專利名稱：交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)電路，尤其涉及一種應(yīng)用于交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
交流接觸器(Contactor)又名電磁開(kāi)關(guān)，目前廣泛地應(yīng)用于電力設(shè)備的控制，其通過(guò)為接觸器的線圈提供電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，來(lái)控制交流接觸器的觸點(diǎn)(contact)閉合或斷開(kāi)，以達(dá)到控制電力設(shè)備的目的。因?yàn)榭煽焖偾翌l繁地切斷或接通大電流電力設(shè)備(某些型號(hào)的接觸器可達(dá)800安培)的電源，例如交流380V(伏特)，所以經(jīng)常運(yùn)用于高啟動(dòng)電流的電動(dòng)機(jī)控制，也可用作控制工廠設(shè)備、電熱器、工作母機(jī)和各樣電力機(jī)組等電力設(shè)備，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制或自動(dòng)控制電力設(shè)備運(yùn)行的目的。請(qǐng)參閱圖1，其為傳統(tǒng)交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路示意圖。如圖1所示，交流接觸器包含線圈M及接觸開(kāi)關(guān)a (常開(kāi)式)，其中交流接觸器的接觸開(kāi)關(guān)a與電力設(shè)備12串聯(lián)連接， 而交流接觸器的線圈M與開(kāi)關(guān)K串聯(lián)連接，當(dāng)控制電路11控制開(kāi)關(guān)K導(dǎo)通時(shí)，交流電壓Vac 會(huì)經(jīng)由開(kāi)關(guān)K傳遞至交流接觸器的線圈M而產(chǎn)生磁場(chǎng)，使交流接觸器的接觸開(kāi)關(guān)a閉合，因此，交流電壓Vac會(huì)經(jīng)由交流接觸器的接觸開(kāi)關(guān)a傳遞至電力設(shè)備12，使電力設(shè)備12運(yùn)行。 相反地，當(dāng)控制電路11控制開(kāi)關(guān)K截止時(shí)，交流電壓Vac無(wú)法經(jīng)由開(kāi)關(guān)K傳遞至交流接觸器的線圈M，所以交流接觸器的接觸開(kāi)關(guān)a會(huì)斷開(kāi)，使交流電壓Vac無(wú)法經(jīng)由交流接觸器的接觸開(kāi)關(guān)a傳遞至電力設(shè)備12，而停止電力設(shè)備12運(yùn)行。然而，目前有愈來(lái)愈多的自動(dòng)控制系統(tǒng)及電力設(shè)備使用直流電壓，若使用傳統(tǒng)交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路直接將交流電壓Vac置換為同等級(jí)的直流電壓，例如直流380V，使直流電壓驅(qū)動(dòng)交流接觸器的線圈M時(shí)，會(huì)導(dǎo)致交流接觸器的線圈M過(guò)電流而燒毀。因?yàn)椋涣鹘佑|器的吸合電壓較高，若用同等級(jí)的直流電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)接觸器線圈M時(shí)，其線圈在穩(wěn)定吸磁時(shí)，接觸器線圈會(huì)達(dá)到飽和，只有較小的直流阻抗，因此會(huì)導(dǎo)致接觸器的線圈M過(guò)電流而燒毀，所以，目前使用直流電壓的自動(dòng)控制系統(tǒng)及電力設(shè)備一般使用價(jià)格較高直流接觸器。舉例而言，電力系統(tǒng)中使用直流電壓的緊急供電設(shè)備(emergency powersupply, EPS)，若要使用交流接觸器來(lái)控制主回路線路，需要額外增加一個(gè)用以產(chǎn)生交流電壓的逆變器(未圖示)，才能正常地驅(qū)動(dòng)交流接觸器的線圈運(yùn)行。此方式需要額外增加一個(gè)逆變器 (inverter)，造成直流電壓的緊急供電設(shè)備的體積較大、效率較低、運(yùn)行噪音較大以及成本較高。因此，如何發(fā)展一種可改善公知技術(shù)缺陷的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，實(shí)為目前迫切需要解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種交流接觸器(采用交流電壓驅(qū)動(dòng)的接觸器)的驅(qū)動(dòng)電路，使交流接觸器可以使用直流電壓驅(qū)動(dòng)而不會(huì)造成過(guò)電流而燒毀，因此價(jià)格便宜且額定電流高于直流接觸器的交流接觸器可以應(yīng)用于直流電壓的自動(dòng)控制系統(tǒng)及電力設(shè)備，此外，交流接觸器吸合時(shí)的可靠性可以增加且吸合時(shí)的噪音也會(huì)降低。本發(fā)明的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用于直流電壓的緊急供電設(shè)備時(shí)不需要額外增加一個(gè)用以產(chǎn)生交流電壓的逆變器，即可以正常地驅(qū)動(dòng)交流接觸器的線圈運(yùn)行，所以直流電壓的緊急供電設(shè)備的體積較小、效率較高、運(yùn)行噪音較小以及成本較低。為達(dá)上述目的，本發(fā)明的一較廣義實(shí)施方式為提供一種交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路， 用以驅(qū)動(dòng)交流接觸器，其包含第一開(kāi)關(guān)，與交流接觸器的線圈串聯(lián)連接；第一二極管，與交流接觸器的線圈反向并聯(lián)連接，用以于第一開(kāi)關(guān)由導(dǎo)通狀態(tài)改變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時(shí)，提供交流接觸器的線圈放電路徑；直流啟動(dòng)保持單元，直流啟動(dòng)保持單元的輸出端與第一開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接，直流啟動(dòng)保持單元的檢測(cè)端與交流接觸器的第一接觸開(kāi)關(guān)連接，直流啟動(dòng)保持單元依據(jù)第一接觸開(kāi)關(guān)的狀態(tài)選擇性地將直流驅(qū)動(dòng)電壓轉(zhuǎn)換為第一直流電壓或第二直流電壓；其中，當(dāng)交流接觸器為未吸磁狀態(tài)時(shí)，直流啟動(dòng)保持單元輸出第一直流電壓，使第一直流電壓經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)傳遞至線圈而產(chǎn)生磁場(chǎng)；當(dāng)交流接觸器為吸磁狀態(tài)時(shí)，直流啟動(dòng)保持單元輸出低于第一直流電壓的第二直流電壓，使第二直流電壓經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)傳遞至線圈而維持線圈持續(xù)產(chǎn)生磁場(chǎng)。本發(fā)明的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，使用第一直流電壓及第二直流電壓分別啟動(dòng)交流接觸器吸磁及維持交流接觸器的吸磁狀態(tài)，使交流接觸器可以使用直流電壓驅(qū)動(dòng)而不會(huì)造成過(guò)電流而燒毀，因此價(jià)格便宜且額定電流高于直流接觸器的交流接觸器可以應(yīng)用于直流電壓的自動(dòng)控制系統(tǒng)及電力設(shè)備，此外，交流接觸器吸合時(shí)的可靠性可以增加且吸合時(shí)的噪音也會(huì)降低。本發(fā)明的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用于直流電壓的緊急供電設(shè)備時(shí)不需要額外增加一個(gè)用以產(chǎn)生交流電壓的逆變器，即可以正常地驅(qū)動(dòng)交流接觸器的線圈運(yùn)行， 所以直流電壓的緊急供電設(shè)備的體積較小、效率較高、運(yùn)行噪音較小以及成本較低。


圖1 為傳統(tǒng)交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路示意圖。圖2 為本發(fā)明較佳實(shí)施例的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路的電路方框示意圖。圖3 為本發(fā)明較佳實(shí)施例的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路的詳細(xì)電路方框示意圖。圖4 為本發(fā)明較佳實(shí)施例的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路與狀態(tài)檢測(cè)電路的電路示意圖。上述附圖中的附圖標(biāo)記說(shuō)明如下11 控制電路12:電力設(shè)
M:線圈a:接觸開(kāi)關(guān)K:開(kāi)關(guān)Vac 交流電壓2 交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路21 直流啟動(dòng)保持單元3:控制電路211:電壓轉(zhuǎn)換電路211a:第一輸出端
5
211b:第二輸出端212:開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路2121 光耦合隔離元件213 選擇開(kāi)關(guān)電路213a 第一輸入端213b:第二輸入端213c 控制端213d 輸出端214:狀態(tài)檢測(cè)電路2141:電壓調(diào)整元件215:計(jì)時(shí)電路Kl K3 第一 第三開(kāi)關(guān)Ml 線圈Mlb 第一接觸開(kāi)關(guān)Mla 第二接觸開(kāi)關(guān)Cl C4 第一 第四電容Dl D4 第一 第四二極管Dzl 第一齊納二極管Dz2 第二齊納二極管Rl R14 第一 第十四電阻Vl 第一直流電壓V2 第二直流電壓Vref:參考電壓Vdc:直流驅(qū)動(dòng)電壓Va:設(shè)備電壓Sl 驅(qū)動(dòng)信號(hào)St 計(jì)時(shí)信號(hào)Vd 直流啟動(dòng)保持單元的輸出電壓POl P02 第一 第二運(yùn)算放大器
具體實(shí)施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的一些典型實(shí)施例將在后段的說(shuō)明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的方式上具有各種的變化，其都不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說(shuō)明及附圖在本質(zhì)上當(dāng)作說(shuō)明之用，而非用以限制本發(fā)明。請(qǐng)參閱圖2，其為本發(fā)明較佳實(shí)施例的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路的電路方框示意圖。 如圖2所示，交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路2包含第一開(kāi)關(guān)K1、第一二極管Dl (diode)以及直流啟動(dòng)保持單元21，其中第一二極管Dl與交流接觸器的線圈Ml反向并聯(lián)連接，用以于第一開(kāi)關(guān)Kl由導(dǎo)通狀態(tài)改變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時(shí)，提供交流接觸器的線圈Ml放電路徑。第一開(kāi)關(guān)Kl 連接于交流接觸器的線圈Ml與直流啟動(dòng)保持單元21的輸出端之間，即與交流接觸器的線
6圈Ml構(gòu)成串聯(lián)連接關(guān)系，且第一開(kāi)關(guān)Kl的導(dǎo)通及截止由控制電路3控制。直流啟動(dòng)保持單元21的輸出端與第一開(kāi)關(guān)Kl串聯(lián)連接，直流啟動(dòng)保持單元21的檢測(cè)端與交流接觸器的第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb連接，直流啟動(dòng)保持單元21的輸入端接收直流驅(qū)動(dòng)電壓Vdc并依據(jù)第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb的狀態(tài)選擇性地將該直流驅(qū)動(dòng)電壓Vdc轉(zhuǎn)換為第一直流電壓Vl或第二直流電壓V2。于本實(shí)施例中，第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb為常閉式，直流啟動(dòng)保持單元21通過(guò)第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb的斷開(kāi)判斷交流接觸器為吸磁狀態(tài)，且通過(guò)第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb的閉合判斷交流接觸器為未吸磁狀態(tài)，但不以此為限。于一些實(shí)施例中，第一接觸開(kāi)關(guān)(未圖示)為常開(kāi)式， 直流啟動(dòng)保持單元21通過(guò)第一接觸開(kāi)關(guān)的閉合判斷交流接觸器為吸磁狀態(tài)，且通過(guò)第一接觸開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)判斷交流接觸器為未吸磁狀態(tài)。依據(jù)本發(fā)明的構(gòu)想，當(dāng)交流接觸器為未吸磁狀態(tài)時(shí)，直流啟動(dòng)保持單元21會(huì)輸出低于線圈Ml的交流額定電壓(AC 380V)的第一直流電壓VI，即直流啟動(dòng)保持單元的輸出電壓Vd等于第一直流電壓VI，例如DC 300 330V。當(dāng)交流接觸器為吸磁狀態(tài)時(shí)，直流啟動(dòng)保持單元21會(huì)輸出低于第一直流電壓Vl的第二直流電壓V2，即直流啟動(dòng)保持單元的輸出電壓Vd等于第二直流電壓V2，例如DC 48V。整體而言，當(dāng)控制電路3控制第一開(kāi)關(guān)Kl由截止?fàn)顟B(tài)改變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)時(shí)，交流接觸器為未吸磁狀態(tài)，直流啟動(dòng)保持單元21會(huì)輸出第一直流電壓VI，且經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)Kl傳遞至交流接觸器的線圈Ml而產(chǎn)生磁場(chǎng)。經(jīng)過(guò)一段啟動(dòng)時(shí)間后，例如3毫秒，第一接觸開(kāi)關(guān) Mlb會(huì)因線圈Ml產(chǎn)生的磁場(chǎng)而由未吸磁狀態(tài)改變?yōu)槲艩顟B(tài)，于本實(shí)施例中，第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb會(huì)由閉合狀態(tài)改變?yōu)閿嚅_(kāi)狀態(tài)，而第二接觸開(kāi)關(guān)Mla會(huì)由斷開(kāi)狀態(tài)改變?yōu)殚]合狀態(tài)， 使設(shè)備電壓Va經(jīng)由第二接觸開(kāi)關(guān)Mla傳遞至電力設(shè)備4。此時(shí)，直流啟動(dòng)保持單元21通過(guò)斷開(kāi)的第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb判斷交流接觸器為吸磁狀態(tài)，并對(duì)應(yīng)輸出第二直流電壓V2，使交流接觸器的線圈Ml持續(xù)產(chǎn)生磁場(chǎng)。換言之，本發(fā)明的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路2使用低于線圈Ml的交流額定電壓(AC 380V)的第一直流電壓Vl (DC 300 330V，非固定的范圍此電壓會(huì)隨著接觸器型號(hào)的不同而不同)啟動(dòng)交流接觸器的線圈M1，使交流接觸器吸磁。在交流接觸器為吸磁狀態(tài)后，本發(fā)明的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路2使用低于第一直流電壓Vl的第二直流電壓V2 (DC 48V)，使交流接觸器的線圈Ml持續(xù)產(chǎn)生磁場(chǎng)以維持吸磁狀態(tài)。由于，用以啟動(dòng)交流接觸器的第一直流電壓Vl低于線圈Ml的交流額定電壓并且定時(shí)供給，因此可以順利使交流接觸器吸磁，但不會(huì)使交流接觸器的線圈Ml過(guò)電流而燒毀。此外，于交流接觸器吸磁后，由于使用遠(yuǎn)低于第一直流電壓Vl的第二直流電壓V2使交流接觸器維持吸磁狀態(tài)，所以可以防止因交流接觸器的線圈Ml在吸磁后達(dá)到飽和導(dǎo)致線圈Ml的電流上升而燒毀的問(wèn)題。再者以較低電壓值的第二直流電壓V2使交流接觸器維持吸磁狀態(tài)，除了可以有效降低耗電量而提高運(yùn)行效率外，更可以增加線圈Ml吸合時(shí)的可靠性和降低線圈Ml吸合時(shí)的噪音，因?yàn)橄鄬?duì)于使用交流式電壓維持線圈Ml吸合，本發(fā)明以直流式的第二直流電壓V2維持線圈Ml吸合，無(wú)過(guò)零點(diǎn)，磁場(chǎng)較穩(wěn)定。請(qǐng)參閱圖3并配合圖2，其中圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路的詳細(xì)電路方框示意圖。如圖3所示，直流啟動(dòng)保持單元21包含電壓轉(zhuǎn)換電路211、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212、選擇開(kāi)關(guān)電路213、狀態(tài)檢測(cè)電路214以及計(jì)時(shí)電路215，其中電壓轉(zhuǎn)換電CN 102262977 A
說(shuō)明書(shū)
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路211的第一輸出端211a與第二輸出端211b分別連接于選擇開(kāi)關(guān)電路213的第一輸入端 213a與第二輸入端213b，用以將直流驅(qū)動(dòng)電壓Vdc轉(zhuǎn)換為第一直流電壓Vl與第二直流電壓V2。開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212連接于選擇開(kāi)關(guān)電路213的控制端213c、狀態(tài)檢測(cè)電路214以及計(jì)時(shí)電路215，并通過(guò)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sl驅(qū)動(dòng)選擇電路213運(yùn)行。選擇開(kāi)關(guān)電路213的輸出端213d與第一開(kāi)關(guān)Kl及交流接觸器的線圈Ml串聯(lián)連接，用以依據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sl選擇性地將第一直流電壓Vl或第二直流電壓V2輸出至交流接觸器的線圈Ml。于本實(shí)施例中，選擇開(kāi)關(guān)電路213包含第二二極管D2與第二開(kāi)關(guān)K2，其中， 第二二極管D2連接于選擇開(kāi)關(guān)電路213的第二輸入端21 與輸出端213d之間，第二開(kāi)關(guān) K2連接于選擇開(kāi)關(guān)電路213的第一輸入端213a與輸出端213d之間，第二開(kāi)關(guān)K2的控制端與開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212連接，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212通過(guò)所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sl驅(qū)動(dòng)第二開(kāi)關(guān)K2 導(dǎo)通或截止。由于第一直流電壓Vl大于第二直流電壓V2，當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)K2導(dǎo)通時(shí)，選擇開(kāi)關(guān)電路213輸出第一直流電壓VI，即直流啟動(dòng)保持單元的輸出電壓Vd等于第一直流電壓VI。 當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)K2截止時(shí)，選擇開(kāi)關(guān)電路213輸出第二直流電壓V2，即直流啟動(dòng)保持單元的輸出電壓Vd等于第二直流電壓V2。狀態(tài)檢測(cè)電路214連接于電壓轉(zhuǎn)換電路211的第一輸出端211a、電壓轉(zhuǎn)換電路 211的第二輸出端211b、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212以及第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb，用以檢測(cè)第一直流電壓 VI、第二直流電壓V2和/或第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb的狀態(tài)，并依據(jù)第一直流電壓VI、第二直流電壓V2和/或第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb的狀態(tài)控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212驅(qū)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)電路213，使選擇開(kāi)關(guān)電路213輸出對(duì)應(yīng)的第一直流電壓Vl或第二直流電壓V2。計(jì)時(shí)電路215與開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212連接，用以限制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212驅(qū)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)電路213輸出第一直流電壓Vl的啟動(dòng)時(shí)間，以防止啟動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致交流接觸器的線圈 Ml過(guò)電流而燒毀。于本實(shí)施例中，計(jì)時(shí)電路215可以是但不限為555計(jì)時(shí)電路，且該計(jì)時(shí)電路215通過(guò)所產(chǎn)生的計(jì)時(shí)信號(hào)M限制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212驅(qū)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)電路213輸出第一直流電壓Vl的啟動(dòng)時(shí)間。于本實(shí)施例中，當(dāng)控制電路3控制第一開(kāi)關(guān)Kl由截止?fàn)顟B(tài)改變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)檢測(cè)電路214會(huì)通過(guò)第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb的閉合判斷交流接觸器為未吸磁狀態(tài)，并對(duì)應(yīng)控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212驅(qū)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)電路213輸出第一直流電壓VI，即驅(qū)動(dòng)第二開(kāi)關(guān)K2導(dǎo)通，使第一直流電壓Vl經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)Kl傳遞至交流接觸器的線圈Ml而產(chǎn)生磁場(chǎng)。經(jīng)過(guò)一段啟動(dòng)時(shí)間后，第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb會(huì)因線圈Ml產(chǎn)生的磁場(chǎng)而由未吸磁狀態(tài)改變?yōu)槲艩顟B(tài)，第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb會(huì)由閉合狀態(tài)改變?yōu)閿嚅_(kāi)狀態(tài)，而第二接觸開(kāi)關(guān)Mla會(huì)由斷開(kāi)狀態(tài)改變?yōu)殚]合狀態(tài)，使設(shè)備電壓Va經(jīng)由第二接觸開(kāi)關(guān)Mla傳遞至電力設(shè)備4。此時(shí)，狀態(tài)檢測(cè)電路214會(huì)通過(guò)斷開(kāi)的第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb判斷交流接觸器為吸磁狀態(tài)，并控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路 212驅(qū)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)電路213對(duì)應(yīng)輸出第二直流電壓V2，即驅(qū)動(dòng)第二開(kāi)關(guān)K2截止，使第二直流電壓V2經(jīng)由第一開(kāi)關(guān)Kl傳遞至交流接觸器的線圈M1，以維持磁場(chǎng)的持續(xù)產(chǎn)生。于本實(shí)施例中，若第一直流電壓Vl或第二直流電壓V2異常時(shí)，狀態(tài)檢測(cè)電路214 會(huì)控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212驅(qū)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)電路213輸出第二直流電壓V2，即驅(qū)動(dòng)第二開(kāi)關(guān)K2 截止，以防止交流接觸器的線圈Ml過(guò)電流而燒毀。電壓轉(zhuǎn)換電路211、開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212、選擇開(kāi)關(guān)電路213、狀態(tài)檢測(cè)電路214以及計(jì)時(shí)電路215實(shí)現(xiàn)方式眾多，以下將例舉開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212與狀態(tài)檢測(cè)電路214其中一較佳實(shí)施例，但不以此為限。請(qǐng)參閱圖4并配合圖2與圖3，其中圖4為本發(fā)明的開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路與狀態(tài)檢測(cè)電路的電路示意圖。如圖4所示，開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212包含光耦合隔離元件 2121、第一電容Cl、第二電容C2、第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3以及第一齊納二極管DzKzener diode)，其中第一電阻Rl與光耦合隔離元件2121的其中一個(gè)輸出端連接，第二電阻R2與第一電阻Rl串聯(lián)連接，第一齊納二極管Dzl與第二電阻R2并聯(lián)連接，第二開(kāi)關(guān)K2的控制端連接于第一電阻R1、第二電阻R2以及第一齊納二極管Dzl的一端，第一電容Cl與光耦合隔離元件2121的輸出側(cè)并聯(lián)連接，第三電阻R3與光耦合隔離元件2121的輸入側(cè)并聯(lián)連接，第二電容C2連接于第三電阻R3與計(jì)時(shí)電路215的輸出端。于本實(shí)施例中，狀態(tài)檢測(cè)電路214包含比較電路與參考電壓產(chǎn)生電路兩部份， 其中比較電路包含第四 第i^一電阻R4 R11、第三 第四二極管D3 D4、第三 第四電容C3 C4、第二齊納二極管Dz2、第一 第二運(yùn)算放大器POl P02 (Operational Amplifier)以及第三開(kāi)關(guān)K3，而參考電壓產(chǎn)生電路包含第十二 第十四電阻R12 R14 以及電壓調(diào)整元件2141。其中，第四電阻R4與第五電阻R5串聯(lián)連接，第三二極管D3、第三電容C3及第五電阻R5彼此并聯(lián)連接，第三二極管D3、第四二極管D4、第四電阻R4、第五電阻R5以及第三電容C3的一端連接于第一運(yùn)算放大器POl的正輸入端，第四二極管D4、第六電阻R6以及第四電容C4的一端相互連接，第六電阻R6的一端與第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb的一端連接，第十電阻RlO連接于第一運(yùn)算放大器POl的負(fù)輸入端與電壓調(diào)整元件2141的陰極端 (cathode)之間，第十一電阻Rll連接于第一運(yùn)算放大器POl的負(fù)輸入端與輸出端之間，第二運(yùn)算放大器P02的負(fù)輸入端與第一運(yùn)算放大器POl的輸出端連接，第七電阻R7連接于第八電阻R8與第三開(kāi)關(guān)K3之間，第八電阻R8連接于第七電阻R7與第九電阻R9之間，第九電阻R9與第二齊納二極管Dz2在第三開(kāi)關(guān)K3的控制端與第二運(yùn)算放大器P02的輸出端串聯(lián)連接。于本實(shí)施例中，參考電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的參考電壓Vref為提供比較電路比較用，且通過(guò)比較電路檢測(cè)第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb的狀態(tài)以判斷交流接觸器是否為吸磁狀態(tài)。其中第十二電阻R12、第十三電阻R13以及第十四電阻R14為串聯(lián)連接關(guān)系，第十二電阻R12 連接于第一接觸開(kāi)關(guān)Mlb的一端與電壓調(diào)整元件2141的陰極端(cathode)之間，第十三電阻R13連接于電壓調(diào)整元件2141的陰極端與參考端之間，第十四電阻R14連接于電壓調(diào)整元件2141的陽(yáng)極端(anode)與參考端之間。于本實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝唤佑|開(kāi)關(guān)Mlb為閉合狀態(tài)時(shí)，表示交流接觸器為未吸磁狀態(tài)，比較電路會(huì)控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212驅(qū)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)電路213的第二開(kāi)關(guān)K2導(dǎo)通，相反地， 當(dāng)?shù)谝唤佑|開(kāi)關(guān)Mlb為斷開(kāi)狀態(tài)時(shí)，表示交流接觸器為吸磁狀態(tài)，比較電路會(huì)控制開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路212驅(qū)動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)電路213的第二開(kāi)關(guān)K2截止。第一開(kāi)關(guān)Kl與第二開(kāi)關(guān)K2可以是但不限為雙極結(jié)型晶體管(Bipolar Junction Transistor, BJT)、經(jīng)書(shū)氧化物半導(dǎo)體晶體管(Metal-0xide4emiconductor Field-Effect Transistor，M0SFET)、絕緣柵雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT)或繼電器(Relay)等開(kāi)關(guān)元件。電壓調(diào)整元件2141可以是但不限為美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司(NationaBemiconductor)所生產(chǎn)型號(hào)為L(zhǎng)M431的電壓調(diào)整元件。綜上所述，本發(fā)明的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，使用第一直流電壓及第二直流電壓分別啟動(dòng)交流接觸器吸磁及維持交流接觸器的吸磁狀態(tài)，使交流接觸器可以使用直流電壓驅(qū)動(dòng)而不會(huì)造成過(guò)電流而燒毀，因此價(jià)格便宜且額定電流高于直流接觸器的交流接觸器可以應(yīng)用于直流電壓的自動(dòng)控制系統(tǒng)及電力設(shè)備，此外，交流接觸器吸合時(shí)的可靠性可以增加且吸合時(shí)的噪音也會(huì)降低。本發(fā)明的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路應(yīng)用于直流電壓的緊急供電設(shè)備時(shí)不需要額外增加一個(gè)用以產(chǎn)生交流電壓的逆變器，即可以正常地驅(qū)動(dòng)交流接觸器的線圈運(yùn)行，所以直流電壓的緊急供電設(shè)備的體積較小、效率較高、運(yùn)行噪音較小以及成本較低。 本發(fā)明得由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員任施匠思而為諸般修飾，然而都不脫如附權(quán)利要求所欲保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，用以驅(qū)動(dòng)一交流接觸器，其包含一第一開(kāi)關(guān)，與該交流接觸器的一線圈串聯(lián)連接；一第一二極管，與該交流接觸器的該線圈反向并聯(lián)連接，用以于該第一開(kāi)關(guān)由導(dǎo)通狀態(tài)改變?yōu)榻刂範(fàn)顟B(tài)時(shí)，提供該交流接觸器的該線圈放電路徑；一直流啟動(dòng)保持單元，該直流啟動(dòng)保持單元的輸出端與該第一開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接，該直流啟動(dòng)保持單元的檢測(cè)端與該交流接觸器的一第一接觸開(kāi)關(guān)連接，該直流啟動(dòng)保持單元依據(jù)該第一接觸開(kāi)關(guān)的狀態(tài)選擇性地將一直流驅(qū)動(dòng)電壓轉(zhuǎn)換為一第一直流電壓或一第二直流電壓；其中，當(dāng)該交流接觸器為未吸磁狀態(tài)時(shí)，該直流啟動(dòng)保持單元輸出該第一直流電壓，使該第一直流電壓經(jīng)由該第一開(kāi)關(guān)傳遞至該線圈而產(chǎn)生磁場(chǎng)；當(dāng)該交流接觸器為吸磁狀態(tài)時(shí)，該直流啟動(dòng)保持單元輸出低于該第一直流電壓的該第二直流電壓，使該第二直流電壓經(jīng)由該第一開(kāi)關(guān)傳遞至該線圈而維持該線圈持續(xù)產(chǎn)生磁場(chǎng)。
2.如權(quán)利要求1所述的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，其中該第一接觸開(kāi)關(guān)為常閉式或常開(kāi)式。
3.如權(quán)利要求2所述的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，其中該直流啟動(dòng)保持單元通過(guò)該第一接觸開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)或閉合判斷該交流接觸器為吸磁狀態(tài)或未吸磁狀態(tài)。
4.如權(quán)利要求1所述的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，其中該直流啟動(dòng)保持單元包含一電壓轉(zhuǎn)換電路，用以將該直流驅(qū)動(dòng)電壓轉(zhuǎn)換為該第一直流電壓與該第二直流電壓。一選擇開(kāi)關(guān)電路，該選擇開(kāi)關(guān)電路的第一輸入端與第二輸入端分別連接于該電壓轉(zhuǎn)換電路的第一輸出端與第二輸出端，該選擇開(kāi)關(guān)電路的輸出端與該第一開(kāi)關(guān)及該線圈串聯(lián)連接，用以選擇性地將該第一直流電壓或該第二直流電壓輸出至該線圈；一開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，與該選擇開(kāi)關(guān)電路的控制端連接，并通過(guò)該開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的一驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)該選擇電路運(yùn)行；一狀態(tài)檢測(cè)電路，連接于該電壓轉(zhuǎn)換電路、該開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路以及該第一接觸開(kāi)關(guān)，用以檢測(cè)該第一直流電壓、該第二直流電壓和/或該第一接觸開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，并依據(jù)該第一直流電壓、該第二直流電壓和/或該第一接觸開(kāi)關(guān)的狀態(tài)控制該開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)該選擇開(kāi)關(guān)電路，使該選擇開(kāi)關(guān)電路輸出對(duì)應(yīng)的該第一直流電壓或該第二直流電壓。
5.如權(quán)利要求4所述的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，其中當(dāng)該第一直流電壓或該第二直流電壓異常時(shí)，該狀態(tài)檢測(cè)電路控制該開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)該選擇開(kāi)關(guān)電路輸出該第二直流電壓。
6.如權(quán)利要求4所述的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，其中該選擇開(kāi)關(guān)電路包含一第二二極管，連接于該選擇開(kāi)關(guān)電路的第二輸入端與輸出端之間；一第二開(kāi)關(guān)，連接于該選擇開(kāi)關(guān)電路的第一輸入端與輸出端之間，該第二開(kāi)關(guān)的控制端與該開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路連接，該開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)所產(chǎn)生的該驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)該第二開(kāi)關(guān)導(dǎo)通或截止。
7.如權(quán)利要求4所述的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，其中該直流啟動(dòng)保持單元更包含一計(jì)時(shí)電路與該開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路連接，用以限制該開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)該選擇開(kāi)關(guān)電路輸出該第一直流電壓的一啟動(dòng)時(shí)間。
8.如權(quán)利要求7所述的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，其中該計(jì)時(shí)電路為555計(jì)時(shí)電路，且該計(jì)時(shí)電路通過(guò)所產(chǎn)生的一計(jì)時(shí)信號(hào)限制該啟動(dòng)時(shí)間。
9.如權(quán)利要求7所述的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，其中該開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包含一耦合隔離元件、一第一電容、一第二電容、一第一電阻、一第二電阻、一第三電阻以及一齊納二極管，其中該第一電阻與該耦合隔離元件的其中一個(gè)輸出端連接，該第二電阻與該第一電阻串聯(lián)連接，該齊納二極管與該第二電阻并聯(lián)連接，該選擇開(kāi)關(guān)電路的控制端連接于該第一電阻、該第二電阻以及該齊納二極管的一端，該第一電容與該耦合隔離元件的輸出側(cè)并聯(lián)連接，該第三電阻與該耦合隔離元件的輸入側(cè)并聯(lián)連接，該第二電容連接于該第三電阻與該計(jì)時(shí)電路的輸出端。
10.如權(quán)利要求1所述的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，其中該開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包含一比較電路與一參考電壓產(chǎn)生電路，該參考電壓產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的一參考電壓提供該比較電路比較用，且通過(guò)該比較電路檢測(cè)該第一接觸開(kāi)關(guān)的狀態(tài)以判斷該交流接觸器是否為吸磁狀態(tài)。
11.如權(quán)利要求1所述的交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，其中該第一直流電壓低于該線圈的交流額定電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種交流接觸器的驅(qū)動(dòng)電路，用以驅(qū)動(dòng)交流接觸器，其包含第一開(kāi)關(guān)與交流接觸器的線圈串聯(lián)連接；第一二極管與交流接觸器的線圈反向并聯(lián)連接，用以提供線圈放電路徑；直流啟動(dòng)保持單元，直流啟動(dòng)保持單元的輸出端與第一開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接，直流啟動(dòng)保持單元的檢測(cè)端與交流接觸器的第一接觸開(kāi)關(guān)連接，直流啟動(dòng)保持單元依據(jù)第一接觸開(kāi)關(guān)的狀態(tài)選擇性地將直流驅(qū)動(dòng)電壓轉(zhuǎn)換為第一直流電壓或第二直流電壓；其中當(dāng)交流接觸器為未吸磁狀態(tài)時(shí)，直流啟動(dòng)保持單元輸出第一直流電壓；當(dāng)交流接觸器為吸磁狀態(tài)時(shí)，直流啟動(dòng)保持單元輸出第二直流電壓。本發(fā)明價(jià)格便宜且額定電流高于直流接觸器的交流接觸器可以應(yīng)用于直流電壓的自動(dòng)控制系統(tǒng)及電力設(shè)備。
文檔編號(hào)H01H47/02GK102262977SQ201010187580
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月26日
發(fā)明者常增亮, 李春生 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司