专利名称：基于低电压电容的抗电压跌落宽电压交流接触器控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及ー种基于低电压电容的抗电压跌落宽电压交流接触器控制器，属于接触器领域。
背景技术：
目前文献中对抗电压跌落的接触器已有论述，但是，接触器控制实现宽电压控制，不能实现低电压保持与低电压电容抗电压跌落，如果进行低电压保持与低电压电容抗电压跌落，就无法实现宽电压控制，比如刘向军等申报的发明专利“交直流通用抗电压跌落的接触器控制器”(专利号CN 201584367. U)，该专利是正常启动与保持运行时，单片机通过强电流激磁开关管及续流与分断开关管对接触器线圈进行PWM控制实现宽电压控制，经电压采样电路检测到电源电压发生跌落后，单片机控制强电流激磁开关管及续流与分断开关管进行PWM控制，滤波电容为线圈提供能量，该滤波电容的电压等级较高，这样成本较高，但·是却无法实现低电压保持与低电压电容抗电压跌落，我们在长期大量进行智能交流接触器研究中，发现可同时具有宽电压控制、低电压保持与低电压电容抗电压跌落功能的重要性。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种基于低电压电容的抗电压跌落宽电压交流接触器控制器，正常启动时单片机系统通过强电流激磁开关管与ニ极管、低压保持开关续流进行PWM控制，正常保持运行时，开关电源中低压保持电源供电，在单片机控制系统经电压采样电路检测到电源电压发生跌落后，单片机控制系统控制低压保持开关管保持导通，低压保持开关管通过低电压电容放电提供在电压跌落期间维持接触器线圈保持运行所需的能量，保证接触器在电压跌落期间不释放，能够保证交流接触器准确、方便地实现电压跌落期间接触器持续运行，实现宽电压工作，具有控制方便，成本低，节能，应用性强等特点。本实用新型的目的是这样实现的，它包括整流桥、滤波电容、强电流激磁开关管、低压保持开关管、电压采样电路、开关电源、低压保持电源、单片机系统、低电压电容、ニ极管、接触器线圈以及外部控制开关，其特征在干电源的一端接外部控制开关的一端与电压采样电路中的电压跌落采样信号输入端，外部控制开关的另一端接整流桥的交流侧一端与电压采样电路中的正常通断控制采样信号输入端，电源的另一端接整流桥的交流侧另一端与电压采样电路中的信号公共端，整流桥的正端分别接强电流激磁开关管的集电极、开关电源的一个输入端与滤波电容的正极，强电流激磁开关管的发射极或源极分别与接触器线圈的一端、低压保持开关管的发射极或源极相接，整流桥的负端分别和开关电源的另ー输入端、滤波电容的负极、接触器线圈的另一端、开关电源中的低压保持电源的负端、低电压电容的负极、ニ极管正极相接，低压保持电源的正端与低电压电容的正极、ニ极管负极、低压保持开关管的集电极相接，电压采样电路的输出端接到单片机系统的第一输入端，电压采样电路的电压跌落采样信号的输出端接到单片机系统的第二输入端，开关电源的ニ个输出端分别与单片机系统电源端、电压采样电路的电源端相接，单片机系统的ニ个输出口分别与强电流激磁开关管的控制极、低压保持开关管的控制极相接，低压保持电源是开关电源中的ー个电源。在本实用新型一实施例中，所述的强电流激磁开关管是IGBT绝缘栅双极晶体管或晶体三极管或MOSFET场效应管。在本实用新型一实施例中，所述的低压保持开关管是IGBT绝缘栅双极晶体管或晶体三极管或MOSFET场效应管。在本实用新型一实施例中，所述的低电压电容是超级电容或低电压电解电容。在本实用新型一实施例中，所述的外部控制开关改为手动按钮，电源的一端分别接手动按钮常开触头的一端、自锁接触器常开触头的一端，手动按钮常开触头的另一端与自锁接触器常开触头的另一端、电压采样电路中的电压跌落采样信号输入端与手动按钮常闭触头的一端相接，手动的按钮常闭触头的另一端接电压采样电路中的正常通断控制采样 信号输入端与整流桥的交流侧一端，电源的另一端接整流桥的交流侧另一端与电压采样电路中的信号公共端。本实用新型与现有技术相比，正常启动时单片机系统通过强电流激磁开关管与ニ极管、低压保持开关续流进行PWM控制，正常保持运行时，开关电源中低压保持电源供电，在单片机控制系统经电压采样电路检测到电源电压发生跌落后，单片机控制系统控制低压保持开关管保持导通，低压保持开关管通过低电压电容放电提供在电压跌落期间维持接触器线圈保持运行所需的能量，保证接触器在电压跌落期间不释放，能够保证交流接触器准确、方便地实现电压跌落期间接触器持续运行，实现宽电压工作，具有控制方便，成本低，节能，应用性强等特点。当外部控制开关闭合，单片机系统经电压采样电路检测到正常通断控制采样信号表明接触器施加激磁电源电压后，先判断是直流电源或是交流电源，然后根据电源电压的大小，单片机系统以不同的频率与占空比控制强电流激磁开关管工作，控制低压保持开关管导通，在强电流激磁开关管关断时间，接触器线圈电流通过低压保持开关管与ニ极管续流，实现宽电源电压下的优化强激磁启动过程，在接触器启动完成后，由于所需保持能量很小，由单片机系统控制低压保持开关管仍然处于导通状态，开关电源中低压保持电源通过低压保持开关管使接触器线圈处于小功率状态，实现节能运行，当外部控制开关打开，单片机经电压采样电路检测到正常通断控制采样信号为低电平表明接触器应该正常分断后，立即通过低压保持开关管，实现了快速分断，如果发生电压跌落，单片机经电压采样电路检测到电压跌落采样信号输入端与正常通断控制采样信号输入端信号均呈低电平，表明接触器电源发生电压跌落，单片机控制低压保持开关管保持导通，低电压电容通过低压保持开关管放电，提供接触器线圈维持接通状态所需的能量，保证接触器在电压跌落期间不释放，能够保证交流接触器准确、方便地实现电压跌落期间接触器持续运行，实现宽电压工作，具有控制方便，成本低，节能，应用性强等特点。
图I为本实用新型的电路示意框图。图2为本实用新型实施ー的电路示意框图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型做进ー步描述。如图I所示，一种基于低电压电容的抗电压跌落宽电压交流接触器控制器，包括整流桥B，滤波电容H，强电流激磁开关管M，低压保持开关管F，电压采样电路G，开关电源J，低压保持电源D，单片机系统I，低电压电容C，ニ极管N，接触器线圈E，外部控制开关K ；其特征在干电源A的一端接外部控制开关K的一端与电压采样电路G中的电压跌落采样信号输入端3，外部控制开关K的另一端接整流桥B的交流侧一端与电压采样电路G中的正常通断控制采样信号输入端1，电源A的另一端接整流桥B的交流侧另一端与电压采样电路G中的信号公共端2，整流桥B的正端 分别接强电流激磁开关管M的集电极、开关电源J的一个输入端与滤波电容H的正扱，强电流激磁开关管M的发射极或源极分别与接触器线圈E的一端、低压保持开关管F的发射极或源极相接，整流桥B的负端分别和开关电源J的另ー输入端、滤波电容H的负极、接触器线圈E的另一端、开关电源J中的低压保持电源D的负端、低电压电容C的负极、ニ极管N正极相接，低压保持电源D的正端与低电压电容C的正极、ニ极管N负极、低压保持开关管F的集电极相接，电压采样电路G的输出端4接到单片机系统I的输入端a，电压采样电路G的电压跌落采样信号的输出端5接到单片机系统I的输入端b，开关电源J的ニ个输出端分别与单片机系统I电源端、电压采样电路G的电源端相接，单片机系统I的ニ个输出ロ分别与强电流激磁开关管M的控制极、低压保持开关管F的控制极相接，低压保持电源D是开关电源J中的ー个电源。值得ー提的是，本实用新型所述的强电流激磁开关管M是IGBT绝缘栅双极晶体管或晶体三极管或MOSFET场效应管。所述的低压保持开关管F是IGBT绝缘栅双极晶体管或晶体三极管或MOSFET场效应管。当外部控制开关闭合，单片机系统经电压采样电路检测到正常通断控制采样信号表明接触器施加激磁电源电压后，先判断是直流电源或是交流电源，然后根据电源电压的大小，单片机系统以不同的频率与占空比控制强电流激磁开关管工作，控制低压保持开关管导通，在强电流激磁开关管关断时间，接触器线圈电流通过低压保持开关管与ニ极管续流，实现宽电源电压下的优化强激磁启动过程，在接触器启动完成后，由于所需保持能量很小，由单片机系统控制低压保持开关管仍然处于导通状态，开关电源中低压保持电源通过低压保持开关管使接触器线圈处于小功率状态，实现节能运行，当外部控制开关打开，单片机经电压采样电路检测到正常通断控制采样信号为低电平表明接触器应该正常分断后，立即通过低压保持开关管，实现了快速分断，如果发生电压跌落，单片机经电压采样电路检测到电压跌落采样信号输入端与正常通断控制采样信号输入端信号均呈低电平，表明接触器电源发生电压跌落，单片机控制低压保持开关管保持导通，低电压电容通过低压保持开关管放电，提供接触器线圈维持接通状态所需的能量，保证接触器在电压跌落期间不释放。如图2所示，一种基于低电压电容的抗电压跌落宽电压交流接触器控制器，包括整流桥B，滤波电容H，强电流激磁开关管M，低压保持开关管F，电压采样电路G，开关电源J，低压保持电源D，单片机系统I，低电压电容C，ニ极管N，接触器线圈E，其特征在于所述的外部控制开关K改为手动按钮K，电源A的一端分别接手动按钮K常开触头的一端、自锁接触器常开触头El的一端，手动按钮K常开触头的另一端与自锁接触器常开触头El的另一端、电压米样电路G中的电压跌落米样信号输入端3与手动按钮K常闭触头的一端相接，手动的按钮K常闭触头的另一端接电压采样电路G中的正常通断控制采样信号输入端I与整流桥B的交流侧一端，电源A的另一端接整流桥B的交流侧另一端与电压采样电路G中的信号公共端2，其他部分结构与本实用新型相同。当手动按钮K常开触头闭合，单片机系统经电压采样电路检测到正常通断控制采样信号表明接触器施加激磁电源电压后，先判断是直流电源或是交流电源，然后根据电源电压的大小，单片机系统以不同的频率与占空比控制强电流激磁开关管工作，控制低压保持开关管导通，在强电流激磁开关管关断时间，接触器线圈电流通过低压保持开关管与ニ极管续流，实现宽电源电压下的优化强激磁启动过程，在接触器启动完成后，由于所需保持能量很小，由单片机系统控制低压保持开关管仍然处于导通状态，开关电源中低压保持电源通过低压保持开关管使接触器线圈处于小功率状态，实现节能运行，当手动按钮K常闭触头打开，单片机经电压采样电路检测到正常通断控制采样信号为低电平表明接触器应该正常分断后，立即通过低压保持开关管，实现了快速分断，如果发生电压跌落，单片机经电压采样电路检测到电压跌落采样信号输入端与正常通断控制采样信号输入端信号均呈低 电平，表明接触器电源发生电压跌落，单片机控制低压保持开关管保持导通，低电压电容通过低压保持开关管放电，提供接触器线圈维持接通状态所需的能量，保证接触器在电压跌落期间不释放。以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种基于低电压电容的抗电压跌落宽电压交流接触器控制器，包括整流桥(B)、滤波电容(H)、强电流激磁开关管(M)、低压保持开关管(F)、电压采样电路(G)、开关电源(J)、低压保持电源(D)、单片机系统(I)、低电压电容(C)、ニ极管(N)、接触器线圈(E)以及外部控制开关(K); 其特征在于ー电源(A)的一端接所述外部控制开关(K)的一端与所述电压采样电路(G)中的电压跌落采样信号输入端(3)，外部控制开关(K)的另一端接整流桥(B)的交流侧一端与电压采样电路(G)中的正常通断控制采样信号输入端(I )，电源(A)的另一端接整流桥(B)的交流侧另一端与电压采样电路(G)中的信号公共端(2)，整流桥(B)的正端分别接强电流激磁开关管(M)的集电极、开关电源(J)的一个输入端与滤波电容(H)的正极；强电流激磁开关管(M)的发射极与接触器线圈(E)的一端、低压保持开关管(F)的发射极相接；整流桥(B)的负端分别和开关电源(J)的另ー输入端、滤波电容(H)的负极、接触器线圈(E)的另一端、开关电源(J)中的低压保持电源(D)的负端、低电压电容(C)的负极、ニ极管(N)正极相接；低压保持电源(D)的正端与低电压电容(C)的正极、ニ极管(N)负极、低压保持开关管(F)的集电极相接，电压采样电路(G)的输出端(4)接到单片机系统(I)的第一输入端，电压采样电路(G)的电压跌落采样信号的输出端(5)接到单片机系统(I)的第二输入端，开关电源(J)的ニ个输出端分别与单片机系统(I)电源端、电压采样电路(G)的电源端相接，单片机系统(I)的ニ个输出口分别与强电流激磁开关管(M)的控制极、低压保持开关管(F)的控制极相接，低压保持电源(D)是开关电源(J)中的ー个电源。
2.根据权利要求I所述的基于低电压电容的抗电压跌落宽电压交流接触器控制器，其特征在于所述的强电流激磁开关管(M)是IGBT绝缘栅双极晶体管或晶体三极管或MOSFET场效应管。
3.根据权利要求I所述的基于低电压电容的抗电压跌落宽电压交流接触器控制器，其特征在于所述的低压保持开关管(F)是IGBT绝缘栅双极晶体管或晶体三极管或MOSFET场效应管。
4.根据权利要求I所述的基于低电压电容的抗电压跌落宽电压交流接触器控制器，其特征在于所述的低电压电容是超级电容或低电压电解电容。
5.根据权利要求I所述的基于低电压电容的抗电压跌落宽电压交流接触器控制器，其特征在于所述的外部控制开关改为手动按钮，电源(A)的一端分别接手动按钮常开触头的一端、自锁接触器常开触头(El)的一端，手动按钮常开触头的另一端与自锁接触器常开触头(El)的另一端、电压采样电路(G)中的电压跌落采样信号输入端(3)与手动按钮常闭触头的一端相接，手动的按钮常闭触头的另一端接电压采样电路(G)中的正常通断控制采样信号输入端(I)与整流桥(B)的交流侧一端，电源(A)的另一端接整流桥(B)的交流侧另一端与电压采样电路(G)中的信号公共端(2)。
专利摘要本实用新型涉及一种基于低电压电容的抗电压跌落宽电压交流接触器控制器，其包括整流桥，滤波电容，强电流激磁开关管，低压保持开关管，电压采样电路，开关电源，低压保持电源，单片机控制系统，低电压电容，二极管，正常启动时单片机系统通过强电流激磁开关管与二极管、低压保持开关续流进行PWM控制，在电源电压发生跌落后，低压保持开关管通过低电压电容放电提供在电压跌落期间维持接触器线圈保持运行所需的能量，能够保证交流接触器准确、方便地实现电压跌落期间接触器持续运行，实现宽电压工作，具有控制方便，成本低，节能，应用性强等特点。
文档编号H01H47/02GK202633175SQ20122029653
公开日2012年12月26日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者鲍光海, 刘向军, 缪希仁, 张培铭 申请人:福州大学