CN110311577B - 用于驱动电磁继电器的直流适配器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于驱动电磁继电器的直流适配器，其包括：交流输入端子部；与交流输入端子部连接的电容器；与电容器并联的电磁开关；将通过电容器或电磁开关传输的交流电转换为直流电的全波整流器；从全波整流器接收直流电后，并将直流电传输给电磁继电器的直流输出连接线；测量电磁继电器的驱动线圈的电流值的传感部；将测量的电流值同参考值进行比较后，输出控制电磁开关的接通/断开信号的控制部；使用由全波整流器转换的直流电产生为控制部工作所需的直流电源的直流电源部；以及收纳电容器、电磁开关、全波整流器、传感部及直流电源部的外壳。

Description

用于驱动电磁继电器的直流适配器
技术领域
本发明涉及一种用于驱动电磁继电器的直流适配器，较详细地，涉及一种与交流驱动的电磁继电器相比，能够减少功耗并可以连接符合KS规格的所有交流电磁继电器、当瞬间停电以及短暂电压下降时能够受到保护的用于驱动电磁继电器的直流适配器。
背景技术
电磁继电器是利用电磁铁断开(Off)或接通(On)电流的装置。
图1为电磁继电器10的一个例子。
参考图1，电磁继电器10包括固定磁芯1、可动磁芯2、驱动线圈3、连接棒4、弹簧5、固定框架6、主触点7和电源连接端子A、B。
在固定磁芯1上设置有驱动线圈3。通过电源连接端子A、B向驱动线圈3输入电流，就会产生电磁力，通过该电磁力，可动磁芯2被吸附到固定磁芯1。当可动磁芯2吸附到固定磁芯1时，主触点7随即就接通(On)。
在这种电磁继电器中驱动电磁铁的方法有两种。
一种是使用交流电驱动电磁继电器，另一种是使用直流电驱动电磁继电器。
图2为使用交流电驱动电磁继电器时的电磁力，(a)为随时间变化的交流驱动电流，(b)为由随时间变化的交流驱动电流引起的电磁力。
参考图1和图2，使用交流电驱动电磁继电器时，在电磁铁中产生的电磁力引起脉冲。即，由于产生吸力的脉冲，因此虽然可动磁芯2被吸附到固定磁芯1上，但是会产生轻微的振动和噪音。
还有，为了使可动磁芯2比较稳定地贴附在固定磁芯1上，需要输入大量的交流电。因此，驱动线圈3中产生电阻损失，且存在固定磁芯1和可动磁芯2中产生很多铁损的问题。
另外，使用交流电驱动电磁继电器10时，一旦出现电源电压瞬间停电，例如，仅停电一个周期，电磁继电器10就会产生断开(Off)的现象。还有，当电源电压下降至额定电压的40％左右时，电磁继电器10也会出现断开(Off)的现象。
此外，目前普遍使用的220V 20A交流驱动电磁继电器，其功耗约为2W，在接通状态下，由于电磁铁持续工作，因此存在待机功耗浪费的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1韩国专利公开号第10-2016-0121965号
发明内容
要解决的技术问题
本发明是为解决上述问题而提出的，本发明的目的是，提供一种用于驱动电磁继电器的直流适配器，其通过直流电驱动电磁继电器，以减少功耗，又具有交流输入端子部和直流输出连接线，从而可以连接所有符合KS规格的交流电磁继电器。
本发明的另一个目的是，提供一种当低电压及瞬间停电时能够受到保护的用于驱动电磁继电器的直流适配器。
技术方案
为了实现上述目的，本发明提供用于驱动电磁继电器的直流适配器，其包括：
交流输入端子部；与所述交流输入端子部连接的电容器；与所述电容器并联的电磁开关；将通过所述电容器或电磁开关传输的交流电转换为直流电的全波整流器；从所述全波整流器接收所述直流电后，并将所述直流电传输给所述电磁继电器的直流输出连接线；测量所述电磁继电器的驱动线圈的电流值的传感部；将测量的电流值同参考值进行比较后，输出所述电磁开关的接通/断开控制信号的控制部；使用由所述全波整流器转换的直流电产生为所述控制部工作所需的直流电源的直流电源部；以及收纳所述电容器、所述电磁开关、所述全波整流器、所述传感部及所述直流电源部的外壳。
当测量的电流值小于第一参考值时，所述控制部可输出所述电磁开关的接通控制信号，待一定时间过后，所述控制部可输出所述电磁开关的断开控制信号。
此时，所述一定时间优选为0.1秒至0.2秒。
当测量的电流值小于第二参考值时，所述控制部可输出所述电磁开关的接通控制信号，当测量的电流值大于第二参考值时，所述控制部可输出所述电磁开关的断开控制信号。
所述电磁开关优选为光双向闸流体(Photo Triac)。
发明的效果
根据本发明，由于通过直流电驱动电磁继电器，因此能够降低功耗，又具备交流输入端子部和直流输出连接线，因此能够连接所有符合KS规格的交流电磁继电器。
根据本发明，通过电磁开关的接通和断开动作的重复，即便在电源电压处于低电压时也能够受到保护。
根据本发明，由于驱动线圈的感应系数，即便电源电压瞬间停电一个周期，由于在驱动线圈流动的直流电逐渐减小，所以吸力能够保持一个周期，因此具有当电源瞬间停电时能够受到保护的优点。
根据本发明，仅以简单的电路配置，就能够获得启动电磁继电器以及在电源电压下降时能够确保驱动电流的效果。
通过本发明能够获得的效果，不仅仅局限于以上的效果，对未提及的其它效果，作为本领域的具有常识的技术人员将通过下面所记载的内容应该会有清晰的理解。
附图说明
图1是电磁继电器的一个例子；
图2是通过交流电驱动的电磁继电器的电磁力；
图3是简略显示根据本发明的一个实施例的用于驱动电磁继电器的直流适配器的外观；
图4是简略显示根据本发明的一个实施例的用于驱动电磁继电器的直流适配器的框图；
图5是简略显示根据本发明的一个实施例的用于驱动电磁继电器的直流适配器的电路图；
图6是根据本发明的一个实施例的用于驱动电磁继电器的直流适配器的控制流程图；
图7是简略显示使用本发明的一个实施例的用于驱动电磁继电器的直流适配器时，随时间变化的驱动线圈的电流波形图。
图8是显示通过本发明的一个实施例的用于驱动电磁继电器的直流适配器内的电磁开关的接通/断开的电流控制；
附图标记说明：
110 交流输入端子部
120 电容器
130 电磁开关
140 全波整流器
150 直流输出连接线
160传感部
170 控制部
180 直流电源部
190 外壳
1000 用于驱动电磁继电器的直流适配器
200 驱动线圈
具体实施方式
在本说明书中使用的技术术语只是为了描述特定的实施例而使用的，因此理应理解为并不是有意限定本发明。另外，在本说明书中使用的技术术语，如果在本说明书中没有对此作出特别的其它定义，就应该理解为作为本领域具有常识的技术人员通常能够理解的含义，不能对其以过度概括性的含义或者过度缩小的含义来予以解释。另外，在本说明书中使用的技术术语为不能准确地表达本发明技术思想的错误的技术术语，可以用本领域技术人员能够理解的技术术语来代替。
另外，在本发明中使用的通用术语可以根据事先作出的定义或者前后上下文来理解，而不应该以过度缩小的含义来加以解释。
此外，在本说明书使用的单数表达，如果在上下文中不产生其它含义，就包括复数的含义。对本申请书中的“组成”或“包括”等术语，不能对其理解为必须全部包括说明书中所记载的诸多组成要素或者诸多阶段，而应理解为，有可能不包括其中的部分组成要素或者部分阶段，或者还可以进一步包括其它的组成要素或者阶段。
下面结合实施例对本发明进行更详细的说明，但是这并不意味着将本发明的范围限定于以下实施例。
图3是简略显示根据本发明的一个实施例的用于驱动电磁继电器的直流适配器的外观，(a)是根据本发明的用于驱动电磁继电器的直流适配器外观的侧视图，(b)是根据本发明的用于驱动电磁继电器的直流适配器外观的前视图。
参考图3，根据本发明的用于驱动电磁继电器的直流适配器1000包括交流输入端子部110、直流输出连接线150和外壳190。
在交流输入端子部110上连接有交流电源(未图示)，在直流输出连接线150上连接有电磁继电器(未图示)。因此，根据本发明的用于驱动电磁继电器的直流适配器1000与所有符合KS规格的任何交流电磁继电器都可以连接。
在外壳190内收纳有电容器、电磁开关、全波整流器、传感部、控制部以及直流电源部。
图4是简略显示根据本发明的一个实施例的用于驱动电磁继电器的直流适配器的框图；图5是简略显示根据本发明的一个实施例的用于驱动电磁继电器的直流适配器的电路图。
参考图4和图5，根据本发明的用于驱动电磁继电器的直流适配器1000包括交流输入端子部110、电容器120、电磁开关130、全波整流器140、直流输出连接线150、传感部160、控制部170、直流电源部180以及外壳190。
在交流输入端子部110上连接有交流电源，以供应交流电。
电容器120与交流输入端子部110连接，以获得交流电。
电磁开关130与电容器120并联连接，并通过后述的控制部170的接通/断开控制信号来成为接通状态或断开状态。电磁开关130是能流经交流电的开关，可以优选为光双向闸流体P，但是并不限定于此。
全波整流器140将通过电容器120或电磁开关130传输的交流电转换为直流电。全波整流器140可以是桥式二极管，但不限于此。
直流输出连接线150接收来自全波整流器140的直流电后将其传输到电磁继电器，更具体的说，是传输到电磁继电器的驱动线圈200。驱动线圈200对电磁继电器的固定磁芯(图1的1)进行磁化。
传感部160对在电磁继电器的驱动线圈200中的电流值进行测量。传感部160可以直接对电流进行测量或者在测量电压之后使用所测量的电压来计算电流。传感部160可以是电阻R2，但是并不限于此。
控制部170对通过传感部160测量的电流值同预设参考值进行比较后，输出电磁开关130的接通/断开控制信号。控制部170可以是微处理器，但并不限定于此。
直流电源部180使用通过全波整流器140转换的直流电来产生为控制部170工作所需的直流电源。直流电源部180可以包括电阻R1、齐纳二极管Z1和电容器C2。
外壳190收纳电容器、电磁开关、全波整流器、传感部、控制部及直流电源部。
图6是根据本发明的一个实施例的用于驱动电磁继电器的直流适配器的控制流程图。图7是简略显示使用本发明的一个实施例的用于驱动电磁继电器的直流适配器时，随时间变化的驱动线圈的电流波形图。图8是显示通过本发明的一个实施例的用于驱动电磁继电器的直流适配器内的电磁开关的接通/断开的电流控制。
参考图5至图8，当通过交流输入端子部110施加交流电源时，通过电容器120流动交流电。交流电通过全波整流器140转换为直流电。转换的直流电通过直流输出连接线150传输到电磁继电器的驱动线圈200。
然而，此时，在驱动线圈200中流动的直流电如图7的a-b区间一样，其脉冲剧烈，且其值较小，因此无法使电磁继电器工作。不过，受该电流的影响，直流电源的电压上升。即，直流电源部180使用通过全波整流器140转换的直流电来产生为控制部170工作所需的直流电源。
当直流电源的电压上升到控制部170工作所需的量时，控制部170就开始工作，传感部160就测量驱动线圈200中流动的直流电S10。
控制部170对直流电的测量值是否小于第一参考值做比较S20。当直流电的测量值小于第一参考值时，控制部170输出电磁开关130的接通控制信号(P＝1)S22。从而使电磁开关130处于接通状态，交流电通过电磁开关130而不经由电容器120如图7的b-c的区间一样流动。交流电通过全波整流器140转换为直流电，而转换的直流电则传输到电磁继电器的驱动线圈200。此时，驱动电流较大，电磁铁的吸力也随之变强，从而使电磁继电器的可动磁芯2吸附到固定磁芯1上。此时，第一参考值可以是18mA。
根据计时器，该状态优选维持1秒至2秒，更优选维持1秒之后S23，控制部170输出电磁开关130的断开控制信号(P＝0)S24。此时，电磁开关130处于断开状态，交流电通过电容器120如图7的c-d区间一样流动。交流电通过全波整流器140转换为直流电，而转换的直流电则传输到电磁继电器的驱动线圈200。
由于电磁继电器的可动磁芯2已经被吸附于固定磁芯1，因此驱动线圈200的电感系数增加，使得在驱动线圈200流动的电流的脉冲基本消失，即便在驱动线圈200中流动的电流值很小，但由于产生足够的吸力，因此可动磁芯2仍吸附在固定磁芯1上。从而使得电磁继电器能够正常运行。
但是，如果电源电压下降，驱动电流也随之降低，一旦电源电压下降到低于额定电压的约80％，在驱动线圈200中流动的驱动电流也随之下降到小于第二参考值。传感部160对在驱动线圈200中流动的电流进行测量S30。如图8所示，当测量值小于第二参考值时，控制部170将输出电磁开关130的接通控制信号(P＝1)S32。此时，电磁开关130处于接通状态，从而使驱动电流也随之增加。但是，由此当驱动电流大于第二参考值时，控制部170就输出电磁开关130的断开控制信号(P＝0)S34。此时，第二参考值可以是22mA。
由此，当电磁开关130处于断开状态时，一度上升的驱动电流转为减少，但由于驱动线圈200的电感系数较大，从而使驱动电流逐渐变小。
当驱动电流又回到小于第二参考值时，控制部170输出电磁开关130的接通控制信号(P＝1)S32，驱动电流重新开始增加，当大于第二参考值时，控制部170就输出电磁开关130的断开控制信号(P＝0)S34。这种状态，会不断地重复。
根据本发明，通过重复进行电磁开关的接通和断开，即便电源电压下降到低电压，即额定电压的40％，也能够保持电磁继电器的正常状态。
此外，即便电源电压瞬间停电一个周期，但由于驱动线圈的电感系数，从而在驱动线圈中流动的直流电也会逐渐减小，因此，其吸力足以保持一个周期，从而在瞬间停电时也能够受到保护。
对图7更加具体说明，即，在a-b区间脉冲剧烈且电流值很小，因此电磁铁的吸力也较弱，电磁继电器的可动磁芯2无法吸附到固定磁芯1。
在b-c区间，由于驱动线圈的电流较大，因此电磁铁的吸力也变强，使得电磁继电器的可动磁芯2能够吸附到固定磁芯1。
c-d区间是电磁继电器的可动磁芯2持续吸附在固定磁芯1的状态，因此这一区间属于电磁继电器正常运行的区间。
以上，对本发明的特定的优选实施例进行了说明，但本发明并不限定于上述的特定实施例，在不脱离权利要求书请求的本发明的主旨的情况下，本领域具有常识的技术人员不仅可以进行各种修改，而且这种修改也应列入权利要求的范畴内。

Claims (3)

1.一种用于驱动电磁继电器的直流适配器，其包括：
交流输入端子部；
与所述交流输入端子部连接的电容器；
与所述电容器并联的电磁开关；
将通过所述电容器或所述电磁开关传输的交流电转换为直流电的全波整流器；
从所述全波整流器接收所述直流电后，并将所述直流电传输给所述电磁继电器的直流输出连接线；
测量所述电磁继电器的驱动线圈的电流值的传感部；
将测量的电流值同参考值进行比较后，输出所述电磁开关的接通/断开控制信号的控制部；
使用由所述全波整流器转换的直流电产生为所述控制部工作所需的直流电源的直流电源部；以及
收纳所述电容器、所述电磁开关、所述全波整流器、所述传感部及所述直流电源部的外壳，
所述电磁开关是在所述电磁继电器启动时使用，另外，重复受到接通/断开控制，以保持驱动电流，
为了启动所述电磁继电器，当测量的电流值小于第一参考值时，所述控制部输出所述电磁开关的接通控制信号，待一定时间过后，输出所述电磁开关的断开控制信号，
为了保持所述驱动电流，当测量的电流值小于第二参考值时，输出所述电磁开关的接通控制信号，当测量的电流值大于第二参考值时，输出所述电磁开关的断开控制信号，其中，第二参考值大于第一参考值。
2.根据权利要求1所述的用于驱动电磁继电器的直流适配器，其特征在于，
所述一定时间为0.1秒至0.2秒。
3.根据权利要求1所述的用于驱动电磁继电器的直流适配器，其特征在于，
所述电磁开关为光双向闸流体。
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