CN111668072A - 无触点p沟道节能继电器及其电路切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及继电器领域，具体涉及无触点P沟道节能继电器及其电路切换方法。该节能继电器包括单线圈和双线圈两种无触点节能继电器。设置单线圈的无触点节能继电器采用第一电阻、第二电阻与第三电阻并联构成分压回路，当外部负载触点完全吸合后，第二电阻无电流，G点电位升高，绝缘栅场效应管控制控制电流减小，第一线圈电流减小，达到节能及降低线圈的发热防止长时间工作而烧毁。设置双线圈的无触点节能继电器增加外部负载触点确认功能，保证触点可靠吸合，不会引起外部负载触点没吸合牢靠，导致继电器内部切换开关反复转换而线圈震荡启动，导致外部触点震荡不能正常使用。

Description

无触点P沟道节能继电器及其电路切换方法
技术领域
本发明涉及继电器领域，具体涉及无触点P沟道节能继电器及其电路切换方法。
背景技术
现有技术中2008年9月10日，公开号CN101261909的双控节能继电器在使用中发现了存在许多不足，原先采用的是触点开关作为双线圈转换器件，由于是机械开关，存在触点在接触或断开瞬间出现打火、拉忽等现象，导致触点失效，继电器线圈无法线圈工作而失效；其次，继电器长期工作后，回位弹簧片金属疲劳，吸合不到位导致顶不开及断不了等缺陷，以及无法保证继电器可靠吸合，负载触点完全导通。
发明内容
发明目的：
本发明旨在提出无触点P沟道节能继电器及其电路切换方法，以解决现有技术中的问题。具体是先采用绝缘栅场效应管来无触点控制单线圈或者双线圈的方式，并采利用了触点电路的可靠性确认电路。
技术方案：
无触点P沟道节能继电器，包括P沟道场效应管，继电器端子段B1与第一电阻R1和第一线圈L1起始端并联；第一电阻R1与第二电阻R2、第三电阻R3和P沟道场效应管的G点并联，第一线圈L1末端与P沟道场效应管的D极连接；第二电阻R2经过二极管的正极连接到输出端M；第一线圈L1的起始端与继电器端子段B1连接，第一线圈的末端与P沟道场效应管的D极相连，第一线圈L1通电时，继电器触点与外部电路连通；控制端E与电源负极连接，控制端E的输出端通过P沟道场效应管的S极连接。
进一步的，电源正极通过保险丝FU与继电器端子段B连接，经过启动状态的继电器触点连接到继电器输出端M。
所述的无触点P沟道节能继电器的电路切换，当外部启动开关常开时，第一线圈L1无电流，继电器触点常开，外部负载无电流；当外部启动开关闭合后，外部电流通过第一电阻R1后，第二电阻R2与第二电阻R3并联分流，P沟道场效应管的G点达到导通电位，P沟道场效应管大电流导通，第一线圈L1导通，继电器开始吸合；当继电器完全可靠吸合，继电器触点处于闭合，输出端M与外部负载导通，二极管截止，第二电阻R2不导通，P沟道场效应管的G点电位升高，达到P沟道场效应管半导通状态，第一线圈L1电流减半，继电器进入保持状态；当外部启动开关打开，第一线圈L1无电流，继电器释放，继电器触点变为常开状态，外部负载停止。
无触点P沟道节能继电器，包括P沟道场效应管，继电器端子段B1与第一电阻R1和第一线圈L1起始端并联；第一电阻R1与第二电阻R2和P沟道场效应管的G点并联，第一线圈L1末端与P沟道场效应管的D极连接；第二电阻R2经过二极管的正极连接到输出端M；第一线圈L1的起始端与继电器端子段B1连接，第一线圈的末端与P沟道场效应管的D极相连，第一线圈L1通电时，继电器触点与外部电路连通；第二线圈L2的起始端与P沟道场效应管的D极并联，第二线圈L2的末端与P沟道场效应管的S极并联后连接到控制端E；控制端E与电源负极连接，控制端E的输出端与P沟道场效应管的S极和第二线圈L2的末端并连。
所述的无触点P沟道节能继电器的电路切换，当外部启动开关常开时，第一线圈L1和第二线圈L2无电流，继电器触点常开，外部负载无电流；当外部启动开关闭合后，外部电流通过第一电阻R1、第二电阻R2、二极管经由外部负载回到电源负极，P沟道场效应管的G点达到导通电位，第一线圈L1导通，第二线圈L2截止，继电器吸合；当继电器完全可靠吸合，继电器触点处于闭合，输出端M与外部负载导通，二极管截止，第二电阻R2不导通，P沟道场效应管的G点电压等于电源电压，P沟道场效应管截止，第一线圈L1和第二线圈L2串联，电阻增大，继电器进入保持状态；当外部启动开关打开，第一线圈L1和第二电流L2无电流，继电器释放，继电器触点变为常开状态，外部负载停止。
进一步的，第二线圈L2的匝数大于2倍的第一线圈L1的匝数，电阻大于第一线圈L1，电流小于第一线圈L1。
优点及效果：
本发明具有以下优点和有益效果：
本发明根据现有技术存在的问题，设计了单线圈和双线圈两种无触点节能继电器。
关于单线圈的无触点节能继电器：
1. 降低能耗，节能并防止线圈大电流长时间过热而烧毁。
2. 利用电磁铁特性----继电器完全吸合后，铁芯与衔铁可靠紧密接触后可用少量保持电流（约1/3）就能保持继电器导通状态。
采用第一电阻、第二电阻与第三电阻并联构成分压回路，当外部负载触点完全吸合后，第二电阻无电流，G点电位升高，绝缘栅场效应管控制控制电流减小，第一线圈电流减小，达到节能及降低线圈的发热防止长时间工作而烧毁。
3.单线圈组成，降低加工难度及成本。
关于双线圈的无触点节能继电器：
1. 降低能耗，节能并防止线圈大电流长时间过热而烧毁。
2. 采用绝缘栅场效应管控制触点转换，替代原先簧片复位弹簧及无触点控制，延长使用寿命。
3. 增加外部负载触点确认功能，保证触点可靠吸合，不会引起外部负载触点没吸合牢靠，导致继电器内部切换开关反复转换而线圈震荡启动，导致外部触点震荡不能正常使用。
附图说明
图1 是现有技术中的机械式线圈切换结构；
图2是单线圈的无触点节能继电器；
图3是双线圈的无触点节能继电器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
如图1所示，为现有技术中的双控节能继电器。
第一线圈L1，线径大，圈数少，电阻小，电流大；而第二线圈L2线径小（0.5倍第一线圈L1直径），圈数匝数＞2倍第一线圈L1，电阻大于第一线圈L1，电流小于线圈L1。
内部机械式常闭开关，用于单双路线圈转换，继电器吸合后根据结构推杆，将常闭触点断开，第一线圈L1和第二线圈L2形成串联，达到了限流的作用。
实施例1
单线圈的的无触点节能继电器；
如图2所示，为一种节能安全启动继电器。图2的电路中包括电源U，节能安全起动继电器，启动开关K，保险丝FU，外部负载的起动电机。
无触点P沟道节能继电器，包括P沟道场效应管，继电器端子段B1与第一电阻R1和第一线圈L1起始端并联；第一电阻R1与第二电阻R2、第三电阻R3和P沟道场效应管的G点并联，第一线圈L1末端与P沟道场效应管的D极连接；第二电阻R2经过二极管的正极连接到输出端M；第一线圈L1的起始端与继电器端子段B1连接，第一线圈的末端与P沟道场效应管的D极相连，第一线圈L1通电时，继电器触点与外部电路连通；控制端E与电源负极连接，控制端E的输出端通过P沟道场效应管的S极连接。
电源正极通过保险丝FU与继电器端子段B连接，经过启动状态的继电器触点连接到继电器输出端M，起动继电器输端出M经外部负载的起动电机连接回电源负极。电源正极经过外部的启动开关K(常开)连接到起动继电器端子段B1，继电器端子段B1经过第一电阻R1与P沟道场效应管的G极连接，之后经过第三电阻R3与起动继电器的控制端E相连；G极连接第二电阻R2经过二极管1n4007的正极连接到起动继电器的输出端M连接；继电器端子段B1与第一线圈L1起始段相连，第一线圈的末端与P场效应管的D极相连，经P场效应管的S极连接到继电器的控制端E，起动继电器控制端E连接到电源负极。
当外部启动开关常开时，第一线圈L1无电流，继电器触点常开，外部负载无电流。
当外部启动开关闭合后，外部电流通过第一电阻R1后，第二电阻R2与第二电阻R3并联分流，P沟道场效应管的G点达到导通电位，P沟道场效应管大电流导通，第一线圈L1导通，继电器开始吸合。
当继电器完全可靠吸合，继电器触点处于闭合，输出端M与外部负载导通，二极管截止，第二电阻R2不导通，P沟道场效应管的G点电位升高，达到P沟道场效应管半导通状态，第一线圈L1电流减半，继电器进入保持状态。
当外部启动开关打开，第一线圈L1无电流，继电器释放，继电器触点变为常开状态，外部负载停止。
实施例1在原有的可长时间线圈通电，降低能耗，节能并防止线圈大电流长时间过热而烧毁。并且利用电磁铁特性，继电器完全吸合后，铁芯与衔铁可靠紧密接触后可用少量保持电流，约1/3，就能保持继电器导通状态。实施例2的继电器单线圈组成，降低加工难度及成本。
实施例2
双线圈的无触点节能继电器。
如图3所示，为一种节能安全启动继电器。图3的电路中包括电源U，节能安全起动继电器，启动开关K，保险丝FU，外部负载的起动电机。
无触点P沟道节能继电器，包括P沟道场效应管，继电器端子段B1与第一电阻R1和第一线圈L1起始端并联；第一电阻R1与第二电阻R2和P沟道场效应管的G点并联，第一线圈L1末端与P沟道场效应管的D极连接；第二电阻R2经过二极管的正极连接到输出端M；第一线圈L1的起始端与继电器端子段B1连接，第一线圈的末端与P沟道场效应管的D极相连，第一线圈L1通电时，继电器触点与外部电路连通；第二线圈L2的起始端与P沟道场效应管的D极并联，第二线圈L2的末端与P沟道场效应管的S极并联后连接到控制端E；控制端E与电源负极连接，控制端E的输出端与P沟道场效应管的S极和第二线圈L2的末端并连。
当外部启动开关常开时，第一线圈L1和第二线圈L2无电流，继电器触点常开，外部负载无电流。
当外部启动开关闭合后，外部电流通过第一电阻R1、第二电阻R2、二极管经由外部负载回到电源负极，P沟道场效应管的G点达到导通电位，第一线圈L1导通，第二线圈L2截止，继电器吸合。
当继电器完全可靠吸合，继电器触点处于闭合，输出端M与外部负载导通，二极管截止，第二电阻R2不导通，P沟道场效应管的G点电压等于电源电压，P沟道场效应管截止，第一线圈L1和第二线圈L2串联，电阻增大，继电器进入保持状态。
当外部启动开关打开，第一线圈L1和第二电流L2无电流，继电器释放，继电器触点变为常开状态，外部负载停止。
第二线圈L2的匝数大于2倍的第一线圈L1的匝数，电阻大于第一线圈L1，电流小于第一线圈L1。
第一线圈L1为初级线圈，线径大，圈数少，电阻小，电流大。
第二线圈L2为二级线圈，线径小，0.5倍第一线圈L1直径，圈数匝数＞2倍第一线圈L1，电阻大于线圈L1，电流小于线圈L1
电源正极经过保险丝FU接到继电器端子段B，内部经过起动继电器触点（常开），连接到起动继电器的输出端M，起动继电器的输出M端经起动外部负载的电机连接回电源负极。
电源正极经过外部启动开关K(常开)连接到起动继电器端子段B1，继电器端子段B1经过第一电阻R1与P沟道场效应管的G极连接，G极连接第二电阻R2经过二极管1n4007的正极连接到起动继电器的输出端M连接；继电器端子段B1与起动继电器的第一线圈L1起始段相连，第一线圈L1的末端与第二线圈L2起始段串联，第二线圈L2起始端与P场效应管的D极相并连，第二线圈L2末端与P场效应管的S极并联后连接到继电器的控制端E，起动继电器控制端E连接到电源负极。
实施例2的继电器在原有的可长时间线圈通电，降低能耗，节能并防止线圈大电流长时间过热而烧毁。并且采用绝缘栅场效应管控制触点转换，替代现有技术中的簧片复位弹簧及无触点控制，延长使用寿命。
增加外部负载触点确认功能，保证触点可靠吸合，不会引起外部负载触点没吸合牢靠，导致继电器内部切换开关反复转换而线圈震荡启动，导致外部触点震荡不能正常使用。

Claims (6)

1.无触点P沟道节能继电器，包括P沟道场效应管，其特征在于：继电器端子段B1与第一电阻R1和第一线圈L1起始端并联；第一电阻R1与第二电阻R2、第三电阻R3和P沟道场效应管的G点并联，第一线圈L1末端与P沟道场效应管的D极连接；第二电阻R2经过二极管的正极连接到输出端M；第一线圈L1的起始端与继电器端子段B1连接，第一线圈的末端与P沟道场效应管的D极相连，第一线圈L1通电时，继电器触点与外部电路连通；控制端E与电源负极连接，控制端E的输出端通过P沟道场效应管的S极连接。
2.根据权利要求1的无触点P沟道节能继电器，其特征在于：电源正极通过保险丝FU与继电器端子段B连接，经过启动状态的继电器触点连接到继电器输出端M。
3.根据权利要求1的无触点P沟道节能继电器的电路切换，其特征在于：当外部启动开关常开时，第一线圈L1无电流，继电器触点常开，外部负载无电流；
当外部启动开关闭合后，外部电流通过第一电阻R1后，第二电阻R2与第二电阻R3并联分流，P沟道场效应管的G点达到导通电位，P沟道场效应管大电流导通，第一线圈L1导通，继电器开始吸合；当继电器完全可靠吸合，继电器触点处于闭合，输出端M与外部负载导通，二极管截止，第二电阻R2不导通，P沟道场效应管的G点电位升高，达到P沟道场效应管半导通状态，第一线圈L1电流减半，继电器进入保持状态；当外部启动开关打开，第一线圈L1无电流，继电器释放，继电器触点变为常开状态，外部负载停止。
4.无触点P沟道节能继电器，包括P沟道场效应管，其特征在于：继电器端子段B1与第一电阻R1和第一线圈L1起始端并联；第一电阻R1与第二电阻R2和P沟道场效应管的G点并联，第一线圈L1末端与P沟道场效应管的D极连接；第二电阻R2经过二极管的正极连接到输出端M；第一线圈L1的起始端与继电器端子段B1连接，第一线圈的末端与P沟道场效应管的D极相连，第一线圈L1通电时，继电器触点与外部电路连通；第二线圈L2的起始端与P沟道场效应管的D极并联，第二线圈L2的末端与P沟道场效应管的S极并联后连接到控制端E；控制端E与电源负极连接，控制端E的输出端与P沟道场效应管的S极和第二线圈L2的末端并连。
5.根据权利要求1所述的无触点P沟道节能继电器的电路切换，其特征在于：当外部启动开关常开时，第一线圈L1和第二线圈L2无电流，继电器触点常开，外部负载无电流；
当外部启动开关闭合后，外部电流通过第一电阻R1、第二电阻R2、二极管经由外部负载回到电源负极，P沟道场效应管的G点达到导通电位，第一线圈L1导通，第二线圈L2截止，继电器吸合；当继电器完全可靠吸合，继电器触点处于闭合，输出端M与外部负载导通，二极管截止，第二电阻R2不导通，P沟道场效应管的G点电压等于电源电压，P沟道场效应管截止，第一线圈L1和第二线圈L2串联，电阻增大，继电器进入保持状态；当外部启动开关打开，第一线圈L1和第二电流L2无电流，继电器释放，继电器触点变为常开状态，外部负载停止。
6.根据权利要求5所述的无触点P沟道节能继电器的电路切换，其特征在于：第二线圈L2的匝数大于2倍的第一线圈L1的匝数，电阻大于第一线圈L1，电流小于第一线圈L1。
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