CN206461532U - 一种新型双压快速响应制动整流器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型双压快速响应制动整流器，包括半波整流电路、MOS管触发电路、可控硅触发电路、开关触点电路、输出触点电路与保护电路；半波整流电路用于对交流电源的输入进行半波整流，MOS管触发电路用于控制该整流器电路输出的启动与关断来实现制动器快速制动或释放的效果；可控硅触发电路促使在整流器刚通电时，整流器形成双电压输出，使得响应动作加快制动或释放，缩短了转动轴的堵转抱死时间，从而增加电磁制动器和转动轴的使用寿命；开关触点电路与外部控制电路连接，通过外部控制电路对该整流器的输出进行控制；所有关键的电信号触点、MOS管、可控硅均配有压敏电阻，最大可能的消除外部干扰因素。

Description

一种新型双压快速响应制动整流器

技术领域

本实用新型属于电磁制动整流器领域，具体涉及一种新型双压快速响应制动整流器。

背景技术

电磁制动器在使用要求非常严格的场合需要在整流器通电和断电的瞬间均实现快速动作，以防止转动轴出现堵转抱死的现象发生，同时需要达到快速制动或释放的效果。

当电磁制动器初始上电的电压在其额定电压范围内时，此时电压越高，则其制动或释放动作反应速度越快，目前电磁制动器通常使用的整流器有2种，第一种是整流器只有四个接线端子，单电压输出，同时只能实现慢速制动或释放的功能；第二种是整流器上多出两个接线端子，即为六个接线端子，单电压输出，通过多出来的这两个端子与外部接触器的常闭两个触点相连接，需要制动或释放时，外部接触器通电促使常闭触点信号断开，以达到断开的整流器电源输出来实现制动器制动或释放的效果。

第一种缺点：该整流器通常在整流器通电时，其输出的直流电压为单电压输出，因其输出单电压不能使制动器快速响应制动或释放，会造成转动轴瞬间有堵转抱死现象发生，同时该整流器不能实现制动器快速制动或释放的效果，有严重的滞后动作现象，该整流器只适用于要求制动或释放响度速度慢的场合。

第二种缺点：该整流器通常在整流器通电时，其输出的直流电压为单电压输出，因输出单电压不能使制动器快速响应制动或释放，会造成转动轴瞬间有堵转抱死现象发生，该整流器虽然可以实现电磁制动器的快速制动或释放，但需要增加一个接触器，以利用其外部接触器上的一个常闭触点来实现快速制动或释放，这样给应用电路增加了复杂性，同时由于接触器机械部件自身的动作延迟性,导致制动或释放的反应速度也有一定的滞后。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种新型双压快速响应制动整流器，解决了现有技术中制动整流器输出反应速度慢，并且容易造成转动轴瞬间堵转抱死的问题。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种新型双压快速响应制动整流器，包括半波整流电路、MOS管触发电路、可控硅触发电路、开关触点电路、输出触点电路与保护电路；

半波整流电路用于对交流电源的输入进行半波整流，包括第一至第三二极管；

可控硅触发电路用于在该整流器通电时形成双电压输出；

MOS管触发电路通过控制MOS管的通断来控制该整流器电路输出的启动与关断；

开关触点电路与外部控制电路连接，通过外部控制电路对该整流器的输出进行控制；

输出触点电路与外部负载连接，为外部负载提供直流电源；

保护电路用于对该整流器的电子元器件提供保护，包括第一至第八压敏电阻。

交流电源的一个输入端与第一二极管的阳极连接，交流电源的另一个输入端分别与第二二极管的阳极、第三二极管的阴极连接，第一、第二二极管的阴极为整流输出端，第三二极管的阳极与MOS管的源极连接。

MOS管触发电路包括MOS管、稳压二极管、电解电容、第一至第三电阻，其中，MOS管的漏极与输出触点的负极连接，半波整流电路的输出端与MOS管的栅极之间依次连接第一电阻、第二电阻的串联电路，MOS管的源极与栅极之间连接稳压二极管和第三电阻的并联电路，稳压二极管的阳极与MOS管的源极连接，稳压二极管的阴极与MOS管的栅极连接，电解电容的正极与第一电阻和第二电阻的中点连接，电解电容的负极与MOS管的源极连接。

所述可控硅触发电路包括可控硅、第二和第三三极管、第五和第六二极管、第二和第三电容、第四至第九电阻；其中，

交流电源的一端分别与可控硅的阴极、第五二极管的阳极、第六二极管的阳极连接；可控硅的阳极与第三二极管的阳极连接，栅极与第三三极管的发射极连接，可控硅的栅极与阴极之间连接第九电阻；第三三极管的集电极与第二三极管的发射极连接，第三三极管的集电极与第六二极管的阴极之间连接第三电容，第三三极管的基极与第六二极管的阴极之间连接第八电阻；第二三极管的发射极与交流电源的一端之间连接第二电容和第六电阻的并联电路，第二三极管的集电极与整流输出端之间连接第五电阻，第二三极管的基极与第五二极管的阴极连接，且与整流输出端之间连接第四电阻，第二电容和第三电容为电解电容，第二电容的正极和第三电容的正极均与第三三极管的集电极和第二三极管的发射极连接；第七电阻与第六二极管之间并联连接。

开关触点电路包括两个开关触点开关1和开关2；其中，开关触点开关1与整流输出端连接，开关触点开关2与输出触点的正极连接。

输出触点电路包括输出触点正极和输出触点负极。

交流电源的两个输入端之间连接第一压敏电阻；第三二极管的阴极与整流输出端之间连接第二压敏电阻，第三二极管的阳极与整流输出端之间连接第三压敏电阻，整流输出端与输出触点的负极之间连接第四压敏电阻；开关触点电路的两个开关触点之间连接第五压敏电阻；输出触点的正极与负极之间连接第六压敏电阻；MOS管的源极与漏极之间连接第七压敏电阻；可控硅的阳极和阴极之间连接第八压敏电阻。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、克服了背景技术中所描述整流器制动响应慢的不足之处，本实用新型利用MOS管通与断的大电流、响应速度快等优点来实现了输出快速响应的效果，通常在交流侧断电的瞬间制动器需要制动或释放，此时本实用新型所述的整流器能够立即关断输出，从而实现制动器快速制动或释放的效果。

2、克服了背景技术中所描述通电时整流器单电压输出所导致的制动器响应慢的不足之处，本实用新型利用可控硅触发电路促使在整流器刚通电时，整流器形成全波输出电压，也即为双电压输出，延时一段时间后，OUT输出恢复为半波输出，也即单电压输出，以供制动器保持电压，本实用新型可以使制动器在刚通电时的响应动作加快制动或释放，缩短了转动轴的堵转抱死时间，从而增加电磁制动器和转动轴的使用寿命。

3、可以通过外部接触器来控制整流器输出通与断的效果，也可直接短路此功能不使用，为用户提供多种选择。

4、所有关键的电信号触点、MOS管、可控硅均配有压敏电阻，最大可能的消除外部干扰因素。

附图说明

图1为本实用新型整流器的电路原理图。

图中J1为电信号接线座，M1、M2、M3、M4、M5、M6、M7、M8为压敏电阻，C1、C2、C3为电解电容、D1、D2、D3、D5、D6为二极管，D4为稳压二极管，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R9为电阻，Q1为MOS管、Q2、Q3为三极管，Q4为可控硅。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构及工作过程作进一步说明。

一种新型双压快速响应制动整流器，包括半波整流电路、可控硅触发电路、MOS管触发电路、开关触点电路、输出触点电路与保护电路；

半波整流电路用于对交流电源的输入进行半波整流，包括第一至第三二极管；

可控硅触发电路用于在该整流器通电时形成双电压输出；

MOS管触发电路通过控制MOS管的通断来控制该整流器电路输出的启动与关断；

开关触点电路与外部控制电路连接，通过外部控制电路对该整流器的输出进行控制；

输出触点电路与外部负载连接，为外部负载提供直流电源；

保护电路用于对该整流器的电子元器件提供保护，包括第一至第八压敏电阻。

具体实施例，

如图1所示，

半波整流电路主要由二极管D1、二极管D2和二极管D3组成，二极管D1的阴极、二极管D2的阴极与开关1相互交汇电连接，二极管D1的阳极与交流电源的一个输入端AC-L连接，二极管D2的阳极、二极管D3的阴极与交流电源另一个输入端AC-N电连接。

MOS管触发电路主要由电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、稳压二极管D4和MOS管Q1组成，电阻R1的一端与二极管D1的阴极电连接，电阻R1的另一端、电阻R2的一端与电容C1的阳极相互交汇电连接，电阻R2的另一端、电阻R3的一端、稳压二极管D4的阴极与MOS管Q1的栅极G相互交汇电连接，MOS管Q1的漏极D与输出触点OUT-电连接，MOS管Q1的源极S、稳压二极管D4的阳极、电容C1的负极、电阻R3的另一端与二极管D3的阳极电连接，MOS管的型号N沟道MOS场效应管。

可控硅触发电路主要由电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电容C2、电容C3、二极管D5、二极管D6、三极管Q2、三极管Q3和可控硅Q4组成，电阻R4的一端、电阻R5的一端与二极管D1的负极电连接，电阻R5的另一端与三极管Q2的集电极电连接，电阻R4的另一端、二极管D5的阴极与三极管Q2的基极相互交汇电连接，电容C2的正极、电容C3的正极、电阻R6的一端、三极管Q3的集电极与三极管Q2的发射极相互交汇电连接，电容C3的负极、电阻R7的一端、电阻R8的一端与二极管D6的阴极相互交汇电连接，电阻R8的另一端与三极管Q3的基极电连接，三极管Q3的发射极、电阻R9的一端与可控硅Q4的栅极相互交汇电连接，电阻R6的另一端、电阻R7的另一端、电阻R9的另一端、电容C2的负极、二极管D5的正极、二极管D6的正极、可控硅Q4的阴极与交流电源的一个输入端AC-L相互交汇电连，可控硅Q4的阳极与二极管D3的阳极电连接。

开关触点电路由开关1和开关2这两个触点组成，开关触点开关1和开关2分别与外部接触器的常闭两个触点电连，开关触点开关1和开关2也可直接用电线或短路针将其两触点短路，开关触点开关2与输出触点OUT+电连。

输出触点电路主要由OUT+、OUT-和负载RL组成，输出触点OUT+与开关触点开关2电连，输出触点OUT-为一个零电位信号，输出触点OUT+和OUT-分别电接至外部负载RL，外部负载RL为电磁制动器或者电磁离合器。

保护电路主要由压敏电阻M1、压敏电阻M2、压敏电阻M3、压敏电阻M4、压敏电阻M5、压敏电阻M6、压敏电阻M7和压敏电阻M8组成，压敏电阻M1的两端分别电连接至交流电源的两个输入端AC-L和AC-N，压敏电阻M2的两端分别电连接至二极管D1的负极和交流电源输入端AC-N，压敏电阻M3的两端分别电连接至二极管D1的负极和二极管D3的阳极，压敏电阻M4的两端分别电连接至二极管D1的负极和输出触点OUT-，压敏电阻M5的两端分别电连接至开关触点开关1和开关2，压敏电阻M6的两端分别电连接至输出触点OUT+和输出触点OUT-，压敏电阻M7的两端分别电连接至MOS管Q1的源极S和漏极D，压敏电阻M8的两端分别电连接至可控硅管Q4的阳极和可控硅管Q4的阴极，压敏电阻均为整流器电路安全保护元件。

本实用新型工作原理如下：当交流电压AC-L和AC-N通电时，由半波整流原理可以得出，交流电源AC-L将通过二极管D1使+V1信号点得到直流电压，此时，直流电压+V1则会通过可控硅触发电路使可控硅处于工作导通状态，此时AC-N的交流电通过二极管D2产生直流电压，使+V1产生双电压输出，此时整流器为全波整流输出，同时，直流电压+V1则会通过电阻R1、电阻R2、电阻R3进行分压，当电阻R3两端的电压达到MOS管Q1的VGS(th)门槛电压时，MOS管Q1将会启动导通，当MOS管Q1栅极G端的电压增加到一定值时，其MOS管Q1漏极D和MOS管Q1源极S将会导通(漏极D和源极S之间电阻接近为0)，到此，整个电路就形成完整的回路，从而达到双电压的输出使制动器在刚通电时的响应动作加快制动或释放，缩短了转动轴的堵转抱死时间，达到增加电磁制动器和转动轴的使用寿命。进一步，整流器在双压全波整流输出后，在经过规定的时间后，可控硅触发电路将使可控硅Q3处于截止状态，此时整流器工作于半波输出模式，也即单电压输出，以供制动器保持电压使用。

进一步阐述电路工作原理，当AC交流电源断电后，此时制动器应当立即断电并产生制动或释放的效果。整流器在AC交流电源断电后电路工作原理如下：交流电源断电后，半波整流输出的电压并不是直线下降为0V，此时+V1还有残留的电压，当+V1电压经电阻R1、电阻R2、电阻R3进行分压后，促使电阻R3两端的电压小于MOS管Q1的VGS(th)门槛电压，MOS管Q1将会立即关断输出，此时MOS管Q1漏极D和MOS管Q1源极S将会截止断开(漏极D和源极S之间电阻无穷大)，从而使制动器立即失电，最后使制动器立即达到制动或释放的效果。

进一步阐述电路工作原理，整流器还可以工作于外部接触器控制的模式，其电路工作原理如下：通过外部接触器的常闭两个触点电连接至整流器的开关1和开关2，此时由第三方系统来实现整流器的快速制动或释放的效果，在此模式下，AC交流电源通常不断电源，由外部接触器来直接通过整流器的开关1和开关2闭合与断开，使OUT+达到带电或不带电的效果，从而实现制动器产生制动与释放的效果。

以上实施例并非对本实用新型的结构和组成作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种新型双压快速响应制动整流器，其特征在于：包括半波整流电路、MOS管触发电路、可控硅触发电路、开关触点电路、输出触点电路与保护电路；

半波整流电路用于对交流电源的输入进行半波整流，包括第一至第三二极管；

可控硅触发电路用于在该整流器通电时形成双电压输出；

MOS管触发电路通过控制MOS管的通断来控制该整流器电路输出的启动与关断；

开关触点电路与外部控制电路连接，通过外部控制电路对该整流器的输出进行控制；

输出触点电路与外部负载连接，为外部负载提供直流电源；

保护电路用于对该整流器的电子元器件提供保护，包括第一至第八压敏电阻。

2.根据权利要求1所述的新型双压快速响应制动整流器，其特征在于：交流电源的一个输入端与第一二极管的阳极连接，交流电源的另一个输入端分别与第二二极管的阳极、第三二极管的阴极连接，第一、第二二极管的阴极为整流输出端，第三二极管的阳极与MOS管的源极连接。

3.根据权利要求1所述的新型双压快速响应制动整流器，其特征在于：MOS管触发电路包括MOS管、稳压二极管、电解电容、第一至第三电阻，其中，MOS管的漏极与输出触点的负极连接，半波整流电路的输出端与MOS管的栅极之间依次连接第一电阻、第二电阻的串联电路，MOS管的源极与栅极之间连接稳压二极管和第三电阻的并联电路，稳压二极管的阳极与MOS管的源极连接，稳压二极管的阴极与MOS管的栅极连接，电解电容的正极与第一电阻和第二电阻的中点连接，电解电容的负极与MOS管的源极连接。

4.根据权利要求1所述的新型双压快速响应制动整流器，其特征在于：所述可控硅触发电路包括可控硅、第二和第三三极管、第五和第六二极管、第二和第三电容、第四至第九电阻；其中，交流电源的一端分别与可控硅的阴极、第五二极管的阳极、第六二极管的阳极连接；可控硅的阳极与第三二极管的阳极连接，栅极与第三三极管的发射极连接，可控硅的栅极与阴极之间连接第九电阻；第三三极管的集电极与第二三极管的发射极连接，第三三极管的集电极与第六二极管的阴极之间连接第三电容，第三三极管的基极与第六二极管的阴极之间连接第八电阻；第二三极管的发射极与交流电源的一端之间连接第二电容和第六电阻的并联电路，第二三极管的集电极与整流输出端之间连接第五电阻，第二三极管的基极与第五二极管的阴极连接，且与整流输出端之间连接第四电阻，第二电容和第三电容为电解电容，第二电容的正极和第三电容的正极均与第三三极管的集电极和第二三极管的发射极连接；第七电阻与第六二极管之间并联连接。

5.根据权利要求1所述的新型双压快速响应制动整流器，其特征在于：开关触点电路包括两个开关触点开关1和开关2；其中，开关触点开关1与整流输出端连接，开关触点开关2与输出触点的正极连接。

6.根据权利要求1所述的新型双压快速响应制动整流器，其特征在于：输出触点电路包括输出触点正极和输出触点负极。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的新型双压快速响应制动整流器，其特征在于：交流电源的两个输入端之间连接第一压敏电阻；第三二极管的阴极与整流输出端之间连接第二压敏电阻，第三二极管的阳极与整流输出端之间连接第三压敏电阻，整流输出端与输出触点的负极之间连接第四压敏电阻；开关触点电路的两个开关触点之间连接第五压敏电阻；输出触点的正极与负极之间连接第六压敏电阻；MOS管的源极与漏极之间连接第七压敏电阻；可控硅的阳极和阴极之间连接第八压敏电阻。