CN104576205B - 一种用于永磁接触器的控制电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于永磁接触器的控制电路，包括正常控制电路及强制分断控制电路；正常控制电路外接交流电源、线圈以及强制分断控制电路，在交流电导通时生成闭合指令，经线圈的电流磁场与永磁体磁场同向，实现动静铁芯闭合；在交流电断开时生成分断指令，电流磁场与永磁体磁场反向，实现动静铁芯分断；强制分断控制电路外接同一交流电源及脱扣器，在交流电断开瞬间，获取到正常控制电路的电压信号为0时，启动延时，待延时过后，检测到动静铁芯保持吸合，则启动脱扣器强制脱扣实现动静铁芯分断。本发明可以在永磁接触器无法正常分断时，快速及便捷的控制永磁接触器动静铁芯分断，实现降低生产过程中产生的安全隐患的目的。
Description
技术领域
本发明涉及永磁接触器领域，尤其涉及一种用于永磁接触器的控制电路及方法。
背景技术
永磁接触器是利用磁极同性相斥、异性相吸的原理，用永磁驱动机构取代传统的电磁铁驱动机构而形成的一种微功耗接触器。因安装在接触器磁轭上的永磁铁的极性是固定不变的，而固定在磁轭内部的线圈在外来控制信号作用下，产生驱动磁场，驱动磁场在闭合阶段与永磁体磁场方向相同，使动铁芯向下运动；断开时与永磁体磁场方向相反，使动铁芯从吸合位置向上运行，从而使接触器的主触头达到吸合、保持与释放的目的。
采用永磁保持电子控制的方式来实现电磁式接触器的所有功能，其主要优点为结构简单、零部件少、无噪音、受电网电压波动影响小，然而永磁接触器由于工作原理的限制，在设计上存在先天性的缺陷：一方面，当控制模块或控制电路上的可控器件（MOS管等）出现故障时，或者在线圈出现故障、失电的条件下，永磁接触器无法正常分断，对主供电回路失去控制能力，对工业生产乃至整个配电网的安全带来重大的安全隐患；另一方面，在断电的情况下，永磁体保持紧密闭合，手动很难使永磁接触器的触头分开，必须接通电源才能使触头分开，这样在永磁接触器的安装、调试以及测试过程中均极为不便。
发明内容
本发明实施例的所要解决的技术问题在于，提供一种用于永磁接触器的控制电路及方法，可以在永磁接触器无法正常分断时，快速及便捷的控制永磁接触器动静铁芯分断，实现降低生产过程中产生的安全隐患的目的。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种用于永磁接触器的控制电路，其在设有脱扣器的永磁接触器上实现，包括正常控制电路以及与所述脱扣器相连的强制分断控制电路；其中，
所述正常控制电路的第一端外接交流电源，第二端与所述永磁接触器的线圈相连，第三端与所述强制分断控制电路的第三端相连，用于在交流电导通时，根据所产生的电平值高于预设阈值的当前电压信号，生成闭合指令，使得经所述线圈的电流产生的磁场与所述永磁接触器永磁体产生的磁场同向，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的闭合；在交流电断开后，根据所产生的电平值低于预设阈值的当前电压信号，生成分断指令，使得经所述线圈的电流产生的磁场与所述永磁接触器永磁体产生的磁场反向，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断；
所述强制分断控制电路的第一端外接所述交流电源，第二端与所述脱扣器相连，用于在交流电断开的瞬间，获取到所述正常控制电路产生的当前电压信号的电平值为0时，启动延时，待预设的延时时间过后，检测到所述永磁接触器动铁芯和静铁芯继续保持吸合状态，则启动所述脱扣器强制脱扣，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断。
其中，所述正常控制电路包括AVR单片机、供电与电压检测电路、储能电路以及线圈控制电路；其中，
所述供电与电压检测电路的第一端外接所述交流电源，第二端与所述储能电路的一端相连，第三端与所述AVR单片机的输入端及所述强制分断控制电路的第三端相连，用于在交流电导通时，将交流电转变成直流电进行供电及检测，并输出所述电平值高于预设阈值的当前电压信号；在交流电断开后，由所述储能电路进行供电及检测，并输出所述电平值低于预设阈值的当前电压信号；
所述AVR单片机的输出端与所述线圈控制电路的第一输入端相连，用于当获取到所述供电与电压检测电路输出的当前电压信号的电平值高于所述预设阈值时，生成闭合指令；当获取到所述供电与电压检测电路输出当前电压信号的电平值低于所述预设阈值时，生成分断指令；
线圈控制电路的第二输入端与所述储能电路的另一端相连，输出端与所述线圈相连，用于在获取到所述AVR单片机输出的闭合指令时，使得经所述线圈上的电流产生的磁场与所述永磁接触器永磁体产生的磁场同向，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的闭合；在获取到所述AVR单片机输出的分断指令时，由所述储能电路反向供电，使得经所述线圈上的电流产生的磁场与所述永磁接触器永磁体产生的磁场反向，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断；
所述储能电路，用于在交流电导通时，充电储能；以及在交流电断开时，输出直流电进行供电。
其中，所述供电与电压检测电路包括第一整流桥和第一滤波电容；其中，
所述第一整流桥的第一端与所述交流源相连，第二端与所述储能电路的一端相连，第三端与所述第一滤波电容的一端相连；
所述第一滤波电容的另一端与所述AVR单片机的输入端及所述强制分断控制电路的第三端相连。
其中，所述AVR单片机包括1至8个引脚，其中，
所述AVR单片机的引脚1与复位键相连；
所述AVR单片机的引脚2与所述供电与电压检测电路的第三端相连；
所述AVR单片机的引脚4为接地；
所述AVR单片机的引脚5与内部工作电源相连；
所述AVR单片机的引脚6连接到所述线圈控制电路中的SCK端，用于控制所述线圈控制电路中第四MOS管的开关；
所述AVR单片机的引脚7连接到所述线圈控制电路中的CON1端，用于控制所述线圈控制电路中第一MOS管及第三MOS管的开关；
所述AVR单片机的引脚8连接到所述线圈控制电路中的CON2端，用于控制所述线圈控制电路中第二MOS管的开关。
其中，所述强制分断控制电路包括超级电容供电及延时电路和触头电压检测及脱扣器控制电路；其中，
所述超级电容供电及延时电路的第一端外接所述交流电源，第二端与所述触头电压检测及脱扣器控制电路的第一端相连，第三端与所述正常控制电路的第三端相连，用于在交流电导通时，进行充电储能，将所述获得的当前电压信号转变成低电平信号输出；在交流电断开的瞬间，确定所述获得的当前电压信号的电平值变为0时，启动延时，待预设的延时时间过后，输出高电平信号；在交流电断开后，输出直流电进行供电，并将所述获得的当前电压信号转变成低电平信号输出；
所述触头电压检测及脱扣器控制电路的第二端与所述永磁接触器辅助触头相连，第三端与所述脱扣器相连，用于当获取到所述超级电容供电及延时电路输出的低电平信号时，保持所述脱扣器当前状态不变；当获取到所述超级电容供电及延时电路输出的高电平信号，且检测到所述永磁接触器辅助触头两端的电压不为0时，确定所述永磁接触器动铁芯和静铁芯继续保持吸合状态，则进一步启动所述脱扣器强制脱扣，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断。
其中，所述超级电容供电及延时电路包括超级电容供电电路和延时电路；其中，
所述超级电容供电电路包括变压器、第二整流桥和第二电容；其中，所述变压器的输入端外接所述交流电源，用于将交流电转变成直流电；所述第二整流桥的两端分别连接所述变压器的输出端和第二电容的一端之间，用于将经所述变压器处理的直流电进行整流；所述第二电容的另一端外接所述延时电路的输入端，用于在交流电导通时，进行充电储能；以及在交流电断开时，输出直流电进行供电；
所述延时电路包括光耦、延时装置和第一比较器，其中，所述光耦中的发光器的正极与所述正常控制电路的第三端相连，负极接地；所述光耦中的受光器的输入端与所述第二电容的另一端及所述延时装置的输入端相连，输出端与所述第一比较器负极输入端相连；所述延时装置的另一端与第一比较器的正极输入端相连，用于当所述光耦不导通时，启动延时；所述第一比较器的输出端为所述延时电路的输出端，其与所述触头电压检测及脱扣器的第一端相连，用于当所述光耦导通时，输出低电平信号；当所述光耦不导通时，待所述延时装置中预设的延时时间过后，输出高电平信号。
其中，所述延时装置包括延时电容。
其中，所述触头电压检测及脱扣器控制电路包括所述触头电压检测电路和脱扣器控制电路；其中，
所述触头电压检测电路包括由第一电阻、第一分压电阻、第二分压电阻与所述永磁接触器辅助触头相连构成的回路，以及由第二运算器、第二电阻、第三电阻、第四电阻及第五电阻构成的减法电路；其中，所述回路用于在所述动铁芯和静铁芯吸合时使得第一电阻两端产生电压，在所述动铁芯和静铁芯断开时使得第一电阻两端的电压为0；所述减法电路用于将第一电阻两端的差分电压转换成对地电压；
所述脱扣器控制电路包括第五晶体管和第六晶体管；所述第六晶体管的栅极与所述第一比较器的输出端相连，源极与所述第二运算器的输出端相连，漏极与所述第六晶体管的栅极相连，用于当获取到低电平信号时，断开所述第六晶体管导通；当获取到高电平信号时，实现所述第六晶体管导通；所述第六晶体管的源极与所述脱扣器的线圈相连，漏极接内部工作电源，用于在所述第五晶体管导通时，导通所述脱扣器的线圈，启动所述脱扣器强制脱扣，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断。
本发明实施例还提供了一种用于永磁接触器的控制方法，其在设有前述的电路及脱扣器的永磁接触器上实现，所述方法包括：
在交流电导通时，根据所产生的电平值高于预设阈值的当前电压信号，生成闭合指令，使得经永磁接触器线圈的电流产生的磁场与所述永磁接触器永磁体产生的磁场同向，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的闭合；
在交流电断开后，根据所产生的电平值低于预设阈值的当前电压信号，生成分断指令，使得经所述线圈的电流产生的磁场与所述永磁接触器永磁体产生的磁场反向，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断；以及
在交流电断开的瞬间，获取到所产生的当前电压信号的电平值为0时，启动延时，待预设的延时时间过后，检测到所述永磁接触器动铁芯和静铁芯继续保持吸合状态，则启动所述脱扣器强制脱扣，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断。
其中，所述方法进一步包括：
在交流电导通时，保持所述脱扣器当前状态不变。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
在本发明实施例中，由于交流电导通时，可通过正常控制电路产生闭合指令实现永磁接触器动铁芯和静铁芯闭合，可保证生产正常运行；而在交流电断开的瞬间，通过正常控制电路中电压的变化来确定分断指令，启动强制分断控制电路的延时功能，并同时通过正常控制电路来实现动铁芯和静铁芯分断，待延时过后，通过强制分断控制电路检测动铁芯和静铁芯的分断是否完成，一旦分断未完成，则通过强制分断控制电路强制启动脱扣器脱扣，实现动铁芯和静铁芯分断，从而实现可以在永磁接触器无法正常分断时，快速及便捷的控制永磁接触器动静铁芯分断，降低生产过程中产生的安全隐患的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1为现有技术中永磁接触器控制电路的连接示意图；
图2为现有技术中永磁接触器的运动机构模型的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的用于永磁接触器的控制电路的结构示意图；
图4为图3中正常控制电路的结构示意图；
图5为图4中供电与电压检测电路的结构示意图；
图6为图4中正常控制电路应用场景的电路连接图；
图7为图3中强制分断控制电路的结构示意图；
图8为图7中超级电容供电及延时电路的结构示意图；
图9为图7中触头电压检测及脱扣器控制电路的结构示意图；
图10为图7中强制分断控制电路应用场景的电路连接图；
图11为本发明实施例提供的用于永磁接触器的控制方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
发明人发现，图1中的现有的永磁接触器控制电路的工作原理为：当永磁接触器吸合开始时，MOS管Q1/、Q2/导通，电流经线圈L产生的磁场与永磁接触器上的永磁体磁场方向一致，其电磁力使得动铁芯向下运动，完成永磁接触器吸合，此时MOS管Q2/断开并给电容C1/充电；当永磁接触器分断时，MOS管Q3/导通，电容C1/中的电能释放，此时电流经线圈L/产生的磁场与永磁接触器上的永磁体磁场方向相反，其电磁力使得动铁芯会在反力弹簧的作用下弹开（如图2所示），完成接触器的分断，但是在分断过程中，当上述现有的永磁接触器控制电路出现MOS管故障，或者励磁线圈断开、单片机故障等问题时，永磁接触器无法完成分断，给安全生产带来较大隐患。因此，发明人提出了一种新的用于永磁接触器的控制电路，来避免永磁接触器正常分断失效后给安全生产带来的较大隐患。
如图3所示，为本发明实施例，提出的一种用于永磁接触器的控制电路，其在设有脱扣器的永磁接触器上实现，包括正常控制电路1以及与脱扣器相连的强制分断控制电路2；其中，
正常控制电路1的第一端a1外接交流电源AC，第二端a2与永磁接触器的线圈L相连，第三端a3与强制分断控制电路2的第三端b3相连，用于在交流电导通时，根据所产生的电平值高于预设阈值的当前电压信号，生成闭合指令，使得经线圈的电流产生的磁场与永磁接触器永磁体产生的磁场同向，实现永磁接触器动铁芯和静铁芯的闭合；在交流电断开后，根据所产生的电平值低于预设阈值的当前电压信号，生成分断指令，使得经线圈的电流产生的磁场与永磁接触器永磁体产生的磁场反向，实现永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断；
强制分断控制电路2的第一端b1外接交流电源AC，第二端b2与脱扣器相连，用于在交流电断开的瞬间，获取到正常控制电路1产生的当前电压信号的电平值为0时，启动延时，待预设的延时时间过后，检测到永磁接触器动铁芯和静铁芯继续保持吸合状态，则启动脱扣器3强制脱扣，实现永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断。
应当说明的是，强制分断控制电路2在交流电导通时及交流电断开后正常控制电路1采用储能进行供电时，获取到的当前电压信号的电平值均大于0，此时强制分断控制电路2保持脱扣器3的当前状态不变，即脱扣器3不动作。强制分断控制电路2预设的延时时间，可以满足正常控制电路1完成一次或多次永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断的时间要求，即待预设的延时时间过后，正常控制电路1至少完成一次永磁接触器动铁芯和静铁芯分断的动作。
其工作原理为，当正常控制电路1中的AVR单片机11检测到当前电压信号的电平值高于预设的阈值时，生成闭合指令，实现永磁接触器动铁芯和静铁芯的闭合，此时强制分断控制电路2只是进行充电储能，脱扣器不工作；当正常控制电路1中的AVR单片机11检测到当前电压信号的电平值下降，即接收到分断指令时，控制电路将储能电路13中的能量释放到永磁接触器线圈L中产生与永磁体磁场反向的磁场，使得永磁接触器正常分断。强制分断控制电路2在接收到分断指令时，延时一短暂时间，检测永磁接触器动铁芯和静铁芯是否分断，如果永磁接触器动铁芯和静铁芯未正常分断，则启动脱扣器强制脱扣，如果永磁接触器动铁芯和静铁芯已经分断，脱扣器不动作。
如图4所示，正常控制电路1包括AVR单片机11、供电与电压检测电路12、储能电路13以及线圈控制电路14；其中，
供电与电压检测电路12的第一端c1外接交流电源AC，第二端c2与储能电路13的一端相连，第三端c3与AVR单片机11的输入端及强制分断控制电路2的第三端b3相连，用于在交流电导通时，将交流电转变成直流电进行供电及检测，并输出电平值高于预设阈值的当前电压信号；在交流电断开后，由储能电路13进行供电及检测，并输出电平值低于预设阈值的当前电压信号；
AVR单片机11的输出端与线圈控制电路14的第一输入端d1相连，用于当获取到供电与电压检测电路12输出的当前电压信号的电平值高于预设阈值时，生成闭合指令；当获取到供电与电压检测电路12输出当前电压信号的电平值低于预设阈值时，生成分断指令；
线圈控制电路14的第二输入端d2与储能电路13的另一端相连，输出端d3与线圈L相连，用于在获取到AVR单片机11输出的闭合指令时，使得经线圈L上的电流产生的磁场与永磁接触器永磁体产生的磁场同向，实现永磁接触器动铁芯和静铁芯的闭合；在获取到AVR单片机11输出的分断指令时，由储能电路13反向供电，使得经线圈L上的电流产生的磁场与永磁接触器永磁体产生的磁场反向，实现永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断；
储能电路13，用于在交流电导通时，充电储能；以及在交流电断开时，输出直流电进行供电。
如图5所示，供电与电压检测电路12包括第一整流桥121和第一滤波电容122；其中，第一整流桥121的第一端e1与交流源AC相连，第二端e2与储能电路13的一端相连，第三端e3与第一滤波电容122的一端相连；
第一滤波电容122的另一端与AVR单片机11的输入端及强制分断控制电路3的第三端b3相连。
如图6所示，对本发明实施例中正常控制电路1应用场景进一步说明：
图中，整流桥D2为第一整流桥，电容C3为第一滤波电容，整流桥D2和电容C3将输入的220V交流电进行整流和滤波变成直流电；AVR单片机11包括1至8个引脚，其中，AVR单片机11的引脚1与复位键Reset相连；引脚2与供电与电压检测电路12的第三端c3（图中A点）相连；引脚4为接地GND；引脚5与内部工作电源VCC相连；引脚6连接到线圈控制电路14中的SCK端，用于控制线圈控制电路14中第四MOS管Q4的开关；引脚7连接到线圈控制电路14中的CON1端，用于控制线圈控制电路14中第一MOS管Q1及第三MOS管Q3的开关；引脚8连接到线圈控制电路14中的CON2端，用于控制线圈控制电路14中第二MOS管Q2的开关。
正常控制电路1工作的阶段有两种，具体如下：
闭合阶段：当AVR单片机引脚2脚检测到闭合控制信号时，AVR单片机立即使7脚变为高电平导通第一MOS管Q1及第三MOS管Q3，经整流过的电流直接流入线圈L，电流方向向下（如图6中箭头1的方向），此时电流在线圈L中流动产生的磁场与永磁体产生的磁场方向一致，动铁芯受到磁力向下运动。延时数十毫秒后，AVR单片机11将7脚变为低电平关闭第一MOS管Q1及第三MOS管Q3，闭合结束，接触器依靠永磁体产生的吸力维持闭合，此时电容C6、电容C7处于充电状态。
分断阶段：分断时220V供电电路已经关闭，AVR单片机11的供电由储能电路13中的电容C7提供，AVR单片机11检测到A端电压下降，则通过引脚6、8控制第二MOS管Q2、第四MOS管Q4导通，电容C6中储存的能量释放，形成的电流在线圈L中的方向向上（如图6中箭头2的方向），抵消永磁体磁场。动铁芯会在反力弹簧的作用下向上运动，分断完成。
如图7所示，强制分断控制电路2包括超级电容供电及延时电路21和触头电压检测及脱扣器控制电路22；其中，
超级电容供电及延时电路21的第一端f1外接交流电源AC ，第二端f2与触头电压检测及脱扣器控制电路22的第一端g1相连，第三端f3与正常控制电路1的第三端a3相连，用于在交流电导通时，进行充电储能，将获得的当前电压信号转变成低电平信号输出；在交流电断开的瞬间，确定获得的当前电压信号的电平值变为0时，启动延时，待预设的延时时间过后，输出高电平信号；在交流电断开后，输出直流电进行供电，并将获得的当前电压信号转变成低电平信号输出；
触头电压检测及脱扣器控制电路22的第二端g2与永磁接触器辅助触头T相连，第三端g3与脱扣器相连，用于当获取到超级电容供电及延时电路21输出的低电平信号时，保持脱扣器当前状态不变；当获取到超级电容供电及延时电路21输出的高电平信号，且检测到永磁接触器辅助触头两端的电压不为0时，确定永磁接触器动铁芯和静铁芯继续保持吸合状态，则进一步启动脱扣器强制脱扣，实现永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断。
如图8所示，超级电容供电及延时电路21包括超级电容供电电路211和延时电路212；其中，
超级电容供电电路211包括变压器2111、第二整流桥2112和第二电容2113；其中，变压器2111的输入端外接交流电源AC，用于将交流电转变成直流电；第二整流桥2112的两端分别连接变压器2111的输出端和第二电容2113的一端之间，用于将经变压器2111处理的直流电进行整流；第二电容2113的另一端外接延时电路212的输入端，用于在交流电导通时，进行充电储能；以及在交流电断开时，输出直流电进行供电；
延时电路212包括光耦2121、延时装置2122和第一比较器2123，其中，光耦2121中的发光器的正极（+）与正常控制电路1的第三端a3相连，负极（-）接地；光耦2121中的受光器的输入端与第二电容2113的另一端及延时装置2122的输入端相连，输出端与第一比较器2123负极输入端（-）相连；延时装置2122的另一端与第一比较器的正极输入端（+）相连，用于当光耦不导通时，启动延时；第一比较器2123的输出端与触头电压检测及脱扣器22的第一端g1相连，用于当光耦2121导通时，输出低电平信号；当光耦2121不导通时，待延时装置2122中预设的延时时间过后，输出高电平信号。
应当说明的是，第二电容2113也可以为可充电的锂电池，延时装置2122为延时电容。
如图9所示，触头电压检测及脱扣器控制电路22包括触头电压检测电路221和脱扣器控制电路222；其中，
触头电压检测电路221包括由第一电阻2211、第一分压电阻2212、第二分压电阻2213与永磁接触器辅助触头T相连构成的回路，以及由第二运算器2214、第二电阻2215、第三电阻2216、第四电阻2217及第五电阻2218构成的减法电路；其中，回路用于在动铁芯和静铁芯吸合时使得第一电阻2211两端产生电压，在动铁芯和静铁芯断开时使得第一电阻2211两端的电压为0；减法电路用于将第一电阻2211两端的差分电压转换成对地电压；
脱扣器控制电路222包括第五晶体管2221和第六晶体管2222；第五晶体管2221的栅极G1与第一比较器2123的输出端相连，源极S1与第二运算器2214的输出端相连，漏极D1与第六晶体管2222的栅极G2相连，用于当获取到低电平信号时，断开第六晶体管2222导通；当获取到高电平信号时，实现第六晶体管2222导通；第六晶体管2222的源极S2与脱扣器的线圈相连，漏极D2接内部工作电源VCC，用于在第五晶体管2221导通时，导通脱扣器的线圈，启动脱扣器强制脱扣，实现永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断。
如图10所示，对本发明实施例中强制分断控制电路2应用场景进一步说明：
图中，T1为变压器、整流桥D9为第二整流桥、电容C9为第二电容，变压器T1、整流桥D9和电容C9构成超级电容供电电路；U2为光耦、电容C11构成延时装置、比较器A为第一比较器，U2、电容C11和比较器A构成延时电路；
电阻R16为第一电阻、电源分压电阻R17为第一分压电阻、电阻R18为第二分压电阻、T为辅助触头，电阻R16、R17、R18和辅助触头T构成回路；比较器B为第二比较器、电阻R11、R12、R13、R15分别对应为第二至第五电阻，比较器B和电阻R11、R12、R13、R15构成减法电路；
MOS管Q6为第五晶体管、MOS管Q7为第六晶体管；
其工作原理为，延时电路中的A点与正常控制电路中电压检测端A点连通，永磁，A点电平为高电平，延时电路中的光耦U2导通，此时比较器A输出为低电平，触头电压检测与脱扣器控制电路中的MOS管Q6关闭，整个保险电路无需工作。当永磁接触器接收到分断指令时，A点的电压迅速下降到0，延时电路中的光耦U2不导通，延时电路延时一定时间（如2秒）后，比较器A输出高电平，触头电压检测及脱扣器控制电路中MOS管Q6导通，此时如果R16两端仍然有电压，表明接触器没有完成开断动作，MOS管Q7将被导通，脱扣器线圈通电，脱扣器被触发，强制脱扣过程启动。如果R16两端电压为0，表示永磁接触器已正常分断，MOS管Q7不被导通，脱扣器不动作。
如图11所示，为本发明实施例，提出的一种用于永磁接触器的控制方法，其在设有上述的电路及脱扣器的永磁接触器上实现，所述方法包括：
步骤S101、在交流电导通时，根据所产生的电平值高于预设阈值的当前电压信号，生成闭合指令，使得经永磁接触器线圈的电流产生的磁场与所述永磁接触器永磁体产生的磁场同向，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的闭合；
步骤S102、在交流电断开后，根据所产生的电平值低于预设阈值的当前电压信号，生成分断指令，使得经所述线圈的电流产生的磁场与所述永磁接触器永磁体产生的磁场反向，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断；
步骤S103、在交流电断开的瞬间，获取到所产生的当前电压信号的电平值为0时，启动延时，待预设的延时时间过后，检测到所述永磁接触器动铁芯和静铁芯继续保持吸合状态，则启动所述脱扣器强制脱扣，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断。
其中，所述方法进一步包括：
在交流电导通时，保持所述脱扣器当前状态不变。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：
在本发明实施例中，由于交流电导通时，可通过正常控制电路产生闭合指令实现永磁接触器动铁芯和静铁芯闭合，可保证生产正常运行；而在交流电断开的瞬间，通过正常控制电路中电压的变化来确定分断指令，启动强制分断控制电路的延时功能，并同时通过正常控制电路来实现动铁芯和静铁芯分断，待延时过后，通过强制分断控制电路检测动铁芯和静铁芯的分断是否完成，一旦分断未完成，则通过强制分断控制电路强制启动脱扣器脱扣，实现动铁芯和静铁芯分断，从而实现可以在永磁接触器无法正常分断时，快速及便捷的控制永磁接触器动静铁芯分断，降低生产过程中产生的安全隐患的目的。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘、光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于永磁接触器的控制电路，其特征在于，其在设有脱扣器的永磁接触器上实现，包括正常控制电路以及与所述脱扣器相连的强制分断控制电路；其中，
所述正常控制电路的第一端外接交流电源，第二端与所述永磁接触器的线圈相连，第三端与所述强制分断控制电路的第三端相连，用于在交流电导通时，根据所产生的电平值高于预设阈值的当前电压信号，生成闭合指令，使得经所述线圈的电流产生的磁场与所述永磁接触器永磁体产生的磁场同向，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的闭合；在交流电断开后，根据所产生的电平值低于预设阈值的当前电压信号，生成分断指令，使得经所述线圈的电流产生的磁场与所述永磁接触器永磁体产生的磁场反向，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断；
所述强制分断控制电路的第一端外接所述交流电源，第二端与所述脱扣器相连，用于在交流电断开的瞬间，获取到所述正常控制电路产生的当前电压信号的电平值为0时，启动延时，待预设的延时时间过后，检测到所述永磁接触器动铁芯和静铁芯继续保持吸合状态，则启动所述脱扣器强制脱扣，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断。
2.如权利要求1所述的用于永磁接触器的控制电路，其特征在于，所述正常控制电路包括AVR单片机、供电与电压检测电路、储能电路以及线圈控制电路；其中，
所述供电与电压检测电路的第一端外接所述交流电源，第二端与所述储能电路的一端相连，第三端与所述AVR单片机的输入端及所述强制分断控制电路的第三端相连，用于在交流电导通时，将交流电转变成直流电进行供电及检测，并输出所述电平值高于预设阈值的当前电压信号；在交流电断开后，由所述储能电路进行供电及检测，并输出所述电平值低于预设阈值的当前电压信号；
所述AVR单片机的输出端与所述线圈控制电路的第一输入端相连，用于当获取到所述供电与电压检测电路输出的当前电压信号的电平值高于所述预设阈值时，生成闭合指令；当获取到所述供电与电压检测电路输出当前电压信号的电平值低于所述预设阈值时，生成分断指令；
线圈控制电路的第二输入端与所述储能电路的另一端相连，输出端与所述线圈相连，用于在获取到所述AVR单片机输出的闭合指令时，使得经所述线圈上的电流产生的磁场与所述永磁接触器永磁体产生的磁场同向，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的闭合；在获取到所述AVR单片机输出的分断指令时，由所述储能电路反向供电，使得经所述线圈上的电流产生的磁场与所述永磁接触器永磁体产生的磁场反向，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断；
所述储能电路，用于在交流电导通时，充电储能；以及在交流电断开时，输出直流电进行供电。
3.如权利要求2所述的用于永磁接触器的控制电路，其特征在于，所述供电与电压检测电路包括第一整流桥和第一滤波电容；其中，
所述第一整流桥的第一端与所述交流电源相连，第二端与所述储能电路的一端相连，第三端与所述第一滤波电容的一端相连；
所述第一滤波电容的另一端与所述AVR单片机的输入端及所述强制分断控制电路的第三端相连。
4.如权利要求2所述的用于永磁接触器的控制电路，其特征在于，所述AVR单片机包括1至8个引脚，其中，
所述AVR单片机的引脚1与复位键（Reset）相连；
所述AVR单片机的引脚2与所述供电与电压检测电路的第三端相连；
所述AVR单片机的引脚4为接地（GND）；
所述AVR单片机的引脚5与内部工作电源（VCC）相连；
所述AVR单片机的引脚6连接到所述线圈控制电路中的SCK端，用于控制所述线圈控制电路中第四MOS管（Q4）的开关；
所述AVR单片机的引脚7连接到所述线圈控制电路中的CON1端，用于控制所述线圈控制电路中第一MOS管（Q1）及第三MOS管（Q3）的开关；
所述AVR单片机的引脚8连接到所述线圈控制电路中的CON2端，用于控制所述线圈控制电路中第二MOS管（Q2）的开关。
5.如权利要求1所述的用于永磁接触器的控制电路，其特征在于，所述强制分断控制电路包括超级电容供电及延时电路和触头电压检测及脱扣器控制电路；其中，
所述超级电容供电及延时电路的第一端外接所述交流电源，第二端与所述触头电压检测及脱扣器控制电路的第一端相连，第三端与所述正常控制电路的第三端相连，用于在交流电导通时，进行充电储能，将获得的当前电压信号转变成低电平信号输出；在交流电断开的瞬间，确定获得的当前电压信号的电平值变为0时，启动延时，待预设的延时时间过后，输出高电平信号；在交流电断开后，输出直流电进行供电，并将获得的当前电压信号转变成低电平信号输出；
所述触头电压检测及脱扣器控制电路的第二端与所述永磁接触器辅助触头相连，第三端与所述脱扣器相连，用于当获取到所述超级电容供电及延时电路输出的低电平信号时，保持所述脱扣器当前状态不变；当获取到所述超级电容供电及延时电路输出的高电平信号，且检测到所述永磁接触器辅助触头两端的电压不为0时，确定所述永磁接触器动铁芯和静铁芯继续保持吸合状态，则进一步启动所述脱扣器强制脱扣，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断。
6.如权利要求5所述的用于永磁接触器的控制电路，其特征在于，所述超级电容供电及延时电路包括超级电容供电电路和延时电路；其中，
所述超级电容供电电路包括变压器、第二整流桥和第二电容；其中，所述变压器的输入端外接所述交流电源，用于将交流电转变成直流电；所述第二整流桥的两端分别连接所述变压器的输出端和第二电容的一端，用于将经所述变压器处理的直流电进行整流；所述第二电容的另一端外接所述延时电路的输入端，用于在交流电导通时，进行充电储能；以及在交流电断开时，输出直流电进行供电；
所述延时电路包括光耦、延时装置和第一比较器，其中，所述光耦中的发光器的正极与所述正常控制电路的第三端相连，负极接地；所述光耦中的受光器的输入端与所述第二电容的另一端及所述延时装置的输入端相连，输出端与所述第一比较器负极输入端相连；所述延时装置的另一端与第一比较器的正极输入端相连，用于当所述光耦不导通时，启动延时；所述第一比较器的输出端为所述延时电路的输出端，其与所述触头电压检测及脱扣器控制电路的第一端相连，用于当所述光耦导通时，输出低电平信号；当所述光耦不导通时，待所述延时装置中预设的延时时间过后，输出高电平信号。
7.如权利要求6所述的用于永磁接触器的控制电路，其特征在于，所述延时装置包括延时电容。
8.如权利要求6所述的用于永磁接触器的控制电路，其特征在于，所述触头电压检测及脱扣器控制电路包括所述触头电压检测电路和脱扣器控制电路；其中，
所述触头电压检测电路包括由第一电阻、第一分压电阻、第二分压电阻与所述永磁接触器辅助触头相连构成的回路，以及由第二运算器、第二电阻、第三电阻、第四电阻及第五电阻构成的减法电路；其中，所述回路用于在所述动铁芯和静铁芯吸合时使得第一电阻两端产生电压，在所述动铁芯和静铁芯断开时使得第一电阻两端的电压为0；所述减法电路用于将第一电阻两端的差分电压转换成对地电压；
所述脱扣器控制电路包括第五晶体管和第六晶体管；所述第五晶体管的栅极与所述第一比较器的输出端相连，源极与所述第二运算器的输出端相连，漏极与所述第六晶体管的栅极相连，用于当获取到低电平信号时，断开所述第六晶体管导通；当获取到高电平信号时，实现所述第六晶体管导通；所述第六晶体管的源极与所述脱扣器的线圈相连，漏极接内部工作电源，用于在所述第五晶体管导通时，导通所述脱扣器的线圈，启动所述脱扣器强制脱扣，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断。
9.一种用于永磁接触器的控制方法，其特征在于，其在设有如权利要求1至8任一项中所述的电路及脱扣器的永磁接触器上实现，所述方法包括：
在交流电导通时，根据所产生的电平值高于预设阈值的当前电压信号，生成闭合指令，使得经永磁接触器线圈的电流产生的磁场与所述永磁接触器永磁体产生的磁场同向，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的闭合；
在交流电断开后，根据所产生的电平值低于预设阈值的当前电压信号，生成分断指令，使得经所述线圈的电流产生的磁场与所述永磁接触器永磁体产生的磁场反向，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断；以及
在交流电断开的瞬间，获取到所产生的当前电压信号的电平值为0时，启动延时，待预设的延时时间过后，检测到所述永磁接触器动铁芯和静铁芯继续保持吸合状态，则启动所述脱扣器强制脱扣，实现所述永磁接触器动铁芯和静铁芯的分断。
10.如权利要求9所述的用于永磁接触器的控制方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
在交流电导通时，保持所述脱扣器当前状态不变。
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