CN102769340B - 一种接触器线包的供电电路 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种接触器线包的供电电路，包括：直流/直流转换单元、交流/直流转换单元、选择单元、储能单元、第一开关以及接触器线包；其中，选择单元当第一开关闭合，且第一直流电压大于第二直流电压时，选择第一直流电压和储能单元共同为接触器线包提供电能；当第一开关闭合，且第一直流电压小于第二直流电压时，选择第二直流电压和储能单元共同为接触器线包提供电能；当第一开关闭合，且第一直流电压等于第二直流电压时，选择第一直流电压、第二直流电压和储能单元共同为接触器线包提供电能。本申请供电电路为接触器线包供电的可靠性高。

Description

一种接触器线包的供电电路

技术领域

本申请涉及电路领域，尤其涉及一种接触器线包的供电电路。

背景技术

接触器是能频繁关合、承载和开断正常电流及规定的过载电流的开断和关合装置，是自动控制系统中的重要元件之一。接触器常用于控制电机、风机、水泵设备等设备的启停。在对接触器进行开断和关合控制时，一般是通过控制接触器中接触器线包的供电电路为接触器线包通电、断电实现的。当接触器线包通电后，会产生很强的磁场，使得接触器中的吸合磁铁动作，带动接触器关合，当接触器线包断电时，吸合磁铁分开，带动接触器开断。

现有技术中，在为接触器线包供电时，一般是将电网电压转换成直流电压，通过该直流电压为接触器线包供电。

发明人发现，现有技术中通过电网电压转换的直流电压为接触器线包供电时，如果电网电压出现问题，例如电网电压波动范围较大，或者出现低电压穿越（LVRT，Low Voltage Ride Through）事件时，供电电路可能无法正常为接触器线包供电，甚至发生失电的情况，从而为接触器线包的供电的可靠性差。

发明内容

有鉴于此，本申请要解决的技术问题是，提供一种接触器线包的供电电路，能够提高为接触器线包供电的可靠性。

为此，本申请实施例采用如下技术方案：

本申请实施例提供一种接触器线包的供电电路，包括：直流/直流转换单元、交流/直流转换单元、选择单元、储能单元、第一开关以及接触器线包；其中，

直流/直流转换单元的两个输入端用于接收直流电压，两个输出端分别与选择单元的第一输入端和第二输入端对应连接；交流/直流转换单元的两个输入端用于接收交流电压，两个输出端分别与选择单元的第三输入端和第四输入端对应连接；选择单元的第一输出端和第二输出端分别与储能单元的两端对应连接，第三输出端连接第一开关的第一端，第四输出端与接触器线包的第二输入端连接；第一开关的第二端连接接触器线包的第一输入端，控制端用于接收控制信号；

所述交流/直流转换单元用于将交流电压转换为第二直流电压；

所述直流/直流转换单元用于将输入的直流电压转换为第一直流电压；

所述选择单元用于：当第一开关断开，且第一直流电压大于第二直流电压时，选择第一直流电压为储能单元提供电能；当第一开关断开，且第一直流电压小于第二直流电压时，选择第二直流电压为储能单元提供电能；当第一开关断开，且第一直流电压等于第二直流电压时，选择第一直流电压和第二直流电压共同为储能单元提供电能；当第一开关闭合，且第一直流电压大于第二直流电压时，选择第一直流电压和储能单元共同为接触器线包提供电能；当第一开关闭合，且第一直流电压小于第二直流电压时，选择第二直流电压和储能单元共同为接触器线包提供电能；当第一开关闭合，且第一直流电压等于第二直流电压时，选择第一直流电压、第二直流电压和储能单元共同为接触器线包提供电能；

所述储能单元，用于储存电能或者为接触器线包提供电能；

第一开关，用于在控制端接收的控制信号的控制下，断开或闭合。

其中，所述选择单元包括：

选择单元的第一输入端连接第一二极管的阳极；第一二极管的阴极通过第一电阻连接选择单元的第一输出端；

选择单元的第三输入端和第三输出端均连接第一二极管的阴极；

选择单元的第二输入端、第二输出端、第四输入端和第四输出端连接。

所述选择单元还包括：

第一二极管的阴极还通过反接的第二二极管连接选择单元的第一输出端。

所述储能单元包括：储能单元的第一端通过储能电容连接储能单元的第二端。

所述交流/直流转换单元通过整流电路实现。

所述整流电路包括：

交流/直流转换单元的第二输入端通过第三二极管连接交流/直流转换单元的第一输出端，还通过反接的第四二极管连接交流/直流转换单元的第二输出端；

交流/直流转换单元的第一输入端通过第五二极管连接交流/直流转换单元的第一输出端，还通过反接的第六二极管连接交流/直流转换单元的第二输出端。

所述第一开关通过三极管、场效应管、继电器或者接触器实现

对于上述技术方案的技术效果分析如下：

当第一开关断开，且第一直流电压大于第二直流电压时，选择单元选择第一直流电压为储能单元提供电能；当第一开关断开，且第一直流电压小于第二直流电压时，选择单元选择第二直流电压为储能单元提供电能；当第一开关断开，且第一直流电压等于第二直流电压时，选择单元选择第一直流电压和第二直流电压共同为储能单元提供电能；当第一开关闭合，且第一直流电压大于第二直流电压时，选择单元选择第一直流电压和储能单元共同为接触器线包提供电能；当第一开关闭合，且第一直流电压小于第二直流电压时，选择单元选择第二直流电压和储能单元共同为接触器线包提供电能；当第一开关闭合，且第一直流电压等于第二直流电压时，选择单元选择第一直流电压、第二直流电压和储能单元共同为接触器线包提供电能；从而为接触器线包提供了交流和直流两种供电方式，当交流供电出现问题，例如交流电压波动范围较大，或者出现LVRT事件时，能够转换到直流供电方式为接触器线包供电；当直流供电出现问题，例如直流电源无法正常供电时，可以通过交流供电方式为接触器线包供电；从而交流和直流供电两种供电方式相互补充，提高了接触器线包供电电路供电的可靠性；

进一步地，在接触器线包不工作时，也即第一开关断开时，通过储存单元储存电能，从而还可以解决供电方式转换的瞬间，直流/直流转换单元或交流/直流转换单元容量不足以瞬间支撑接触器线包较大吸合能量的问题。

附图说明

图1为本申请接触器线包的供电电路第一实施例示意图；

图2为本申请接触器线包的供电电路第二实施例示意图；

图2a～图2f为本申请优选实施例的接触器线包供电电路不同工作状态示意图。

具体实施方式

以下，结合附图详细说明本申请接触器线包的供电电路。

图1是本申请接触器线包的供电电路第一实施例结构图，如图1所示，该电路包括：直流/直流转换单元110、交流/直流转换单元120、选择单元130、储能单元140、第一开关T1以及接触器线包150；其中，

直流/直流转换单元110的第一输入端DC1和第二输入端DC2用于接收直流电压，直流/直流转换单元110的第一输出端DC3与选择单元130的第一输入端A1连接，直流/直流转换单元110的第二输出端DC4和选择单元130的第二输入端A2连接；

交流/直流转换单元120的第一输入端AC1和第二输入端AC2用于接收交流电压，交流/直流转换单元120的第一输出端DC5与选择单元130的第三输入端A3连接，交流/直流转换单元120的第二输出端DC6与选择单元130的第四输入端A4连接；

选择单元130的第一输出端B1与储能单元140的第一端A5连接，选择单元130的第二输出端B2与储能单元140的第二端A6连接，选择单元130的第三输出端B3连接第一开关T1的第一端，选择单元130的第四输出端B4与接触器线包150的第二输入端A8连接；

第一开关T1的第二端连接接触器线包150的第一输入端A7，第一开关T1的控制端用于接收控制信号Io；

所述直流/直流转换单元110用于将输入的直流电压转换为第一直流电压Vd1；

所述交流/直流转换单元120用于将交流电压转换为第二直流电压Vd2；

所述选择单元130用于：当第一开关T1断开，且第一直流电压Vd1大于第二直流电压Vd2时，选择第一直流电压Vd1为储能单元140提供电能；当第一开关T1断开，且第一直流电压Vd1小于第二直流电压Vd2时，选择第二直流电压Vd2为储能单元140提供电能；当第一开关T1断开，且第一直流电压Vd1等于第二直流电压Vd2时，第一直流电压Vd1和第二直流电压Vd2共同为储能单元140提供电能；当第一开关T1闭合，且第一直流电压Vd1大于第二直流电压Vd2时，选择第一直流电压Vd1和储能单元140共同为接触器线包150提供电能；当第一开关T1闭合，且第一直流电压Vd1小于第二直流电压Vd2时，选择第二直流电压Vd2和储能单元140共同为接触器线包150提供电能；当第一开关T1闭合，且第一直流电压Vd1等于第二直流电压Vd2时，第一直流电压Vd1、第二直流电压Vd2和储能单元140共同为接触器线包150提供电能；

所述储能单元140，用于储存电能或者为接触器线包150提供电能；

其中，所述储能单元140用于储存电能时，储能单元140的第一端和第二端可以作为储能单元140的两个输入端；所述储能单元140用于为接触器线包150提供电能时，所述储能单元140的第一端和第二端可以作为储能单元140的两个输出端。

第一开关T1，用于在控制端接收的控制信号Io的控制下，断开或闭合。

其中，所述直流/直流转换单元110的输入端接收的直流电压可以由直流电源，例如不间断电源（UPS，Uninterruptible Power System）或者蓄电池等提供，这里并不限定。

所述交流/直流转换单元120的输入端接收的交流电压可以为电网电压等，这里并不限定。

图1所示的供电电路，为接触器线包提供了交流和直流两种供电方式，当交流供电出现问题，例如交流电压波动范围较大，或者出现LVRT事件时，能够转换到直流供电方式为接触器线包供电；当直流供电出现问题，例如直流电源无法正常供电时，可以通过交流供电方式为接触器线包供电；从而交流和直流供电两种供电方式相互补充，提高了接触器线包供电电路供电的可靠性；

进一步地，当选择单元选择从直流供电方式转换为交流供电方式，或者从交流供电方式转换为直流供电方式时，接触器线包所需要的瞬时吸合能量较大，一般直流/直流转换单元或交流/直流转换单元的容量不足以支撑该吸合能量，因此，该供电电路中提供储能单元，在接触器线包不工作时，也即第一开关断开时，通过储存单元储存电能，从而解决了供电方式转换的瞬间，直流/直流转换单元或交流/直流转换单元容量不足以瞬间支撑较大吸合能量的问题。

图2为本申请接触器线包的供电电路第二实施例示意图，相较于图1所示的电路，提供了一种更为具体的供电电路的电路实现结构；

如图2所示，选择单元130可以通过以下的电路结构实现：

选择单元130的第一输入端A1连接第一二极管D1的阳极；第一二极管D1的阴极通过第一电阻R1连接选择单元130的第一输出端B1；

选择单元130的第三输入端A3和第三输出端B3均连接第一二极管D1的阴极；

选择单元130的第二输入端A2、第二输出端B2、第四输入端A4和第四输出端B4连接。

优选地，如图2所示，所述选择单元130还可以包括：第一二极管D1的阴极还通过反接的第二二极管D2连接选择单元130的第一输出端B1。这里，增加第二二极管D2所在的路径，可以在储能单元140为接触器线包150提供电能时，取代第一电阻R1所在的路径，从而储能单元140可以通过第二二极管D2以及第一开关T1为接触器线包150供电，减少了储能单元140为接触器线包150提供电能的过程中，第一电阻R1的电能损耗。

优选地，所述交流/直流转换单元120可以通过整流电路实现，例如，可以通过图2中所示的电路实现结构，该电路即为一种整流电路。如图2所示，交流/直流转换单元120可以包括：交流/直流转换单元120的第二输入端AC2通过第三二极管D3连接交流/直流转换单元120的第一输出端DC5，还通过反接的第四二极管D4连接交流/直流转换单元120的第二输出端DC6；

交流/直流转换单元120的第一输入端AC1通过第五二极管D5连接交流/直流转换单元120的第一输出端DC5，还通过反接的第六二极管D6连接交流/直流转换单元120的第二输出端DC6。

优选地，所述储能单元140可以通过储能电容C1实现，如图2所示，储能单元140包括：储能单元140的第一端A5通过储能电容C1连接储能单元的第二端A6。

优选地，所述第一开关T1可以通过三极管、场效应管、继电器或者接触器实现。当第一开关T1通过三极管实现时，第一开关T1的控制端可以为三极管的基极；当第一开关T1通过场效应管实现时，第一开关T1的控制端可以为场效应管的栅极。当第一开关T1通过继电器或接触器实现时，第一开关T1的控制端可以为继电器或接触器的动触点。

以下，对图2所示供电电路的工作原理进行说明，这里主要说明选择单元实现电路的工作原理，交流/直流转换电路120的工作原理不赘述：

如图2a所示，当第一开关T1断开，且第一直流电压Vd1>第二直流电压Vd2时，第一直流电压Vd1经过第一二极管D1、第一电阻R1输出至储能单元140的第一端和第二端，为储能单元140提供电能；

由于第一直流电压Vd1>第二直流电压Vd2，选择单元130通过第三输入端为交流/直流转换单元120的第一输出端提供反向电流，从而第三二极管D3和第五二极管D5承受反向电压，交流/直流转换电路120不工作。

如图2b所示，当第一开关T1断开，且第一直流电压Vd1<第二直流电压Vd2时，由于第一二极管D1承受反向电压，因此，直流/直流转换单元110不工作；第二直流电压Vd2经过第一电阻R1输出至储能单元140的第一端和第二端，为储能单元140提供电能。

如图2c所示，当第一开关T1断开，且第一直流电压Vd1=第二直流电压Vd2时，第一直流电压Vd1经过第一二极管D1、第一电阻R1输出至储能单元140的第一端和第二端，为储能单元140提供电能，且，第二直流电压经过第一电阻R1输出至储能单元140的第一端和第二端，为储能单元140提供电能。

实际上，在实际应用中，第一直流电压Vd1=第二直流电压Vd2的机会很小，且一般都是瞬时的相等，因此，当第一开关T1断开时，选择单元130一般工作于图2a和图2b所示的状态下。

如图2d所示，当第一开关T1闭合，且第一直流电压Vd1>第二直流电压Vd2时，第一直流电压Vd1经过第一二极管D1、第一开关T1输出至接触器线包150的输入端，为接触器线包150提供电能；而且，由于直流/直流转换单元110的容量有限，因此，储能单元140也通过第二二极管D2、第一开关T1为接触器线包150提供电能；

由于第一直流电压Vd1>第二直流电压Vd2，选择单元130通过第三输入端为交流/直流转换单元120的第一输出端提供反向电流，从而第三二极管D3和第五二极管D5承受反向电压，交流/直流转换电路120不工作。

如图2e所示，当第一开关T1闭合，且第一直流电压Vd1<第二直流电压Vd2时，由于第一二极管D1承受反向电压，因此，直流/直流转换单元110不工作；第二直流电压Vd2经过第一开关T1输出至接触器线包150的输入端，为接触器线包150提供电能；而且，由于交流/直流转换单元120的容量有限，因此，储能单元140也通过第二二极管D2、第一开关T1为接触器线包150提供电能。

如图2f所示，当第一开关T1闭合，且第一直流电压Vd1=第二直流电压Vd2时，第一直流电压Vd1经过第一二极管D1、第一开关T1输出至接触器线包150的输入端，为接触器线包150提供电能；第二直流电压Vd2经过第一开关T1输出至接触器线包150的输入端，为接触器线包150提供电能；而且，由于直流/直流转换单元110和交流/直流转换单元120的容量有限，因此，储能单元140也通过第二二极管D2、第一开关T1为接触器线包150提供电能。

实际上，在实际应用中，第一直流电压Vd1=第二直流电压Vd2的机会很小，且一般都是瞬时的相等，因此，当第一开关T1闭合时，选择单元130一般工作于图2d和图2e所示的状态下。

图2所示的选择单元130的实现结构仅为示例，在满足图1中所述选择单元130的功能下，还可以通过其他的电路结构实现，这里不赘述。

另外，在实际应用中，可以通过实际选择的接触器确定接触器线包的瞬间吸合能量，据此确定储能单元，例如储能电容的大小；

当接触器应用于光伏并网发电场景中时，可以根据光伏并网发电场景对接触器二次吸合能力的时间要求，合理地选择储能单元例如储能电容的充放电时间常数，据此确定第一电阻R1的大小。

所述第一开关T1由控制接触器（接触器线包）开关状态的控制器，例如DSP或者上位机等为所述第一开关T1输出所述控制信号Io，具体的，在所述控制器确定接触器（接触器线包）闭合时，可以为第一开关T1的控制端输出控制其闭合的控制信号，在所述控制器确定接触器（接触器线包）断开时，可以为第一开关T1的控制端输出控制其断开的控制信号。

以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (5)

1.一种接触器线包的供电电路，其特征在于，包括：直流/直流转换单元、交流/直流转换单元、选择单元、储能单元、第一开关以及接触器线包；其中，

直流/直流转换单元的两个输入端用于接收直流电压，两个输出端分别与选择单元的第一输入端和第二输入端对应连接；交流/直流转换单元的两个输入端用于接收交流电压，两个输出端分别与选择单元的第三输入端和第四输入端对应连接；选择单元的第一输出端和第二输出端分别与储能单元的两端对应连接，第三输出端连接第一开关的第一端，第四输出端与接触器线包的第二输入端连接；第一开关的第二端连接接触器线包的第一输入端，控制端用于接收控制信号；

所述交流/直流转换单元用于将交流电压转换为第二直流电压；

所述直流/直流转换单元用于将输入的直流电压转换为第一直流电压；

所述选择单元用于：当第一开关断开，且第一直流电压大于第二直流电压时，选择第一直流电压为储能单元提供电能；当第一开关断开，且第一直流电压小于第二直流电压时，选择第二直流电压为储能单元提供电能；当第一开关断开，且第一直流电压等于第二直流电压时，选择第一直流电压和第二直流电压共同为储能单元提供电能；当第一开关闭合，且第一直流电压大于第二直流电压时，选择第一直流电压和储能单元共同为接触器线包提供电能；当第一开关闭合，且第一直流电压小于第二直流电压时，选择第二直流电压和储能单元共同为接触器线包提供电能；当第一开关闭合，且第一直流电压等于第二直流电压时，选择第一直流电压、第二直流电压和储能单元共同为接触器线包提供电能；

所述储能单元，用于储存电能或者为接触器线包提供电能；

第一开关，用于在控制端接收的控制信号的控制下，断开或闭合；

所述选择单元包括：第一二极管、第一电阻和第二二极管；

选择单元的第一输入端连接第一二极管的阳极；第一二极管的阴极通过第一电阻连接选择单元的第一输出端；

选择单元的第三输入端和第三输出端均连接第一二极管的阴极；

选择单元的第二输入端、第二输出端、第四输入端和第四输出端连接；

第一二极管的阴极还通过反接的第二二极管连接选择单元的第一输出端。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述储能单元包括：储能单元的第一端通过储能电容连接储能单元的第二端。

3.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述交流/直流转换单元通过整流电路实现。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述整流电路包括：

交流/直流转换单元的第二输入端通过第三二极管连接交流/直流转换单元的第一输出端，还通过反接的第四二极管连接交流/直流转换单元的第二输出端；

交流/直流转换单元的第一输入端通过第五二极管连接交流/直流转换单元的第一输出端，还通过反接的第六二极管连接交流/直流转换单元的第二输出端。

5.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一开关通过三极管、场效应管、继电器或者接触器实现。