[发明专利]一种低能耗继电器驱动电源电路及其驱动方法

说明书

技术领域

本发明涉及电气设备控制领域，尤指一种低能耗继电器驱动电源电路及其驱动方法。 

背景技术

继电器是一种通过弱电信号来控制强电信号的控制开关，因此在工业控制领域中大量实用。由于继电器在簧片触点断开状态能可靠的断开电路，在簧片触点吸合时只有很小的接触电阻，所以在光伏发电领域大量用于逆变器与网侧和PV阵列侧的通断控制。 

现有技术常采用如图1所示的继电器控制方案。其工作原理是：当控制电平为低时，开关管Q1截止，继电器初级线圈无电流流过，继电器簧片分离；当控制电平CON为高时，开关管Q1导通，继电器初级线圈流过电流，继电器簧片吸合，当CON保持高电平时，继电器线圈有维持电流，继电器簧片一直保持吸合状态。现有方案中，由于继电器的保持电压与吸合电压一样大，继电器初级线圈的能耗较大，发热严重，缩短继电器使用寿命。 

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种低能耗继电器驱动电源及其驱动方法，用以解决现有驱动控制技术在继电器正常使用时，继电器发热严重、系统效率低的问题，在保证继电器可靠工作的同时，降低了继电器正常吸合后的功耗，延长了继电器的使用寿命，提高了整个系统的效率。 

本发明是这样实现的，一种低能耗继电器驱动电源电路，其包括：电源；至少一个继电器电路，每个继电器电路并联连接，且在每个继电器电路中，包 括开关管以及继电器，同时该开关管、该继电器的线圈、该电源串联连接；CPU控制电路，其输出至少一个继电器控制信号到该至少一个开关管的控制极；DC/DC变换器，其串接在该电源与每个继电器的线圈之间，该DC/DC变换器包括输入端、输出端以及PWM信号控制端，该DC/DC变换器的输入端连接于每个继电器的线圈，该DC/DC变换器的输出端连接于该电源，该CPU控制电路输出PWM信号至该DC/DC变换器的PWM信号控制端控制该DC/DC变换器的运行。 

作为上述方案的进一步改进，该DC/DC变换器为BOOST变换器，该BOOST变换器包括二极管、第一电感、第一电容、第二电容以及变换器开关管，该二极管的阳极连接于该第一电感的一端，该第一电感的另一端为该DC/DC变换器的输入端，该二极管的阴极连接于该电源的正极，该第一电容并联于该电源，该变换器开关管的一端连接于该二极管的阳极与该第一电感之间，该变换器开关管的另一端连接于该电源的负极为该DC/DC变换器的输出端，该第二电容的一端连接于该DC/DC变换器的输入端，该第二电容的另一端连接于该DC/DC变换器的输出端，该变换器开关管的控制极连接于该CPU控制电路为该DC/DC变换器的PWM信号控制端。 

作为上述方案的进一步改进，该DC/DC变换器为SEPIC变换器，该SEPIC变换器包括二极管、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容、第三电容以及变换器开关管，该二极管的阳极经由该第三电容连接于该第一电感的一端，该第一电感的另一端为该DC/DC变换器的输入端，该二极管的阴极连接于该电源的正极，该第一电容并联于该电源，该变换器开关管的一端连接于该第三电容与该第一电感之间，该变换器开关管的另一端连接于该电源的负极为该DC/DC变换器的输出端，该第二电感的一端连接于该二极管的阳极与该第三电容之间，该第二电感的另一端连接于该电源的负极，该第二电容的一端连接于该DC/DC变换器的输入端，该第二电容的另一端连接于该DC/DC变换器的输出端，该变换器开关管的控制极连接于该CPU控制电路为该DC/DC变换器的 PWM信号控制端。 

作为上述方案的进一步改进，该DC/DC变换器为Flyback变换器，该Flyback变换器包括二极管、变压器、第一电容、第二电容以及变换器开关管，该变压器的一次侧与二次侧的线圈匝数比为1∶1，该二极管的阳极连接于该变压器的二次侧的一端，该二次侧的另一端电性接地，该二极管的阴极连接于该电源的正极，该变压器的一次侧的一端为该DC/DC变换器的输入端，该一次侧的另一端连接于该变换器开关管一端，该变换器开关管的另一端连接于该电源的负极为该DC/DC变换器的输出端，该第一电容并联于该电源，该第二电容的一端连接于该DC/DC变换器的输入端，该第二电容的另一端连接于该DC/DC变换器的输出端，该变换器开关管的控制极连接于该CPU控制电路为该DC/DC变换器的PWM信号控制端。 

作为上述方案的进一步改进，该CPU控制电路包括CPU，该CPU设置有PWM信号输出端以及至少一个继电器控制信号输出端，该PWM信号输出端连接至该DC/DC变换器的PWM信号控制端，该至少一个继电器控制信号输出端连接至相应开关管的控制极。