[實用新型]接觸器的線圈驅動電路

有效

• 申請號: 201521142970.1
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN205335171U
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 蘇俊熙;符威
• 申請（專利權）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H01H47/02
• 分類號: H01H47/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及交流接觸器領域，具體涉及一種接觸器的線圈驅動電路及線圈驅 動電流的控制方法。

背景技術

傳統接觸器操作系統由線圈、靜鐵心、銜鐵和反力彈簧組成。當接觸器線圈通電 后，靜鐵心和銜鐵之間產生吸力，當吸力大于彈簧反作用力時，銜鐵被吸向靜鐵心，直到與 靜鐵心接觸為止，這時主觸頭閉合，這個過程稱為吸合過程。線圈持續通電，銜鐵與靜鐵心 保持接觸，主觸頭保持閉合狀態的過程，稱為吸持過程。當線圈中電流減少或中斷時，靜鐵 心對銜鐵的吸力減小，當吸力小于彈簧反作用里時，銜鐵返回打開位置，主觸頭分開，這個 過程稱為釋放過程。

接觸器用于頻繁地接通和分斷交、直流電路，且可以遠距離控制的低壓電器。其主 要控制對象是電動機，也可以用于控制電熱器、電焊機和照明燈等電力負載。目前全國接觸 器的使用量巨大，中大容量的接觸器在吸持狀態時，每臺消耗的有功功率平均約為60W，功 率因數只有0.3左右。降低接觸器的能耗對節能減排有重大貢獻。

目前已有的接觸器節電器采用交流轉直流，大電流吸合，小電流保持的方式，大大 降低了電磁線圈鐵損、銅損和短路環的損耗，可以減小90％以上的有功功耗。但這些技術還 有一定的缺陷，只解決的有功功耗的問題，對于功率因數的提高卻無能為力，某些節電技術 還會使得功率因數降低。如申請號為200510029373.2的專利中，采用脈沖形式給電磁線圈 供電，使電磁線圈以恒定的小電流工作；采用該方式工作，不僅會產生大量的諧波，而且輸 入電流的有效值不跟隨輸入電壓，導致功率因素很低，按照該技術制作樣機，實際PF值小于 0.3。申請號201210196762.4和201010040019.9的專利的技術，在輸入交流電壓過零附近給 電磁線圈勵磁，使得輸入電流與輸出電壓處于一種類似反相的狀態，按照該技術制作樣機， 功率因數小于0.1。

在國家標準GB21518-2008中，根據接觸器線圈損耗分為三個能效等級。一般傳統 接觸器為3級能效，而帶節電技術的接觸器可以做到2級能效。對于容量為100A以上的接觸 器，為了達到1級能效需要需要把線圈吸持功耗降到1VA以下。目前的接觸器節電技術絕大 部分沒有考慮過功率因數的問題，采用現有的節電技術，很難做到1級能效。

針對現有技術所存在的上述的缺陷，本實用新型提供了一種交流接觸器的節電電 路，在降低接觸器線圈有功功耗的同時可以提高功率因數，使得傳統接觸器達到1級能效。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種采樣及電路工作狀態切換靈活，且 易于設計實現的線圈驅動電路。

相應的，本實用新型另一個要解決的技術問題是，提供一種采樣及電路工作狀態 切換靈活，且易于設計實現的線圈驅動電流的控制方法。

為了實現上述實用新型目的，本實用新型提供一種接觸器的線圈驅動電路，適用 于方波發生器來控制調節線圈的驅動電流，所述線圈驅動電路，由二極管D3、N-MOS管Q2、電 阻R1、電阻R2和電阻R3組成，二極管D3的陰極與接觸器線圈的入端相連，二極管D3的陰極還 引出作為線圈驅動電路的第一輸入端；二極管D3的陽極分別與N-MOS管Q2的漏極及接觸器 線圈的出端相連，N-MOS管Q2的源極分別與電阻R3的一端及電阻R1的一端相連，電阻R3的另 一端接地；電阻R1的另一端通過電阻R2接地；N-MOS管Q2的柵極引出作為第二輸入端，用于 與方波發生器的方波信號輸出端相連；電阻R3的一端引出作為吸持電流檢測端；電阻R1的 另一端引出作為吸合電流檢測端；其中，由時鐘窄脈沖信號CLK形成方波信號的上升沿，用 以控制線圈驅動電路的N-MOS管Q2導通，在接觸器的吸合階段，通過方波發生器自吸合電流 檢測端檢測線圈的吸合電流Ics2，進行比較運算后輸出方波信號的下降沿，與時鐘窄脈沖 信號CLK所形成的方波信號的上升沿一起構成吸合占空比信號，用以控制線圈驅動電路的 N-MOS管Q2的通斷，直到接觸器進入吸持階段；在接觸器的吸持階段，通過方波發生器自吸 持電流檢測端檢測線圈的吸持電流Ics1，進行比較運算后輸出方波信號的下降沿，與時鐘 窄脈沖信號CLK所形成的方波信號的上升沿一起形成吸持占空比信號，用以控制線圈驅動 電路的N-MOS管Q2的通斷。

優選的，所述線圈驅動電路的吸合電流Ics2是吸持電流Ics1的10至20倍。