接觸器控制與保護模塊的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種接觸器控制與保護模塊，其特征在于：包括整流橋（A）、強電流激磁開關管（B）、抗晃電電容電路（C）、低壓保持電路（D）、單片機控制系統(tǒng)（F）、電壓檢測電路（G）、電流傳感器電路（H）、接觸器線圈（I）、控制電源（J）以及外部控制開關（K）。本實用新型具有接觸器節(jié)能、抗晃電、電動機或負載故障保護等功能，可以與接觸器結合，具有結構緊湊、成本低、功能與應用性強等特點。
【專利說明】接觸器控制與保護模塊
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及接觸器領域，尤其是一種接觸器控制與保護模塊。
【背景技術】
[0002]關于接觸器正常啟動時單片機控制系統(tǒng)通過強電流激磁開關管與低壓保持電路完成強激磁啟動及低電壓保持，正常釋放時單片機控制系統(tǒng)關斷低壓保持電路完成接觸器釋放，目前文獻中已有許多介紹。在單片機控制系統(tǒng)檢測到晃電故障發(fā)生后，通過低壓保持電路中電容放電維持接觸器保持狀態(tài)，在鮑光海等申報的發(fā)明專利“基于低電壓電容的交流接觸器控制器及控制方法”中已論述過在電源電壓發(fā)生跌落后，低壓保持開關管通過低電壓電容放電提供在電壓跌落期間維持接觸器線圈保持運行所需的能量，能夠保證交流接觸器準確、方便地實現(xiàn)電壓跌落期間接觸器持續(xù)運行。單片機控制系統(tǒng)對電壓信號與電流信號進行檢測，在判斷電動機或負載故障時按故障類型和要求關斷低壓保持電路，實現(xiàn)電動機與負載的保護。在吳功祥等申請的發(fā)明專利“集成電子式保護器功能與結構的接觸器”中論述了。但是，運行節(jié)能與抗晃電功能是接觸器重要的功能，并且在實際應用中接觸器主電路必須安裝熱繼電器或電動機保護器進行電動機或負載故障保護。然而，現(xiàn)有的接觸器產(chǎn)品以及公開的技術并沒有將接觸器節(jié)能、抗晃電、電動機或負載故障保護等功能集成在一模塊中，該模塊可以與接觸器結合具有結構緊湊、成本低、功能與應用性強等特點。
實用新型內(nèi)容
[0003]有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種接觸器控制與保護模塊，該模塊具有接觸器節(jié)能、抗晃電、電動機或負載故障保護等功能，可以與接觸器結合，具有結構緊湊、成本低、功能與應用性強等特點。
[0004]本實用新型采用以下方案實現(xiàn):一種接觸器控制與保護模塊，其特征在于:包括整流橋(A)、強電流激磁開關管(B)、抗晃電電容電路(C)、低壓保持電路(D)、單片機控制系統(tǒng)(F)、電壓檢測電路(G)、電流傳感器電路(H)、接觸器線圈(I)、控制電源(J)以及外部控制開關(K);
[0005]輸入電源(U)的一端連接所述外部控制開關(K)的一端和所述電壓檢測電路(G)的晃電采樣信號輸入端(3)，所述外部控制開關(K)的另一端連接所述整流橋(A)的交流側一端和所述電壓檢測電路(G )的正常通斷控制采樣信號輸入端(I)，輸入電源(U )的另一端連接所述整流橋(A)的交流側另一端和所述電壓檢測電路(G)的信號公共端(2)，所述整流橋(A)的直流側正端連接所述強電流激磁開關管(B)的集電極和所述控制電源(J)的正輸入端，所述強電流激磁開關管(B)的發(fā)射極連接所述低壓保持電路(D)的一端和所述接觸器線圈(I)的一端，所述整流橋(A)的直流側負端連接所述控制電源(J)的負輸入端、所述控制電源(J)的第四輸出端(22)、所述抗晃電電容電路(C)的一端和所述接觸器線圈(I)的另一端，所述控制電源(J)的第二輸出端(2)連接所述抗晃電電容電路(C)的另一端和所述低壓保持電路(D)的另一端，所述控制電源(J)的第一輸出端(I)和第三輸出端(11)分別連接所述單片機控制系統(tǒng)(F)的電源兩端，所述電壓檢測電路(G)的輸出端連接所述單片機控制系統(tǒng)(F)的電壓輸入端，所述單片機控制系統(tǒng)(F)的第一輸出端連接所述強電流激磁開關管(B)的控制端，所述單片機控制系統(tǒng)(F)的第二輸出端連接所述低壓保持電路(D)的控制端，所述電流傳感器電路(H)的輸出端連接所述單片機控制系統(tǒng)(F)的電流輸入端。
[0006]在本實用新型一實施例中，所述控制電源(J)是隔離電源。
[0007]在本實用新型一實施例中，所述控制電源(J)是非隔離電源，且所述控制電源(J)的第三輸出端(11)還連接所述整流橋(A)的直流側負端。
[0008]在本實用新型一實施例中，所述強電流激磁開關管(B)是IGBT絕緣柵雙極晶體管、晶體三極管或MOSFET場效應管。
[0009]在本實用新型一實施例中，所述電流傳感器電路(H)中的電流傳感器安裝在模塊上或安裝在接觸器的靜觸橋上。
[0010]在本實用新型一實施例中，所述的電流傳感器，對于直流接觸器是直流電流傳感器，對于交流接觸器是三個分別安裝在三相靜觸橋上的獨立電流傳感器，或者是兩個分別安裝在二相靜觸橋上的獨立電流傳感器。
[0011 ] 在本實用新型一實施例中，所述的接觸器控制與保護模塊是分立器件組成的電路，或者是封裝的集成電路模塊。
[0012]本實用新型具有接觸器節(jié)能、抗晃電、電動機或負載故障保護等功能，可以與接觸器結合，具有結構緊湊、成本低、功能與應用性強等特點。
[0013]為使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下將通過具體實施例和相關附圖，對本實用新型作進一步詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型一實施例的電路原理框圖。
[0015]圖2是本實用新型另一實施例的電路原理框圖。
【具體實施方式】
[0016]如圖1所示，本實用新型提供一種接觸器控制與保護模塊，包括整流橋(A)、強電流激磁開關管(B)、抗晃電電容電路(C)、低壓保持電路(D)、單片機控制系統(tǒng)(F)、電壓檢測電路(G)、電流傳感器電路(H)、接觸器線圈(I)、控制電源(J)以及外部控制開關(K)；
[0017]輸入電源(U)的一端連接所述外部控制開關(K)的一端和所述電壓檢測電路(G)的晃電采樣信號輸入端(3)，所述外部控制開關(K)的另一端連接所述整流橋(A)的交流側一端和所述電壓檢測電路(G )的正常通斷控制采樣信號輸入端(I)，輸入電源(U )的另一端連接所述整流橋(A)的交流側另一端和所述電壓檢測電路(G)的信號公共端(2)，所述整流橋(A)的直流側正端連接所述強電流激磁開關管(B)的集電極和所述控制電源(J)的正輸入端，所述強電流激磁開關管(B)的發(fā)射極連接所述低壓保持電路(D)的一端和所述接觸器線圈(I)的一端，所述整流橋(A)的直流側負端連接所述控制電源(J)的負輸入端、所述控制電源(J)的第四輸出端(22)、所述抗晃電電容電路(C)的一端和所述接觸器線圈(I)的另一端，所述控制電源(J)的第二輸出端(2)連接所述抗晃電電容電路(C )的另一端和所述低壓保持電路(D)的另一端，所述控制電源(J)的第一輸出端(I)和第三輸出端(11)分別連接所述單片機控制系統(tǒng)(F)的電源兩端，所述電壓檢測電路(G)的輸出端連接所述單片機控制系統(tǒng)(F)的電壓輸入端，所述單片機控制系統(tǒng)(F)的第一輸出端連接所述強電流激磁開關管(B)的控制端，所述單片機控制系統(tǒng)(F)的第二輸出端連接所述低壓保持電路(D)的控制端，所述電流傳感器電路(H)的輸出端連接所述單片機控制系統(tǒng)(F)的電流輸入端。優(yōu)選的，所述控制電源(J)是隔離電源。
[0018]如圖2所示，本實用新型還提供另一種接觸器控制與保護模塊，包括整流橋(A)、強電流激磁開關管(B)、抗晃電電容電路(C)、低壓保持電路(D)、單片機控制系統(tǒng)(F)、電壓檢測電路(G)、電流傳感器電路(H)、接觸器線圈(I)、控制電源(J)以及外部控制開關(K)；
[0019]輸入電源(U)的一端連接所述外部控制開關(K)的一端和所述電壓檢測電路(G)的晃電采樣信號輸入端(3)，所述外部控制開關(K)的另一端連接所述整流橋(A)的交流側一端和所述電壓檢測電路(G )的正常通斷控制采樣信號輸入端(I)，輸入電源(U )的另一端連接所述整流橋(A)的交流側另一端和所述電壓檢測電路(G)的信號公共端(2)，所述整流橋(A)的直流側正端連接所述強電流激磁開關管(B)的集電極和所述控制電源(J)的正輸入端，所述強電流激磁開關管(B)的發(fā)射極連接所述低壓保持電路(D)的一端和所述接觸器線圈(I)的一端，所述整流橋(A)的直流側負端連接所述控制電源(J)的負輸入端、所述控制電源(J)的第三輸出端(11)、所述控制電源(J)的第四輸出端(22)、所述單片機控制系統(tǒng)(F)的電源一端、所述抗晃電電容電路(C)的一端和所述接觸器線圈(I)的另一端，所述控制電源(J)的第二輸出端(2)連接所述抗晃電電容電路(C)的另一端和所述低壓保持電路(D)的另一端，所述控制電源(J)的第一輸出端(I)連接所述單片機控制系統(tǒng)(F)的電源另一端，所述電壓檢測電路(G)的輸出端連接所述單片機控制系統(tǒng)(F)的電壓輸入端，所述單片機控制系統(tǒng)(F)的第一輸出端連接所述強電流激磁開關管(B)的控制端，所述單片機控制系統(tǒng)(F)的第二輸出端連接所述低壓保持電路(D)的控制端，所述電流傳感器電路(H)的輸出端連接所述單片機控制系統(tǒng)(F)的電流輸入端。優(yōu)選的，所述控制電源(J)是非隔離電源。
[0020]所述強電流激磁開關管(B)可以是IGBT絕緣柵雙極晶體管、晶體三極管或MOSFET場效應管等。所述低壓保持電路(D)中開關管是IGBT絕緣柵雙極晶體管、晶體三極管或MOSFET場效應管等。
[0021]值得一提的是，所述電流傳感器電路(H)中的電流傳感器安裝在模塊上或安裝在接觸器的靜觸橋上；所述的電流傳感器，對于直流接觸器是直流電流傳感器，對于交流接觸器是三個分別安裝在三相靜觸橋上的獨立電流傳感器，或者是兩個分別安裝在二相靜觸橋上的獨立電流傳感器。
[0022]本實用新型的所述的接觸器控制與保護模塊是分立器件組成的電路，或者是封裝的集成電路模塊。
[0023]本實用新型工作原理說明如下，當外部控制開關接通，正常啟動時，單片機控制系統(tǒng)通過強電流激磁開關管將整流后的電壓施加在接觸器線圈上，完成強激磁啟動及低電壓保持，在啟動完成后，關斷強電流激磁開關管，接通低壓保持電路進行低電壓保持，正常釋放時，單片機控制系統(tǒng)關斷低壓保持電路完成接觸器釋放，在單片機控制系統(tǒng)檢測到晃電故障發(fā)生后，電容通過低壓保持電路向線圈放電或間斷放電維持接觸器保持狀態(tài)，在設定時間到時，電容停止放電，接觸器維持低壓保持狀態(tài)，并對電容重新充電，單片機控制系統(tǒng)對電壓信號與電流信號進行檢測，在判斷電動機或負載故障時按故障類型和要求關斷低壓保持電路，接觸器釋放并斷開電路，實現(xiàn)電動機與負載的保護。
[0024]上列較佳實施例，對本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種接觸器控制與保護模塊，其特征在于:包括整流橋(A)、強電流激磁開關管(B)、抗晃電電容電路(C)、低壓保持電路(D)、單片機控制系統(tǒng)(F)、電壓檢測電路(G)、電流傳感器電路(H)、接觸器線圈(I)、控制電源(J)以及外部控制開關(K)； 輸入電源(U)的一端連接所述外部控制開關(K)的一端和所述電壓檢測電路(G)的晃電采樣信號輸入端(3)，所述外部控制開關(K)的另一端連接所述整流橋(A)的交流側一端和所述電壓檢測電路(G )的正常通斷控制采樣信號輸入端(I)，輸入電源(U )的另一端連接所述整流橋(A)的交流側另一端和所述電壓檢測電路(G)的信號公共端(2)，所述整流橋(A)的直流側正端連接所述強電流激磁開關管(B)的集電極和所述控制電源(J)的正輸入端，所述強電流激磁開關管(B)的發(fā)射極連接所述低壓保持電路(D)的一端和所述接觸器線圈(I)的一端，所述整流橋(A)的直流側負端連接所述控制電源(J)的負輸入端、所述控制電源(J)的第四輸出端(22)、所述抗晃電電容電路(C)的一端和所述接觸器線圈(I)的另一端，所述控制電源(J)的第二輸出端(2)連接所述抗晃電電容電路(C)的另一端和所述低壓保持電路(D)的另一端，所述控制電源(J)的第一輸出端(I)和第三輸出端(11)分別連接所述單片機控制系統(tǒng)(F)的電源兩端，所述電壓檢測電路(G)的輸出端連接所述單片機控制系統(tǒng)(F)的電壓輸入端，所述單片機控制系統(tǒng)(F)的第一輸出端連接所述強電流激磁開關管(B)的控制端，所述單片機控制系統(tǒng)(F)的第二輸出端連接所述低壓保持電路(D)的控制端，所述電流傳感器電路(H)的輸出端連接所述單片機控制系統(tǒng)(F)的電流輸入端。
2.根據(jù)權利要求1所述的接觸器控制與保護模塊，其特征在于:所述控制電源(J)是隔離電源。
3.根據(jù)權利要求1所述的接觸器控制與保護模塊，其特征在于:所述控制電源(J)是非隔離電源，且所述控制電源(J)的第三輸出端(11)還連接所述整流橋(A)的直流側負端。
4.根據(jù)權利要求1所述的接觸器控制與保護模塊，其特征在于:所述強電流激磁開關管(B)是IGBT絕緣柵雙極晶體管、晶體三極管或MOSFET場效應管。
5.根據(jù)權利要求1所述的接觸器控制與保護模塊，其特征在于:所述電流傳感器電路(H)中的電流傳感器安裝在模塊上或安裝在接觸器的靜觸橋上。
6.根據(jù)權利要求5所述的接觸器控制與保護模塊，其特征在于:所述的電流傳感器，對于直流接觸器是直流電流傳感器，對于交流接觸器是三個分別安裝在三相靜觸橋上的獨立電流傳感器，或者是兩個分別安裝在二相靜觸橋上的獨立電流傳感器。
7.根據(jù)權利要求1所述的接觸器控制與保護模塊，其特征在于:所述的接觸器控制與保護模塊是分立器件組成的電路，或者是封裝的集成電路模塊。
【文檔編號】H01H47/00GK203607334SQ201320850148
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權日:2013年12月23日
【發(fā)明者】吳功祥, 張培銘 申請人:福州大學