[發明專利]一種快速直流接觸器的控制器

有效

• 申請號: 201811241521.0
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109346378B
• 公開（公告）日: 2019-10-22
• 發明（設計）人: 喬卿陽;王競;鄧為;陳瑤;曾晶晶;張婷
• 申請（專利權）人: 武漢船用電力推進裝置研究所（中國船舶重工集團公司第七一二研究所）
• 主分類號: H01H47/00
• 分類號: H01H47/00
• 代理公司: 武漢凌達知識產權事務所(特殊普通合伙) 42221
• 代理人: 劉念濤;宋國榮

本發明公開了一種快速直流接觸器的控制器，包括單片機、電源轉換電路和輔助開關電路；所述的單片機依次連接PWM輸出模塊、功率MOSFET驅動電路和MOSFET功率輸出電路，用于對輸入電壓檢測和負載電流檢測，通過PWM輸出模塊控制功率MOSFET驅動電路；所述的輔助開關電路連接功率MOSFET驅動電路和MOSFET功率輸出電路；所述的電源轉換電路分別與單片機、功率MOSFET驅動電路和MOSFET功率輸出電路連接，還包括與單片機和MOSFET功率輸出電路連接的關斷緩沖電路；本發明使用單片機進行輸入電壓和負載電流的AD采集轉換，并根據輸入電壓和負載電流的大小來調整PWM脈寬，實現輸出自適應調節功能。

技術領域

本發明屬于直流開關電器技術領域，具體涉及一種快速直流接觸器的控制器，特別適用于電力機車直流供電系統接觸器的控制。

背景技術

電力機車直流供電系統中接觸器是很重要的開關裝置，用于實現供電系統的物理隔離。

但接觸器的工作特性為非線性，在開啟瞬間需要較大電流并有彈跳現象。在進行控制器設計時，要充分考慮以上因素，并考慮到功率電路對電源和功率耗散的特殊要求，保證接觸器能夠快速正確的工作，防止誤觸發。

電力機車涉及人身安全，需要特別加強快速性、穩定性和可靠性。

電力機車設備安裝空間狹小，故控制器還需進行小型化設計。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明所提供的一種快速直流接觸器的控制器，采用單片機進行一系列流程控制。

本發明的技術方案如下：一種快速直流接觸器的控制器，該控制器與負載串聯使用，采用低端開關方式，通過采集負載電壓實現控制器電源轉換，包括單片機、電源轉換電路和輔助開關電路；所述的單片機依次連接PWM輸出模塊、功率MOSFET驅動電路和MOSFET功率輸出電路，用于對輸入電壓檢測和負載電流檢測，通過PWM輸出模塊控制功率MOSFET驅動電路；所述的輔助開關電路連接功率MOSFET驅動電路和MOSFET功率輸出電路；所述的電源轉換電路分別與單片機、功率MOSFET驅動電路和MOSFET功率輸出電路連接，還包括與單片機和MOSFET功率輸出電路連接的關斷緩沖電路。

所述的一種快速直流接觸器的控制器，其電源轉換電路通過P04輸出PWM波控制電源電壓保持穩定，包括三極管V36、V35和開關管V33、V38，開關管V33為N溝道耗盡型MOSFET管，三極管V36的集電極與V35的基極連接，三極管V36的發射極與V35的發射極同時連接地點GND，三極管V35和V36的基極分別連接有上拉電阻R53和R52，三極管V35的集電極與開關管V33的柵極連接，開關管V33的源極與V38的柵極連接，三極管V35的集電極通過采樣電阻R57連接開關管V38的柵極，開關管V33和V38的漏極同時通過二極管V32連接接觸器線圈，開關管V38的源極連接電容C34，開關管V38上并聯有續流二極管。

所述的一種快速直流接觸器的控制器，其輔助開關電路由作為輔助開關的MOSFET管和負載開關的MOSFET管串聯組成。在接觸器斷開過程中，輔助開關MOSFET和負載開關MOSFET同時斷開，負載的電感分量形成的感應電動勢無法經輔助開關流經續流二極管等續流路徑，負載無法形成續流回路。由于負載迅速被切斷且無續流，負載磁場迅速消失，線圈鐵芯迅速復位，接觸器出頭迅速斷開，從而提高了接觸器的分閘速度。