CN109616379A - 一种磁保持继电器并联互感效应抑制装置及其抑制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种磁保持继电器并联互感效应抑制装置，连接供电电源、开指令电路和关指令电路，包含：冗余并联的两个磁保持继电器，所述磁保持继电器连接供电电源、开指令电路和关指令电路，实现自动接通、切断电路，所述磁保持继电器内设有两个线圈；四个互感抑制器，设置在供电电源和线圈之间，切断磁保持继电器内线圈产生的互感电流；两个消反电路,分别设置在开指令电路和供电电源、关指令电路和供电电源之间，消除线圈的自感电动势。本发明还包含一种磁保持继电器并联互感效应的抑制方法。与现有技术相比，本发明在单个磁保持继电器失效时能够继续工作，并有效防止磁保持继电器的误动作。本发明设计简单、安全可靠。

Description

一种磁保持继电器并联互感效应抑制装置及其抑制方法

技术领域

本发明涉及主备份电源供电技术，尤其是涉及一种磁保持继电器并联互感效应抑制装置。

背景技术

目前，在载人航天、卫星等领域重要单机中会大量用到磁保持继电器，用于对单机内部主备份模块电路的供电切换，磁保持继电器具有控制信号简单、触点处于保持状态时线圈不需要持续通电、触点切换高可靠性等特点，广泛用于航天领域控制系统的重要单机。但是，当单机内部需要同时切换多个供电电源，并且为减小单个磁保持继电器失效的影响需要冗余并联时，有以下几个方面的缺点：第一，单个磁保持继电器大多含有两个线圈，并且两个线圈绕在同一个磁芯上，两个线圈在控制信号作用下会对继电器的触点产生相反的动作，当其中一个线圈在单脉冲控制信号的作用下，会在非作用的另一个线圈上产生互感电动势，该互感电动势是磁保持继电器产生误动作的源头；第二，当两个及两个以上的磁保持继电器并联时，所有非动作的线圈上引起的互感电动势会在闭合环路上引起环路电流，当环路电路足够大时会使非动作线圈产生非预期的动作，从而使得磁保持继电器的触点未到达期望的位置；第三，当两个及两个以上的磁保持继电器并联，并且磁保持继电器的种类不同时，所有非动作的线圈上引起的互感电动势在闭合环路上引起环路电流值会更大，更易引起触点的非期望动作。因此，介于磁保持继电器对并联的需求同时又兼顾高可靠性的切换，传统的直接将磁保持继电器并联方法存在使用安全隐患，不能满足航天领域高可靠性、高安全性的要求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种高可靠的磁保持继电器并联互感效应抑制装置，它能够抑制磁保持继电器非作用线圈上互感效应引起的互感电流，从而能够实现磁保持继电器在并联时高可靠的切换动作。

为了达到上述目的，本发明提供了一种磁保持继电器并联互感效应抑制装置，连接供电电源、开指令电路和关指令电路，开指令电路和关指令电路根据上位机指令信号分别生成开指令脉冲和关指令脉冲，通过开指令脉冲和关指令脉冲实现磁保持继电器自动接通、切断电路，包含：

冗余并联的两个磁保持继电器，所述磁保持继电器连接供电电源、开指令电路和关指令电路，根据开指令脉冲和关指令脉冲实现自动接通、切断电路；所述磁保持继电器内设有两个线圈，分别为第一线圈和第二线圈；第一线圈和第二线圈的高端连接供电电源，第一线圈的低端连接开指令电路，第二线圈的低端连接关指令电路；

四个互感抑制器，所述互感抑制器设置在供电电源和线圈之间，供电电源和每个线圈之间分别设有一个互感抑制器；互感抑制器能够切断磁保持继电器内产生的互感电流，有效防止磁保持继电器的误动作；

第一消反电路和第二消反电路，所述第一消反电路设置在开指令电路和供电电源之间，当开指令脉冲结束时，第一线圈产生的自感电流流过第一消反电路，从而消除第一线圈的自感电动势；所述第二消反电路设置在关指令电路和供电电源之间，当关指令脉冲结束时，第二线圈产生的自感电流流过第二消反电路，从而消除第二线圈的自感电动势。

所述冗余并联的两个磁保持继电器，具体是指两个磁保持继电器的第一线圈互相连接；两个磁保持继电器的第二线圈互相连接。

所述第一消反电路在开指令脉冲维持的时间内，保证开指令脉冲全部流入第一线圈；第二消反电路在关指令脉冲维持的时间内，保证关指令脉冲全部流入第二线圈。

所述四个互感抑制器均能够实现通过正向电流并抑制反向电流。

所述互感抑制器能够切断磁保持继电器内产生的互感电流，具体是指，当开指令脉冲结束时，第一线圈会在第二线圈的高端产生互感电动势，从而在第二线圈闭合回路上产生互感电流，互感电流的方向由第二线圈的低端流向第二线圈的高端，为负向电流；由于互感抑制器只能通过正向电流，因此可以通过与第二线圈相连的互感抑制器实现切断第二线圈产生的互感电流。

所述互感抑制器能够切断磁保持继电器内产生的互感电流，还包括，当关指令脉冲结束时，第二线圈会在第一线圈的高端产生互感电动势，从而在第一线圈闭合回路上产生互感电流，互感电流的方向由第一线圈的低端流向第一线圈的高端，为负向电流；由于互感抑制器只能通过正向电流，因此可以通过与第二线圈相连的互感抑制器实现切断第一线圈产生的互感电流。

一种磁保持继电器并联互感效应的抑制方法，采用本发明所述的磁保持继电器并联互感效应抑制装置实现的，包含步骤：

S1、将磁保持继电器接通供电电源、开指令电路和关指令电路；当开指令脉冲维持有效时，进入S2；当关指令脉冲维持有效时，进入S3；当开指令脉冲结束时，进入S4；当关指令脉冲结束时，进入S5；

S2、第一消反电路保证开指令脉冲全部流入第一线圈；

S3、第二消反电路保证关指令脉冲全部流入第二线圈；

S4、第一线圈在第二线圈的高端产生互感电动势，从而在第二线圈闭合回路上产生由第二线圈的低端流向第二线圈的高端的互感电流，与第二线圈相连的互感抑制器实现切断第二线圈产生的互感电流；第一线圈产生的自感电流流过第一消反电路，实现消除第一线圈的自感电动势；

S5、第二线圈在第一线圈的高端产生互感电动势，从而在第一线圈闭合回路上产生由第一线圈的低端流向第一线圈的高端的互感电流，与第一线圈相连的互感抑制器实现切断第一线圈产生的互感电流；第二线圈产生的自感电流流过第二消反电路，实现消除第二线圈的自感电动势。

与现有技术相比，本发明通过冗余并联两个磁保持继电器，在单个磁保持继电器失效时能够实现自动接通、切断电路；本发明通过互感抑制器防止线圈产生的互感电流流入到其他线圈，引起继电器的误动作；通过消反电路消除线圈产生的自感电动势。本发明并有效防止磁保持继电器的误动作并且设计简单，安全可靠，具有很好的应用价值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1是本发明的磁保持继电器并联互感效应抑制装置示意图。

图2是本发明的开指令与关指令时序图。

图中，1、磁保持继电器；2、第一线圈；3、第二线圈；4、互感抑制器；5、第一消反电路；6、第二消反电路。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种磁保持继电器并联互感效应抑制装置，连接供电电源、开指令电路和关指令电路。开指令电路和关指令电路均连接上位机和供电电源；如图2所示，上位机发送开指令信号给开指令电路,当开指令信号的电平幅值等于供电电源电压时,开指令电路不产生开指令脉冲；当开指令信号的电平幅值等于0时,开指令电路产生开指令脉冲；上位机发送关指令信号给关指令电路,当关指令信号的电平幅值等于供电电源电压时,关指令电路不产生关指令脉冲；当开关指令信号的电平幅值等于0时,关指令电路产生关指令脉冲。

如图1所示，本发明提供了一种磁保持继电器并联互感效应抑制装置，包含：

冗余并联的两个磁保持继电器1，具体的，两个磁保持继电器1的第一线圈2互相连接，两个磁保持继电器1的第二线圈3互相连接。所述磁保持继电器1连接供电电源、开指令电路和关指令电路，根据开指令脉冲和关指令脉冲实现自动接通、切断电路；所述磁保持继电器1内设有两个线圈，分别为第一线圈2和第二线圈3；第一线圈2和第二线圈3的高端连接供电电源，第一线圈2的低端连接开指令电路，第二线圈3的低端连接关指令电路；

四个互感抑制器4，所述互感抑制器4设置在供电电源和线圈之间，供电电源和每个线圈之间分别设有一个互感抑制器4；四个互感抑制器4均能够实现通过正向电流并抑制反向电流；互感抑制器4能够切断磁保持继电器1内产生的互感电流，有效防止磁保持继电器1的误动作；具体是指，当开指令脉冲结束时，第一线圈2会在第二线圈3的高端产生互感电动势，从而在第二线圈3闭合回路上产生互感电流，互感电流的方向由第二线圈3的低端流向第二线圈3的高端，为负向电流；由于互感抑制器4只能通过正向电流，因此可以通过与第二线圈3相连的互感抑制器4实现切断第二线圈3产生的互感电流。互感抑制器4能够切断磁保持继电器1内产生的互感电流，还包括，当关指令脉冲结束时，第二线圈3会在第一线圈2的高端产生互感电动势，从而在第一线圈闭合回路上产生互感电流，互感电流的方向由第一线圈的低端流向第一线圈的高端，为负向电流；由于互感抑制器4只能通过正向电流，因此可以通过与第二线圈3相连的互感抑制器4实现切断第一线圈产生的互感电流；通过切断互感电流，防止磁保持继电器产生误动作；

第一消反电路5和第二消反电路6，所述第一消反电路5设置在开指令电路和供电电源之间，当开指令脉冲结束时，第一线圈产生的自感电流流过第一消反电路5，从而消除第一线圈的自感电动势；所述第二消反电路6设置在关指令电路和供电电源之间，当关指令脉冲结束时，第二线圈3产生的自感电流流过第二消反电路6，从而消除第二线圈3的自感电动势。

如图2所示，所述第一消反电路5在开指令脉冲维持的时间Δt1内，保证开指令脉冲全部流入第一线圈；第二消反电路6在关指令脉冲维持的时间Δt2内，保证关指令脉冲全部流入第二线圈3。

一种磁保持继电器并联互感效应的抑制方法，采用本发明的磁保持继电器并联互感效应抑制装置实现的，包含步骤：

S1、将磁保持继电器1接通供电电源、开指令电路和关指令电路；当开指令脉冲维持有效时，进入S2；当关指令脉冲维持有效时，进入S3；当开指令脉冲结束时，进入S4；当关指令脉冲结束时，进入S5；

S2、第一消反电路5保证开指令脉冲全部流入第一线圈；

S3、第二消反电路6保证关指令脉冲全部流入第二线圈3；

S4、第一线圈在第二线圈3的高端产生互感电动势，从而在第二线圈3闭合回路上产生由第二线圈3的低端流向第二线圈3的高端的互感电流，与第二线圈3相连的互感抑制器4实现切断第二线圈3产生的互感电流；第一线圈产生的自感电流流过第一消反电路5，实现消除第一线圈的自感电动势；

S5、第二线圈3在第一线圈的高端产生互感电动势，从而在第一线圈闭合回路上产生由第一线圈的低端流向第一线圈的高端的互感电流，与第一线圈相连的互感抑制器4实现切断第一线圈产生的互感电流；第二线圈3产生的自感电流流过第二消反电路6，实现消除第二线圈3的自感电动势。

与现有技术相比，本发明通过冗余并联两个磁保持继电器1，在单个磁保持继电器失效时能够实现自动接通、切断电路；本发明通过互感抑制器4防止线圈产生的互感电流流入到其他线圈，引起继电器的误动作；通过消反电路消除线圈产生的自感电动势。本发明并有效防止磁保持继电器的误动作并且设计简单，安全可靠，具有很好的应用价值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种磁保持继电器并联互感效应抑制装置，连接供电电源、开指令电路和关指令电路，开指令电路和关指令电路根据上位机的指令信号分别生成开指令脉冲和关指令脉冲，通过开指令脉冲和关指令脉冲实现磁保持继电器自动接通、切断电路，其特征在于，包含：

冗余并联的两个磁保持继电器，所述磁保持继电器连接供电电源、开指令电路和关指令电路，根据开指令脉冲和关指令脉冲实现自动接通、切断电路；所述磁保持继电器内设有两个线圈，分别为第一线圈和第二线圈；第一线圈和第二线圈的高端连接供电电源，第一线圈的低端连接开指令电路，第二线圈的低端连接关指令电路；

四个互感抑制器，所述互感抑制器设置在供电电源和线圈之间，供电电源和每个线圈之间分别设有一个互感抑制器；互感抑制器能够切断磁保持继电器内产生的互感电流，有效防止磁保持继电器的误动作；

第一消反电路和第二消反电路，所述第一消反电路设置在开指令电路和供电电源之间，当开指令脉冲结束时，第一线圈产生的自感电流流过第一消反电路，从而消除第一线圈的自感电动势；所述第二消反电路设置在关指令电路和供电电源之间，当关指令脉冲结束时，第二线圈产生的自感电流流过第二消反电路，从而消除第二线圈的自感电动势。

2.如权利要求1所述的磁保持继电器并联互感效应抑制装置，其特征在于，所述冗余并联的两个磁保持继电器，具体是指两个磁保持继电器的第一线圈互相连接；两个磁保持继电器的第二线圈互相连接。

3.如权利要求1所述的磁保持继电器并联互感效应抑制装置，其特征在于，所述第一消反电路在开指令脉冲维持的时间内，保证开指令脉冲全部流入第一线圈；第二消反电路在关指令脉冲维持的时间内，保证关指令脉冲全部流入第二线圈。

4.如权利要求1所述的磁保持继电器并联互感效应抑制装置，其特征在于，所述四个互感抑制器均能够实现通过正向电流并抑制反向电流。

5.如权利要求4所述的磁保持继电器并联互感效应抑制装置，其特征在于，所述互感抑制器能够切断磁保持继电器内产生的互感电流，具体是指，当开指令脉冲结束时，第一线圈会在第二线圈的高端产生互感电动势，从而在第二线圈闭合回路上产生互感电流，互感电流的方向由第二线圈的低端流向第二线圈的高端，为负向电流；由于互感抑制器只能通过正向电流，因此可以通过与第二线圈相连的互感抑制器实现切断第二线圈产生的互感电流。

6.如权利要求5所述的磁保持继电器并联互感效应抑制装置，其特征在于，所述互感抑制器能够切断磁保持继电器内产生的互感电流，还包括，当关指令脉冲结束时，第二线圈会在第一线圈的高端产生互感电动势，从而在第一线圈闭合回路上产生互感电流，互感电流的方向由第一线圈的低端流向第一线圈的高端，为负向电流；由于互感抑制器只能通过正向电流，因此可以通过与第二线圈相连的互感抑制器实现切断第一线圈产生的互感电流。

7.一种磁保持继电器并联互感效应的抑制方法，采用如权利要求1～权利要求6任一所述的磁保持继电器并联互感效应抑制装置实现的，其特征在于，包含步骤：

S1、将磁保持继电器接通供电电源、开指令电路和关指令电路；当开指令脉冲维持有效时，进入S2；当关指令脉冲维持有效时，进入S3；当开指令脉冲结束时，进入S4；当关指令脉冲结束时，进入S5；

S2、第一消反电路保证开指令脉冲全部流入第一线圈；

S3、第二消反电路保证关指令脉冲全部流入第二线圈；

S4、第一线圈在第二线圈的高端产生互感电动势，从而在第二线圈闭合回路上产生由第二线圈的低端流向第二线圈的高端的互感电流，与第二线圈相连的互感抑制器实现切断第二线圈产生的互感电流；第一线圈产生的自感电流流过第一消反电路，实现消除第一线圈的自感电动势；

S5、第二线圈在第一线圈的高端产生互感电动势，从而在第一线圈闭合回路上产生由第一线圈的低端流向第一线圈的高端的互感电流，与第一线圈相连的互感抑制器实现切断第一线圈产生的互感电流；第二线圈产生的自感电流流过第二消反电路，实现消除第二线圈的自感电动势。