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继电器和螺线管驱动电路将电源电压加倍以节省持续电力

时间:2024-11-15 16:37:12

  对于继电器和螺线管的一个广泛接收的事实是,在它们被驱动到致动状况后,只需要一半的线圈电压,是以只需要四分之一的线圈功率来可靠地维持它。是以,任何继续施加残缺初始驱动电压以维持状况的螺线管或继电器驱动器都市浪掷四倍于事情所需功率的浪掷。

  该题目最简略且最廉价的(部份)解决计划如图 1所示。

  图 1基础驱动电路,此中 C1 启动,电流减半 R1 维持,而后 C1 在 Toff 时期经由过程 R1 放电。
  但正如“简略而便宜”的事理同样,图 1 的解决计划也存在必定的本钱和复杂性。
  尽管 R1 成功地将继续电流减少了一半,但它损耗的功率与线圈损耗的功率同样多。是以,总继续功率是驱动功率的1/2,而不是1/4,是以实际上只完成了理论功率节减的一半。

  当驱动器封闭时,必需鄙人一个驱动脉冲以前施加较长的复原耽误,以使 C1 有足够的时候经由过程 R1 放电。不然,下一个驱动脉冲的幅度将缺乏而且可能会失败。这类效应因如下究竟而加重:在致动时期,C1 经由过程 R1 和 Rm 的并联组合充电,但在 Toff 时期,它仅经由过程 R1 放电。这使得复原时候是启动时候的两倍。

  图 2展示了一个功能更好但不太简略且廉价的解决计划,这也是本设想理念的主题。
  图2 Q1、Q2合营C将V L更加驱动,Q2、D2维持,而后Q3经由过程R倏地对C放电,倏地复原进入下一个周期。
  驱动从输出处的正脉冲开端,开启 Q1,将线圈的底端驱动至 -V L,并开启 Q2,将线圈的顶端拉至 +V L。是以,线圈上会涌现2V L ,确保靠得住的驱动。当 C 充电实现时,肖特基二极管 D2 接管 Q1 的导通。这会将维持电压下降至启动值的1/2,从而将维持功率下降至1/4。
  在周期结束时,当输出旌旗灯号返回到 V 0时,Q3 导通,经由过程 D2 和 R 启动 C 的倏地放电。事实上,能够轻松地安排在比继电器或螺线管所需的更短的时间内实现复原。停学。如许就不需求明确的周时期耽误,是以复原时候实际上为零!

  然则,假如纵然将 V L逻辑轨更加依然无奈发生足够的电压来驱动线圈而且需求更高的电源轨,会产生甚么情形?

  图 3经由过程晚期设想理念中描绘的一些技术解决了这个题目:用逻辑旌旗灯号、交换耦合和接地栅极驱动 CMOS 图腾柱。
  图 3增添电平移位 Q4、R1 和 R2 以顺应++ V > V L。
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