本發(fā)明涉及一種磁性接觸器，更具體地，涉及一種用于磁化磁性接觸器的磁性線圈的驅(qū)動電路。根據(jù)本公開的磁性接觸器的磁性線圈驅(qū)動電路可以檢測磁性接觸器內(nèi)部的溫度升高，并防止對磁性接觸器和與其連接的電負(fù)載的損壞和快速壽命減少。

背景技術(shù)：

磁性接觸器連接到在電源與從電源供給電功率的電負(fù)載(例如電動機)之間的電性電路(以下稱為電路)，并且被配置為取決于是否施加切換控制信號而斷開或閉合電路。因此，通過將電力電路與負(fù)載進(jìn)行連接或斷開，磁性接觸器用作用于運行或停止諸如電動機的負(fù)載的控制裝置。

磁性接觸器被配置為根據(jù)磁性線圈的磁化或去磁化來磁化或去磁化設(shè)置在磁性線圈周圍的固定芯，以通過磁力吸引或排斥可移動地安裝在面對固定芯的位置處的可移動芯，從而使連接到可移動芯的可移動觸點與相應(yīng)的固定觸點接觸以用作電路閉合，或?qū)⒖梢苿佑|點與相應(yīng)的固定觸點分離以用作電路斷開。

在這樣的磁性接觸器中，磁性線圈驅(qū)動電路是用于使磁性線圈磁化或去磁化的驅(qū)動電路，并且被配置為包括各種類型的模擬組件。

也就是說，磁性線圈驅(qū)動電路包括各種電氣部件，例如磁性線圈、電容器、半導(dǎo)體開關(guān)等。

然而，組件在操作時消耗電功率，并且消耗的電功率在磁性接觸器內(nèi)部產(chǎn)生有限的空間，這導(dǎo)致相應(yīng)組件的劣化問題和對相應(yīng)組件及其周圍組件的損壞的問題。

特別地，用于驅(qū)動磁性接觸器的磁性線圈的驅(qū)動電路可以僅在電子子部件保持其自身的電特性時才精確地執(zhí)行其功能。

然而，當(dāng)其中安裝了磁性接觸器的配電盤內(nèi)部的溫度升高或者當(dāng)由于過電壓被持續(xù)施加到磁性接觸器的電源輸入端子導(dǎo)致磁性接觸器內(nèi)部的溫度持續(xù)增加時，現(xiàn)有磁性接觸器不具有任何保護(hù)電路，從而導(dǎo)致磁性接觸器的壽命減少或燒壞，并且還存在損壞連接到磁性接觸器的負(fù)載(例如，電動機)的風(fēng)險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本公開的一個方面是提供一種用于磁性接觸器的磁性線圈驅(qū)動電路，其可以保護(hù)磁性線圈，以便防止由于磁性接觸器內(nèi)部的溫度升高或者從輸入電源連續(xù)施加過電壓導(dǎo)致的磁性線圈的燒壞或快速壽命減少。

為了實現(xiàn)這些和其它優(yōu)點并根據(jù)本公開的目的，如這里具體實施和廣泛描述的，提供了一種用于磁性接觸器的磁性線圈驅(qū)動電路，所述磁性線圈驅(qū)動電路包括：

半導(dǎo)體開關(guān)，其與磁性線圈串聯(lián)連接，并且被配置為在導(dǎo)通時使磁性線圈磁化并且在關(guān)斷時使磁性線圈去磁化；

脈沖寬度調(diào)制單元，其連接到半導(dǎo)體開關(guān)，并且被配置為向半導(dǎo)體開關(guān)輸出脈沖信號以作為用于導(dǎo)通或關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)的控制信號；

控制單元，其連接到脈沖寬度調(diào)制單元，并且被配置為輸出用于改變脈沖信號的脈沖寬度的控制信號，以便當(dāng)磁性線圈初始被磁化時執(zhí)行用于增加流過磁性線圈的電流量的控制并且當(dāng)維持磁性線圈的磁化時執(zhí)行用于減少流過磁性線圈的電流量的控制；和

溫度檢測和保護(hù)單元，其連接到半導(dǎo)體開關(guān)，并且被配置為：檢測磁性接觸器內(nèi)部的溫度，當(dāng)溫度超過可允許溫度時在高溫狀態(tài)下輸出用于關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)的輸出信號，當(dāng)溫度在可允許溫度內(nèi)時在正常狀態(tài)下由來自脈沖寬度調(diào)制單元的脈沖信號控制半導(dǎo)體開關(guān)。

根據(jù)本公開的另一方面，磁性線圈驅(qū)動電路還包括電壓檢測單元，其被配置為檢測被提供給磁性接觸器的交流電源的電壓，其中控制單元被配置為將由電壓檢測單元檢測的交流電源的電壓與參考電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)交流電源的電壓超過參考電壓時，向脈沖寬度調(diào)制單元輸出用于斷開磁性接觸器的控制信號。

其中溫度檢測和保護(hù)單元包括具有隨溫度變化而變化的電阻值的至少一個熱可變電阻器。

根據(jù)本公開的另一方面，溫度檢測和保護(hù)單元包括：至少一個熱可變電阻器，其具有隨溫度變化而變化的電阻值；以及與熱可變電阻器并聯(lián)連接的至少一個可變電阻器。

根據(jù)本公開的另一方面，溫度檢測和保護(hù)單元包括：溫度檢測單元，其被配置為輸出隨著磁性接觸器內(nèi)部的溫度變化而變化的第一電壓；以及比較器，其被配置為將從溫度檢測單元輸出的第一電壓與作為預(yù)定參考電壓的第二電壓進(jìn)行比較。

根據(jù)本公開的另一方面，溫度檢測和保護(hù)單元包括：溫度檢測單元，其被配置為輸出隨著磁性接觸器內(nèi)部的溫度變化而變化的第一電壓；第一比較器，其被配置為將從溫度檢測單元輸出的第一電壓與作為預(yù)定參考電壓的第二電壓進(jìn)行比較；以及第二比較器，其具有連接到第一比較器的輸出端子的第一輸入端子和連接到脈沖寬度調(diào)制單元的輸出端子的第二輸入端子，第二比較器被配置為將來自第一輸入端子的輸入信號與來自第二輸入端子的輸入信號進(jìn)行比較，并輸出用于控制半導(dǎo)體開關(guān)的切換的切換控制信號。

根據(jù)本公開的另一方面，當(dāng)磁性接觸器內(nèi)部的溫度超過可允許溫度并且溫度狀態(tài)處于高溫狀態(tài)時，比較器被配置為輸出具有邏輯值0的數(shù)字信號。

根據(jù)本公開的另一方面，第二比較器被配置有與門；并且當(dāng)磁性接觸器內(nèi)部的溫度超過可允許溫度并且溫度狀態(tài)處于高溫狀態(tài)時，第一比較器被配置為輸出具有邏輯值0的數(shù)字信號。

根據(jù)本公開的另一方面，第二比較器被配置有與門；當(dāng)磁性接觸器內(nèi)部的溫度在允許溫度內(nèi)并且溫度狀態(tài)處于正常狀態(tài)時，第一比較器被配置為輸出具有邏輯值1的數(shù)字信號；并且該半導(dǎo)體開關(guān)根據(jù)來自脈沖寬度調(diào)制單元的脈沖信號而導(dǎo)通或關(guān)斷。

根據(jù)本公開的另一方面，第二比較器被配置有與門；當(dāng)磁性接觸器內(nèi)部的溫度超過可允許溫度并且溫度狀態(tài)處于高溫狀態(tài)時，第一比較器被配置為輸出具有邏輯值0的數(shù)字信號；并且半導(dǎo)體開關(guān)獨立于來自脈沖寬度調(diào)制單元的脈沖信號而關(guān)斷。

根據(jù)下文給出的詳細(xì)描述，本申請的進(jìn)一步適用范圍將變得更加明顯。然而，應(yīng)當(dāng)理解，雖然指示本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是詳細(xì)描述和具體示例僅以說明的方式給出，因為根據(jù)詳細(xì)的描述在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的各種變化和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將變得顯而易見。

附圖說明

附圖被包括以提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且被并入并構(gòu)成本公開的一部分，附圖示出了示例性實施方式，并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。

在附圖中：

圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的用于磁性接觸器的磁性線圈驅(qū)動電路的框圖；

圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的用于磁性接觸器的磁性線圈驅(qū)動電路的配置的框圖；

圖3是更詳細(xì)地示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的磁性線圈驅(qū)動電路的溫度檢測和保護(hù)電路單元的配置的框圖；

圖4a和圖4b是用于幫助理解圖3的溫度檢測和保護(hù)電路單元的操作的波形圖；和

圖5是通過主電路塊、信號波形和表而示出根據(jù)本發(fā)明實施方式的磁性線圈驅(qū)動電路的整個操作的圖。

具體實施方式

在下文中，將參照附圖詳細(xì)描述本公開中公開的示例性實施方式，并且相同或相似的元件用相同的附圖標(biāo)記表示，而不管附圖中的數(shù)字，并且將省略其重復(fù)描述。

下面將參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施方式。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實施方式的磁性接觸器的線圈驅(qū)動電路的框圖。

參考圖1，磁性線圈驅(qū)動電路100包括濾波器單元110、整流單元120、電壓檢測單元130、放電電路單元140、磁性線圈150、控制單元160、脈沖寬度調(diào)制單元170、溫度檢測和保護(hù)單元180以及半導(dǎo)體開關(guān)190。

濾波器單元110是用于去除可能被并入到交流電源中的噪聲信號的電路。例如，濾波器單元110可以被配置有用于去除高頻噪聲信號的低通濾波器電路。

整流單元120對從濾波器單元110輸出的電功率進(jìn)行整流，并輸出dc電功率。整流單元120可以被配置有典型的二極管橋電路。

電壓檢測單元130檢測已經(jīng)通過濾波器單元110的輸入電源的電壓電平。也就是說，電壓檢測單元130檢測并輸出磁性接觸器所連接到的電路上的電壓，即，三相電壓(r相-s相-t相)。例如，電壓檢測單元130可以被配置有電壓互感器(以下簡稱為pt)。

放電電路單元140與磁性線圈150的兩端并聯(lián)連接。放電電路單元140被配置為當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)190從導(dǎo)通狀態(tài)切換到關(guān)斷狀態(tài)時，釋放在磁性線圈150中充入的電能。

放電電路單元140可以被配置有晶體管開關(guān)或續(xù)流二極管(flywheeldiode)。

磁性線圈150可以根據(jù)是否向其施加電流而被磁化或去磁化，以提供或停止提供磁力，以使磁性接觸器的可移動觸點(未示出)與相應(yīng)的固定觸點(未示出)接觸或?qū)⒖梢苿佑|點與固定觸點分離。

例如，當(dāng)磁性線圈150被流過磁性線圈150的電流磁化時，產(chǎn)生磁性吸引力，以將被組合到可移動芯部(未示出)的可移動觸點朝向固定觸點移動。可移動觸頭與固定觸頭接觸。因此，磁性接觸器變?yōu)殡娐烽]合狀態(tài)。當(dāng)通過停止向磁性線圈150施加電流來使磁性線圈150去磁化時，不產(chǎn)生磁吸引力。因此，可移動觸頭通過由復(fù)位彈簧施加的彈力而移動到可移動觸頭與固定觸頭分離的位置。因此，磁性接觸器轉(zhuǎn)到電路斷開狀態(tài)。

控制單元160位于電壓檢測單元130的輸出端子和脈沖寬度調(diào)制單元170的輸入端子之間。

控制單元160將由電壓檢測單元130檢測到的ac電源的ac輸入電壓與考慮到來自額定電壓的可允許范圍的預(yù)定參考電壓進(jìn)行比較，并且當(dāng)檢測到超過參考電壓的ac輸入電壓時將用于斷開磁性接觸器的控制信號發(fā)送到脈沖寬度調(diào)制單元170。

此外，為了執(zhí)行在磁性線圈150被初始驅(qū)動時增加流過磁性線圈150的電流量以及在磁性線圈150保持磁化時減小流過磁性線圈150的電流量的控制，控制單元160向脈沖寬度調(diào)制單元170輸出控制信號以改變用于導(dǎo)通或關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)190的脈沖信號(脈沖控制信號)的脈沖寬度。

此外，考慮到將可移動觸頭(未示出)移動到可移動觸頭最初與固定觸頭(未示出)接觸的位置所需的磁性線圈150的磁力不同于使可移動觸點保持與固定觸點接觸所需的流過磁性線圈150的電流的大小(即，維持所需的電流的大小小于移動到初始接觸位置時所需的電流的大小)，控制單元160執(zhí)行控制。也就是說，控制單元160可以在磁性接觸器保持接觸狀態(tài)的同時(即，電路閉合狀態(tài)或?qū)顟B(tài))(即，在磁性線圈150保持磁化的同時)向脈沖寬度調(diào)制單元170輸出用于縮短半導(dǎo)體開關(guān)190被導(dǎo)通所處的脈沖寬度并且加長半導(dǎo)體開關(guān)190被關(guān)斷所處的脈沖寬度的控制信號，并且可以在到初始接觸的移動時(即，磁性線圈150被第一次磁化)向脈沖寬度調(diào)制單元170輸出用于加長半導(dǎo)體開關(guān)190被導(dǎo)通所處的脈沖寬度的控制信號。

因此，控制單元160向脈沖寬度調(diào)制單元170輸出用于控制半導(dǎo)體開關(guān)190的切換操作使得所需的電流大小流過磁性線圈150的控制信號。

脈沖寬度調(diào)制單元170向半導(dǎo)體開關(guān)190輸出以對應(yīng)于由控制單元160發(fā)送的控制信號的高電平或低電平脈沖信號構(gòu)成的切換控制信號。

根據(jù)本發(fā)明的溫度檢測和保護(hù)單元180根據(jù)磁性接觸器內(nèi)部的溫度來處理從脈沖寬度調(diào)制單元170接收的切換控制信號，并將處理后的切換控制信號輸出到半導(dǎo)體開關(guān)190。

更詳細(xì)地，溫度檢測和保護(hù)單元180檢測磁性接觸器內(nèi)部的溫度，并根據(jù)檢測到的溫度產(chǎn)生溫度檢測信號?；趶拿}沖寬度調(diào)制單元170接收的切換控制信號和溫度檢測信號的組合，溫度檢測和保護(hù)單元180最終生成并輸出用于控制半導(dǎo)體開關(guān)190的切換的最終切換控制信號。

例如，當(dāng)由于磁性接觸器的環(huán)境溫度的增加或者輸入到磁性接觸器的ac電源的輸入電壓的過度增加而使得磁性接觸器內(nèi)的檢測到的溫度超過預(yù)定可允許范圍時，半導(dǎo)體開關(guān)190可以被關(guān)斷以使磁性線圈150去磁化，從而保護(hù)磁性接觸器免于快速的壽命縮短或燒壞。

另一方面，當(dāng)檢測到的溫度在預(yù)定可允許范圍內(nèi)時，由脈沖寬度調(diào)制單元170產(chǎn)生的切換控制信號簡單地通過溫度檢測和保護(hù)單元180，即，變?yōu)樽罱K切換控制信號以控制導(dǎo)通或關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)190的操作。也就是說，當(dāng)檢測到的溫度在預(yù)定可允許范圍內(nèi)時，切換控制信號不被溫度檢測和保護(hù)單元180改變，并且來自脈沖寬度調(diào)制單元170的切換控制信號被輸出到半導(dǎo)體開關(guān)190作為最終切換控制信號。

半導(dǎo)體開關(guān)190根據(jù)溫度檢測和保護(hù)單元180的最終切換控制信號而導(dǎo)通或關(guān)斷，以允許電流流過磁性線圈150或者中斷電流的流動。也就是說，半導(dǎo)體開關(guān)190根據(jù)溫度檢測和保護(hù)單元180的輸出信號執(zhí)行切換，以執(zhí)行使磁性線圈150磁化或去磁化的控制。

半導(dǎo)體開關(guān)190可以被配置作為其切換可以被控制的半導(dǎo)體開關(guān)，諸如晶體管、絕緣柵雙極晶體管(igbt)、晶閘管等。

這里，為了操作半導(dǎo)體開關(guān)190，根據(jù)本發(fā)明的磁性接觸器的磁性線圈驅(qū)動電路可以包括比圖1所示的更多的電路部件。

例如，圖1所示的放電電路單元140可以另外包括電阻器、半導(dǎo)體開關(guān)、電容器和多個二極管，以便當(dāng)半導(dǎo)體開關(guān)190從導(dǎo)通狀態(tài)切換到關(guān)斷狀態(tài)時有效地釋放充入磁性線圈中的電能。

作為另一示例，可以進(jìn)一步包括恒壓電路部分(未示出)，用于即使當(dāng)來自ac電源的輸入電壓改變時也向控制單元160提供恒定的參考電壓(例如，dc16v)。

圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實施方式的包括溫度檢測和保護(hù)單元的磁性線圈驅(qū)動電路的電路圖。

根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的磁性接觸器的線圈驅(qū)動電路200可以包括濾波器單元210、整流單元220、電壓檢測單元230、放電電路單元240、磁性線圈250、控制單元260、脈沖寬度調(diào)制單元270和溫度檢測和保護(hù)單元280，它們具有與圖1的相應(yīng)元件相同或不同的電功能。

為了避免重復(fù)的描述，僅描述與圖1所示的實施方式不同的元件。

溫度檢測和保護(hù)單元280接收由電壓檢測單元230輸出的ac電源的輸入電壓檢測信號。此外，溫度檢測和保護(hù)單元280檢測磁性接觸器內(nèi)部的溫度。溫度檢測和保護(hù)單元280生成與在磁性接觸器內(nèi)部的檢測到的溫度相對應(yīng)的溫度檢測信號，并且基于所生成的溫度檢測信號和所接收的輸入電壓檢測信號的組合來輸出用于第一半導(dǎo)體開關(guān)290a的切換控制信號。

詳細(xì)地，稍后將參考圖3描述溫度檢測和保護(hù)單元280如何測量溫度，將測量的溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，然后產(chǎn)生與電信號相對應(yīng)的輸出信號。

再次參考圖2，控制單元260可以從電壓檢測單元230接收輸入信號，輸出與接收的輸入信號相對應(yīng)的控制信號，并將控制信號發(fā)送到脈沖寬度調(diào)制單元270。

脈沖寬度調(diào)制單元270輸出脈沖信號作為具有與由控制單元260發(fā)送的控制信號相對應(yīng)的脈沖寬度的高電平或低電平切換控制信號，以控制第二半導(dǎo)體開關(guān)290b的切換(打開或閉合)。

這里，第一半導(dǎo)體開關(guān)290a、第二半導(dǎo)體開關(guān)290b和磁性線圈150彼此串聯(lián)連接。當(dāng)?shù)谝话雽?dǎo)體開關(guān)290a和第二半導(dǎo)體開關(guān)290b中的至少一個被轉(zhuǎn)到斷開狀態(tài)時，來自整流單元220的dc電功率停止提供給磁性線圈250。

溫度檢測和保護(hù)單元280、第一半導(dǎo)體開關(guān)290a、控制單元260、脈沖寬度調(diào)制單元270和第二半導(dǎo)體開關(guān)290b的布置示出了以下配置特性，其中由控制單元260、脈沖寬度調(diào)制單元270和第二半導(dǎo)體290b對提供給磁性線圈250的dc電功率的控制、以及由溫度檢測和保護(hù)單元280和第一半導(dǎo)體開關(guān)290a對提供給磁性線圈250的dc電功率的控制可以獨立地彼此執(zhí)行。

根據(jù)該配置特性，當(dāng)磁性接觸器內(nèi)部的溫度在預(yù)定可允許溫度內(nèi)時，連接到溫度檢測和保護(hù)單元280的第一半導(dǎo)體開關(guān)290a保持導(dǎo)通，并且脈沖寬度調(diào)制單元270根據(jù)由第二半導(dǎo)體開關(guān)290b輸出的控制信號而輸出具有對應(yīng)的脈沖寬度的脈沖信號，以初始導(dǎo)通第二半導(dǎo)體開關(guān)290b，然后交替地執(zhí)行用于導(dǎo)通或關(guān)斷第二半導(dǎo)體開關(guān)290b的控制，從而將從電源供應(yīng)的電功率通過磁性接觸器提供給負(fù)載設(shè)備。

當(dāng)磁性接觸器內(nèi)部的溫度超過預(yù)定可允許溫度時，溫度檢測和保護(hù)單元280執(zhí)行用于關(guān)斷第一半導(dǎo)體開關(guān)290a的控制以使磁性線圈250去磁化。因此，磁性接觸器轉(zhuǎn)到斷開狀態(tài)(關(guān)斷)。因此，獨立于第二半導(dǎo)體開關(guān)290b的切換操作，從電源通過磁性接觸器提供給負(fù)載的電功率被關(guān)斷(中斷)。

將參考圖3描述溫度檢測和保護(hù)單元280如何測量溫度，將測量的溫度轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的電信號，然后產(chǎn)生與電信號相對應(yīng)的輸出信號。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的溫度檢測和保護(hù)單元300的詳細(xì)配置的電路框圖。

在圖3中，控制單元100a、脈沖寬度調(diào)制單元200a、半導(dǎo)體開關(guān)400a和磁性線圈500a具有與控制單元160、脈沖寬度調(diào)制單元170和半導(dǎo)體開關(guān)190(其為圖1中描述的對應(yīng)元件)相同的功能。因此，為了避免重復(fù)，將省略其描述。

參考圖3，溫度檢測和保護(hù)單元300包括溫度檢測單元310，其被配置為檢測磁性接觸器內(nèi)部的溫度，并輸出電壓信號作為指示檢測到的溫度的溫度檢測信號；以及比較單元320，其被配置為接收由溫度檢測單元310輸出的電壓信號(溫度檢測信號)，并且控制導(dǎo)通或關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)400a的導(dǎo)通或關(guān)斷的操作。

這里，溫度檢測單元310包括彼此并聯(lián)連接的至少一個可變電阻器311和至少一個熱可變電阻器312。

熱可變電阻器312是一種電阻器。優(yōu)選地，熱可變電阻器312具有其中電阻值隨著感測到的溫度變化而線性地變化的特性。熱可變電阻器312可以用具有用戶期望的另一電特性的熱可變電阻器代替。

可變電阻器311可以被調(diào)整并設(shè)置為具有用戶期望的電阻值。此外，根據(jù)取決于熱可變電阻器器312的溫度變化而變化的電阻值與可變電阻器311的電阻值的組合，考慮到溫度檢測單元310如何靈敏地輸出相應(yīng)的電壓信號(溫度檢測信號)的大小而可以由用戶調(diào)節(jié)和設(shè)置可變電阻器311的電阻值。

例如，當(dāng)用戶將可變電阻器311的電阻設(shè)置為相對大于隨著磁性接觸器內(nèi)部的溫度變化而變化的熱可變電阻器312的電阻時，由熱可變電阻器312造成的溫度檢測單元310的輸出電壓的變化可以是無關(guān)緊要的。

比較單元320包括多個比較器321和322。在多個比較器中，第一比較器321的負(fù)(-)輸入端子可以接收具有根據(jù)熱可變電阻器312和可變電阻器311的組合電阻的輸出電壓的第一電壓信號，并且第一比較器321的正(+)輸入端子可以接收作為參考電壓信號vref的第二電壓信號。

對于其中dc恒定電壓vcc和電阻器r2和r3彼此串聯(lián)連接的電路而言，第一比較器321的正(+)輸入端子連接到電阻器r2和r3之間的中點。因此，通過由具有預(yù)定固定電阻值的電阻器r2和r3分壓dc恒定電壓vcc而獲得參考電壓vref，并且所獲得的參考電壓被提供給第一比較器的正(+)輸入端子。

第一比較器321可以比較對應(yīng)于第一電壓信號的電壓值和對應(yīng)于第二電壓信號的電壓值，以輸出高電平或低電平輸出信號，即具有邏輯值1或者0的數(shù)字信號。

這里，當(dāng)與第一電壓信號相對應(yīng)的電壓值，即，與溫度檢測信號相對應(yīng)的電壓值高于與第二電壓信號相對應(yīng)的電壓值(即，參考電壓值)時，第一比較器321可以輸出低電平輸出信號，即，具有邏輯值0的輸出信號。

第二比較器322接收從第一比較器321輸出的輸出信號和為由脈沖寬度調(diào)制單元200a輸出的脈沖信號的切換控制信號作為兩個輸入信號，比較該兩個輸入信號，并作為比較的結(jié)果，輸出數(shù)字控制信號到半導(dǎo)體開關(guān)400a作為最終切換控制信號。

第二比較器322在第一輸入端子a2處接收第一比較器321的輸出信號，并且在第二輸入端子a1處接收從脈沖寬度調(diào)制單元200a輸出的切換控制信號，將第一比較器321的輸出信號和切換控制信號進(jìn)行比較，并輸出用于根據(jù)預(yù)定邏輯執(zhí)行半導(dǎo)體開關(guān)400a的切換控制的最終切換控制信號。

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，第二比較器322可以被配置有與(and)門。因此，第二比較器322執(zhí)行兩個輸入信號(即，與溫度檢測信號(數(shù)字信號)對應(yīng)的輸出信號和切換控制信號)的邏輯積，并將輸出信號輸出到半導(dǎo)體開關(guān)400a。這里，第二比較器簡單地不限于與門。

也就是說，可以使用各種邏輯門，其可以接收通過檢測由于構(gòu)成磁性接觸器的內(nèi)部部件和配電盤中的與磁性接觸器相鄰的電氣裝置(多個斷路器、數(shù)字保護(hù)繼電器等)產(chǎn)生的熱而在磁性接觸器內(nèi)部的溫度變化而獲得的溫度檢測信號，然后在磁性接觸器的切換操作中反映所接收的溫度檢測信號。然而，可以考慮上述驅(qū)動設(shè)備中占用的空間以及其相關(guān)聯(lián)電路的復(fù)雜性和生產(chǎn)成本來選擇邏輯門。

圖4a和圖4b是用于幫助理解圖3的溫度檢測和保護(hù)單元300的操作的信號波形圖，以控制根據(jù)本發(fā)明的磁性接觸器的切換。

這里，vin表示輸入到圖3所示的第一比較器321的多個輸入電壓的大小。

也就是說，第一電壓v1是指示被輸入到第一比較器321的正(+)輸入端子的參考電壓vref的參考電壓。

此外，第二電壓v2表示根據(jù)被輸入到第一比較器321的負(fù)(-)輸入端子的來自溫度檢測單元310的輸出信號的電壓。

第一電壓v1是通過利用電阻器r2和r3分壓dc恒定電壓而獲得的分壓，并且獨立于經(jīng)過的時間而保持恒定電位。

第二電壓v2隨著磁性接觸器內(nèi)部溫度的升高從第二時間點t2線性增加，然后在第三時間點t3具有與第一電壓v1相同的電勢。

圖4a示出隨著由于磁性接觸器內(nèi)部的溫度變化導(dǎo)致熱可變電阻器312的電阻值從第二時間點t2線性增加，由可變電阻器311和熱可變電阻器312的組合電阻形成的第二電壓從第二時間點t2線性增加。

圖4b示出第一比較器321(當(dāng)磁性接觸器內(nèi)部的溫度處于正常狀態(tài)時)輸出高電平輸出信號，即，從第一時間點t1到第三時間點t3具有邏輯值1的數(shù)字輸出信號，并且(當(dāng)磁性接觸器內(nèi)部的溫度處于高溫狀態(tài)時)輸出低電平輸出信號，即，在第三時間點t3之后具有邏輯值0的數(shù)字輸出信號。

在圖4b中，vout表示根據(jù)由第一比較器321輸出的輸出信號的電壓的大小。

這將在下面參考圖3詳細(xì)描述。

當(dāng)由于磁性接觸器內(nèi)部的溫度處于正常狀態(tài)而使得輸入到負(fù)輸入端子{(-)輸入端子}并且形成在溫度檢測單元310中的第二電壓v2低于輸入到第一比較器321的正輸入端子{(+)輸入端子}的第一電壓v1時,，第一比較器321輸出高電平信號，即，具有邏輯值1的數(shù)字信號。

另一方面，當(dāng)由于磁性接觸器處于高溫狀態(tài)而使得輸入到負(fù)輸入端子{(-)輸入端子}的第二電壓v2高于輸入到正輸入端子((+)輸入端子)321的第二電壓v2時，第一比較器321輸出低電平信號，即，具有邏輯值0的數(shù)字信號。

在圖4a中，在溫度檢測單元310中形成的第二電壓v2的變化梯度可以根據(jù)由用戶設(shè)置的熱可變電阻器312的選擇或可變電阻器311的電阻而變化。

此外，在圖4a中，可以通過分壓電阻器r2和r3的組合來確定作為參考電壓的第一電壓v1的大小。

將參照圖5描述根據(jù)本發(fā)明實施方式的磁性接觸器的磁性線圈驅(qū)動電路的操作，其示出了使用主電路元件的操作、信號波形和表。

圖5所示的脈沖寬度調(diào)制單元510、第一比較器520、第二比較器530、半導(dǎo)體開關(guān)540和磁性線圈550具有與上面參照圖3描述的相同或相似的配置和功能。

根據(jù)圖5所示的實施方式，第二比較器530被配置有與門。

在圖5中，在多個時間點t1至t6，脈沖寬度調(diào)制單元510根據(jù)從控制單元接收到的控制信號輸出脈沖信號，即，以高電平信號和低電平信號構(gòu)成的切換控制信號。

第一比較器520將分別通過兩個輸入端的作為參考電壓的第一電壓v1和作為與溫度檢測輸入相對應(yīng)的電壓的第二電壓v2進(jìn)行比較，然后作為比較的結(jié)果，輸出高電平輸出信號(在磁性接觸器內(nèi)部的溫度處于正常狀態(tài)的情況下)或低電平輸出信號(在磁性接觸器內(nèi)部的溫度處于高溫狀態(tài)的情況下)。

作為本發(fā)明的實施方式，第二比較器530被配置有與門，并被配置為接收來自脈沖寬度調(diào)制單元510和第一比較器520兩者的輸出信號，并輸出最終切換控制信號，以用于控制導(dǎo)通或關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)540的操作。

也就是說，脈沖寬度調(diào)制單元510的輸出信號在第二比較器530的第一輸入端子a1處被接收，并且第一比較器520的輸出信號在第二輸入端子a2處被接收。

將在下面描述第二比較器530在多個時間點t1至t6的信號處理操作。

這里，在第一區(qū)間，即第一時間段(t1至t3)期間，根據(jù)本發(fā)明的磁性接觸器的溫度檢測和保護(hù)單元(參見由圖3的附圖標(biāo)記300表示的部分)檢測到高溫狀態(tài)。這里，高溫可以指的是磁性接觸器內(nèi)部的溫度超過可允許值的狀態(tài)。此外，溫度的允許值可以指的是構(gòu)成磁性線圈驅(qū)動電路的諸如磁性線圈、電容器和半導(dǎo)體開關(guān)的各種電氣部件不會劣化或損壞的最大閾值溫度。

如上所述，當(dāng)磁性接觸器的溫度檢測和保護(hù)單元(參見圖3的附圖標(biāo)記300)檢測到高溫狀態(tài)時，第二比較器530獨立于從脈沖寬度調(diào)制單元510接收的輸出信號而向半導(dǎo)體開關(guān)540輸出低電平輸出信號并且關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)540。因此，磁性線圈550被去磁化，并且磁性接觸器轉(zhuǎn)到斷開狀態(tài)。通過磁性接觸器從電源向負(fù)載供應(yīng)的電功率被關(guān)斷。

另一方面，在第二區(qū)間，即第二時間段(t4至t6)期間，根據(jù)本發(fā)明的磁性接觸器的溫度檢測和保護(hù)單元300檢測到正常狀態(tài)。這里，正常狀態(tài)可以指其中磁性接觸器內(nèi)部的溫度在預(yù)定可允許范圍內(nèi)的狀態(tài)。

在這種情況下，第二比較器530將高電平或低電平脈沖信號的輸出信號輸出到半導(dǎo)體開關(guān)540作為與從脈沖寬度調(diào)制單元510接收的控制信號對應(yīng)的最終切換控制信號，并且控制具有根據(jù)對應(yīng)的輸出信號的脈沖寬度的半導(dǎo)體開關(guān)540的切換操作。

也就是說，當(dāng)檢測到的溫度在預(yù)定可允許范圍內(nèi)時，第一比較器520的輸出信號具有高電平值，即邏輯值1，如圖5所示。因此，半導(dǎo)體開關(guān)540根據(jù)脈沖寬度調(diào)制單元510的控制信號而導(dǎo)通或關(guān)斷。換句話說，半導(dǎo)體開關(guān)540當(dāng)脈沖信號作為來自脈沖寬度調(diào)制單元510的控制信號處于高電平時導(dǎo)通，并且當(dāng)脈沖信號作為來自脈沖寬度調(diào)制單元510的控制信號處于低電平時關(guān)斷。

如上所述，可以通過脈沖寬度調(diào)制單元510、第一比較器520和第二比較器530的組合基于磁性接觸器內(nèi)部的溫度來確定是否斷開或閉合磁性接觸器。因此，可以以防止磁性接觸器的損壞。

根據(jù)本發(fā)明的示例性方面，當(dāng)檢測到的磁性接觸器內(nèi)部的溫度在預(yù)定可允許范圍內(nèi)時，即在正常狀態(tài)下，根據(jù)本發(fā)明的磁性接觸器的磁性線圈驅(qū)動電路根據(jù)脈沖寬度調(diào)制單元510的輸出信號的脈沖寬度和電平而導(dǎo)通或關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)540。

根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選方面，當(dāng)檢測到的磁性接觸器內(nèi)部的溫度超過預(yù)定可允許范圍時，即在高溫狀態(tài)下，根據(jù)本發(fā)明的磁性接觸器的磁性線圈驅(qū)動電路關(guān)斷半導(dǎo)體開關(guān)540，以獨立于脈沖寬度調(diào)制單元510的輸出信號使磁性線圈550去磁化。因此，磁性接觸器操作為關(guān)斷(電路斷開狀態(tài))。

因此，根據(jù)本發(fā)明的磁性接觸器的磁性線圈驅(qū)動電路可以監(jiān)視由各種原因引起的磁性接觸器內(nèi)部的溫度變化，并且當(dāng)磁性接觸器內(nèi)部的溫度升高并超過可允許范圍時，將磁性接觸器轉(zhuǎn)到電路斷開狀態(tài)(關(guān)斷狀態(tài))，從而防止磁性接觸器和與磁性接觸器連接的負(fù)載受到損壞。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，各種實施方式中描述的元件和/或功能可以組合實現(xiàn)，并且在不脫離所附權(quán)利要求的精神和范圍的情況下，可以在此進(jìn)行各種修改和改變。