一种单线圈永磁机构驱动电路及其工作方法
【专利摘要】一种单线圈永磁机构驱动电路及其工作方法，电路包括合闸电容充电电路、分闸电容充电电路以及基于H桥的永磁机构线圈励磁电路。方法包括：当需要对合闸电容充电时，通过合闸电容充电电路在交流电正半周，完成对合闸电容充电；当需要对分闸电容充电时，通过分闸电容充电电路在交流电负半周，完成对分闸电容充电；当控制器收到合闸线圈放电或分闸线圈放电指令时，分别通过基于H桥的永磁机构线圈励磁电路的合闸电容放电回路、分闸电容放电回路对永磁机构线圈放电。本发明的有益效果：采用特定时序控制各个开关管的导通与截止，实现充放电时间智能控制；同时控制H桥、有效解决开关管续流问题，避免合分闸过程开关管关断产生过电压。
【专利说明】一种单线圈永磁机构驱动电路及其工作方法【技术领域】
[0001]本发明涉及永磁线圈驱动【技术领域】，具体涉及一种单线圈永磁机构驱动电路及其工作方法。
【背景技术】
[0002]现有的永磁线圈的驱动方式是采用单片机来控制开关管来控制分合闸电容充放电电路来实现的。电容充放电电路或是基于二极管整流电路或是采用蓄电池。电容充电时间及充电电压恒定，在电路参数确定后不能更改。电容放电过程，开关关断过程产生过电压，且对分闸电容反冲电。解决单线圈永磁机构充放电时间及电压控制同时实现开关管关断过程电流续流避免过电压是本领域的技术难题。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，针对现有永磁线圈驱动存在的上述不足，提供一种单线圈永磁机构驱动电路及其工作方法，既适于单输入且能控制分合闸电容充电时间及电压的单线圈永磁机构驱动电路，又能控制线圈放电电流及H电桥开关管关断过程电流续流的单线圈永磁机构驱动电路。
[0004]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0005]—种单线圈永 磁机构驱动电路,包括:由第一开关管Tl控制的合闸电容充电电路、由第二开关管T2控制的分闸电容充电电路，以及基于H桥的永磁机构线圈励磁电路；
[0006]所述合闸电容充电电路由单相交流电AC、第一整流二极管D1、第一限流电阻R1、合闸电容C3、第四反并联二极管D4、第一开关管Tl以及第一滤波电容Cl构成；所述交流电AC的火线端与第一整流二极管Dl的阳极连接，第一整流二极管Dl的阴极与第一限流电阻Rl的一端连接形成第一节点，第一限流电阻Rl的另一端与合闸电容C3的正极连接形成第二节点，合闸电容C3的负极与第四反并联二极管D4的阳极连接，第四反并联二极管D4的阴极、第一开关管Tl的集电极连接形成第三节点，第一开关管Tl的发射极及交流电AC的零端连接；第一滤波电容Cl并联在第一整流二极管Dl的阴极与第一开关管Tl的发射极之间；
[0007]所述分闸电容充电电路由单相交流电AC、第三反并联二极管D3、分闸电容C4、第五反并联二极管D5、第二限流电阻R2、第二开关管T2、第二整流二极管D2以及第二滤波电容C2构成；所述交流电AC的零端与第三反并联二极管D3的阳极连接，第三反并联二极管D3的阴极、分闸电容C4的正极连接至上述第三节点，分闸电容C4的负极与第五反并联二极管D5的阳极连接，第五反并联二极管D5的阴极、第二限流电阻R2的一端连接构成第五节点，第二限流电阻R2的另一端与第二开关管T2的集电极连接，第二开关管T2的发射极与第二整流二极管D2的阳极连接构成第四节点，第二整流二极管D2的阴极与交流电AC的火线端连接；第二滤波电容C2并联在第三反并联二极管D3的阳极与第二开关管T2的发射极之间；[0008]所述基于H桥的永磁机构线圈励磁电路包括:H桥、第三开关管T3、第四开关管T4以及第六续流二极管D6、第七续流二极管D7 ;所述H桥包括上桥臂左端开关管T5、上桥臂右端开关管T7以及下桥臂左端开关管T6、下桥臂右端开关管T8以及永磁机构线圈，H桥上桥臂左端开关管T5的集电极、上桥臂右端开关管T7的集电极、第六续流二极管D6的阴极连接至第二节点，H桥下桥臂左端开关管T6的发射极、下桥臂右端开关管T8的发射极、第七续流二极管D7的阳极连接至第五节点，第六续流二极管D6的阳极、第七续流二极管D7的阴极连接至第三节点，所述永磁机构线圈跨接在H桥上下桥臂两端中点上，包括串联的线圈电感Ls、线圈电阻Rs ;H桥中每个开关管均配有一个反并联二极管，即:上桥臂左端开关管T5与上桥臂左边反并联二极管D8并联、上桥臂右端开关管T7与上桥臂右端反并联二极管DlO并联、下桥臂左端开关管T6与下桥臂左边反并联二极管D9并联、下桥臂右端开关管T8与下桥臂右边反并联二极管Dll并联；所述第三开关管T3的发射极与第四反并联二极管D4的阳极连接，第三开关管T3的集电极连接至第三节点；所述第四开关管T4的发射极与第五反并联二极管D5的阳极连接，第四开关管T4的集电极连接至第五节点。
[0009]本发明还提供了上述单线圈永磁机构驱动电路的工作方法，包括如下过程:
[0010]I)当需要对合闸电容C3充电时，通过合闸电容充电电路在交流电AC正半周，完成对合闸电容C3充电，在合闸电容C3充电过程中，第一开关管Tl导通，第二开关管T2截止，第三开关管T3、第四开关管T4均截止；电流流经路径按交流电AC的火线端走向第一整流二极管D1、第一限流电阻R1、合闸电容C3、第四反并联二极管D4、第一开关管Tl、最后走向交流电AC的零端；
[0011]2 )当需要对分闸电容C4充电时，通过分闸电容充电电路在交流电AC负半周，完成对分闸电容C4充电，在此期间第一开关管Tl截止，第二开关管T2导通，第三开关管T3、第四开关管T4均截止；电流流经路径按交流电AC的零端走向第三反并联二极管D3、分闸电容C4、第五反并联二极管D5、第二限流电阻R2、第二开关管T2、第二整流二极管D2、最后走向交流电AC的火线端；
[0012]3)当控制器收到合闸线圈放电指令时，通过基于H桥的永磁机构线圈励磁电路的合闸电容放电回路对永磁机构线圈放电:输出第三开关管T3门极驱动信号,再同时开放H桥上桥臂左边开关管T5门极驱动信号及H桥下桥臂右边开关管T8门极驱动信号，合闸脉冲输出后第三开关管T3导通，第四开关管T4截止，H桥上桥臂左端开关管T5导通，H桥下桥臂右端开关管T8导通，此时合闸电容放电回路导通并对永磁机构线圈放电:合闸电容放电回路的电流由合闸电容C3正极流出，依次流经H桥上桥臂左端开关管T5、永磁机构线圈、H桥下桥臂右端开关管T8、第七续流二极管D7、第三开关管T3 ;在此期间第四开关管T4截止，H桥上桥臂右端开关管T7、H桥下桥臂左端开关管T6均截止；经过设定的放电时间后，关断第三开关管T3及H桥上桥臂左边开关管T5门极驱动信号输出，此时第三开关管T3及H桥上桥臂左边开关管T5截止，电流由H桥下桥臂右边开关管T8及H桥下桥臂左边反并联二极管D9续流，避免了放电过程，上桥臂左边开关管T5关断过程产生过电压。经过一定延时后放电结束，检测永磁机构线圈电流是否归零，待永磁机构线圈电流为零后关断H桥下桥臂右边开关管T8门极驱动信号输出，封锁第三开关管T3、H桥上桥臂左边开关管T5及H桥下桥臂右边开关管T8门极驱动信号，合闸放电过程操作结束；
[0013]4)当控制器收到分闸线圈放电指令时，通过基于H桥的永磁机构线圈励磁电路的分闸电容放电回路对永磁机构线圈放电:输出第四开关管T4门极驱动信号,再同时开放H桥上桥臂右边开关管T7门极驱动信号及H桥下桥臂左边开关管T6门极驱动信号，第三开关管T3门极驱动信号封锁，第四开关管T4门极驱动信号打开；分闸脉冲输出后第三开关管T3截止，第四开关管T4导通，H桥上桥臂右端开关管T7导通，H桥下桥臂左端开关管T6导通,此时分闸电容放电回路导通并对永磁机构线圈放电:分闸电容放电回路的电流由分闸电容C4正极流出，依次流经第六续流二极管D6、H桥上桥臂右端开关管T7、永磁机构线圈、H桥下桥臂左端开关管T6、第四开关管T4;在此期间第三开关管T3截止，H桥上桥臂左端开关管T5、H桥下桥臂右端开关管T8均截止；经过设定的放电时间后，关断第四开关管T4及H桥上桥臂右边开关管T7门极驱动信号输出，此时第四开关管T4及H桥上桥臂右边开关管T7截止，电流由H桥下桥臂左边开关管T6及H桥下桥臂右边反并联二极管Dll续流，避免了放电过程，上桥臂右边开关管T7关断过程产生过电压。经过一定延时后放电结束，检测永磁机构线圈电流是否归零，待永磁机构线圈电流为零后关断H桥下桥臂左边开关管T6门极驱动信号输出，封锁第四开关管T4、H桥上桥臂右边开关管T7及H桥下桥臂左边开关管T6门极驱动信号，分闸放电过程操作结束。
[0014]按上述方案，上述过程I)中在交流电AC正半周，调节第一限流电阻Rl的大小和改变第一开关管Tl的导通占空比可以调整合闸电容C3充电时间。
[0015]按上述方案，上述过程I)中合闸电容充电电路在合闸电容C3充电过程结束后，第一开关管Tl和第二开关管T2均截止且封锁门极驱动信号。
[0016]按上述方案，上述过程2)中在交流电AC负半周，调节第二限流电阻R2的大小和改变第二开关管T2的导通占空比可以调整分闸电容C4充电时间。
[0017]按上述方案，上述过程2 )中分闸电容充电电路在分闸电容C4充电过程结束后，第一开关管Tl和第二开关管T2均截止且封锁门极驱动信号。
[0018]按上述方案，上述过程3)中调整H桥上桥臂左边开关管T5及H桥下桥臂右边开关管T8的导通占空比可以调整永磁机构线圈电流，精确控制合闸速度及开关动作行程。
[0019]按上述方案，上述过程4)中调整H桥上桥臂右边开关管T7及H桥下桥臂左边开关管T6的导通占空比可以调整永磁机构线圈电流，精确控制分闸速度及开关动作行程。
[0020]本发明的有益效果在于:
[0021]1、采用特定的时序控制各个开关管的导通与截止，实现了充放电时间的智能控制；
[0022]2、同时采用特定的时序控制H桥，有效解决了开关管续流问题，避免了合分闸过程开关管关断产生过电压。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1为本发明单线圈永磁机构驱动电路的整体结构示意图；
[0024]图2为本发明合闸电容充电回路的结构示意图；
[0025]图3为本发明分闸电容充电回路的结构示意图；
[0026]图4为本发明永磁线圈驱动电路H桥电桥的结构示意图；
[0027]图5为本发明合闸线圈励磁电路的结构示意图；
[0028]图6为本发明分闸线圈励磁电路的结构示意图；[0029]图7为本发明合闸线圈电流续流的结构示意图；
[0030]图8为本发明分闸线圈电流续流的结构示意图；
[0031]图中，AC-交流电，Tl-第一开关管，T2-第二开关管，T3-第三开关管，T4-第四开关管，T5-上桥臂左端开关管，T6-下桥臂左端开关管，T7-上桥臂右端开关管，T8-下桥臂右端开关管，Dl-第一整流二极管，D2-第二整流二极管，D3-第三反并联二极管，D4-第四反并联二极管，D5-第五反并联二极管，D6-第六续流二极管，D7-第七续流二极管，D8-上桥臂左边反并联二极管，D9-下桥臂左边反并联二极管，DlO-上桥臂右端反并联二极管，Dl1-下桥臂右边反并联二极管，Rl-第一限流电阻，R2-第二限流电阻，Cl-第一滤波电容。C2-第二滤波电容，C3-合闸电容，C4-分闸电容，Ls-线圈电感，Rs-线圈电阻。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
[0033]参照图1?图8所示，本发明所述的单线圈永磁机构驱动电路，包括:由第一开关管Tl控制的合闸电容充电电路、由第二开关管T2控制的分闸电容充电电路，以及基于H桥的永磁机构线圈励磁电路；
[0034]所述合闸电容充电电路由单相交流电AC、第一整流二极管D1、第一限流电阻R1、合闸电容C3、第四反并联二极管D4、第一开关管Tl以及第一滤波电容Cl构成；所述交流电AC的火线端即L端与第一整流二极管Dl的阳极连接，第一整流二极管Dl的阴极与第一限流电阻Rl的一端连接形成第一节点①，第一限流电阻Rl的另一端与合闸电容C3的正极连接形成第二节点②，合闸电容C3的负极与第四反并联二极管D4的阳极连接，第四反并联二极管D4的阴极、第一开关管Tl的集电极连接形成第三节点③，第一开关管Tl的发射极及交流电AC的零端即零端连接；第一滤波电容Cl并联在第一整流二极管Dl的阴极与第一开关管Tl的发射极之间；
[0035]所述分闸电容充电电路由单相交流电AC、第三反并联二极管D3、分闸电容C4、第五反并联二极管D5、第二限流电阻R2、第二开关管T2、第二整流二极管D2以及第二滤波电容C2构成；所述交流电AC的零端与第三反并联二极管D3的阳极连接，第三反并联二极管D3的阴极、分闸电容C4的正极连接至上述第三节点③(第三反并联二极管D3与上述第一开关管Tl并联连接，第三反并联二极管D3的阳极与第一开关管Tl的发射极连接，第三反并联二极管D3的阴极与第一开关管Tl的集电极连接)，分闸电容C4的负极与第五反并联二极管D5的阳极连接，第五反并联二极管D5的阴极、第二限流电阻R2的一端连接构成第五节点⑤，第二限流电阻R2的另一端与第二开关管T2的集电极连接，第二开关管T2的发射极与第二整流二极管D2的阳极连接构成第四节点④，第二整流二极管D2的阴极与交流电AC的火线端即L端连接；第二滤波电容C2并联在第三反并联二极管D3的阳极与第二开关管T2的发射极之间；
[0036]所述基于H桥的永磁机构线圈励磁电路包括:H桥、第三开关管T3、第四开关管T4以及第六续流二极管D6、第七续流二极管D7 ;所述H桥包括上桥臂左端开关管T5、上桥臂右端开关管T7以及下桥臂左端开关管T6、下桥臂右端开关管T8以及永磁机构线圈，H桥上桥臂左端开关管T5的集电极、上桥臂右端开关管T7的集电极、第六续流二极管D6的阴极连接至第二节点②，H桥下桥臂左端开关管T6的发射极、下桥臂右端开关管T8的发射极、第七续流二极管D7的阳极连接至第五节点⑤，第六续流二极管D6的阳极、第七续流二极管D7的阴极连接至第三节点③，所述永磁机构线圈跨接在H桥上下桥臂两端中点上，包括串联的线圈电感Ls、线圈电阻Rs ;H桥中每个开关管均配有一个反并联二极管，即:上桥臂左端开关管T5与上桥臂左边反并联二极管D8并联、上桥臂右端开关管T7与上桥臂右端反并联二极管DlO并联、下桥臂左端开关管T6与下桥臂左边反并联二极管D9并联、下桥臂右端开关管T8与下桥臂右边反并联二极管Dll并联；所述第三开关管T3的发射极与第四反并联二极管D4的阳极连接，第三开关管T3的集电极连接至第三节点③；所述第四开关管T4的发射极与第五反并联二极管D5的阳极连接，第四开关管T4的集电极连接至第五节点⑤。
[0037]本发明单线圈永磁机构驱动电路的工作方法，包括如下过程:
[0038]参见图1、图2，当需要对合闸电容C3充电时，通过合闸电容充电电路在交流电AC正半周，完成对合闸电容C3充电，在此期间Tl导通，T2截止，T3、T4均截止；合闸电容充电电路的电流流经路径按AC的L端(火线端)一Dl — Rl — C3 — D4 — Tl — AC的N端(零端)；并在Dl的阴极与Tl的发射极间并联第一滤波电容Cl。合闸电容C3充电过程中，Tl导通，封锁其它开关管门极驱动信号，调节第一限流电阻Rl的大小和改变第一开关管Tl的导通占空比可以调整合闸电容C3的充电时间及合闸电容电压。合闸电容充电电路在合闸电容C3充电过程结束后，第一开关管Tl和第二开关管Τ2均截止且封锁门极驱动信号。
[0039]参见图1、图3，当需要对分闸电容C4充电时，通过分闸电容充电电路在交流电AC负半周，完成对分闸电容C4充电，在此期间Tl截止，Τ2导通，Τ3、Τ4均截止；分闸电容充电电路的电流流经路径按AC的N端一D3 — C4 — D5 — R2 — Τ2 — D2 — AC的L端；并在D3的阳极与Τ2的发射极间并联第二滤波电容C2。分闸电容C4充电过程中，Τ2导通，封锁其它开关管门极驱动信号，调节第二限流电阻R2的大小和改变第二开关管Τ2的导通占空比可以调整分闸电容C4的充电时间及分闸电容电压。分闸电容充电电路在分闸电容C4充电过程结束后，第一开关管Tl和第二开关管Τ2均截止且封锁门极驱动信号。
[0040]基于H桥的永磁机构线圈励磁电路工作方法包括:
[0041]参见图4、图5，当控制器收到合闸线圈放电指令时，通过基于H桥的永磁机构线圈励磁电路的合闸电容放电回路对永磁机构线圈放电:输出Τ3门极驱动信号。再同时开放Τ5门极驱动信号及Τ8门极驱动信号，此时合闸电容放电回路导通并对永磁机构线圈放电:电流流经路径按C3 — Τ5 — Ls — Rs — Τ8 — D7 — Τ3，其中Ls、Rs分别为线圈电感及电阻；调整T5及T8的导通占空比可以调整永磁机构线圈电流。参照图7，经过设定的放电时间后，关断T3及T5门极驱动信号输出，此时T3及T5截止，电流由T8及D9续流，避免了放电过程，上桥臂左边开关管T5关断过程产生过电压，电流流经路径按Ls — Rs — T8 — D9。经过一定延时后放电结束，检测永磁机构线圈电流是否归零，待永磁机构线圈电流为零后关断T8门极驱动信号输出，封锁T3、T5及T8门极驱动信号，合闸线圈放电过程操作结束。
[0042]参见图4、图6，当控制器收到分闸线圈放电指令时，通过基于H桥的永磁机构线圈励磁电路的分闸电容放电回路对永磁机构线圈放电:输出Τ4门极驱动信号，再同时开放Τ7门极驱动信号及Τ6门极驱动信号，此时分闸电容放电回路导通并对永磁机构线圈放电:电流流经路径按C4 — D6 — Τ7 — Rs — Ls — Τ6 — Τ4 ;调整Τ7及Τ6的导通占空比可以调整永磁机构线圈电流。参照图8，经过设定的放电时间后，关断Τ4及Τ7门极驱动信号输出，此时Τ4及Τ7截止，电流由Τ6及Dll续流，避免了放电过程，上桥臂右边开关管Τ7关断过程产生过电压，电流流经路径按Rs — Ls — T6 — Dll0经过一定延时后放电结束，检测永磁机构线圈电流是否归零，待永磁机构线圈电流为零后关断T6门极驱动信号输出，封锁T4、T7及T6门极驱动信号，分闸放电过程操作结束。
[0043]下表1总结了参照图2~图8所示、本发明单线圈永磁机构驱动电路在不同的工作过程下Tl~T8开关管的状态。
[0044]表1开关管状态表
【权利要求】
1.一种单线圈永磁机构驱动电路，其特征在于:包括:由第一开关管Tl控制的合闸电容充电电路、由第二开关管T2控制的分闸电容充电电路，以及基于H桥的永磁机构线圈励磁电路； 所述合闸电容充电电路由单相交流电AC、第一整流二极管D1、第一限流电阻R1、合闸电容C3、第四反并联二极管D4、第一开关管Tl以及第一滤波电容Cl构成；所述交流电AC的火线端与第一整流二极管Dl的阳极连接，第一整流二极管Dl的阴极与第一限流电阻Rl的一端连接形成第一节点，第一限流电阻Rl的另一端与合闸电容C3的正极连接形成第二节点，合闸电容C3的负极与第四反并联二极管D4的阳极连接，第四反并联二极管D4的阴极、第一开关管Tl的集电极连接形成第三节点，第一开关管Tl的发射极及交流电AC的零端连接；第一滤波电容Cl并联在第一整流二极管Dl的阴极与第一开关管Tl的发射极之间； 所述分闸电容充电电路由单相交流电AC、第三反并联二极管D3、分闸电容C4、第五反并联二极管D5、第二限流电阻R2、第二开关管T2、第二整流二极管D2以及第二滤波电容C2构成；所述交流电AC的零端与第三反并联二极管D3的阳极连接，第三反并联二极管D3的阴极、分闸电容C4的正极连接至上述第三节点，分闸电容C4的负极与第五反并联二极管D5的阳极连接，第五反并联二极管D5的阴极、第二限流电阻R2的一端连接构成第五节点，第二限流电阻R2的另一端与第二开关管T2的集电极连接，第二开关管T2的发射极与第二整流二极管D2的阳极连接构成第四节点，第二整流二极管D2的阴极与交流电AC的火线端连接；第二滤波电容C2并联在第三反并联二极管D3的阳极与第二开关管T2的发射极之间； 所述基于H桥的永磁机构线圈励磁电路包括:H桥、第三开关管T3、第四开关管T4以及第六续流二极管D6、第七续流二极管D7 ;所述H桥包括上桥臂左端开关管T5、上桥臂右端开关管T7以及下桥臂左端开关管T6、下桥臂右端开关管T8以及永磁机构线圈，H桥上桥臂左端开关管T5的集电极、上桥臂右端开关管T7的集电极、第六续流二极管D6的阴极连接至第二节点，H桥下桥臂左端开关管T6的发射极、下桥臂右端开关管T8的发射极、第七续流二极管D7的阳极连接至第五节点，第六续流二极管D6的阳极、第七续流二极管D7的阴极连接至第三节点，所述永磁机构线圈跨接在H桥上下桥臂两端中点上，包括串联的线圈电感Ls、线圈电阻Rs ;H桥中每个开关管均配有一个反并联二极管，即:上桥臂左端开关管T5与上桥臂左边反并联二极管D8并联、上桥臂右端开关管T7与上桥臂右端反并联二极管DlO并联、下桥臂左端开关管T6与下桥臂左边反并联二极管D9并联、下桥臂右端开关管T8与下桥臂右边反并联二极管Dll并联；所述第三开关管T3的发射极与第四反并联二极管D4的阳极连接，第三开关管T3的集电极连接至第三节点；所述第四开关管T4的发射极与第五反并联二极管D5的阳极连接，第四开关管T4的集电极连接至第五节点。
2.上述权利要求1所述的单线圈永磁机构驱动电路的工作方法，其特征在于:包括如下过程: 1)当需要对合闸电容C3充电时，通过合闸电容充电电路在交流电AC正半周，完成对合闸电容C3充电，在合闸电容C3充电过程中，第一开关管Tl导通，第二开关管T2截止，第三开关管T3、第四开关管T4均截止；电流流经路径按交流电AC的火线端走向第一整流二极管D1、第一限流电阻R1、合闸电容C3、第四反并联二极管D4、第一开关管Tl、最后走向交流电AC的零端；. 2 )当需要对分闸电容C4充电时，通过分闸电容充电电路在交流电AC负半周，完成对分闸电容C4充电，在此期间第一开关管Tl截止，第二开关管T2导通，第三开关管T3、第四开关管T4均截止；电流流经路径按交流电AC的零端走向第三反并联二极管D3、分闸电容C4、第五反并联二极管D5、第二限流电阻R2、第二开关管T2、第二整流二极管D2、最后走向交流电AC的火线端； . 3)当控制器收到合闸线圈放电指令时，通过基于H桥的永磁机构线圈励磁电路的合闸电容放电回路对永磁机构线圈放电:输出第三开关管T3门极驱动信号,再同时开放H桥上桥臂左边开关管T5门极驱动信号及H桥下桥臂右边开关管T8门极驱动信号，合闸脉冲输出后第三开关管T3导通，第四开关管T4截止，H桥上桥臂左端开关管T5导通，H桥下桥臂右端开关管T8导通，此时合闸电容放电回路导通并对永磁机构线圈放电:合闸电容放电回路的电流由合闸电容C3正极流出，依次流经H桥上桥臂左端开关管T5、永磁机构线圈、H桥下桥臂右端开关管T8、第七续流二极管D7、第三开关管T3 ;在此期间第四开关管T4截止，H桥上桥臂右端开关管T7、H桥下桥臂左端开关管T6均截止；经过设定的放电时间后，关断第三开关管T3及H桥上桥臂左边开关管T5门极驱动信号输出，此时第三开关管T3及H桥上桥臂左边开关管T5截止，电流由H桥下桥臂右边开关管T8及H桥下桥臂左边反并联二极管D9续流，避免了放电过程，上桥臂左边开关管T5关断过程产生过电压。经过一定延时后放电结束，检测永磁机构线圈电流是否归零，待永磁机构线圈电流为零后关断H桥下桥臂右边开关管T8门极驱动信号输出，封锁第三开关管 T3、H桥上桥臂左边开关管T5及H桥下桥臂右边开关管T8门极驱动信号，合闸放电过程操作结束； 4)当控制器收到分闸线圈放电指令时，通过基于H桥的永磁机构线圈励磁电路的分闸电容放电回路对永磁机构线圈放电:输出第四开关管T4门极驱动信号,再同时开放H桥上桥臂右边开关管T7门极驱动信号及H桥下桥臂左边开关管T6门极驱动信号，第三开关管T3门极驱动信号封锁，第四开关管T4门极驱动信号打开；分闸脉冲输出后第三开关管T3截止，第四开关管T4导通，H桥上桥臂右端开关管T7导通，H桥下桥臂左端开关管T6导通，此时分闸电容放电回路导通并对永磁机构线圈放电:分闸电容放电回路的电流由分闸电容C4正极流出，依次流经第六续流二极管D6、H桥上桥臂右端开关管T7、永磁机构线圈、H桥下桥臂左端开关管T6、第四开关管T4 ;在此期间第三开关管T3截止，H桥上桥臂左端开关管T5、H桥下桥臂右端开关管T8均截止；经过设定的放电时间后，关断第四开关管T4及H桥上桥臂右边开关管T7门极驱动信号输出，此时第四开关管T4及H桥上桥臂右边开关管T7截止，电流由H桥下桥臂左边开关管T6及H桥下桥臂右边反并联二极管Dll续流，避免了放电过程，上桥臂右边开关管T7关断过程产生过电压。经过一定延时后放电结束，检测永磁机构线圈电流是否归零，待永磁机构线圈电流为零后关断H桥下桥臂左边开关管T6门极驱动信号输出，封锁第四开关管T4、H桥上桥臂右边开关管T7及H桥下桥臂左边开关管T6门极驱动信号，分闸放电过程操作结束。
3.根据权利要求2所述的单线圈永磁机构驱动电路的工作方法，其特征在于:上述过程1)中在交流电AC正半周，调节第一限流电阻Rl的大小和改变第一开关管Tl的导通占空比可以调整合闸电容C3充电时间。
4.根据权利要求2所述的单线圈永磁机构驱动电路的工作方法，其特征在于:上述过程I)中合闸电容充电电路在合闸电容C3充电过程结束后，第一开关管Tl和第二开关管T2均截止且封锁门极驱动信号。
5.根据权利要求2所述的单线圈永磁机构驱动电路的工作方法，其特征在于:上述过程2)中在交流电AC负半周，调节第二限流电阻R2的大小和改变第二开关管T2的导通占空比可以调整分闸电容C4充电时间。
6.根据权利要求2所述的单线圈永磁机构驱动电路的工作方法，其特征在于:上述过程2)中分闸电容充电电路在分闸电容C4充电过程结束后，第一开关管Tl和第二开关管T2均截止且封锁门极驱动信号。
7.根据权利要求2所述的单线圈永磁机构驱动电路的工作方法，其特征在于:上述过程3)中调整H桥上桥臂左边开关管T5及H桥下桥臂右边开关管T8的导通占空比可以调整永磁机构线圈电流，精确控制合闸速度及开关动作行程。
8.根据权利要求2所述的单线圈永磁机构驱动电路的工作方法，其特征在于:上述过程4)中调整H桥上桥臂右边开关管T7及H桥下桥臂左边开关管T6的导通占空比可以调整永磁机构线圈电流，精确控制分闸速度及开关动作行程。
【文档编号】H02M3/07GK103956893SQ201410108126
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年3月21日 优先权日:2014年3月21日
【发明者】刘波, 兰贞波, 江栋, 王卓 申请人:国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司