專利名稱：一種低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路，與相應(yīng)的開關(guān)電器 相配合使用，屬于低壓電器技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電磁鐵控制電路是低壓電器領(lǐng)域接觸器產(chǎn)品類的一項重要電路，該 電路通過控制電磁鐵的電流控制其吸合或釋放，從而使得接觸器類產(chǎn)品 的動、靜觸頭產(chǎn)生相應(yīng)的通斷運動。
目前，國內(nèi)大部分開關(guān)電器電磁鐵控制電路采用全電壓簡單通斷控 制，控制簡單，成本低，但電磁鐵運動力大，易引起觸頭彈跳導(dǎo)致觸頭 燒毀；此外全電壓簡單通斷控制電磁鐵能耗高，長期通電發(fā)熱嚴重。
中國國內(nèi)一部分開關(guān)電器廠商，共開關(guān)電器產(chǎn)商品電磁鐵控制電路 采用電磁鐵雙電源電路。雙電源電路指電磁鐵分為吸合供電、保持供電
兩部分。啟動時采用大電流供電，通常是高壓或滿電壓供電；保持時采
用小電流直流供電以維持足夠的吸持力。該電路雖然區(qū)分了啟動和保持 電流，但未對保持電流進行采樣，對輸入電壓未數(shù)值采樣，故電磁鐵電 流不能隨外界電壓輸入變化而變化。
國外一部分開關(guān)電器廠商，電磁鐵控制電路采用電磁鐵雙電源電路。 分為吸合供電、保持供電兩部分，采用了電流反饋，電磁鐵電流能隨外 界輸入電壓變化而變化，但對輸入電壓未有數(shù)值采樣，無法準確控制電 磁鐵電流。
中國發(fā)明專利CN99122868具有由電磁鐵保持電流供電的電源電路 的電磁鐵控制設(shè)備的原理圖(如圖1)。其中(1)為電磁鐵線圈，Va加在(1)上由T4控制電流大小，T5控制R4的電流開斷，R4為反饋電阻， 反饋信號傳到E2，控制芯片(9)根據(jù)反饋進行輸出調(diào)節(jié)。該電路有電流 反饋，沒有Va電壓檢測反饋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路，這是用 于低壓開關(guān)電器電磁鐵控制的電路，以實現(xiàn)電磁鐵的啟動、保持控制， 并能隨外界電壓變化調(diào)節(jié)電磁鐵電流電磁鐵控制的電路。
為了達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是該電磁鐵控制電路包括
自反饋脈寬調(diào)制及IGBT驅(qū)動電路、電磁鐵啟動延時電路、輸入電壓采樣 電路、外部交流電源輸入、整流及濾波電路、控制芯片MCU、電磁鐵。經(jīng) 外部交流電源輸入、整流及濾波電路的電源供給自反饋脈寬調(diào)制及IGBT 驅(qū)動電路、電磁鐵啟動延時電路、輸入電壓采樣電路、控制芯片MCU、電 磁鐵，輸入電壓采樣電路采樣的信號經(jīng)控制芯片MCU處理后，送自反饋 脈寬調(diào)制及IGBT驅(qū)動電路再驅(qū)動電磁鐵，需要延時啟動延時電路，通過 自反饋脈寬調(diào)制及IGBT驅(qū)動電路再驅(qū)動電磁鐵。
本發(fā)明的有益效果這是一種適用于低壓開關(guān)電器電磁鐵控制的電 路，它集電磁鐵恒流控制、啟動延時后電磁鐵保持、輸入電壓采樣、電 磁鐵寬電壓工作自調(diào)節(jié)功能于一體。使用在低壓開關(guān)電器內(nèi)具有體積小， 功能強，可靠性高的特點，使得受控電磁鐵具有良好的啟動、保持特性， 降低電磁鐵能耗，減小電磁鐵體積，擴大電磁鐵工作電壓，延長電磁鐵 工作壽命，并使電磁鐵工作更平穩(wěn)，是一種有推廣價值和實用價值的電 子電路。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的電磁鐵控制設(shè)備的原理圖2為本發(fā)明的低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路硬件原理框圖；圖3為本發(fā)明的低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路自反饋脈寬調(diào)制及 IGBT驅(qū)動電路及啟動延時電路原理圖4為本發(fā)明的低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路輸入電壓采樣電路原 理圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作詳細說明。
圖1是發(fā)明專利CN99122868低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路原理圖。 在背景技術(shù)中己有說明，不再重復(fù)。
參照圖2，這是本發(fā)明的低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路硬件原理框圖。
所述的電磁鐵控制電路包括外部交流電源輸入1、整流濾波電路2、 自反饋脈寬調(diào)制及IGBT驅(qū)動電路3、啟動延時電路4、輸入電壓采樣電 路5、控制芯片電路6、電磁鐵7。
上述電路之間的信號傳遞外部交流電源輸入1，經(jīng)整流及濾波電 路2進行整流及濾波處理后傳遞到自反饋脈寬調(diào)制及IGBT驅(qū)動電路3， 該電路根據(jù)電磁鐵7負載情況，自動調(diào)節(jié)輸出脈寬，以調(diào)解IGBT的斬波 寬度，從而控制輸入到電磁鐵7的電流能量，有效地控制電磁鐵的吸合、 釋放。啟動延時電路4主要針對電磁鐵7吸合瞬間需要大電流，而吸合 后維持電流小的情況，為區(qū)分吸合電流和維持電流，在吸合瞬間通過調(diào) 整反饋電阻阻值從而調(diào)整輸出電壓脈寬，為電磁鐵7提供啟動大電流。 當啟動時間到，調(diào)整反饋電阻阻值從而調(diào)整輸出電壓脈寬，為電磁鐵7 提供維持小電流。輸入電壓采樣電路5檢測外部交流電源輸入1，通過 V/銜換電路將電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率型號，傳遞到控制芯片MCU6?？刂?芯片MCU6根據(jù)輸入電壓的大小決定電壓是否過高或過低，判定是否停 止電磁鐵7工作。控制芯片MCU 6通過導(dǎo)通或關(guān)斷自反饋脈寬調(diào)制及 IGBT驅(qū)動電路3的工作電源從而控制電磁鐵7的吸合或分斷。參照圖3，這是本發(fā)明的自反饋脈寬調(diào)制及IGBT驅(qū)動電路及啟動 延時電路原理圖。
所述的自反饋脈寬調(diào)制及IGBT驅(qū)動電路3，交流輸入AC1、 AC2 通過D1進行整流。Tl對電路進行導(dǎo)通和關(guān)斷。Ul通過反饋信號以電壓 驅(qū)動方式實現(xiàn)對T1的控制，使其導(dǎo)通或關(guān)斷。R04、 R05為反饋電阻， 通過R04、 R05的電流變化產(chǎn)生電壓信號變化，該電壓信號變化反饋到 Ul從而電壓調(diào)整脈寬輸出。所述的啟動延時電路，啟動時，上電瞬間C03 電壓低于R08電壓，U2電壓比較后輸出高電平，Ql導(dǎo)通，R05和R04 并聯(lián)阻值變小，成為啟動反饋電阻。當啟動延時時間到，C03充電后電 壓高于R08電壓，U2電壓比較后輸出低電平，Ql截止關(guān)斷，R04單獨 成為反饋電阻，反饋電阻阻值變大，形成電磁鐵維持時反饋電阻。
參照圖4，這是本發(fā)明的低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路輸入電壓采 樣電路原理圖。
所述的輸入電壓采樣電路5，電源電壓輸入信號(電源電壓輸入信號 +、 一分別引自圖2整流器D1的2、 4腳)通過R09、 RIO、 Rll降壓后衰 減成小信號，R12為采樣電阻，C04為濾波電容將整流后的交流信號濾成 直流信號。U3對C04電壓信號進行采樣并轉(zhuǎn)化為頻率信號輸出到控制芯 片。
雖然本發(fā)明已參照上述的實施例來描述，但是本技術(shù)領(lǐng)域中的普通 技術(shù)人員，應(yīng)當認識到以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，應(yīng)理解其中 可作各種變化和修改而在廣義上沒有脫離本發(fā)明，所以并非作為對本發(fā) 明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述的實施例的變 化、變形都將落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍。
權(quán)利要求
1、一種低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路，包括一電磁鐵(7)、外部交流電源輸入電路(1)、整流及濾波電路(2)，其特征在于還包括自反饋脈寬調(diào)制及IGBT驅(qū)動電路(3)、啟動延時電路(4)、輸入電壓采樣電路(5)、控制芯片MCU電路(6)；上述電路之間的信號傳遞外部交流電源輸入電路(1)，經(jīng)整流及濾波電路(2)進行整流及濾波處理后，傳遞到自反饋脈寬調(diào)制及IGBT驅(qū)動電路(3)，該電路根據(jù)電磁鐵(7)負載情況，自動調(diào)節(jié)輸出脈寬，以調(diào)解IGBT的斬波寬度，從而控制輸入到電磁鐵(7)的電流能量，有效地控制電磁鐵的吸合、釋放，啟動延時電路(5)主要針對電磁鐵(7)吸合瞬間需要大電流，而吸合后維持電流小的情況，為區(qū)分吸合電流和維持電流，在吸合瞬間通過調(diào)整反饋電阻阻值從而調(diào)整輸出電壓脈寬，為電磁鐵(7)提供啟動大電流，當啟動時間到，調(diào)整反饋電阻阻值從而調(diào)整輸出電壓脈寬，為電磁鐵(7)提供維持小電流，輸入電壓采樣電路(5)檢測外部交流電源輸入(1)，通過V/f轉(zhuǎn)換電路將電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率型號，傳遞到控制芯片MCU(6)；控制芯片MCU(6)根據(jù)輸入電壓的大小決定電壓是否過高或過低，判定是否停止電磁鐵(7)工作；控制芯片MCU(6)通過導(dǎo)通或關(guān)斷自反饋脈寬調(diào)制及IGBT驅(qū)動電路(3)的工作電源從而控制電磁鐵(7)的吸合或分斷。
2、 如權(quán)利要求1所述的低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路，其特征在 于所述的自反饋脈寬調(diào)制及IGBT驅(qū)動電路(3)，根據(jù)反饋信號進行 電壓脈寬調(diào)制，控制IGBT導(dǎo)通或截止，從而控制流過電磁鐵的電流， 使得電磁鐵吸合或斷開。
3、如權(quán)利要求1所述的低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路，其特征在于所述的啟動延時電路(4)，能夠在啟動過程中區(qū)分啟動電流和維持電流。
4、 如權(quán)利要求1所述的低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路，其特征在于: 所述的輸入電壓采樣電路(5)，將采樣輸入電壓并把信號傳遞給控制芯 片MCU進行處理。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路，其特征 在于所述的自反饋脈寬調(diào)制及IGBT驅(qū)動電路(3)，交流輸入AC1、 AC2通過Dl進行整流，Tl對電路進行導(dǎo)通和關(guān)斷，Ul通過反饋信號以 電壓驅(qū)動方式實現(xiàn)對Tl的控制，使其導(dǎo)通或關(guān)斷，R04、 R05為反饋電 阻，通過R04、 R05的電流變化產(chǎn)生電壓信號變化，該電壓信號變化反饋 到Ul從而電壓調(diào)整脈寬輸出。
6、 如權(quán)利要求1所述的低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路，其特征在于 所述的啟動延時電路(4),啟動時，上電瞬間C03電壓低于R08電壓， U2電壓比較后輸出高電平，Ql導(dǎo)通，R05和R04并聯(lián)阻值變小，成為 啟動反饋電阻，當啟動延時時間到，C03充電后電壓高于R08電壓，U2 電壓比較后輸出低電平，Ql截止關(guān)斷，R04單獨成為反饋電阻，反饋電 阻阻值變大，形成電磁鐵維持時反饋電阻。
7、 如權(quán)利要求1所述的低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路，其特征在于 所述的輸入電壓采樣電路(5)，電源電壓輸入信號通過R09、 RIO、 Rll 降壓后衰減成小信號，R12為采樣電阻，C04為濾波電容將整流后的交流 信號濾成直流信號，U3對C04電壓信號進行采樣并轉(zhuǎn)化為頻率信號輸出 到控制芯片MCU。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種低壓開關(guān)電器電磁鐵控制電路，包括電磁鐵、外部交流電源輸入電路、整流及濾波電路、自反饋脈寬調(diào)制及IGBT驅(qū)動電路、啟動延時電路、輸入電壓采樣電路、控制芯片MCU電路；上述電路之間的信號傳遞自反饋脈寬調(diào)制及IGBT驅(qū)動電路，根據(jù)電磁鐵負載調(diào)節(jié)輸出脈寬，控制其吸合、釋放，啟動延時電路針對電磁鐵吸合瞬間需要大電流，而吸合后維持電流小的情況，在吸合瞬間通過調(diào)整反饋電阻阻值從而調(diào)整輸出電壓脈寬，為電磁鐵提供啟動大電流，當啟動時間到，調(diào)整反饋電阻阻值從而調(diào)整輸出電壓脈寬，為電磁鐵提供維持小電流，輸入電壓采樣電路檢測外部交流電源輸入，通過V/f轉(zhuǎn)換電路將電壓信號轉(zhuǎn)換成頻率型號，傳遞到控制芯片MCU。
文檔編號H01H47/02GK101441956SQ20081020204
公開日2009年5月27日 申請日期2008年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者萍 曾, 朱文灝, 胡景泰, 邵福山 申請人:上海電器科學(xué)研究所(集團)有限公司