CN116013730A - 一种双线圈磁保持继电器驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双线圈磁保持继电器驱动电路。所述驱动电路包括：具有一个公共端的第一线圈、第二线圈，分别为第一线圈、第二线圈所设置的分别连接有反峰电压抑制器件的第一并联支路、第二并联支路，以及分别用于控制第一线圈、第二线圈通断的第一控制开关、第二控制开关；第一并联支路、第二并联支路中还分别串接有开关状态分别与第一控制开关、第二控制开关相关联的第一投切开关、第二投切开关，第一投切开关/第二投切开关在第一控制开关/第二控制开关闭合之后、再次断开之前闭合，并在第一控制开关/第二控制开关再次断开之后断开。相比现有技术，本发明可使继电器触头能更快速的完成转换。

Description

一种双线圈磁保持继电器驱动电路

技术领域

本发明涉及一种磁保持继电器，尤其涉及一种双线圈磁保持继电器驱动电路。

背景技术

磁保持继电器是工程领域中的重要元器件。磁保持继电器与传统继电器功能相同主要起到控制电路接通和断开的作用。但是磁保持继电器的“磁保持”体现了它与其它继电器的不同。传统继电器在保持其断开或闭合状态时需要持续通电，如果电流出现波动都会影响到继电器的控制效果。而磁保持继电器依靠其自身的结构很好的解决了以上问题，只需要通电一次就可以改变并保持继电器触头通断状态。磁保持继电器的电磁铁线圈在不施加电流的情况下，仅凭借电磁机构中两衔铁间的永磁铁磁力就可以使继电器触头保持在电磁铁线圈断电前的通断状态；需要改变继电器触头通断状态仅需施加一个与断电前的电磁铁线圈中电流相反的激励电流即可改变继电器触头的通断状态。

双线圈磁保持继电器的典型结构如图1所示，包括：线圈1、线圈2、铁芯3、轭铁4、轭铁5、转动卡6、推移卡7，其中，线圈1、线圈2均绕制在铁芯3上，转动卡6由永磁铁62及被永磁铁62磁化的衔铁61和衔铁63组成，转动卡6连接推移卡7，推移卡带动继电器触头动作或保持。

其工作原理具体如下：

磁保持状态是当线圈1和线圈2均不通电时，转动卡6在永磁铁62产生的磁力作用下，磁化的衔铁61、衔铁62分别吸合轭铁4、扼铁5，转动卡6、推移卡7保持稳定状态，继电器触头保持原有状态不变。

激磁状态是当线圈1通电后，铁芯3和轭铁4、扼铁5被磁化，轭铁4呈N极与衔铁61相同极性、轭铁5呈S极与衔铁63相同极性，在同性磁力相斥下，推动转动卡6绕其中心顺时针旋转，带动推移卡7向左移动，改变继电器触头状态；当线圈2通电后，铁芯3和轭铁4、扼铁5被磁化，轭铁4呈S极与衔铁63相同极性、轭铁5呈N极与衔铁61相同极性，在同性磁力相斥下，推动转动卡6绕其中心逆时针旋转，带动推移卡7向右移动，恢复继电器触头状态。

现有的双线圈磁保持继电器驱动电路，如图2所示：

电源U1经电阻R1、二极管D1向电容C1充电，电容C1储存的电能作为线圈能量；当开关K1闭合、开关K2断开，线圈L1通电，继电器的转动卡旋转，触头动作；触头动作完成后，开关K1断开，此时线圈L1产生一个较高的反电势，经二极管D2完成续流。由于双线圈磁保持继电器的两个线圈绕制在同一铁芯上并且具有一个公共端，当线圈L1通电，产生的磁通量增强；同时线圈L2也会有感应电流，感应电流能经二极管D3形成闭合回路时，会阻碍线圈L1磁通量增强。这样电磁铁在轭铁处的磁力就会减小，继电器的转动卡旋转速度减慢，推移卡的移动速度随之减慢，触头的通断转换速度减慢。

在要求双线圈磁保持继电器的触头快速转换的场合，上述驱动电路虽可通过提高驱动电压幅值来增大线圈中电流，提高电磁铁的磁力来加速转换速度。但是因为增加了线圈关断时的续流支路，使另一线圈的感应电流形成闭合回路，阻碍电磁铁的磁力增强。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种双线圈磁保持继电器驱动电路，当其中一个线圈进行励磁动作时，可以有效防止另一个线圈产生感应电流的闭合回路，从而使继电器触头能更快速的完成转换。

本发明具体采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种双线圈磁保持继电器驱动电路，包括：具有一个公共端的第一线圈、第二线圈，分别为第一线圈、第二线圈所设置的分别连接有反峰电压抑制器件的第一并联支路、第二并联支路，以及分别用于控制第一线圈、第二线圈通断的第一控制开关、第二控制开关；第一并联支路、第二并联支路中还分别串接有开关状态分别与第一控制开关、第二控制开关相关联的第一投切开关、第二投切开关，第一投切开关/第二投切开关在第一控制开关/第二控制开关闭合之后、再次断开之前闭合，并在所述第一控制开关/第二控制开关再次断开之后断开。

优选地，第一投切开关/第二投切开关在所述第一控制开关/第二控制开关再次断开之后且第一并联支路/第二并联支路续流完成后断开。

优选地，所述反峰电压抑制器件为电阻，或为压敏电阻，或为二极管。

进一步地，所述双线圈磁保持继电器驱动电路还包括电源电路，所述电源电路包括串接于直流电源正负极之间的限流电阻R1、二极管D1、储能电容C1。

相比现有技术，本发明技术方案具有以下有益效果：

本发明通过对现有双线圈磁保持继电器驱动电路的简单改进，通过在两个续流支路中分别增加一个投切开关并结合相应的开关逻辑，可在其中一个线圈进行励磁动作时，有效防止另一个线圈产生感应电流的闭合回路，从而使继电器触头能更快速的完成转换。

附图说明

图1为双线圈磁保持继电器的结构示意图；其中包括：线圈1、线圈2、铁芯3、轭铁4、轭铁5、转动卡6、推移卡7、衔铁61、永磁铁62、衔铁63；

图2为现有双线圈磁保持继电器驱动电路的电路原理图；

图3为本发明双线圈磁保持继电器驱动电路的电路原理图。

具体实施方式

针对现有双线圈磁保持继电器驱动电路所存在的不足，对现有双线圈磁保持继电器驱动电路的简单改进，通过在两个续流支路中分别增加一个投切开关并结合相应的开关逻辑，可在其中一个线圈进行励磁动作时，有效防止另一个线圈产生感应电流的闭合回路，从而使继电器触头能更快速的完成转换。

具体而言，本发明所提出的双线圈磁保持继电器驱动电路，包括：具有一个公共端的第一线圈、第二线圈，分别为第一线圈、第二线圈所设置的分别连接有反峰电压抑制器件的第一并联支路、第二并联支路，以及分别用于控制第一线圈、第二线圈通断的第一控制开关、第二控制开关；第一并联支路、第二并联支路中还分别串接有开关状态分别与第一控制开关、第二控制开关相关联的第一投切开关、第二投切开关，第一投切开关/第二投切开关在第一控制开关/第二控制开关闭合之后、再次断开之前闭合，并在所述第一控制开关/第二控制开关再次断开之后断开。

为了使得并联支路更好地完成续流，优选地，第一投切开关/第二投切开关在所述第一控制开关/第二控制开关再次断开之后且第一并联支路/第二并联支路续流完成后断开。

所述控制开关、切换开关可根据实际需要选用机械式触点开关或电子开关IGBT、MOS管、三极管等；所述反峰电压抑制器件可选用电阻、压敏电阻、二极管等。

第一投切开关/第二投切开关与第一控制开关/第二控制开关之间开关状态的关联可通过控制器的控制逻辑实现，也可以通过机械联锁结构、电子联锁结构或者机械与电子混合联锁方式实现。

为了便于公众理解，下面通过一个具体实施例并结合附图来对本发明的技术方案进行详细说明：

本实施例的双线圈磁保持继电器驱动电路如图3所示，包含：

通电动作线圈L1和通电复归线圈L2，线圈L1、L2绕制在同一铁芯上，两个线圈的正端连接在一起作为公共端，两个线圈的负端分别通过控制开关K1、K2连接电源负端；通电动作线圈L1和通电复归线圈L2的控制开关K1、K2选用MOS管；通电动作线圈L1和通电复归线圈L2的反峰抑制器件选用续流二极管D2、D3；投切开关K3、K4选用机械触点开关；本实施例中电源U1的电压为48VDC电压源；限流电阻选用1kΩ阻值；储能电容选用470uF容值、63VDC工作电压的电解电容。

如图3所示，该驱动电路的各器件连接关系如下：电源U1的正端连接限流电阻R1的一端，R1的另一端连接二极管D1的阳极，D1的阴极连接储能电容C1的正极，C1的负极连接电源U1的负极，C1两端电压U2；储能电容C1的正极连接线圈L1、L2的公共正端，C1的负极经控制开关K1连接通电动作线圈L1的负端、经控制开关K2接通电复归线圈L2负端；续流二极管D2的阳极连接通电动作线圈L1的负端，阴极经投切开关K3连接通电动作线圈L1的公共正端；续流二极管D3阳极连接通电复归线圈L2负端，阴极经投切开关K4接通电复归线圈L2的公共正端。在该驱动电路中，续流二极管D2与投切开关K3串联形成通电动作线圈L1的续流并联支路，续流二极管D3与投切开关K4串联形成通电复归线圈L2的续流并联支路。

在该双线圈磁保持继电器驱动电路中，电源U1经限流电阻R1、二极管D1向储能电容C1充电，电容两端电压U2作为继电器线圈的驱动电源。电源U1对储能电容的充电电流为48mA，充电功率为2.3W，rc充电时间常数约为0.47s，能够满足继电器5s间隔的连续切换动作。

双线圈磁保持继电器触头通电动作时，驱动电路中的控制开关K1闭合动作，控制开关K2、投切开关K4保持断开，K4的断开切断了通电复归线圈L2的感应电流回路，储能电容的电能仅作用于通电动作线圈L1；通电动作线圈L1动作完成时，控制开关K1再次断开前，投切开关K3完成闭合，续流二极管D2投入，控制开关K1断开时，通电动作线圈L1的反峰电压经续流二极管D2完成续流，然后再断开投切开关K3；

双线圈磁保持继电器触头通电复归时，驱动电路中的控制开关K2闭合动作，控制开关K1、投切开关K3保持断开，投切开关K3的断开切断了通电动作线圈L1的感应电流回路，储能电容的电能仅作用于通电复归线圈L2；通电复归线圈L2动作完成时，控制开关K2再次断开前，投切开关K4完成闭合，续流二极管D3投入，控制开关K2断开时，通电复归线圈L2的反峰电压经续流二极管D3完成续流，然后再断开投切开关K4；

双线圈磁保持继电器触头状态保持时，驱动电路中K2、K4、K1、K3保持断开，触头的保持由继电器内部转动卡的永磁铁吸合轭铁完成。

两个续流并联支路中的续流完成与否可通过对电流的实时监控获知，也可以根据预先试验得到的续流曲线，确定一个可确保续流完成的延时时间，在控制开关K1/K2断开后，经过所述延时时间后控制投切开关K3/K4断开。

Claims (4)

1.一种双线圈磁保持继电器驱动电路，包括：具有一个公共端的第一线圈、第二线圈，分别为第一线圈、第二线圈所设置的分别连接有反峰电压抑制器件的第一并联支路、第二并联支路，以及分别用于控制第一线圈、第二线圈通断的第一控制开关、第二控制开关；其特征在于，第一并联支路、第二并联支路中还分别串接有开关状态分别与第一控制开关、第二控制开关相关联的第一投切开关、第二投切开关，第一投切开关/第二投切开关在第一控制开关/第二控制开关闭合之后、再次断开之前闭合，并在所述第一控制开关/第二控制开关再次断开之后断开。

2.如权利要求1所述双线圈磁保持继电器驱动电路，其特征在于，第一投切开关/第二投切开关在所述第一控制开关/第二控制开关再次断开之后且第一并联支路/第二并联支路续流完成后断开。

3.如权利要求1所述双线圈磁保持继电器驱动电路，其特征在于，所述反峰电压抑制器件为电阻，或为压敏电阻，或为二极管。

4.如权利要求1所述双线圈磁保持继电器驱动电路，其特征在于，还包括电源电路，所述电源电路包括串接于直流电源正负极之间的限流电阻R1、二极管D1、储能电容C1。

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