專利名稱：電感負載控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電感負載控制裝置，特別涉及電磁鐵線圈，其與再生二極管(recuperation diod)連接，該裝置包括與線圈串聯(lián)的電子斬波開關(chopperswitch)并由脈沖寬度調制器按照測試線圈電流的器件供給的信號控制。
這種形式的線圈控制裝置是已知的。用脈沖寬度調制器控制開關，并允許用高電流，如信號電流對線圈起始供電，以閉合電磁鐵的磁路，之后，采用較低的維持電流恰好足以保持磁路閉合。而且，已知脈沖寬度調制器用來自直流電源或主系統(tǒng)的直流電壓電路供電。
在這種裝置中，有時需要電磁鐵的磁路的快速斷路；而事實上，在斬波晶體管截止后，通過再生二極管在線圈中連續(xù)流動的無負荷運行的電流造成緩慢斷路。因此，用已知方法，作為快速斷路或快速衰減的公知的第二晶體管與線圈串聯(lián)或并聯(lián)連接，并由斷路控制電路(例如，參見文獻DE,42271657)控制。
本發(fā)明的目的是，在相對于線圈引出端電壓而浮動的電壓上允許在寬的電源電壓范圍上控制快速斷路的晶體管(rapid opening transistor)按照本發(fā)明，脈沖寬度調制器的電源電路是具有兩個次級繞組的變壓器，兩個次級繞組中的一個連接到脈沖寬度調制器，而另一個利用由斷路信號控制的斷路開關連接到斷路晶體管的柵極。斷路開關最好是光晶體管，當它斷路時會使快速斷路晶體管柵極的電容放電。
用包括具有至少一個閾值的直流電源電壓比較器的電路控制是有利的，比較器的輸出通過具有低電平起始-停止信號輸入的邏輯元件連接到信號/保持定時器元件和斷路定時器裝置。
以下參考附圖對本發(fā)明的非限定實施例進行說明，以解釋如何實施本發(fā)明。


圖1是按照本發(fā)明的用于接觸器線圈的控制裝置的電路方框圖；圖2是圖1所示裝置的斷路晶體管控制的實施例的一個例子；所示裝置用于控制電磁鐵接觸器線圈B，或，可以控制按轉換連接方式組合的兩個相互耦合的接觸器的線圈。它包括與線圈串聯(lián)連接的斬波晶體管T1，晶體管T1與低電位點之間例如是0伏，還包括快速斷路晶體管T2也與線圈串聯(lián)。晶體管T2與高電位線之間為V+。再生二極管D并聯(lián)于串聯(lián)連接的線圈B和晶體管T2。晶體管T1和T2最好是有關MOS晶體管的絕緣柵晶體管，也可是絕緣柵雙極晶體管，已知的IGBT也能使用。按照一種改變的方式，在晶體管與連接到二極管D的點之間的線圈B直接連接到V+線和與線圈串聯(lián)的晶體管T2。按照另一種改變的方式，晶體管T2和二極管D串聯(lián)，線圈B與T2和D并聯(lián)。
斬波晶體管T1連接到作為控制電路10的一部分的脈沖調制器電路11的輸出。流入線圈B中的電流的傳感器12通過峰值電流檢測器13連接到電路11。構成或組裝到電路11的元件是通用元件故不需要進行詳細說明。晶體管T1和T2是N-溝通MOS晶體管或IGBT。
該裝置一方面具有電源和控制端14，它給各電子電路供電，并用沒畫出的接觸器確定接觸器的起始和停止，另一方面，它還有指令端15，它能用低電平信號S確定接觸器的起始和停止，例如，它可由工業(yè)總線或適當的控制器，如可編程邏輯控制器產生。電源和控制端14通過濾波器16連接到整流器17，其輸出連接到V+電位，此后，稱作直流電位，該直流電位連接到晶體管T2，控制電路10和變壓器20。
按照本發(fā)明，變壓器20有兩個次級繞組21和22(見圖2)。繞組21和22分別通過導體23和24連接到控制電路10以對其供電，并連接到孤立的控制斷路開關25；開關25例如，光晶體管25由控制器10通過導體26進行控制，以使晶體管T2導通或不導通，它使線圈供電或不供電。導體26連接到斷路指令電路27，該電路27包括由導體23把電壓加到控制電路10的模擬或數字比較器28。邏輯元件29一方面接收比較器28的輸出信號、另一方面用端子15把信號S加到電路10；邏輯元件29的輸出一方面連接到信號/保持定時器30a該定時器30a連接到調制器11，另一方面連接到斷路延遲器30b上，導體26連接到斷路延遲器30b上。斷路延遲器30b，例如，RC型，允許調節(jié)晶體管T2的截止延遲。因而，延遲電磁鐵衰減時間。
由圖2可見設有光部件25的晶體管T3，當T3截止時，允許晶體管T2的柵電容放電。齊納二極管Z與T2并聯(lián)以對T2保護。
控制電路10可以是具有輸入31的微控制器以選擇組裝接觸器的線圈的額定值。微控制器也可以是具有輸入26和輸出26的設備，以控制按轉換連接方式相互組成兩個接觸器的線圈。
該裝置的操作說明如下。
假設線圈B開始沒有供電，因此，接觸器的電磁鐵的磁路斷開，沒畫出的開關閉合使磁路閉合，它連接到端子14，于是端子14給T2的漏極、控制電路10和變壓器20加直流電壓V+。電路10使斷路開關25的晶體管導通，因此，斷路晶體管T2的柵極編置，引起T2導通，因為T1也導通，線圈B由信號電流供電，之后，當脈沖寬度調制器11開始工作時，保持電流低于信號電流。
組裝到端子14上的開關斷開使磁路斷開。因此，電路的電源電壓從其V+電平下降。當它達到比較器28的閾值時，延遲器30把具有預定延遲的信號加到光晶體管25使光晶體管25截止。T2的柵極放電，T2截止。由此電磁鐵迅速衰減。通過轉換加到端子15的低電平信號S也能得到同樣的快速斷路操作。
權利要求
1．用于對電感負載特別是對電磁鐵線圈進行控制的裝置，它連接到再生二極管，包括一個電子斬波開關，其與線圈串聯(lián)并由脈沖寬度調制器按照測試線圈電流的裝置供給的信號控制；脈沖寬度調制器，其由直流電壓電源電路供電并包括在控制電路中；快速斷路電子開關，其由與線圈串聯(lián)或與線圈并聯(lián)的絕緣柵晶體管組成并由控制電路提供的斷路信號控制；其特征是，脈沖寬度調制器(11)的電源供給電路(20)是具有兩個次級繞組的變壓器，其中一個繞組(21)連接到脈沖寬度調制器，另一繞組(22)利用由斷路信號控制的斷路開關(25)連接到斷路晶體管(T2)柵極。
2．按照權利要求1的裝置，其特征是，斷路開關(25)是光晶體管。光晶體管的斷路導致快速斷路晶體管(T2)的柵電容放電。
3．按照權利要求1的裝置，其特征是，斷路開關(25)是由帶有至少一個閾值的直流電源電壓的比較器(28)控制的，比較器的輸出通過邏輯元件(29)連接到信號/保持定時器(30a)和斷路延遲器(30b)，該邏輯元件(29)具有用于低電平控制信號(S)的輸入。
4．按照權利要求1的裝置，其特征是，斷路晶體管(T2)可以被并聯(lián)。
5．按照權利要求1的裝置，其特征是，控制電路(10)是微控制器，微控制器具有用于選擇接觸器線圈的額定值的輸入(31)，而且，輸入和輸出是由以轉換連接組成的兩個接觸器的線圈引起的。
全文摘要
感應電荷控制裝置,特別是電磁鐵線圈的控制裝置,包括與線圈串聯(lián)的電子斬波開關并由脈沖寬度調制器控制,和一個也與線圈串聯(lián)連接的斷路開關,變壓器(20)具有兩個次級繞組,其中一個次級繞組連接到調制器(11),另一個次級繞組通過由斷路信號偏置的開關(25)連接到斷路晶體管(T
文檔編號H01H47/32GK1216632SQ97194039
公開日1999年5月12日 申請日期1997年4月24日 優(yōu)先權日1996年4月25日
發(fā)明者伊薇斯·格穆爾 申請人:施耐德電器公司