一种双稳态永磁真空断路器驱动电路及控制方法

一种双稳态永磁真空断路器驱动电路及控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种双稳态永磁真空断路器驱动电路及控制方法，包括与合闸线圈形成回路的合闸电容、以及与分闸线圈形成回路的分闸电容，其特征在于，所述合闸线圈还与分闸电容形成回路，所述分闸线圈还与合闸电容形成回路。本发明通过将合闸线圈与分闸电容形成回路，以及分闸线圈与合闸电容形成回路，利用合闸线圈和分闸线圈断电时线圈上的剩余能量分别给分闸电容和合闸电容充电，能够提高线圈驱动电路电能利用效率，缩短储能电容充电时间，并且由于不需要单独的线圈续流回路而简化电路结构，节省控制器整体开支，经济节能性好。
【专利说明】一种双稳态永磁真空断路器驱动电路及控制方法

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种双稳态永磁真空断路器驱动电路及控制方法，属于双稳态永磁真空断路器领域。

【背景技术】
[0002]永磁真空断路器由于机构动作时间分散性小、结构简单、故障率低等特点，近年来在断路器领域得到了广泛的应用，而作为控制永磁操动机构动作的线圈驱动电路则是永磁真空断路器控制器中重要的部分。双稳态永磁真空断路器为合闸线圈和分闸线圈的双线圈结构，线圈在断电瞬间，由于电感中的电流不能突变，故线圈需要有续流回路。传统线圈驱动电路是在合闸线圈和分闸线圈两端并联一个续流二极管，使得线圈在断电时可以通过续流二极管将线圈上的电能释放。这样会导致电能的浪费，使得储能电容放电电压降较大，电容充电时间延长，并且由于在突然断电时，线圈两端会产生较大的感应电压，因此往往要在线圈两端并联相应的吸收保护电路，增加了电路的复杂性。


【发明内容】

[0003]发明目的:本发明提出一种双稳态永磁真空断路器驱动电路及控制方法，缩短了电源电路中储能电容的充电时间，提高电能的利用效率。
[0004]技术方案:本发明采用的技术方案为一种双稳态永磁真空断路器驱动电路，包括与合闸线圈形成回路的合闸电容、以及与分闸线圈形成回路的分闸电容，其特征在于，所述合闸线圈还与分闸电容形成回路，所述分闸线圈还与合闸电容形成回路。
[0005]优选地，所述合闸线圈通过串联的第一二极管与分闸电容形成回路。
[0006]优选地，所述分闸线圈通过串联的第二二极管与合闸电容形成回路。
[0007]一种带线圈剩余能量利用的双稳态永磁真空断路器驱动电路控制方法，当合闸线圈断电时，其线圈中的剩余能量通过第一二极管对分闸电容充电；当分闸线圈断电时，其线圈中的剩余能量通过第二二极管对合闸电容充电。
[0008]有益效果:本发明通过将合闸线圈与分闸电容形成回路，以及分闸线圈与合闸电容形成回路，利用合闸线圈和分闸线圈断电时线圈中的剩余能量分别给分闸电容和合闸电容充电，能够提高线圈驱动电路电能利用效率，缩短储能电容充电时间，并且由于不需要单独的线圈续流回路而简化电路结构，节省控制器整体开支，经济节能性好。

【专利附图】

【附图说明】
[0009]图1为本发明的电路图。

【具体实施方式】
[0010]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等同形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0011]如图1所示，合闸线圈L1、第一 IGBT管Ql以及合闸电容Cl形成了一个驱动合闸线圈LI的回路，第一 IGBT管Ql集电极和发射极两端还并联了泄流二极管。第一 IGBT管Ql控制该回路的通断，也就是合闸线圈LI内电流的通断。
[0012]分闸线圈L2、第二 IGBT管Q2以及分闸电容C2形成了一个驱动分闸线圈L2的回路，第二 IGBT管Q2集电极和发射极两端还并联了泄流二极管。第二 IGBT管Q2控制该回路的通断，也就是分闸线圈L2内电流的通断。
[0013]另外，合闸线圈LI的一端与分闸电容C2的一端连接，合闸线圈LI的另一端通过第一续流二极管Dl与分闸电容C2的另一端连接，其中第一续流二极管Dl的导通方向与合闸线圈LI内的电流方向一致。分闸线圈L2的一端与合闸电容Cl的一端连接,分闸线圈L2的另一端通过第二续流二极管D2与合闸电容Cl的另一端连接，其中第二续流二极管D2的导通方向与分闸线圈L2内的电流方向一致。
[0014]下面以合闸动作为例说明上述电路工作原理。所述合闸电容Cl在永磁真空断路器动作之前先通过外部充电电路进行充电，当超过操动机构动作所需的阀值电压以后停止充电，电能存储在电容中等待断路器动作。当断路器需要动作时，由控制器发出合闸指令，通过专门的驱动电路控制第一 IGBT管Ql导通，合闸电容Cl通过第一 IGBT管Ql对合闸线圈LI进行放电。在操动机构完成合闸动作后关断第一 IGBT管Q1，此时由于线圈上的电流不能突变，线圈需要续流，本实施例通过将合闸线圈LI与分闸电容C2相连，使得合闸线圈LI在需要续流时可以通过第一续流二极管Dl向分闸电容C2充电，使线圈中的剩余能量得以利用，良好的解决了线圈的续流问题和节能问题。在下一次需要分闸动作时，由于合闸线圈LI已经将部分电能释放到了分闸电容C2上，使分闸电容C2上已储存有一定的电压值，此时再对分闸电容C2进行充电时就可以缩短充电时间，减小充电电能。同理，分闸操作时分闸线圈L2也会对合闸电容Cl进行充电，如此循环往复，极大地提高了能源利用效率，缩短了电容充电所需时间，同时简化了电路结构，降低控制器整体开支，具有良好的经济性和节能效果。
【权利要求】
1.一种双稳态永磁真空断路器驱动电路，包括与合闸线圈形成回路的合闸电容、以及与分闸线圈形成回路的分闸电容，其特征在于，所述合闸线圈还与分闸电容形成回路，所述分闸线圈还与合闸电容形成回路。
2.根据权利要求1所述的双稳态永磁真空断路器驱动电路，其特征在于，所述合闸线圈通过串联的第一二极管与分闸电容形成回路。
3.根据权利要求1所述的双稳态永磁真空断路器驱动电路，其特征在于，所述分闸线圈通过串联的第二二极管与合闸电容形成回路。
4.一种双稳态永磁真空断路器驱动电路控制方法，其特征在于， 当合闸线圈断电时，其线圈中的剩余能量对分闸电容充电； 当分闸线圈断电时，其线圈中的剩余能量对合闸电容充电。
【文档编号】H01H47/22GK104134571SQ201410368416
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2014年7月30日 优先权日:2014年7月30日
【发明者】房淑华, 陈亚彬, 林鹤云, 柳庆东, 徐喆明 申请人:东南大学