。
[0019]圖中:R501、第一限流電阻；R502、第二限流電阻；R503、第三限流電阻；R504、第四限流電阻；R507、第一下拉電阻；R508、第二下拉電阻；Q501、第一 PNP三極管；Q502、第二PNP三極管；Q503、第一 NPN三極管；Q504、第二 NPN三極管；VCC、電源正極；GND、電源負極；D501、第一 BAV99芯片；D502、第二 BAV99芯片；P0080、TVS管JN2、繼電器驅(qū)動信號輸出口 ；RELAY0N、繼電器常開觸點輸入端；RELAY0FF、繼電器常閉觸點輸入端；RYA，RYB、繼電器驅(qū)動信號輸出端。

【具體實施方式】
[0020]在圖2中，所述的信號輸入口(I)由輸入觸點(RELAYON、RELAY0FF)、限流電阻(R501、R504)和下拉電阻(R507、R508)組成。所述的限流電阻(R501、R504)的阻值為2k，所述的下拉電阻(R507、R508)的阻值為22k，當加在輸入觸點電壓的值為U時，在三極管(Q503)得到的電壓為11U/12。
[0021]所述的驅(qū)動電路(2)由限流電阻(R502、R503)、三極管(Q501、Q502)和三極管(Q503、Q504)組成，所述的三極管(Q503、Q504)隔離了基極(b)電流和集電極(c)電流。所述的三極管(Q501、Q502 )用于對其基極(b )電流的放大，在集電極(c )得到足夠大的電流以驅(qū)動負載。
[0022]所述的信號輸出口(3)實際上就是連接著負載線圈，當線圈工作才能實現(xiàn)繼電器的開關(guān)動作。
[0023]所述的保護電路(4)是通過TVS管和BAV99芯片限壓電路電壓。
[0024]當RELAYON為高電平時，所述的信號輸入口(I)接收電壓，所述的三極管(Q503)滿足導(dǎo)通條件導(dǎo)通(三極管的導(dǎo)通條件是發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，即Vc>Vb>Ve)，所述的三極管(Q502)因基極(b)電位被拉低也滿足導(dǎo)通條件。所述的線圈(JN2)的RYA的電位被拉低，與其另一個引腳RYB形成電位差，因此電流從RYB經(jīng)過繼電器線圈流向RYA。由于這個導(dǎo)通動作是瞬間的，會在RYA輸出端和RYB輸出端產(chǎn)生瞬時的峰值電壓和沖擊靜電。此時，TVS管起到作用。所述的TVS管(P0080)又叫瞬態(tài)電壓抑制器，當TVS管的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時，它能以10-12秒量級的速度，將其兩極間的高阻抗變?yōu)榈妥杩?，吸收高達數(shù)千瓦的浪涌功率，使兩極間的電壓鉗位于一個預(yù)定值，有效地保護電子線路中的精密元器件，免受各種浪涌脈沖的損壞。
[0025]以上是繼電器的一個開關(guān)動作過程。當繼電器處于頻繁的開關(guān)動作時，會造成RYA輸出端和RYB輸出端的電壓極不穩(wěn)定，給第一 PNP三極管(Q501)和第二 PNP三極管(Q502)帶來了沖擊電壓和靜電。此時，BAV99芯片起到作用。BAV99芯片主要原理是當靜電從3腳導(dǎo)入，二極管被反向擊穿，同時電荷被快速瀉放到電源正極(VCC)或者負極(GND)。正的靜電大部分放到電源正極(VCC)。所以BAV99芯片能夠?qū)⑵?腳電壓保持在-0.7>CC+0.7V之間。當RYA輸出端和RYB輸出端的電壓波動比較大時，BAV99芯片能夠限制電壓幅值，保護電路。
[0026]綜上所述，通過TVS管對繼電器輸出口(JN2)泄放峰值電壓，保護繼電器線圈；通過BAV99芯片限制RYA輸出端和RYB輸出端的電壓幅值，保護驅(qū)動電路的三極管。
[0027]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實用新型的保護范圍。應(yīng)當指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種繼電器驅(qū)動電路，用于驅(qū)動電能表內(nèi)部繼電器，其特征在于包括: 信號輸入口，耦接至驅(qū)動電路以接收外部電壓信號； 驅(qū)動電路，耦接至信號輸出口以放大信號； 信號輸出口，耦接繼電器線圈以驅(qū)動繼電器動作； 保護電路，耦接在驅(qū)動電路內(nèi)和信號輸出口以抑制瞬態(tài)電壓； 其中，當繼電器的開關(guān)動作產(chǎn)生沖擊靜電的時候，保護電路能對其進行泄放，避免內(nèi)部器件受損。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于:所述的信號輸入口包括: 繼電器常開觸點輸入口:耦接于驅(qū)動電路第一 NPN三極管的基極； 繼電器常閉觸點輸入口:耦接于驅(qū)動電路第二 NPN三極管的基極。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于:所述的繼電器常開觸點輸入口包括: 第一限流電阻:耦接于繼電器常開觸點，以限制輸入電流； 第一下拉電阻:耦接于第一限流電阻，以分配輸入電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于:所述的繼電器常閉觸點輸入口包括: 第四限流電阻:耦接于繼電器常閉觸點，以限制輸入電流； 第二下拉電阻:耦接于第四限流電阻，以分配輸入電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于:所述的信號輸出口包括: RYA輸出端:耦接于第一 NPN三極管的集電極； RYB輸出端:耦接于第二 NPN三極管的集電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于:所述的保護電路包括: 信號輸出口的限壓電路，耦接于信號輸出口，以限制信號輸出口的瞬態(tài)電壓； RYA輸出端的限壓電路，耦接于RYA輸出端，以限制RYA輸出端的瞬態(tài)電壓； RYB輸出端的限壓電路，耦接于RYB輸出端，以限制RYB輸出端的瞬態(tài)電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于:所述的信號輸出口的限壓電路包括: TVS管:并聯(lián)在信號輸出口。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于:所述的RYA輸出端的限壓電路包括: 第一 BAV99芯片:其一腳接電源負極，二腳接電源負極，三腳接RYA輸出口。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的繼電器驅(qū)動電路，其特征在于:所述的RYB輸出端的限壓電路包括: 第二 BAV99芯片:其一腳接電源負極，二腳接電源負極，三腳接RYB輸出口。
【文檔編號】H01H47/02GK203983170SQ201420406774
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月22日
【發(fā)明者】王焱, 谷海明 申請人:浙江永陽科技有限公司