CN110739180A - 一种快速跳闸继电器的驱动电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速跳闸继电器的驱动电路，包括直流电压源U、开关K1、线圈K2、RC并联电路和二极管D1；直流电压源U的正极通过开关K1连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接RC并联电路的一端，RC并联电路的另一端连接线圈K2的正极，线圈K2的负极连接直流电压源U的负极，线圈K2的额定工作电压小于直流电压源U的额定工作电压。本发明的快速跳闸继电器的驱动电路，具有缩短继电器吸合时间的功能，具有防止继电器接入反向直流电压源而损坏的功能，具有继电器线圈断电瞬间续流和消弧的功能，具有保护二极管和线圈的功能。
Description
技术领域
本发明涉及高压直流输电技术领域，具体涉及一种快速跳闸继电器的驱动电路。
背景技术
快速跳闸继电器用于高压直流输电工程的交流滤波器保护屏和直流保护接口屏，当继电保护动作时，保护屏发出信号，对快速跳闸继电器励磁线圈加压，经过一定的延时，继电器闭合，即闭合下一级断路器跳闸线圈，继而断路器跳闸。由于继电保护要求迅速切断故障源，因此要求继电器从加压到继电器闭合的延时为ms级，即继电器吸合时间为ms级。因此，现有快速跳闸继电器的吸合时间还有待进一步降低。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速跳闸继电器的驱动电路，在缩短继电器吸合时间的同时，还具有防止继电器接入反向直流电压源而损坏的功能，以及继电器线圈断电瞬间续流和消弧功能。
为实现以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种快速跳闸继电器的驱动电路，包括直流电压源U、开关K1、线圈K2、RC并联电路和二极管D1；直流电压源U的正极通过开关K1连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接RC并联电路的一端，RC并联电路的另一端连接线圈K2的正极，线圈K2的负极连接直流电压源U的负极，线圈K2的额定工作电压小于直流电压源U的额定工作电压。
为了保护所述二极管D1，还可以增加压敏电阻RV1，并联在二极管D1两端，压敏电阻RV1的正极与二极管D1的正极相连，压敏电阻RV1的负极与二极管D1的负极相连。
为了保护所述线圈K2，还可以增加压敏电阻RV2，并联在线圈K2两端，压敏电阻RV2的正极与线圈K2的正极相连，压敏电阻RV2的负极与线圈K2的负极相连。并且压敏电阻RV2与线圈K2并联的电路设计还具有线圈K2断电瞬间续流和消弧的作用。
作为本发明的一种改进，所述的RC并联电路由六个电阻器R和两个电容器C并联而成，且任意两个电阻器R或电容器C均为并联结构。通过六个电阻器并联，可以产生分流作用，与采用一只电阻器的方案相比，该改进方案的电阻器的散热和通流能力要求降低，可以减少成本。采用两个电容器并联的方案与采用一只电容器的的方案相比，单只电容器容值减少一半，可以有效减少电容器的体积，并且可以减少电容器的成本。
作为本发明的一种改进，所述线圈K2的额定工作电压为直流电压源U的额定工作电压的15％。根据相关试验得出，当线圈K2的额定工作电压为继电器的额定工作电压的15％时，继电器的吸合时间可以有效地缩短。例如，当K2的额定工作电压为16V，继电器的额定工作电压为110V时，继电器的吸合时间为8ms，吸合时间短。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、RC并联电路和线圈K2串联的电路设计具有缩短继电器吸合时间的功能，由于线圈K2的额定工作电压小于直流电压源U的额定工作电压U1，当继电器工作时，合上开关K1，电容C两端的电压为零不能突变，线圈K2承受直流电压源U的全部电压，即继电器的额定工作电压U1，因此，线圈K2的电流迅速增大，快速吸合继电器的动触点，完成吸合动作，接着电容C的电压缓慢上升，与线圈K2共同分压，线圈K2两端承受的电压逐渐降低，最后稳定时，线圈K2工作在其额定工作电压。
2、二极管D1与线圈K2串联的电路设计具有防止继电器接入反向直流电压源U而损坏的功能，当由于工作人员的失误把继电器两端的直流电压源U的极性接反时，由于二极管D1的单向导电性，继电器不通过电流，二极管D1承受反向的直流电压源电压，保护继电器不被损坏；压敏电阻RV2与线圈K2并联的电路设计具有继电器线圈K2断电瞬间续流和消弧的功能，当继电器吸合后断电时，由于线圈K2电感很大，电流不能突变，会产生很大的反向电压，这时压敏电阻RV2导通，与线圈K2形成闭环回路，吸收线圈K2能量，线圈K2电流降低，释放动触头。
3、压敏电阻RV1与二极管D1并联的电路设计具有保护二极管D1的作用，当二极管D1两端电压过高时，压敏电阻RV1阻值迅速减小，钳住二极管D1两端电压，保护二极管D1。
4、压敏电阻RV2与线圈K2并联的电路设计还具有保护线圈K2的作用，当线圈K2两端电压过高时，压敏电阻RV2阻值迅速减小，钳住线圈K2两端电压，保护线圈K2。
附图说明
图1为本发明的快速跳闸继电器的驱动电路的电路原理图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
请参照图1所示，本实施例的一种快速跳闸继电器的驱动电路，包括110V的直流电压源U、开关K1、额定工作电压为16V的线圈K2、六个阻值均为18KΩ的电阻器R、两个电容值为22uF的电容器C、二极管D1、压敏电阻RV1和压敏电阻RV2。当继电器需要工作时，闭合开关K1，使110V的直流电压源U接通，当继电器不需要工作时，断开开关K1，继电器停止工作。
六个电阻器R和两个电容器C两两并联形成RC并联电路，直流电压源U通过开关K1和二极管D1正极相连，二极管D1负极和RC并联电路的一端相连，RC并联电路的另一端和线圈K2的正极相连，线圈K2的负极和直流电压源U的负极相连，压敏电阻RV1并联在二极管D1两端，压敏电阻RV2并联在线圈K2两端。
RC并联电路和线圈K2串联的电路设计具有缩短继电器吸合时间的功能，当开关K1闭合时，由于电容C两端电压为零不能突变，线圈K2承受所有的直流电压源U的全部电压，为110V，远高于其额定工作电压16V，因此可以有效缩短吸合时间，试验测定吸合时间为8ms，接着电容C两端的电压逐渐上升，线圈K2的电压逐渐下降，最终分别稳定在94V和16V，线圈K2工作在其额定工作电压。
二极管D1与线圈K2串联的电路设计具有防止继电器接入反向直流电压源而损坏的功能，当继电器接到反向直流电压源时，继电器不工作，二极管D1承受全部的反向直流电压，保护继电器。
压敏电阻RV2与线圈K2并联的电路设计具有继电器线圈K2断电瞬间续流和消弧的功能，并且具有保护线圈K2的作用，当吸合的继电器断电时，线圈K2产生很大的反向电压，由于压敏电阻RV2的钳位作用，将线圈K2两端的电压钳位在-94V，保护线圈K2，同时为线圈K2的电流提供了通流回路，防止线圈K2两端产生电弧，压敏电阻RV2起到了续流和消弧的作用。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (5)
1.一种快速跳闸继电器的驱动电路，其特征在于：包括直流电压源U、开关K1、线圈K2、RC并联电路和二极管D1；直流电压源U的正极通过开关K1连接二极管D1的正极，二极管D1的负极连接RC并联电路的一端，RC并联电路的另一端连接线圈K2的正极，线圈K2的负极连接直流电压源U的负极，线圈K2的额定工作电压小于直流电压源U的额定工作电压。
2.根据权利要求1所述的一种快速跳闸继电器的驱动电路，其特征在于：还包括压敏电阻RV1，并联在二极管D1两端，压敏电阻RV1的正极与二极管D1的正极相连，压敏电阻RV1的负极与二极管D1的负极相连。
3.根据权利要求1所述的一种快速跳闸继电器的驱动电路，其特征在于：还包括压敏电阻RV2，并联在线圈K2两端，压敏电阻RV2的正极与线圈K2的正极相连，压敏电阻RV2的负极与线圈K2的负极相连。
4.根据权利要求1-3中任意一项权利要求所述的一种快速跳闸继电器的驱动电路，其特征在于：所述的RC并联电路由六个电阻器R和两个电容器C并联而成，且任意两个电阻器R或电容器C均为并联结构。
5.根据权利要求1-3中任意一项权利要求所述的一种快速跳闸继电器的驱动电路，其特征在于：所述线圈K2的额定工作电压为直流电压源U的额定工作电压的15％。
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