继电器驱动器仅需25%的功率

描述

图1所示电路实现了公认的做法,即最初以全功率驱动螺线管,然后在元件机械“拉入”后降低到“保持”功率。

继电器

图1.该电路施加接近6V的电压以接通继电器,然后将施加的保持电压降低到约75.3V,从而降低3%的功耗。

所示电路从6.3V驱动3V继电器,并使用电荷泵(IC1,配置为电压反相器)产生激活(拉入)继电器所需的额外-3V。使用外部控制信号接通Q1时,继电器顶部施加约3.3V电压,IC1(引脚3处存在3.8V时激活)向其下部端子施加-3V电压。IC1的新颖特性使电路非常紧凑:

与更熟悉的ICL1相比,电荷泵(IC1)的内部开关频率较快(7660MHz),后者的开关频率为10kHz。这种高速允许对输入、输出和“飞行”电容(C1、C1和C3)使用小值(2μF)。这些元件可以是低成本的X7R陶瓷电容器,例如AVX的1206YC105MAT2A。

当IC1进入关断状态(引脚7上的逻辑高电平)时,其输出(引脚5)不具有高阻抗,而是通过导通电阻小于5Ω的内部开关接地。此功能允许SHDN充当电源开关,将逆变器输出从标称-3V(电荷泵使能)选通至地(电荷泵禁用)。禁用时IC1的电流小于1μA。

对于工作在3.3V的原型电路,IC1的工作频率测量为955kHz。下表显示了400Ω、180Ω和90Ω 6V继电器的电荷泵性能实测得值,以继电器两端的总电压表示:

 

继电器,6V 拉入式 钽珠电容器的电压 具有低 ESR C2 的吸入电压 保持电压
400Ω (90毫瓦) 5.51V 6.18V 3.293V
180Ω (200毫瓦) 4.80V 5.87V 3.283V
90Ω (400毫瓦) 3.94V 5.40V 3.266V

 

对于第一列吸入电压,C1、C2 和 C3 是普通的 1μF 引线钽磁珠电容器,而不是低 ESR 类型。对于第二列,仅用最大电阻为2mΩ的低ESR电容器(Sanyo OS-CON 350SC25M)代替C1。该电容器显著提高了性能,说明需要仔细选择电荷泵转换器的元件。

高端 pnp 晶体管打开和关闭继电器。所示的小型SOT23器件(Zetex FMMT717)被选用于高铁(最小 180)在其连续 I 时C额定电流为 2.5A。高 h铁允许使用高值限极电阻。为了节省小基极电流,可以用p沟道MOSFET代替Q1。

审核编辑:郭婷

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