一种永磁开关的驱动装置的制作方法

文档序号:14989371发布日期:2018-07-20 21:54阅读:905来源:国知局

本实用新型涉及一种驱动装置,尤其涉及一种永磁开关的驱动装置。



背景技术:

永磁开关的驱动模块是与永磁开关配套的设备,又叫导向模块,具有体积小、功率小、成本低、精度高的特点,用于控制操作电源对开关的线圈进行放电,控制信号来自配电终端或继电保护设备。

按照永磁开关的控制机构,可分为单线圈和双线圈两类。双线圈指的是分闸、合闸线圈独立,分闸线圈通电则执行分闸操作,合闸线圈通电则执行合闸操作;单线圈指的是分合闸线圈共用,通正向电流为合闸操作,通反向电流为分闸操作。

一般的,控制一台永磁开关,需配套使用支持1路永磁开关控制的驱动模块;但是现有的永磁开关驱动模块目前最显著的缺陷是储能问题,难以通过储能为线圈提供脉冲电能,并且电子控制部分易受外界电磁干扰出现逻辑混乱;另外,其分合闸脉宽输出也不能根据实际需求进行设置调整,可控性不高。



技术实现要素:

本实用新型所要解决的技术问题是需要提供一种能够实现储能,并且还进一步对电源供电电路进行模块化设计,以提高可控性的永磁开关的驱动装置。

对此,本实用新型提供一种永磁开关的驱动装置,包括:电源供电电路、主控模块和通讯模块,所述电源供电电路和通讯模块分别与所述主控模块相连接,所述电源供电电路包括供电电源模块和储能充电模块,所述供电电源模块和储能充电模块分别与所述主控模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于,所述储能充电模块包括储能电容和电容电压监测电路,所述储能电容通过电容电压监测电路连接至所述主控模块。

本实用新型的进一步改进在于,所述主控模块包括AD采样单元,所述电容电压监测电路与所述AD采样单元相连接。

本实用新型的进一步改进在于,还包括桥回路模块,所述主控模块通过桥回路模块连接至所述储能电容。

本实用新型的进一步改进在于,所述桥回路模块包括桥回路驱动电路和NMOS桥回路,所述主控模块通过所述桥回路驱动电路连接至所述NMOS桥回路,所述NMOS桥回路连接至所述储能电容。

本实用新型的进一步改进在于,所述供电电源模块与所述NMOS桥回路相连接。

本实用新型的进一步改进在于,还包括电压调节电路,所述主控模块通过电压调节电路连接至所述储能充电模块;所述电压调节电路与所述供电电源模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于,还包括隔离电路,所述电源供电电路通过所述隔离电路与所述主控模块相连接。

本实用新型的进一步改进在于,还包括电源输入防护电路,所述电源输入防护电路与所述电源供电电路相连接。

本实用新型的进一步改进在于,所述通讯模块包括RS232通讯电路,所述主控模块通过RS232通讯电路连接至外部的控制终端。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果在于:电源供电电路采用模块化设计,进而使得强弱电隔离,能够满足不同操作的电压需求,可以方便的更换电源模块;并且还能够实现储能,工作电源和充电电源均稳定可靠,完全满足EMC要求,可控性能和人性化设计程度高。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的系统结构原理示意图;

图2是本实用新型一种实施例的储能电容的电路原理图;

图3是本实用新型一种实施例的电容电压监测电路的电路原理图;

图4是本实用新型一种实施例的桥回路驱动电路的电路原理图;

图5是本实用新型一种实施例的电压调节电路的电路原理图;

图6是本实用新型一种实施例的电源输入防护电路的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图,对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1至图5所示,本例提供一种永磁开关的驱动装置,包括:电源供电电路、主控模块1和通讯模块2,所述电源供电电路和通讯模块2分别与所述主控模块1相连接,所述电源供电电路包括供电电源模块8和储能充电模块,所述供电电源模块8和储能充电模块分别与所述主控模块1相连接。本例所述通讯模块2优选包括RS232通讯电路,所述主控模块1通过RS232通讯电路连接至外部的控制终端。

图1中,本例主要包括三个部分:电源供电电路(电源功能)、主控模块1(保护及控制功能)和通讯模块2(通讯功能),其中,所述电源供电电路输入电压48V,可以分为装置供电的供电电源模块8和用于实现储能充电的储能充电模块。所述供电电源模块8提供2路5V和3路12V的电源;其中1路5V是工作电源,1路5V供串口通讯用,3路12V作为MOS管驱动电压;本例工作电源稳定,且完全满足EMC要求。

本例所述储能充电模块为储能电容提供稳定的充电电源,充电速度快,并提供限流保护,能有效抑制动作时线圈的反冲电流;提供1路采集电压至所述主控模块1,便于监测电容板电容电压,当电压出现异常时会发出告警信号,点亮告警灯;储能完成时亦会点亮储能灯。该充电电路接收所述主控模块1的控制,可对电压进行调节;所述主控模块1优选为包括MCU的主控板。

所述主控模块1为核心主控板,MCU优选采用STM32F030,支持1路电压采集、4路开入、2路开出和1路RS232通讯;优选以RS232方式与PC上位机通讯,对分合闸电流脉宽进行设置;为了达到强弱电分离,全部采样光耦隔离,以空节点的方式输出。

本例所述电源供电电路的电源底板上提供输入电源,输入电源经电源输入防护电路11后分别连接至所述储能充电模块的电压调节电路9(升压电源)和所述电源供电电路所需的工作电源,也就是说,本例所述供电电源模块8用于实现提供工作电源,所述储能充电模块用于实现升压储能,本例通过所述电源供电电路上各自的变压器做到有效隔离和强弱电分离,互不干涉,完全达到EMC的要求。

如图1至图3所示,本例所述储能充电模块优选包括储能电容3和电容电压监测电路4,所述储能电容3通过电容电压监测电路4连接至所述主控模块1。

本例所述储能电容3的电容选择用相同电压等级和容量的小电容并接的方式,可以根据不同需求选择不同数量及参数的电容来满足线圈需要的能量,每个电容上串接一个小电阻能够提高电容充放电过程的一致性。

该储能电容3提供永磁开关动作时线圈需要的脉冲能量。所述储能电容3所在的电容板可以根据实际需要来选择电容电压等级,电容容量大小等以满足不同的需求;选用的电容寿命长且一致性好,能够很好的提供开关动作的能量。

本例所述电容电压监测电路 4用于实时采集测量所述储能电容3的电压,保证足够的分合闸时需要的瞬时能量,同时电压过低时闭锁分合闸动作。

如图1所示,本例所述主控模块1还优选包括AD采样单元5和隔离电路10,所述电容电压监测电路4与所述AD采样单元5相连接;所述电源供电电路通过所述隔离电路10与所述主控模块1相连接。

如图1和图4所示,本例还包括桥回路模块,所述主控模块1通过桥回路模块连接至所述储能电容3;所述桥回路模块优选包括桥回路驱动电路6和NMOS桥回路7,所述主控模块1通过所述桥回路驱动电路6连接至所述NMOS桥回路7,所述NMOS桥回路7连接至所述储能电容3;所述供电电源模块8与所述NMOS桥回路7相连接。

本例所述NMOS桥回路7优选采用全桥NMOS管,当需要分合闸操作时,所述主控模块1的MCU发出脉冲信号驱动对应的NMOS管导通与关闭。所述桥回路驱动电路6用光耦隔离以空节点方式输出,同时串接的二极管能在硬件上做到分合闸互锁。

如图1和图5所示,本例还包括电压调节电路9,所述主控模块1通过电压调节电路9连接至所述储能充电模块;所述电压调节电路9与所述供电电源模块8相连接。当电压需要调节时,所述主控模块1的MCU会根据设定的电压值将相应IO管脚置高,导通光耦并以空节点的方式输出。

如图1和图6所示,本例还优选包括电源输入防护电路11,所述电源输入防护电路11与所述电源供电电路相连接。本例所述输入电源经电源输入防护电路11后,通过变压器做到有效隔离和强弱电分离,互不干涉,完全达到EMC的要求。

本例所述储能电容3所在的电容板优选跟所述电源供电电路的电源板等封装在一起,电源部分采取模块化,通过焊接不同的升压模块可以满足不同操作电压的需求;驱动模块采用航空插头的连接方式。所述储能电容3的电容容量可选配以满足更多的需求;电容放电的合闸与分闸电流脉冲宽度可直接接收所述主控模块1的控制;所述桥回路驱动电路6满足响应时间与电磁兼容性的要求,并以空节点的方式接收分合闸指令,使得所述储能电容3的充电电压可以调节,满足不同操作电压的永磁开关。

本例所述电源供电电路采用模块化,强弱电隔离,同时为满足不同操作电压的需求,可以方便的更换升压电源模块;可以通过所述主控模块1对充电电压进行调节,如每档5V,共8档;所述主控模块1优选采用接榫的方式固定,采用串口方式对分合闸电流脉冲宽度等参数进行设置。

综上,本例所述电源供电电路采用模块化设计,进而使得强弱电隔离,能够满足不同操作的电压需求,可以方便的更换电源模块;并且还能够实现储能,工作电源和充电电源均稳定可靠,完全满足EMC要求,可控性能和人性化设计程度高。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式,并非以此限定本实用新型的具体实施范围,本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式,凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

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