CN209858963U - 智能控制器和控制器电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种智能控制器和控制器电路。本实用新型控制器电路包括磁通变换器驱动电路；磁通变换器驱动电路包括线圈L1，为线圈L1提供脱扣电压的储能电路，电压输出端和脱扣脉冲信号输入端；还包括电压检测电路和微控制器，电压检测电路的输入端与电压输出连端连接，用于采集储能电路当前的脱扣电压；电压检测电路的输出端与微控制器的电压信号采样端连接，将采集到的脱扣电压输出至微控制器；微控制器的控制信号输出端与脱扣脉冲信号输入端连接，微控制器根据采集的脱扣电压，获取给线圈L1施加脱扣电压的时间，并输出相应的脱扣脉冲信号，以控制线圈L1产生反向磁场克服永磁体的吸力。
Description
技术领域
本实用新型涉及低压电器领域，特别涉及一种智能控制器和控制器电路。
背景技术
磁通变换器是智能控制器的动作执行部分，主要由动铁芯、线圈、永磁体组成，常态(吸合)时靠内部永磁体克服弹簧反力将动铁芯吸合，保持静止状态；给线圈施加电压时，线圈产生反向磁场克服永磁体的吸力，达到动铁芯释放功能；通常情况下，线圈两端的电压只需施加短暂时间(约10ms)即可，我们称之为脱扣脉冲。
目前，现有控制器采用固定脱扣脉冲(宽度10ms)驱动磁通变换器释放，当给磁通变换器供电的储能电容电压较低时(如＜12V)，磁通变换器不能可靠释放。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单紧凑、性能安全可靠的智能控制器和控制器电路。控制器电路的微控制器根据采集到的脱扣电压，获取给线圈L1施加脱扣电压的时间，并输出相应的脱扣脉冲信号，以控制线圈L1产生反向磁场克服永磁体的吸力，使得磁通变换器的动铁芯能够可靠释放，提高磁通变换器的性能。
为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
本实用新型提供一种控制器电路，包括磁通变换器驱动电路；磁通变换器驱动电路包括线圈L1，为线圈L1提供脱扣电压的储能电路，电压输出端和脱扣脉冲信号输入端；还包括电压检测电路和微控制器，电压检测电路的输入端与电压输出连端连接，用于采集储能电路当前的脱扣电压；电压检测电路的输出端与微控制器的电压信号采样端连接，将采集到的脱扣电压输出至微控制器；微控制器的控制信号输出端与脱扣脉冲信号输入端连接，微控制器根据采集的脱扣电压，获取给线圈L1施加脱扣电压的时间，并输出相应的脱扣脉冲信号，以控制线圈L1产生反向磁场克服永磁体的吸力。
进一步，所述电压检测电路包括分压电路和与分压电路并联的防干扰电路，分压电路的输入端与电压输出端连接，分压电路的输出端与微控制器的电压信号采样端连接，分压电路的接地端接地。
进一步，所述分压电路包括串联连接的电阻R3和电阻R4；电阻R3的一端与电压输出端连接，电阻R4的一端接地，电阻R3和电阻R4的中间节点与微控制器的电压信号采样端连接，防干扰电路并联连接在电阻R4的两端。
进一步，所述防干扰电路包括并联连接在电阻R4两端的电容C2。
进一步，所述磁通变换器驱动电路还包括MOS管Q1、二极管D1和分压支路；所述二极管D1的负极与储能电路的正极连接，二极管D1的正极与MOS 管Q1的漏极连接，MOS管Q1的源极与储能电路的负极连接，线圈L1并联连接在二极管D1的两端，MOS管Q1的栅极与分压支路连接，分压支路的一端与脱扣脉冲信号输入端连接，另一端与储能电路的负极连接，储能电路的正极接入输入电源，储能电路的负极接地。
进一步，所述分压支路包括电阻R1和电阻R2，电阻R1和电阻R2串联后，电阻R1的一端与脱扣脉冲信号输入端连接，电阻R2的一端与储能电路的负极连接，电阻R1和电阻R2的中间节点与MOS管Q1的栅极连接。
进一步，所述储能电路包括极性电容C1，极性电容C1的正极接入输入电源，极性电容C1的负极接地。
进一步，所述微控制器为单片机。
进一步，所述线圈L1两端施加脱扣电压的时间与脱扣电压的乘积为恒定值。
本实用新型还提供一种智能控制器，包括上述的控制器电路，还包括：动铁芯，永磁铁和反力弹簧，反力弹簧与动铁芯连接，永磁体克服反力弹簧的弹力将动铁芯吸合保持静止，给线圈L1施加电压时，线圈L1产生反向磁场克服永磁体的吸力，动铁芯释放。
本实用新型控制器电路，包括磁通变换器驱动电路，磁通变换器驱动电路包括线圈L1、储能电路、电压输出端和脱扣脉冲信号输入端；还增设有电压检测电路和微控制器，电压检测电路采集储能电路当前的脱扣电压，并将采集到的脱扣电压输出至微控制器，微控制器根据采集的脱扣电压，获取给线圈L1 施加脱扣电压的时间，并输出相应的脱扣脉冲信号，以控制线圈L1产生反向磁场克服永磁体的吸力，使得磁通变换器的动铁芯能够可靠释放，提高磁通变换器的性能。本实用新型电压检测电路的分压电路，通过分压原理将储能电容电压转换为微控制器的采样端口的有效范围；防干扰电路用于消除高频干扰，提高电压检测电路的抗干扰性能。
附图说明
图1是本实用新型控制器电路的具体电路结构图；
图2是本实用新型脱扣脉冲宽度自动调整正常电压的示意图；
图3是本实用新型脱扣脉冲宽度自动调整异常电压的示意图。
具体实施方式
以下结合附图1至3给出的实施例，进一步说明本实用新型的智能控制器和控制器电路的具体实施方式。本实用新型的智能控制器和控制器电路不限于以下实施例的描述。
本实用新型以智能控制器为例，对本实用新型控制电路进行说明。本实用新型控制电路并不限于下列描述的智能控制器。本实用新型智能控制器可与低压断路器合并使用，断路器通过智能器，可以实现过载、短路、接地等保护，使用电设备面受故障影响。
本实用新型智能控制器，包括控制器电路，控制器电路包括线圈L1，还包括：动铁芯，永磁铁和反力弹簧。反力弹簧与动铁芯连接，永磁体克服反力弹簧的弹力将动铁芯吸合保持静止，只有当给线圈L1施加电压时，线圈L1产生反向磁场克服永磁体的吸力，动铁芯才能释放。在脱扣电压大于等于12V时，在线圈L1两端施加脱扣电压的脱扣脉冲宽度(时间)为10ms时，磁通变换器的动铁芯释放，磁通变换器执行相应的控制功能，而当脱扣电压小于12V时，在线圈L1两端再施加固定脱扣电压的脱扣脉冲宽度(时间)，那么磁通变换器的动铁芯就不能可靠释放，磁通变换器的控制不可靠。下面给出本实用新型控制器电路可以自动调节线圈L1两端施加固定脱扣电压的脱扣脉冲宽度(时间)，使得磁通变换器的可靠执行控制功能。
如图1所示，本实用新型控制器电路，包括磁通变换器驱动电路；磁通变换器驱动电路包括线圈L1，为线圈L1提供脱扣电压的储能电路；还包括电压检测电路和微控制器，电压检测电路的输入端与磁通变换器驱动电路的电压输出端连接，用于采集储能电路当前的脱扣电压；电压检测电路的输出端与微控制器的电压信号采样端连接，将采集到的脱扣电压输出至微控制器；微控制器的控制信号输出端与磁通变换器驱动电路的脱扣脉冲信号输入端连接，微控制器根据采集的脱扣电压，获取给线圈L1施加脱扣电压的时间，并输出相应的脱扣脉冲信号，以控制线圈L1产生反向磁场克服永磁体的吸力。
本实用新型控制器电路，包括磁通变换器驱动电路，磁通变换器驱动电路包括线圈L1、储能电路、电压输出端和脱扣脉冲信号输入端；还增设有电压检测电路和微控制器，电压检测电路采集储能电路当前的脱扣电压，并将采集到的脱扣电压输出至微控制器，微控制器根据采集的脱扣电压，获取给线圈L1 施加脱扣电压的时间，并输出相应的脱扣脉冲信号，以控制线圈L1产生反向磁场克服永磁体的吸力，使得磁通变换器的动铁芯能够可靠释放，提高磁通变换器的性能。
如图1所示，本实用新型电压检测电路包括分压电路和与分压电路并联的防干扰电路，分压电路的输入端与电压输出端连接，电压输出端与储能电路连接，分压电路的输出端与微控制器的电压信号采样端连接，分压电路的接地端接地。本实用新型电压检测电路的分压电路，通过分压原理将储能电容电压转换为微控制器的采样端口的有效范围；防干扰电路用于消除高频干扰，提高电压检测电路的抗干扰性能。
具体地，如图1所示，分压电路包括串联连接的电阻R3和电阻R4；电阻 R3的一端与电压输出端连接，电阻R4的一端接地，电阻R3和电阻R4的中间节点与微控制器的电压信号采样端连接，防干扰电路并联连接在电阻R4的两端。本实用新型防干扰电路包括并联连接在电阻R4两端的电容C2。图中电阻 R3和电阻R4的中间节点通过AD C1与微控制器的电压信号采样端连接。
如图1所示，进一步，本实用新型磁通变换器驱动电路还包括MOS管Q1、二极管D1和分压支路；所述二极管D1的负极与储能电路的正极连接，二极管D1的正极与MOS管Q1的漏极连接，MOS管Q1的源极与储能电路的负极连接，线圈L1并联连接在二极管D1的两端，MOS管Q1的栅极与分压支路连接，分压支路的一端与脱扣脉冲信号输入端(图中Trip端)连接，另一端与储能电路的负极连接，储能电路的正极接入输入电源，储能电路的负极接地。磁通变换器驱动电路的脱扣脉冲信号输入端接收到来自微控制器的脱扣信号后，MOS管Q1和二极管D1导通，在线圈L1两端施加计算得到的脱扣脉冲宽度的脱扣电压，以控制线圈L1产生反向磁场克服永磁体的吸力，释放动铁芯。
具体地，本实用新型分压支路包括电阻R1和电阻R2，电阻R1和电阻R2 串联后，电阻R1的一端与脱扣脉冲信号输入端连接，电阻R2的一端与储能电路的负极连接，电阻R1和电阻R2的中间节点与MOS管Q1的栅极连接。
如图1所示，本实用新型储能电路包括极性电容C1，极性电容C1的正极接入输入电源，极性电容C1的负极接地。
在上述及下述各实施例中，本实用新型微控制器为单片机。
下面结合图2、3说明，本实用新型控制器电路调整脱扣脉冲宽度的原理。
本实用新型微控制器采用等面积算法，即将线圈L1两端施加脱扣电压的时间与脱扣电压的乘积为恒定值，即为预设面积，其为已知值。根据采集储能电路的脱扣电压，预设面积除以脱扣电压，计算需要输出的脱扣脉冲宽度(时间)，并输出相应的脱扣脉冲信号。
如图2所示，在储能电容电压为正常电压20V时，根据等面积算法，得到脱扣脉冲宽度(时间)为10ms，单片机根据该脱扣脉冲宽度向磁通变换器驱动电路输出相应时长脱扣信号。
如图3所示，储能电容电压为异常电压15V时，根据等面积算法，得到脱扣脉冲宽度(时间)为13.33ms，单片机根据该脱扣脉冲宽度向磁通变换器驱动电路输出相应时长脱扣信号。
由上可知，单片机可根据储能电容电压的高低自动调整脱扣脉冲宽度，达到恒定面积(功率)驱动磁通变换器。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种控制器电路，其特征在于：包括磁通变换器驱动电路；磁通变换器驱动电路包括线圈L1，为线圈L1提供脱扣电压的储能电路；
还包括电压检测电路和微控制器，电压检测电路的输入端与磁通变换器驱动电路的电压输出连端连接，用于采集储能电路当前的脱扣电压；电压检测电路的输出端与微控制器的电压信号采样端连接，将采集到的脱扣电压输出至微控制器；微控制器的控制信号输出端与磁通变换器驱动电路的脱扣脉冲信号输入端连接，微控制器根据采集的脱扣电压，获取给线圈L1施加脱扣电压的时间，并输出相应的脱扣脉冲信号。
2.根据权利要求1所述的控制器电路，其特征在于：所述电压检测电路包括分压电路和与分压电路并联的防干扰电路，分压电路的输入端与电压输出端连接，分压电路的输出端与微控制器的电压信号采样端连接，分压电路的接地端接地。
3.根据权利要求2所述的控制器电路，其特征在于：所述分压电路包括串联连接的电阻R3和电阻R4；电阻R3的一端与电压输出端连接，电阻R4的一端接地，电阻R3和电阻R4的中间节点与微控制器的电压信号采样端连接，防干扰电路并联连接在电阻R4的两端。
4.根据权利要求3所述的控制器电路，其特征在于：所述防干扰电路包括并联连接在电阻R4两端的电容C2。
5.根据权利要求1-4任一所述的控制器电路，其特征在于：所述磁通变换器驱动电路还包括MOS管Q1、二极管D1和分压支路；所述二极管D1的负极与储能电路的正极连接，二极管D1的正极与MOS管Q1的漏极连接，MOS管Q1的源极与储能电路的负极连接，线圈L1并联连接在二极管D1的两端，MOS管Q1的栅极与分压支路连接，分压支路的一端与脱扣脉冲信号输入端连接，另一端与储能电路的负极连接，储能电路的正极接入输入电源，储能电路的负极接地。
6.根据权利要求5所述的控制器电路，其特征在于：所述分压支路包括电阻R1和电阻R2，电阻R1和电阻R2串联后，电阻R1的一端与脱扣脉冲信号输入端连接，电阻R2的一端与储能电路的负极连接，电阻R1和电阻R2的中间节点与MOS管Q1的栅极连接。
7.根据权利要求1-4任一所述的控制器电路，其特征在于：所述储能电路包括极性电容C1，极性电容C1的正极接入输入电源，极性电容C1的负极接地。
8.根据权利要求1-4任一所述的控制器电路，其特征在于：所述微控制器为单片机。
9.根据权利要求1-4任一所述的控制器电路，其特征在于：所述线圈L1两端施加脱扣电压的时间与脱扣电压的乘积为恒定值。
10.一种智能控制器，其特征在于：包括权利要求1-9任一所述的控制器电路，还包括：动铁芯，永磁铁和反力弹簧，反力弹簧与动铁芯连接，永磁体克服反力弹簧的弹力将动铁芯吸合保持静止，给线圈L1施加电压时，线圈L1产生反向磁场克服永磁体的吸力，动铁芯释放。
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| CN114636014A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-17 | 扬州雍祺电器厂 | 一种脉冲式自保持电磁阀的固定电量的驱动系统 |
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| CN114636014A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-17 | 扬州雍祺电器厂 | 一种脉冲式自保持电磁阀的固定电量的驱动系统 |
| CN114636014B (zh) * | 2022-03-31 | 2024-05-28 | 扬州雍祺电器厂 | 一种脉冲式自保持电磁阀的固定电量的驱动系统 |
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Assignee: Wenzhou Zhengtai Electrical Technology Co., Ltd Assignor: Zhejiang Chint Electrics Co.,Ltd. Contract record no.: X2020330000078 Denomination of utility model: Intelligent controller and controller circuit Granted publication date: 20191227 License type: Common License Record date: 20201021 |
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| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |