[發明專利]純硬件電路模塊化時間開關控制器

有效

• 申請號: 201710225378.5
• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN106877284B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 陳國杰;吳靜;何力佳;周大齊
• 申請（專利權）人: 遼寧工業大學
• 主分類號: H02H3/24
• 分類號: H02H3/24
• 代理公司: 錦州遼西專利事務所(普通合伙) 21225
• 代理人: 李輝

1.一種純硬件電路模塊化時間開關控制器，包括由超小型功率繼電器線圈、觸點和電位器、電容組成的開關時間控制模塊，欠壓保護、外部控制分閘電路模塊，由集成運算放大器及電阻、電容組成的儲能電容電壓檢測控制模塊；由二極管、電解電容、電阻、光電耦合器和晶閘管組成的升壓充電電路模塊；開關電源和負電源模塊；由IGBT、電阻、超小型功率繼電器觸點、瞬態二極管組成的IGBT控制及保護模塊，其特征是：

對儲能電容充電電壓的儲能電容電壓檢測控制模塊是由集成運算放大器U1A、串聯在合閘線圈入端和－12V電源端之間的電阻R20及電位器P1、串聯在系統地端和－12V電源端之間的電阻R21和電阻R25、接在電阻R21和電阻R25結點和集成運算放大器U1A同相輸入端的電阻R25、接在集成運算放大器U1A輸出端的基極電阻R`4和基極電阻R26、三極管T2、三極管T1、三極管T4、光電耦合器O1、晶閘管SCR1、電阻R1～電阻R4、電阻R12、電阻R27、二極管D8、電容C18和電阻R8組成；電阻R1和R2的一端接晶閘管SCR1陽極并連接輸入電源正端，電阻R1的另一端經光電耦合器的輸出端接晶閘管SCR1的門極并通過電阻R3接晶閘管SCR1的門極并通過電阻R3接晶閘管SCR1的陰極，所述電阻R2另一端也與晶閘管SCR1的陰極相連，電位器P1的滑動端接集成運算放大器U1A的反相輸入端，電阻R`4另一端與三極管T2基極相連、電阻R26另一端接三極管T1的基極，系統地端經繼電器J1的常開觸點(J1－3)、光電耦合器O1輸入端、電阻R4與三極管T2的集電極相連，系統地端通過電阻R12與三極管T1的集電極相連，三極管T4的集電極通過電阻R27、并聯的充電電容C7和繼電器J4線圈與系統地端相連，在充電電容C7兩端串聯電阻R28和充滿指示發光二極管，系統地端通過串聯的電源指示發光二極管和電阻R18接－12V電源端，二極管D8和電阻R8串聯在輸入電源正端和IGBT控制及保護模塊輸入端，電容C18一端接二極管D8和電阻R8的結點、另一端接系統地端；所述升壓充電電路模塊由二極管D1～二極管D6、電容C2～電容C5、電阻R5和電阻R6組成，儲能電容包括合閘儲能電容CH、分閘儲能電容CF，電容C2和電阻R5串聯在合閘儲能電容CH正端和晶閘管SCR1陰極之間，電容C3和二極管D3并聯在電阻R5兩端，二極管D2并聯在電容C2兩端并通過二極管D1輸入電源負端，串聯的反接二極管D6、二極管D5和二極管D4接在晶閘管SCR1的陰極和輸入電源負端之間，電容C5與二極管D6并聯，電容C4和電阻R6并聯在二極管D5兩端，二極管D5和二極管D4的結點接系統地端，合閘儲能電容CH正、負極分別接合閘線圈和系統地端，分閘儲能電容CF正極接分閘線圈、負極接系統地端，合閘儲能電容CH正極和分閘儲能電容CF正極之間接二極管D9；

所述IGBT控制及保護模塊由超小型功率繼電器J2的常開觸點一(J2－1)、與超小型功率繼電器J2的常開觸點一(J2－1)串聯且另一端接系統地端的瞬態二極管SD1、與瞬態二極管SD1并聯的電阻R10、電阻R9、二極管D10、電容C12、電阻R11、IGBT1、壓敏電阻VR3、繼電器J2的互鎖常閉觸點(J2－1)、繼電器J3的常開觸點一(J3－1)、瞬態二極管SD2、電阻R15～電阻R17、IGBT2、壓敏電阻VR5組成，所述互鎖常閉觸點(J2－1)與超小型功率繼電器J2的常開觸點一(J2－1)互鎖，所述電阻R9的一端接超小型功率繼電器J2的常開觸點一(J2－1)的出端、另一端通過二極管D10接－12V電源端，電容C12接在系統地端和二極管D10正極之間，電阻R11接在超小型功率繼電器J2的常開觸點一(J2－1)的出端和IGBT1的柵極，壓敏電阻VR3接在IGBT1的漏極和源極之間，繼電器J3的常開觸點一(J3－1)入端通過超小型功率繼電器J2的互鎖常閉觸點(J2－1)接超小型功率繼電器J2的常開觸點一(J2－1)入端，瞬態二極管SD2、電阻R15～R17的一端接繼電器J3的常開觸點一(J3－1)出端，瞬態二極管SD2和R16另一端接系統地端，電阻R15另一端通過二極管D10接－12V電源端，電阻R17另一端接IGBT2的柵極，壓敏電阻VR5接IGBT2的漏極和源極之間；

所述欠壓保護、外部控制分閘電路模塊包括由接在輸入電源正端的二極管D12、接在二極管D12負極和－12V電源端之間的電容C16、串聯在二極管D2負極和－12V電源端之間的電阻R14和電阻R13、串聯在系統地端和－12V電源端之間的電阻R29和電阻R30、集成運算放大器U1B、接在電阻R14和R13結點和集成運算放大器U1B同相輸入端電阻的R33、接在集成運算放大器U1B輸出端的電阻R19、基極接電阻R19的三極管T3、并聯在系統地端和三極管T3集電極的電容C、超小型功率繼電器J1線圈及二極管D7組成的欠壓保護電路，和由并聯的二極管D11和保護動作防合閘繼電器J5線圈構成的外部控制分閘電路；電阻R29和電阻R30的結點接集成運算放大器U1B的反相輸入端，由接在分閘線圈入端FL的繼電器J1的常閉觸點一(J1－1)、并聯的放電電阻R24和R37經短路片DLP1至系統地線，進行斷電放電；系統地端經短路片DLP2、繼電器J1的常閉觸點二(J1－2)，進行斷電保護；

所述開關時間控制模塊，由超小型功率繼電器J2的常開觸點二(J2－2)、合閘按鈕HZ、保護動作防合閘繼電器J5的常閉觸點(J5－2)、儲能電容未充滿防合閘繼電器J4的常開觸點(J4－1)、電阻R31、繼電器J2線圈、電容C6、電位器P3，分閘按鈕FZ、電阻R32、電位器P4、電容C9、繼電器J3線圈，繼電器J3的常開觸點二(J3－2)、繼電器J1的常閉觸點二(J1－2)、保護動作防合閘繼電器J5的常開觸點(J5－1)和短路片DLP2組成，超小型功率繼電器J2的常開觸點二(J2－2)和合閘按鈕HZ并聯且一端接系統地端、另一端接串聯的保護動作防合閘繼電器J5的常閉觸點(J5－2)、儲能電容未充滿防合閘繼電器J4的常開觸點(J4－1)、電阻R31、繼電器J2線圈，電容C6與電阻R31并聯，電位器P3與繼電器J2線圈并聯，分閘按鈕FZ與繼電器J3的常開觸點二(J3－2)并聯且一端接系統地端、另一端與電阻R32和繼電器J3線圈串聯，電容C9與電阻R32并聯，電位器P4與繼電器J3線圈并聯，用來控制永磁機構真空斷路器的合閘、分閘時間。

2.根據權利要求1所述的純硬件電路模塊化時間開關控制器，其特征是：在合閘按鈕HZ或分閘按鈕FZ接通時，直流電源向電容C6或電容C9充電，充電時間就是合、分閘時間，充電時間T＝RC，R＝繼電器J2電阻與電位器P3的并聯值或繼電器J3電阻與電位器P4的并聯值，C＝C6或C9的電容值，充電時間到，超小型功率繼電器J2、J3即刻關閉。