CN110178196B - 用于开关装置的控制电路及开关装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种使开关装置的可动触点与以往技术相比以更高速回位的控制电路。该开关装置是包括具有可动触点的第1开关元件和对前述第1开关元件的可动触点进行控制的驱动线圈的开关装置，在从电源供给电源电压时前述驱动线圈将前述可动触点接通后，在断开时使前述可动触点回位；在用于开关装置的控制电路中，在前述电源与前述控制电路之间连接着整流电路或浪涌吸收用元件；前述控制电路还具备被插入到前述整流电路或前述浪涌吸收用元件、和前述第1开关元件之间且在前述电源电压的供给被断开时断开的第2开关元件；通过将前述第2开关元件断开，将第1开关元件断开。

Description

用于开关装置的控制电路及开关装置
技术领域
本发明涉及减小例如电磁继电器、开闭器等开关装置的回位时的吸引力的用于开关装置的控制电路及具备前述控制电路的开关装置。
背景技术
例如，在专利文献1中，公开了一种为了不增大电磁继电器的触点弹簧的载荷而确保所需要的触点压力、通过抵抗引导部的回位弹簧的向固定触点侧的移动而使接触片的可动触点接触在固定触点上的电磁接触器。该电磁继电器的特征在于，具有在两端部形成有弹簧片部的弹簧用辅助部件，将该弹簧用辅助部件固接在接触片上，在引导部上设置由该引导部的移动而抵接在弹簧片部上从而使该弹簧片部弯曲而产生负荷的抵接部，使弹簧片部的负荷在可动触点与固定触点接触之后产生，使触点弹簧的触点弹簧载荷和负荷作为使可动触点接触在固定触点上的触点压力而作用在接触片上。
此外，在专利文献2中，公开了一种使用电子斩波器(chopper)的电力削减用的控制电路。在该控制电路中，其特征在于，通过由斩波器电路对从电源供给的向弹簧偏压式的DC致动器的线圈电流进行控制，从而具备电压修正、高速下降(dropout)时间功能。
图8是表示有关以往例的用于电磁继电器的控制电路及周边电路的结构例的电路图。在图8中，直流电源80经由电源开关SW及电磁继电器的驱动线圈70C被接地。这里，与驱动线圈70C并联地连接着用于对电源开关SW接通时的浪涌电流进行吸收的二极管D70。在图8中，通过在电源开关SW被断开时在驱动线圈70C上施加逆起电压(counter-electromotivevoltage)，在驱动线圈70C和二极管D70中流过电流ID70。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005－302700号公报
专利文献2：美国专利第5914849号说明书
发明内容
发明要解决的课题
图9是表示图8的用于电磁继电器的控制电路的动作的曲线图，图9(A)是表示对电磁继电器进行回位时的时间特性的曲线图，图9(B)是表示与图9(A)对应的电磁继电器的吸引力的曲线图。
根据图9(A)可知，当电源开关SW被接通时，电流ISW及电流I10C增大，当电源开关SW被断开时，在由驱动线圈70C和二极管D70构成的电路中作为逆起电流而流过电流ID70。此时，根据图9(B)可知，有因通过基于驱动线圈70C的电感的逆起电流而产生的吸引力，阻碍驱动线圈70C的电磁继电器的可动触点回位的动作的情况，有电磁继电器的可动触点的回位延迟的问题。另外，在上述的专利文献1及2的驱动线圈中也发生同样的问题。
本发明的目的是解决以上的问题，提供一种能够使例如电磁继电器等开关装置的可动触点与以往技术相比高速地回位的用于开关装置的控制电路。
用于解决课题的手段
有关本发明的一技术方案的用于开关装置的控制电路中，所述开关装置是包括具有可动触点的第1开关元件和对前述第1开关元件的可动触点进行控制的驱动线圈的开关装置，在从电源供给电源电压时前述驱动线圈将前述可动触点接通后，在断开时使前述可动触点回位，其特征在于，
在前述电源与前述控制电路之间连接着整流电路或浪涌吸收用元件；
前述控制电路还具备被插入到前述整流电路或前述浪涌吸收用元件、和前述第1开关元件之间且在前述电源电压的供给被断开时断开的第2开关元件；
通过将前述第2开关元件断开，将第1开关元件断开。
发明效果
因而，根据有关本发明的用于开关装置的控制电路，能够使例如电磁继电器、开闭器等开关装置的可动触点与以往技术相比以更高速回位。
附图说明
图1A是表示有关本发明的实施方式1的用于电磁继电器10的控制电路101及周边电路的结构例的电路图。
图1B是表示有关本发明的实施方式1的变形例的用于电磁继电器10的控制电路101及周边电路的结构例的电路图。
图2是表示有关以往例及实施方式1的用于电磁继电器10的控制电路的动作的曲线图，图2(A)是表示将图1的MOS晶体管Q1关断时的电磁继电器10的驱动线圈10C的电流的时间特性的曲线图，图2(B)是表示与图2(A)对应的电磁继电器10的吸引力的曲线图。
图3是表示有关本发明的实施方式2的用于电磁继电器10的控制电路102及周边电路的结构例的电路图。
图4是表示有关本发明的实施方式3的用于电磁继电器10的控制电路103及周边电路的结构例的电路图。
图5是表示有关本发明的实施方式4的用于电磁继电器10的控制电路104及周边电路的结构例的电路图。
图6是表示有关本发明的实施方式5的用于电磁继电器10的控制电路105及周边电路的结构例的电路图。
图7是表示有关本发明的实施方式6的用于电磁继电器10的控制电路106及周边电路的结构例的电路图。
图8是表示有关以往例的用于电磁继电器的控制电路及周边电路的结构例的电路图。
图9是表示图8的控制电路的动作的曲线图，图9(A)是表示对电磁继电器进行回位时的时间特性的曲线图，图9(B)是表示与图9(A)对应的电磁继电器的吸引力的曲线图。
具体实施方式
以下，参照附图对有关本发明的各实施方式进行说明。另外，在以下的各实施方式中，对于同样的构成要素赋予相同的标号。
实施方式1
图1A是表示有关本发明的实施方式1的用于电磁继电器10的控制电路101及周边电路的结构例的电路图。
在图1A中，用于电磁继电器10的控制电路101及周边电路具备交流电源1、电源开关SW、作为整流电路的二极管电桥电路3、电磁继电器10和控制电路101而构成。电磁继电器10具备固定触点10a、10b、可动触点10c、和电感Ld的驱动线圈10C而构成。控制电路101具备包括电阻值RA的分压电阻5a及电阻值RB的分压电阻5b的分压电路5、电容值C1的电容器6、齐纳二极管ZN1、MOS晶体管Q1和保护电路20而构成。保护电路20具备包括电阻值Rsuna的电阻22及电容值C2的电容器21的缓冲(Snubber)电路和浪涌电流吸收用二极管D2而构成。
由交流电源1产生的交流电压经由电源开关SW被向二极管电桥电路3输入。二极管电桥电路3对被输入的交流电压进行全波整流，将整流后的脉动电流电压经由分压电路5、以及保护电路20及MOS晶体管Q1的串联电路向电磁继电器10的驱动线圈10C的两端输入。分压电路5使用2个分压电阻5a、5b将被施加的电压分压为分压电压，该分压电压经由电容器6及齐纳二极管ZN1被施加在MOS晶体管Q1的栅极上。这里，齐纳二极管ZN1为了MOS晶体管Q1在规定的恒压下接通而被设置。另外，二极管电桥电路3的一端经由分压电路5的一端及保护电路20的一端连接在驱动线圈10C的一端上，二极管电桥电路3的另一端经由分压电路5的另一端连接在MOS晶体管Q1的源极上。MOS晶体管Q1的漏极经由保护电路20的另一端连接在驱动线圈10C的另一端上。
图2是表示有关以往例及实施方式1的用于电磁继电器10的控制电路101的动作的曲线图，图2(A)是表示将图1A的MOS晶体管Q1关断时的电磁继电器10的驱动线圈10C的电流的时间特性的曲线图，图2(B)是表示与图2(A)对应的电磁继电器10的吸引力的曲线图。
在如以上那样构成的控制电路101中，当电源开关SW被断开时，MOS晶体管Q1被关断，电磁继电器10的可动触点10c连接在固定触点10a上。接着，当将电源开关SW接通时，MOS晶体管Q1被接通，电磁继电器10的可动触点10c从固定触点10a切换连接到固定触点10b上而被接通。进而，当将电源开关SW断开时，如图2(A)所示，驱动线圈10C的电流减小，但首先MOS晶体管Q1关断，通过使驱动线圈10C的电流与以往技术相比更高速地减小，如图2(B)所示那样使驱动线圈10C的吸引力也高速地减小。并且，然后电磁继电器10的可动触点10c从固定触点10b切换到固定触点10a而被断开。因而，能够使电磁继电器10的可动触点10c与以往技术相比更高速地回位。
在以上的实施方式中，通过对用于对电源电压进行分压的分压电阻5a、5b的电阻值RA、RB进行变更，能够对MOS晶体管Q1的栅极－源极间电压的电平进行变更。由此，能够自由地调整MOS晶体管Q1的接通/关断定时，所以能够对回位电压在电磁继电器10的电磁铁的设计以外的地方进行调整。
在以上的实施方式中，通过将保护电路20并联连接在驱动线圈10C上，能够使MOS晶体管Q1的浪涌耐受性提高。这里，通过对保护电路20内的缓冲电路的RC时间常数进行调整，能够对电磁继电器10的电磁铁的铁片和触点的回位速度进行控制。
在以上的实施方式中，为了减小电磁继电器10回位时的吸引力而使用MOS晶体管Q1，但本发明并不限于此，也可以代之而使用MOS晶体管、双极晶体管或IGBT(InsulatedGate Bipolar Transistor，绝缘栅双极晶体管)等电压控制型开关元件。
图1B是表示有关本发明的实施方式1的变形例的用于电磁继电器10的控制电路101及周边电路的结构例的电路图。在图1B中，实施方式1的变形例与图1A的实施方式1相比，其特征在于，代替二极管电桥电路3而具备作为浪涌吸收用元件的二极管D1。这里，二极管D1被相对于交流电源1和开关SW的串联电路并联地连接。
实施方式2
图3是表示有关本发明的实施方式2的用于电磁继电器10的控制电路102及周边电路的结构例的电路图。在图3中，控制电路102具备电磁继电器30和保护电路20而构成。这里，电磁继电器30具备触点开关32和对其进行控制的驱动线圈31而构成。实施方式2的特征在于，将逆起电流降低用电磁继电器30插入在二极管电桥电路3与电磁继电器10的驱动线圈10C之间。
在图3中，来自交流电源1的交流电压经由电源开关SW被向二极管电桥电路3输入。二极管电桥电路3对被输入的交流电压进行全波整流，经由触点开关32被向电磁继电器10的驱动线圈10C的一端施加，并且经由驱动线圈31被接地。与驱动线圈10C并联地连接保护电路20。
在如以上那样构成的控制电路101中，具备二极管电桥电路3，所以发生上述的电磁继电器10的可动触点10c的回位延迟的问题。但是，根据控制电路101，将电磁继电器30插入在二极管电桥电路3与电磁继电器10的驱动线圈10C之间，所以当将电源开关SW从接通进行了断开时触点开关32被断开。因而，通过使驱动线圈10C的电流与以往技术相比以高速减小，使驱动线圈10C的吸引力也以高速减小。并且，然后电磁继电器10的可动触点10c从固定触点10b切换为固定触点10a而被断开。因此，能够使电磁继电器10的可动触点10c与以往技术相比以高速回位。
在实施方式1中，由于使用MOS晶体管Q1，所以需要用电容器6等使二极管电桥电路3的输出电压的全波整流波形变得平滑。但是，在如实施方式2那样插入了电磁继电器30的情况下，通过驱动线圈31的电感将全波整流波形的直流成分取出，所以不再需要电容器6等平滑电路用零件。对此，关于后述的实施方式3～6也是同样的。
实施方式3
图4是表示有关本发明的实施方式3的用于电磁继电器10的控制电路103及周边电路的结构例的电路图。在图4中，实施方式3与实施方式2同样，其特征在于，在二极管电桥电路3与电磁继电器10之间插入了用于将电磁继电器10回位时的逆起电力切断的电磁继电器30，但与图3的实施方式2相比，以下的点不同。即，代替保护电路20而在驱动线圈30C的两端连接浪涌吸收用二极管D11。根据如以上这样构成的实施方式3，具有与实施方式2同样的作用效果。
实施方式4
图5是表示有关本发明的实施方式4的用于电磁继电器10的控制电路104及周边电路的结构例的电路图。在图5中，实施方式4与实施方式2同样，其特征在于，在二极管电桥电路3与电磁继电器10之间插入了用于将电磁继电器10回位时的逆起电力切断的电磁继电器30，但与图4的实施方式3相比，以下的点不同。即，代替浪涌吸收用二极管D11而具备浪涌吸收用变阻器VA1。根据如以上这样构成的实施方式4，具有与实施方式2及3同样的作用效果。
实施方式5
图6是表示有关本发明的实施方式5的用于电磁继电器10的控制电路105及周边电路的结构例的电路图。在图6中，实施方式5与实施方式2同样，其特征在于，在二极管电桥电路3与电磁继电器10之间插入了用于将电磁继电器10回位时的逆起电力切断的电磁继电器30，但与图4的实施方式3相比，以下的点不同。即，代替浪涌吸收用二极管D11而具备由二极管D11及齐纳二极管ZN2的串联电路构成的浪涌吸收用电路。根据如以上这样构成的实施方式5，具有与实施方式2～4同样的作用效果。
实施方式6
图7是表示有关本发明的实施方式6的用于电磁继电器10的控制电路106及周边电路的结构例的电路图。在图7中，实施方式6与实施方式2同样，其特征在于，在二极管电桥电路3与电磁继电器10之间插入了用于将电磁继电器10回位时的逆起电力切断的电磁继电器30，但与图4的实施方式3相比，以下的点不同。即，代替浪涌吸收用二极管D11而具备由电阻值R11的电阻41及电容值C11的电容器42的串联电路构成的浪涌吸收用CR电路40。根据如以上那样构成的实施方式6，具有与实施方式2～5同样的作用效果。
变形例
在实施方式中，浪涌吸收用元件或电路也可以构成为，包括二极管、缓冲电路、变阻器、齐纳二极管、CR电路、及电阻(用来降低浪涌电压的限制电阻)中的至少1个。
在实施方式2～6中，具备二极管电桥电路3，但本发明并不限于此，也可以代替二极管电桥电路3而具备作为图1B的浪涌吸收元件的二极管D1。
工业上的可利用性
有关本发明的控制电路能够应用于例如电磁继电器、例如电力用开闭器等开关装置等。
标号说明
1…交流电源
2…电容器
3…二极管电桥电路
5…分压电路
5a、5b…分压电阻
6…电容器
10…电磁继电器
10C…驱动线圈
10a、10b…固定触点
10c…可动触点
20…保护电路
21…电容器
22…电阻
30…电磁继电器
30C…驱动线圈
30a、30b…固定触点
30c…可动触点
31…驱动线圈
32…触点开关
40…CR电路
41…电阻
42…电容器
101.102、103、104、105、106…控制电路
D1、D2、D11…二极管
Q1…MOS晶体管
SW…电源开关
VA1…变阻器
ZN1、ZN2…齐纳二极管。

Claims (11)

1.一种控制电路，是用于开关装置的控制电路，所述开关装置是包括具有可动触点的第1开关元件和对前述第1开关元件的可动触点进行控制的驱动线圈的开关装置，在从电源供给电源电压时前述驱动线圈将前述可动触点接通后，在断开时使前述可动触点回位，其特征在于，
在前述电源与前述控制电路之间连接着整流电路或浪涌吸收用元件；
前述控制电路还具备被插入到前述整流电路或前述浪涌吸收用元件、和前述第1开关元件之间且在前述电源电压的供给被断开时断开的第2开关元件；
通过将前述第2开关元件断开从而将第1开关元件断开，使前述可动触点回位。
2.如权利要求1所述的控制电路，其特征在于，
前述第2开关元件是电压控制型开关元件。
3.如权利要求2所述的控制电路，其特征在于，
前述电压控制型开关元件是MOS晶体管、双极晶体管或IGBT(绝缘栅双极晶体管)。
4.如权利要求2或3所述的控制电路，其特征在于，
前述控制电路还具备分压电路，所述分压电路是包括2个分压电阻的分压电路，对前述电源的电压进行分压，通过前述分压后的电压对前述第2开关元件进行驱动。
5.如权利要求1～3中任一项所述的控制电路，其特征在于，
前述浪涌吸收用元件包括二极管、缓冲电路、变阻器、齐纳二极管、由电阻和电容构成的CR电路、及电阻中的至少1个。
6.如权利要求4所述的控制电路，其特征在于，
前述浪涌吸收用元件包括二极管、缓冲电路、变阻器、齐纳二极管、由电阻和电容构成的CR电路、及电阻中的至少1个。
7.一种控制电路，是用于开关装置的控制电路，所述开关装置是包括具有可动触点的第1开关元件和对前述第1开关元件的可动触点进行控制的驱动线圈的开关装置，在从电源供给电源电压时前述驱动线圈将前述可动触点接通后，在断开时使前述可动触点回位，其特征在于，
前述控制电路还具备第2开关元件，所述第2开关元件被插入到前述电源与前述第1开关元件之间，当前述可动触点被断开时断开；
前述第2开关元件被其他驱动线圈驱动，在前述驱动线圈或前述其他驱动线圈上连接着浪涌吸收用元件。
8.如权利要求7所述的控制电路，其特征在于，
前述第2开关元件是电磁继电器。
9.如权利要求7或8所述的控制电路，其特征在于，
前述浪涌吸收用元件包括二极管、缓冲电路、变阻器、齐纳二极管、由电阻和电容构成的CR电路、及电阻中的至少1个。
10.一种开关装置，其特征在于，具备：
权利要求1～9中任一项所述的控制电路；以及
前述第1开关元件。
11.如权利要求10所述的开关装置，其特征在于，
前述开关装置是电磁继电器或包含电磁继电器的开闭器。
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