线圈是高压继电器的关键元件，因为它可提供闭合触点所需的驱动力。流经线圈的电流会产生磁场，吸引动铁芯闭合触点，反之则断开触点。尽管市场上有多家高压继电器供应商，如 TE、Panasonic、GIGAVIC、HF 等等，但所有接触器线圈的驱动电流要求都是类似的。如图 3-17 所示，电流曲线可分为三个阶段。第一阶段称为拾取阶段，电流需要足够大并保持足够长的时间，以确保继电器在该阶段内闭合。第二阶段是保持阶段，在这个阶段中将保持较小的电流，以便有效地闭合继电器并使继电器保持闭合状态。最后一个阶段为电流快速衰减阶段，在这个阶段中，电流将以非常快的速度下降，以使触点断开。图 3-17 显示了电流曲线的三个阶段要求，拾取阶段和保持阶段的实际电流可以是具有最大值和最小值的 PWM 信号。

图 2-3 继电器电流曲线的三个阶段

一般来说，继电器供应商提供两种继电器线圈类型，一种是带有内部节能器的节能线圈，另一种是需要外部节能装置的非节能线圈。节能线圈将内部节能器与双线圈节能器、带电压反馈的脉宽调制和带电流反馈的脉宽调制等方法中的一种集成在一起。单独为线圈的两个端子供电就足够了，所需的电流波形由此内部节电器自行生成。非节能线圈是指没有任何内部电路的线圈，需要外部电路来生成所需的电流波形。

从系统的角度来看，出于安全原因，最好同时使用高侧和低侧开关来驱动继电器线圈。如果仅使用高侧或低侧开关，线圈将始终处于通电状态，无法在发生短路故障时断开。故障与高侧开关上的输入短路和低侧开关上的接地短路有关。大电流流过线圈无法切断，由此产生的大功耗会损坏线圈。

要想实现某种电流曲线，就必须采用经过精心考虑的设计。否则，通过线圈的电流将达到由施加电压除以线圈电阻所得到的最大值。通常，每种规格中都规定了拾取阶段和保持阶段的最大和最小电流，以确保继电器能够正常工作。一些供应商更愿意针对每个阶段内的最小有效电流做出规定。这些电流远远小于由电源电压和线圈电阻所决定的电流值。这不仅有助于节省能耗，还能够延长继电器的使用寿命。

图 2-4 显示了继电器驱动器电路。

图 2-4 继电器驱动器电路

RY_24V 为继电器线圈提供电源。该设计使用 LM74701-Q1 提供反极性保护和低正向压降调节。TPS4H160-Q1 用于将 RY_24V 切换到线圈正极端子。TPS4H160-Q1 提供 8A 的电流限制，该电流限制足够大，能够以足够的余量覆盖拾取相电流。TPS4H160-Q1 的版本 B 用于负载电流监控功能特性。对于版本 B，SEL 和 SEH 是两个引脚，用于在四个通道之间复用共享电流检测功能。ULN2803C 用于将 GND 切换至线圈负极端子。ULN2803C 由八个 NPN 达林顿对组成，这些达林顿对具有高压输出，带有用于开关电感负载的共阴极钳位二极管。每个达林顿对的集电极电流额定值为 500mA。将达林顿对并联可以提供更高的电流，最高可达 4A。

高侧开关 TPS4H160-Q1 在这里发挥了开/关控件的作用，可以在低侧终端发生短路故障时保护线圈。TPS4H160-Q1 的续流电路为可选项，因为在断开低侧开关时，通过线圈的电流不能突然中断。否则，线圈电感会造成非常大的电压尖峰，从而可能损坏元件。同时，高侧和低侧终端的诊断功能也是 BESS 应用的一大优势。