CN203289394U - 一种开关电路及通信电源 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关电路及通信电源，包括继电器、开关管和蓄电池，其中：该继电器的常开触点、该开关管和该蓄电池串联，串联后的两端为直流电源接线端；该开关管为可控的半导体电力电子器件；该继电器的线圈的下电控制信号和该开关管的关断控制信号同步，或者延迟于该开关管的关断控制信号。采用本实用新型提供的方案，能够避免继电器分断拉弧现象的产生。

Description

一种开关电路及通信电源

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种蓄电池的开关电路及通信电源。

背景技术

现有技术中，在小功率用电场合，多采用继电器作为蓄电池连接直流电源的开关，如图1所示，蓄电池GB和继电器触点S串联，串联后的两端作为直流电源接线端，继电器线圈K的一端连接蓄电池GB的负极，另一端为继电器线圈K的上下电控制信号接线端EN。通过控制继电器线圈K的上下电可以控制继电器触点S的闭合和断开，进而控制蓄电池GB的上下电。

然而，由于继电器的分断容量很小，继电器触点S断开时线路中的电流可能会超过继电器触点S能够承受的分断电流，出现分断拉弧现象，对继电器造成损伤，进而影响电路的可靠性。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种开关电路及通信电源，用以避免继电器分断拉弧现象的产生。

本实用新型实施例提供一种开关电路，包括继电器、开关管和蓄电池，其中：

所述继电器的常开触点、所述开关管和所述蓄电池串联，串联后的两端为直流电源接线端；所述开关管为可控的半导体电力电子器件；

所述继电器的线圈的下电控制信号和所述开关管的关断控制信号同步，或者延迟于所述开关管的关断控制信号。

本实用新型实施例还提供一种通信电源，包括上述开关电路。

本实用新型的有益效果包括：

本实用新型实施例提供的开关电路中，将继电器触点和开关管串联，共同作为蓄电池连接直流电源的开关，在控制蓄电池下电时，开关管会先于继电器触点断开，因此在继电器触点断开时，不承担分断电流，进而避免了继电器分断拉弧现象的产生，提高了电路可靠性。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为现有技术中的开关电路示意图；

图2为本实用新型实施例提供的开关电路示意图；

图3为本实用新型实施例1提供的开关电路示意图；

图4为本实用新型实施例2提供的开关电路示意图；

图5为本实用新型实施例2提供的驱动单元结构示意图；

图6为本实用新型实施例2提供的驱动单元结构详细示意图。

具体实施方式

为了给出避免继电器分断拉弧现象产生的实现方案，本实用新型实施例提供了一种开关电路及通信电源，以下结合说明书附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本实用新型实施例提供了一种开关电路，如图2所示，包括继电器、开关管和蓄电池GB，其中：

继电器的常开触点S、开关管和蓄电池GB串联，串联后的两端为直流电源接线端；该开关管为可控的半导体电力电子器件；该继电器的线圈K的下电控制信号和该开关管的关断控制信号同步，或者延迟于该开关管的关断控制信号。

较佳的，该继电器的线圈K的一端连接该蓄电池GB的负极，另一端为该继电器的线圈K的上下电控制信号接线端EN1。

上述开关管具体可以为三极管、绝缘栅双极晶体管IGBT等，较佳的，开关管可以为场效应晶体管MOS管，响应较快，损耗较小。

当开关管具体为三极管时，三极管的基极作为开关管的通断控制信号接线端EN2；当开关管具体为IGBT时，IGBT的栅极作为开关管的通断控制信号接线端EN2；当开关管具体为MOS管时，MOS管的栅极作为开关管的通断控制信号接线端EN2。

下面结合附图，用具体实施例对本实用新型提供的上述开关电路进行详细说明。

实施例1：

图3所示为本实用新型实施例1提供的开关电路，包括继电器、MOS管Q和蓄电池GB，其中：

继电器的常开触点S的一端为直流电源负接线端，另一端连接MOS管Q的漏极，MOS管Q的源极连接蓄电池GB的负极，蓄电池GB的正极为直流电源正接线端；继电器的线圈K的一端连接蓄电池GB的负极，另一端为继电器的线圈K的上下电控制信号接线端EN1；MOS管Q的栅极为MOS管Q的通断控制信号接线端EN2。

较佳的，MOS管Q为N沟道型MOS管。

为了进一步说明本实用新型实施例1提供的开关电路，下面对其工作原理进行阐述。

在控制蓄电池GB上电时，MOS管Q的通断控制信号接线端EN2输入第二高电平信号，即MOS管Q的导通控制信号，MOS管Q导通；继电器的线圈K的上下电控制信号接线端EN1输入第一高电平信号，即继电器的线圈K的上电控制信号，继电器的线圈K上电，使得继电器的常开触点S闭合。即此时，蓄电池GB连接直流电源的线路导通，蓄电池GB上电。

在控制蓄电池GB下电时，MOS管Q的通断控制信号接线端EN2输入第二低电平信号，即MOS管Q的关断控制信号，MOS管Q关断；相比于MOS管Q的通断控制信号接线端EN2输入第二低电平信号的时刻，继电器的线圈K的上下电控制信号接线端EN1同时或延迟输入第一低电平信号，即继电器的线圈K的下电控制信号，继电器的线圈K下电，使得继电器的常开触点S断开。即此时，蓄电池GB连接直流电源的线路断开，蓄电池GB下电。

然而，由于继电器本身的特性，从继电器的线圈K下电到继电器的常开触点S断开需要几毫秒的时间，因此无论相比于MOS管Q的通断控制信号接线端EN2输入第二低电平信号的时刻，继电器的线圈K的上下电控制信号接线端EN1是同时或是延迟输入第一低电平信号，在继电器的常开触点S断开时，MOS管Q均已经可靠关断，所以在继电器的常开触点S断开时，继电器的常开触点S不承担分断电流。

可见，采用了本实用新型实施例提供的开关电路，在继电器触点断开时，不承担分断电流，能够避免继电器分断拉弧现象的产生，提高了电路可靠性。

实施例2：

图4所示为本实用新型实施例2提供的开关电路，该开关电路除了包括继电器、MOS管Q和蓄电池GB，还包括驱动单元，其中：

继电器的常开触点S的一端为直流电源负接线端，另一端连接MOS管Q的漏极，MOS管Q的源极连接蓄电池GB的负极，蓄电池GB的正极为直流电源正接线端；继电器的线圈K的一端连接蓄电池GB的负极，另一端连接驱动单元的第五端；MOS管Q的栅极连接驱动单元的第六端；驱动单元的第一端和第二端分别为蓄电池GB的上下电控制信号接线端Rx+和Rx-，第三端和第四端分别连接蓄电池GB正极和负极。该驱动单元在接收到蓄电池GB的上下电控制信号后，生成继电器的线圈K的上下电控制信号和MOS管Q的通断控制信号。

在本实用新型实施例2中，该驱动单元具体结构如图5所示，包括：

驱动电源子单元501、隔离子单元502和滤波子单元503，其中：

驱动电源子单元501的第一端作为驱动单元的第三端，第二端连接滤波子单元503的第二端，作为驱动单元的第四端，第三端连接隔离子单元502第三端；驱动电源子单元501为隔离子单元502提供驱动电源。

隔离子单元502的第一端和第二端分别作为驱动单元的第一端和第二端，第四端连接滤波子单元503的第一端，作为驱动单元的第五端；隔离子单元502生成和蓄电池GB的上下电控制信号隔离的控制信号。

滤波子单元503的第三端作为驱动单元的第六端，滤波子单元503对隔离子单元502生成的控制信号进行滤波。

在本实用新型实施例2中，各子单元详细示意图如图6所示。

驱动电源子单元501具体可以包括第一电阻R1、稳压二极管D1和第一电容C1。其中，第一电阻R1的一端作为驱动电源子单元501的第一端；稳压二极管D1的阳极连接第一电容C1的一端，作为驱动电源子单元501的第二端；第一电阻R1的另一端连接稳压二极管D1的阴极、第一电容C1的另一端，作为驱动电源子单元501的第三端。

隔离子单元502具体可以包括第二电阻R2、发光二极管D2、光敏晶体管T1和三极管T2。其中，第二电阻R2的一端作为隔离子单元502的第一端，另一端连接发光二极管D2的阳极；发光二极管D2的阴极作为隔离子单元502的第二端；三极管T2的集电极作为隔离子单元502的第三端，基极连接光敏晶体管T1的集电极；三极管T2的发射极连接光敏晶体管T1的发射极，作为隔离子单元502的第四端；发光二极管D2驱动光敏晶体管T1。

滤波子单元503具体可以包括第三电阻R3、第四电阻R4和第二电容C2。其中，第三电阻R3的一端连接第二电容C2的一端，作为滤波子单元503的第一端；第二电容C2的另一端连接第四电阻R4的一端，作为滤波子单元503的第二端；第三电阻R3的另一端连接第四电阻R4的另一端，作为滤波子单元503的第三端。

较佳的，该开关电路中还可以包括二极管D3，二极管D3的阳极和阴极分别连接隔离子单元502的第四端和第三端，当蓄电池GB极性接反时，对隔离子单元502中器件起到保护作用。

较佳的，该开关电路中还可以包括二极管D4，连接于继电器的线圈K的两端之间，当蓄电池GB下电后，对继电器的线圈K上的电能进行泄放。

较佳的，还可以在MOS管Q两端并联稳压二极管，以抑制尖峰电压。

可见采用本实用新型实施例提供的开关电路，能够避免继电器分断拉弧现象的产生，易于实现，可靠性高。

实施例3：

本实用新型实施例3还提供了一种通信电源，包括上述图2-图6任一所示的开关电路。

在通信电源中，蓄电池的上下电控制信号由处理器发出。

进一步的，该通信电源中还可以包括检测单元，对蓄电池GB极性进行检测，当检测到蓄电池GB接反时，处理器不发出控制信号，以保证电路器件不被损坏。

较佳的，在处理器发出蓄电池上电控制信号前，检测单元还对蓄电池GB电压和直流电源电压进行检测，当二者差值在一定范围内，即差值小于预设阈值时，处理器才发出蓄电池上电控制信号，以避免上电瞬间冲击电流过大，损坏电路器件。如果蓄电池GB电压和直流电源电压的差值不小于预设阈值，可以对直流电源的输出电压进行调节，使二者差值小于预设阈值。

较佳的，在蓄电池GB上电后，进行充电时，还可以对蓄电池GB的充电电流进行检测，当充电电流超过预设电流时，对直流电源的输出电压进行调节，使充电电流小于预设电流。

较佳的，在直流电源无输出后，检测单元对蓄电池GB电压进行检测，当蓄电池GB电压低于预设电压时，处理器发出蓄电池下电控制信号，以防止蓄电池GB过度放电，对蓄电池GB进行保护。

综上所述，本实用新型实施例提供的开关电路，包括继电器、开关管和蓄电池，其中：该继电器的常开触点、该开关管和该蓄电池串联，串联后的两端为直流电源接线端；该开关管为可控的半导体电力电子器件；该继电器的线圈的下电控制信号和该开关管的关断控制信号同步，或者延迟于该开关管的关断控制信号。采用本实用新型实施例提供的方案，能够避免继电器分断拉弧现象的产生。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种开关电路，其特征在于，包括继电器、开关管和蓄电池，其中：

所述继电器的常开触点、所述开关管和所述蓄电池串联，串联后的两端为直流电源接线端；所述开关管为可控的半导体电力电子器件；

所述继电器的线圈的下电控制信号和所述开关管的关断控制信号同步，或者延迟于所述开关管的关断控制信号。

2.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述继电器的线圈的一端连接所述蓄电池的负极，另一端为所述继电器的线圈的上下电控制信号接线端。

3.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述开关管具体为场效应晶体管MOS管，所述MOS管的栅极为所述开关管的通断控制信号接线端。

4.如权利要求3所述的开关电路，其特征在于，所述MOS管具体为N沟道型MOS管。

5.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述开关管具体为三极管，所述三极管的基极为所述开关管的通断控制信号接线端。

6.如权利要求1所述的开关电路，其特征在于，所述开关管具体为绝缘栅双极晶体管IGBT，所述IGBT的栅极为所述开关管的通断控制信号接线端。

7.如权利要求1-6任一所述的开关电路，其特征在于，还包括驱动单元，所述驱动单元的第一端和第二端为所述蓄电池的上下电控制信号接线端，第三端和第四端分别连接所述蓄电池的正极和负极，第五端连接所述继电器的线圈的上下电控制信号接线端，第六端连接所述开关管的通断控制信号接线端；所述驱动单元在接收到所述蓄电池的上下电控制信号后，生成所述继电器的线圈的上下电控制信号和所述开关管的通断控制信号。

8.如权利要求7所述的开关电路，其特征在于，所述驱动单元包括驱动电源子单元、隔离子单元和滤波子单元，其中：

所述驱动电源子单元的第一端作为所述驱动单元的第三端，第二端连接所述滤波子单元的第二端，作为所述驱动单元的第四端，第三端连接所述隔离子单元的第三端；所述驱动电源子单元为所述隔离子单元提供驱动电源；

所述隔离子单元的第一端和第二端分别作为所述驱动单元的第一端和第二端，第四端连接所述滤波子单元的第一端，作为所述驱动单元的第五端；所述隔离子单元生成和所述蓄电池的上下电控制信号隔离的控制信号；

所述滤波子单元的第三端作为所述驱动单元的第六端；所述滤波子单元对所述隔离子单元生成的控制信号进行滤波。

9.如权利要求8所述的开关电路，其特征在于，所述驱动电源子单元具体包括第一电阻、稳压二极管和第一电容，其中，所述第一电阻的一端作为所述驱动电源子单元的第一端，所述稳压二极管的阳极连接所述第一电容的一端，作为所述驱动电源子单元的第二端，所述第一电阻的另一端连接所述稳压二极管的阴极、所述第一电容的另一端，作为所述驱动电源子单元的第三端；

所述隔离子单元具体包括第二电阻、发光二极管、光敏晶体管和三极管，其中，所述第二电阻的一端作为所述隔离子单元的第一端，另一端连接所述发光二极管的阳极，所述发光二极管的阴极作为所述隔离子单元的第二端，所述三极管的集电极作为所述隔离子单元的第三端，基极连接所述光敏晶体管的集电极，所述三极管的发射极连接所述光敏晶体管的发射极，作为所述隔离子单元的第四端，所述发光二极管驱动所述光敏晶体管；

所述滤波子单元具体包括第三电阻、第四电阻和第二电容，其中，所述第三电阻的一端连接所述第二电容的一端，作为所述滤波子单元的第一端，所述第二电容的另一端连接所述第四电阻的一端，作为所述滤波子单元的第二端，所述第三电阻的另一端连接所述第四电阻的另一端，作为所述滤波子单元的第三端。

10.一种通信电源，其特征在于，包括如权利要求1-9任一所述的开关电路。

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