双线圈双稳态永磁接触器的平滑切换控制装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及双线圈双稳态永磁接触器的平滑切换控制装置及控制方法，其中装置包括供电模块、微处理器、合分闸双向切换控制模块、电容电压隔离检测模块、合分闸电容充电模块和功率开关管驱动模块；本发明专利技术设计的装置中，合分闸双向切换控制模块采用合分闸两组充电电容实现对双线圈双稳态永磁接触器的分闸线圈和合闸线圈流通的正向电流和反向电流之间进行平滑切换控制，使之能够有效提高工作效率，并且能提高永磁接触器电气和机械寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，属于智能化低压电器

技术介绍
永磁接触器以功耗小、无噪音、触头弹跳次数少、受电网电压波动影响小等优势，在新型开关设备中，受到了广泛的关注，但关于永磁接触器控制切换电路以及电网出现晃电、掉电时永磁接触器分闸判断问题仍然是一个研究热点，尤其在双线圈双稳态永磁接触器控制实现方面较为复杂。现有双线圈双稳态永磁接触器控制电路多采用只对单一的合闸线圈通电进行合闸、对分闸线圈通电进行分闸，并且接触器在电容器切换控制方面主要集中在机械式切换。经检索，专利号为200810212987.8的专利“一种双稳态接触器驱动电路”的中国专利和专利号为200820031147.7的专利“永磁式双稳态接触器脉冲励磁电路”的中国专利，以及专利号为200510054654.3的专利“一种双稳态接触器驱动电路”的中国专利均公开一种新型的双稳态接触器模拟控制电路实现合分闸的控制。然而，现有的模拟控制电路单元只能实现接触器的合分闸状态控制或者单一的对合分闸电压大小进行控制，因此，在实现合分闸控制过程中的动态调节具有一定的局限性，很难实现永磁接触器迅速提高合分闸电气初始速度，削弱合分闸机械碰撞速度，以减少触头弹跳次数和机械磨损。专利号为03238671.0的专利“一种切换电容器接触器”的中国专利和专利号为200520026453.8的专利“接触器切换电容模块”的中国专利，以及专利号为01209141.3的专利“切换电容器接触器”的中国专利均采用了在动作过程中机械式切换电容器的方法，从而实现接触器动作过程的优化。然而，机械式切换电容器方式速度较慢，在动作过程中对于合分闸的力度、速度、以及控制电压的大小不易控制，容易产生机械切换触点间的第一、二次弹跳，并且机构之间的接触存在一定的间隙，对接触器正常运行存在一定的安全隐患。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够提高工作效率，并且能提高永磁接触器电气和机械寿命的双线圈双稳态永磁接触器的平滑切换控制装置。与此相应，本专利技术所要解决的技术问题是提供了一种基于本专利技术设计的双线圈双稳态永磁接触器的平滑切换控制装置，能够有效提高工作效率，并能保证电气和机械使用寿命的控制方法。本专利技术为了解决上述技术问题采用以下技术方案:本专利技术设计了双线圈双稳态永磁接触器的平滑切换控制装置，包括供电模块、微处理器、合分闸双向切换控制模块、电容电压隔离检测模块、合分闸电容充电模块和功率开关管驱动模块；其中，微处理器的输入端连接电容电压隔离检测模块的输出端，微处理器的输出端连接功率开关管驱动模块的输入端，功率开关管驱动模块的输出端分别连接合分闸电容充电模块和合分闸双向切换控制模块，同时，合分闸电容充电模块分别与电容电压隔离检测模块、合分闸双向切换控制模块相连，供电模块分别与各模块相连，为其供电；电容电压隔离检测模块包括第一光电隔离线性放大器和第二光电隔离线性放大器；合分闸双向切换控制模块包括如下连接关系:第一熔断器的一端与供电模块的一端相连；第一熔断器的另一端、第一电容一端、第一整流桥的交流输入的一端相连接；供电模块的另一端、第一电容另一端、第一整流桥的交流输入的另一端相连接；第一整流桥的正极、第九功率开关管的集电极、第九二极管的阴极、第十功率开关管的集电极、第十二极管的阴极相连；第一整流桥的负极、第一电阻一端、合闸电解电容的负极、第五二极管的阳极、第五功率开关管发射极、第七二极管的阳极、第七功率开关管发射极、第二电阻另一端、分闸电解电容的负极、第四二极管的阳极、第四功率开关管发射极、第二二极管的阳极、第二功率开关管发射极相连；第九二极管阳极、第九功率开关管的发射极、第六电阻的一端、第六二极管的阴极、第六功率开关管的集电极、第八二极管的阴极、第八功率开关管的集电极相连；第十二极管阳极、第十功率开关管的发射极、第三电阻的一端、第一二极管的阴极、第一功率开关管的集电极、第三二极管的阴极、第三功率开关管的集电极相连；第一电阻另一端、第四电阻一端、电容电压隔离检测模块的第一光电隔离线性放大器的采样输入正端相连；第四电阻另一端、合闸电解电容正极、第三电阻另一端相连；第二电阻另一端、第五电阻一端、电容电压隔离检测模块的第二光电隔离线性放大器的米样输入正端相连；第五电阻另一端、分闸电解电容正极、第六电阻另一端相连；第一二极管阳极、第一功率开关管发射极、第十一二极管阳极相连；第十一二极管阴极、第二二极管阴极、第二功率开关管集电极、分闸线圈的接线端子的一端相连；第三二极管阳极、第三功率开关管发射极、第十二二极管阳极相连；第四二极管阴极、第十二二极管阴极、第四功率开关管集电极、合闸线圈的接线端子的一端相连；第十四二极管阳极、第八二极管阳极、第八功率开关管发射极相连；第十四二极管阴极、第七二极管阴极、第七功率开关管集电极、合闸线圈的接线端子的另一端相连；第十三二极管阳极、第六二极管阳极、第六功率开关管发射极相连；第十三二极管阴极、第五二极管阴极、第五功率开关管集电极、分闸线圈的接线端子的另一端相连；第一功率开关管、第二功率开关管、第三功率开关管、第四功率开关管、第五功率开关管、第六功率开关管、第七功率开关管、第八功率开关管、第九功率开关管、第十功率开关管的门极分别由功率开关管驱动模块控制。作为本专利技术的一种优选技术方案:还包括抗晃电供电电路模块，所述供电模块经抗晃电供电电路模块与所述微处理器、功率开关管驱动模块相连接；所述电容电压隔离检测模块包括合闸电容电压隔离检测模块和分闸电容电压隔离检测模块，所述供电模块包括第二路工作电压；其中，合闸电容电压隔离检测模块包括如下连接关系:第四电容的一端、供电模块中第二路工作电压的正极、第一光电隔离线性放大器的第一工作电压正极端相连；所述合分闸双向切换控制模块中第一电阻和第四电阻的接点、第五电容的一端与第一光电隔离线性放大器米样输入正端相连；第一光电隔离线性放大器的米样输入负端和其第一工作电压地端、第五电容的另一端、第四电容的另一端与供电模块中第二路工作电压地相连；第七电阻的一端、第六电容的一端、第七电容一端、抗晃电供电电路模块中第四路工作电压地、第一光电隔离线性放大器的第二工作电压地端相连；第六电容的另一端、第七电阻另一端、第八电阻的一端与第一光电隔离线性放大器的参考电压输入端相连接；第一电感的一端连接第一光电隔离线性放大器的电压输出端，第一电感另一端、第七电容另一端与微处理器相连；第八电阻另一端、抗晃电供电电路模块中第四路工作电压的正极、第一光电隔离线性放大器的第二工作电压正极端相连；分闸电容电压隔离检测模块与合闸电容电压隔离检测模块连接相同。作为本专利技术的一种优选技术方案:所述供电模块还包括第一路工作电压；其中，抗晃电供电电路模块包括微处理器抗晃电供电电路、第二功率开关管抗晃电供电电路、第四功率开关管抗晃电供电电路、第六功率开关管抗晃电供电电路、第八功率开关管抗晃电供电电路，微处理器抗晃电供电电路的连接关系如下:第十八二极管的阳极接供电模块中第一路工作电压的正极；第十八二极管阴极、第二十法拉电容正极、第二十一法拉电容正极、第二十二法拉电容正极、第二十三电解电容正极、正向低压降稳压器的输入工作电压端相连，作为抗晃电供电电路模块中第四路工作电压的正极；第二十法拉电容负极、第二 本文档来自技高网...

【技术保护点】
双线圈双稳态永磁接触器的平滑切换控制装置，包括供电模块、微处理器、合分闸双向切换控制模块、电容电压隔离检测模块、合分闸电容充电模块和功率开关管驱动模块；其中，微处理器的输入端连接电容电压隔离检测模块的输出端，微处理器的输出端连接功率开关管驱动模块的输入端，功率开关管驱动模块的输出端分别连接合分闸电容充电模块和合分闸双向切换控制模块，同时，合分闸电容充电模块分别与电容电压隔离检测模块、合分闸双向切换控制模块相连，供电模块分别与各模块相连，为其供电；电容电压隔离检测模块包括第一光电隔离线性放大器（U1）和第二光电隔离线性放大器（U2）；其特征在于：合分闸双向切换控制模块包括如下连接关系：第一熔断器（FU1）的一端与供电模块的一端相连；第一熔断器（FU1）的另一端、第一电容（C1）一端、第一整流桥（D0）的交流输入的一端相连接；供电模块的另一端、第一电容（C1）另一端、第一整流桥（D0）的交流输入的另一端相连接；第一整流桥（D0）的正极、第九功率开关管（Q9）的集电极、第九二极管（D9）的阴极、第十功率开关管（Q10）的集电极、第十二极管（D10）的阴极相连；第一整流桥（D0）的负极、第一电阻（R1）一端、合闸电解电容（C2）的负极、第五二极管（D5）的阳极、第五功率开关管（Q5）发射极、第七二极管（D7）的阳极、第七功率开关管（Q7）发射极、第二电阻（R2）另一端、分闸电解电容（C3）的负极、第四二极管（D4）的阳极、第四功率开关管（Q4）发射极、第二二极管（D2）的阳极、第二功率开关管（Q2）发射极相连；第九二极管（D9）阳极、第九功率开关管（Q9）的发射极、第六电阻（R6）的一端、第六二极管（D6）的阴极、第六功率开关管（Q6）的集电极、第八二极管（D8）的阴极、第八功率开关管（Q8）的集电极相连；第十二极管（D10）阳极、第十功率开关管（Q10）的发射极、第三电阻（R3）的一端、第一二极管（D1）的阴极、第一功率开关管（Q1）的集电极、第三二极管（D3）的阴极、第三功率开关管（Q3）的集电极相连；第一电阻（R1）另一端、第四电阻（R4）一端、电容电压隔离检测模块的第一光电隔离线性放大器（U1）的采样输入正端相连；第四电阻（R4）另一端、合闸电解电容（C2）正极、第三电阻（R3）另一端相连；第二电阻（R2）另一端、第五电阻（R5）一端、电容电压隔离检测模块的第二光电隔离线性放大器（U2）的采样输入正端相连；第五电阻（R5）另一端、分闸电解电容（C3）正极、第六电阻（R6）另一端相连；第一二极管（D1）阳极、第一功率开关管（Q1）发射极、第十一二极管（D11）阳极相连；第十一二极管（D11）阴极、第二二极管（D2）阴极、第二功率开关管（Q2）集电极、分闸线圈的接线端子（JP1）的一端相连；第三二极管（D3）阳极、第三功率开关管（Q3）发射极、第十二二极管（D12）阳极相连；第四二极管（D4）阴极、第十二二极管（D12）阴极、第四功率开关管（Q4）集电极、合闸线圈的接线端子（JP2）的一端相连；第十四二极管（D14）阳极、第八二极管（D8）阳极、第八功率开关管（Q8）发射极相连；第十四二极管（D14）阴极、第七二极管（D7）阴极、第七功率开关管（Q7）集电极、合闸线圈的接线端子（JP2）的另一端相连；第十三二极管（D13）阳极、第六二极管（D6）阳极、第六功率开关管（Q6）发射极相连；第十三二极管（D13）阴极、第五二极管（D5）阴极、第五功率开关管（Q5）集电极、分闸线圈的接线端子（JP1）的另一端相连；第一功率开关管（Q1）、第二功率开关管（Q2）、第三功率开关管（Q3）、第四功率开关管（Q4）、第五功率开关管（Q5）、第六功率开关管（Q6）、第七功率开关管（Q7）、第八功率开关管（Q8）、第九功率开关管（Q9）、第十功率开关管（Q10）的门极分别由功率开关管驱动模块控制。...

【技术特征摘要】
1.双线圈双稳态永磁接触器的平滑切换控制装置，包括供电模块、微处理器、合分闸双向切换控制模块、电容电压隔离检测模块、合分闸电容充电模块和功率开关管驱动模块；其中，微处理器的输入端连接电容电压隔离检测模块的输出端，微处理器的输出端连接功率开关管驱动模块的输入端，功率开关管驱动模块的输出端分别连接合分闸电容充电模块和合分闸双向切换控制模块，同时，合分闸电容充电模块分别与电容电压隔离检测模块、合分闸双向切换控制模块相连，供电模块分别与各模块相连，为其供电；电容电压隔离检测模块包括第一光电隔离线性放大器(Ul)和第二光电隔离线性放大器(U2);其特征在于:合分闸双向切换控制模块包括如下连接关系:第一熔断器(FUl)的一端与供电模块的一端相连；第一熔断器(FUl)的另一端、第一电容(Cl) 一端、第一整流桥(DO)的交流输入的一端相连接；供电模块的另一端、第一电容(Cl)另一端、第一整流桥(DO)的交流输入的另一端相连接；第一整流桥(DO)的正极、第九功率开关管(Q9)的集电极、第九二极管(D9)的阴极、第十功率开关管(QlO)的集电极、第十二极管(DlO)的阴极相连；第一整流桥(DO)的负极、第一电阻(Rl) —端、合闸电解电容(C2)的负极、第五二极管(D5)的阳极、第五功率开关管(Q5)发射极、第七二极管(D7)的阳极、第七功率开关管(Q7)发射极、第二电阻(R2)另一端、分闸电解电容(C3)的负极、第四二极管(D4)的阳极、第四功率开关管(Q4)发射极、第二二极管(D2)的阳极、第二功率开关管(Q2)发射极相连；第九二极管(D9)阳极、第九功率开关管(Q9)的发射极、第六电阻(R6)的一端、第六二极管(D6)的阴极、第六功率开关管(Q6)的集电极、第八二极管(D8)的阴极、第八功率开关管(Q8)的集电极相连；第十二极管(DlO)阳极、第十功率开关管(QlO)的发射极、第三电阻(R3)的一端、第一二极管(Dl)的阴极、第一功率开关管(Ql)的集电极、第三二极管(D3)的阴极、第三功率开关管(Q3)的集电极相连；第一电阻(Rl)另一端、第四电阻(R4)—端、电容电压隔离检测模块的第一光电隔离线性放大器(Ul)的采样输入正端相连；第四电阻(R4)另一端、合闸电解电容(C2)正极、第三电阻(R3)另一端相连；第二电阻(R2)另一端、第五电阻(R5) —端、电容电压隔离检测模块的第二光电隔离线性放大器(U2)的米样输入正端相连；第五电阻(R5)另一端、分闸电解电容(C3)正极、第六电阻(R6)另一端相连；第一二极管(Dl)阳极、第一功率开关管(Ql)发射极、第十一二极管(Dll)阳极相连；第十一二极管(Dll)阴极、第二二极管(D2)阴极、第二功率开关管(Q2)集电极、分闸线圈的接线端子(JPl)的一端相连；第三二极管(D3)阳极、第三功率开关管(Q3)发射极、第十二二极管(D12)阳极相连；第四二极管(D4)阴极、第十二二极管(D12)阴极、第四功率开关管(Q4)集电极、合闸线圈的接线端子(JP2)的一端相连；第十四二极管(D14)阳极、第八二极管(D8)阳极、第八功率开关管(Q8)发射极相连；第十四二极管(D14)阴极、第七二极管(D7)阴极、第七功率开关管(Q7)集电极、合闸线圈的接线端子(JP2)的另一端相连；第十三二极管(D13)阳极、第六二极管(D6)阳极、第六功率开关管(Q6)发射极相连；第十三二极管(D13)阴极、第五二极管(D5)阴极、第五功率开关管(Q5)集电极、分闸线圈的接线端子(JPl)的另一端相连；第一功率开关管(Q1)、第二功率开关管(Q2)、第三功率开关管(Q3)、第四功率开关管(Q4)、第五功率开关管(Q5)、第六功率开关管(Q6)、第七功率开关管(Q7)、第八功率开关管(Q8)、第九功率开关管(Q9)、第十功率开关管(QlO)的门极分别由功率开关 管驱动模块控制。2.根据权利要求1所述双线圈双稳态永磁接触器的平滑切换控制装置，其特征在于:还包括抗晃电供电电路模块，抗晃电供电电路模块包括第四路工作电压，所述供电模块经抗晃电供电电路模块与所述微处理器、功率开关管驱动模块相连接；所述电容电压隔离检测模块包括合闸电容电压隔离检测模块和分闸电容电压隔离检测模块，所述供电模块包括第二路工作电压；其中，合闸电容电压隔离检测模块包括如下连接关系:第四电容(C4)的一端、供电模块中第二路工作电压的正极、第一光电隔离线性放大器(Ul)的第一工作电压正极端相连；所述合分闸双向切换控制模块中第一电阻(Rl)和第四电阻(R4)的接点、第五电容(C5)的一端与第一光电隔离线性放大器(Ul)的米样输入正端相连；第一光电隔离线性放大器(Ul)的米样输入负端和其第一工作电压地端、第五电容(C5)的另一端、第四电容(C4)的另一端与供电模块中第二路工作电压地相连；第七电阻(R7)的一端、第六电容(C6)的一端、第七电容(C7 ) —端、抗晃电供电电路模块中第四路工作电压地、第一光电隔离线性放大器(Ul)的第二工作电压地端相连；第六电容(C6)的另一端、第七电阻(R7)另一端、第八电阻(R8)的一端与第一光电隔离线性放大器(Ul)的参考电压输入端相连接；第一电感(LI)的一端连接第一光电隔离线性放大器(Ul)的电压输出端,第一电感(LI)另一端、第七电容(C7)另一端与微处理器相连；第八电阻(R8)另一端、抗晃电供电电路模块中第四路工作电压的正极、第一光电隔离线性放大器(Ul)的第二工作电压正极端相连；分闸电容电压隔离检测模块与合闸电容电压隔离检测模块连接相同。3.根据权利要求2所述双线圈双稳态永磁接触器的平滑切换控制装置，其特征在于:所述供电模块还包括第一路工作电压；其中，抗晃电供电电路模块包括微处理器抗晃电供电电路、第二功率开关管抗晃电供电电路、第四功率开关管抗晃电供电电路、第六功率开关管抗晃电供电电路、第八功率开关管抗晃电供电电路，微处理器抗晃电供电电路的连接关系如下:第十八二极管(D18)的阳极接供电模块中第一路工作电压的正极；第十八二极管(D18)阴极、第二十法拉电容(C20)正极、第二i^一法拉电容(C21)正极、第二十二法拉电容(C22)正极、第二十三电解电容(C23)正极、正向低压降稳压器(U5)的输入工作电压端相连，作为抗晃电供电电路模块中第四路工作电压的正极；第二十法拉电容(C20)负极、第二i^一法拉电容(C21)负极、第二十二法拉电容(C22)负极、第二十三电解电容(C23)负极、第二十四电解电容(C24)负极、正向低压降稳压器(U5)的公共地端相连，作为抗晃电供电电路模块中...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪先兵，徐东东，倪受春，王祥傲，彭靳，庞军，
申请(专利权)人：滁州学院，
类型：发明
国别省市：