CN213936049U - 24v交流接触器的直流模块的控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种24V交流接触器的直流模块的控制电路，属于接触器技术领域，包括线圈、24V～48V直流电源输入端、与线圈串联的第一开关管、第二开关管、驱动电路、PWM控制电路、续流电路，所述24V～48V直流电源输入端与线圈之间设有滤波电路、整流电路，所述整流电路为一正向串联于电路中的二极管D1。本实用新型抛弃常规的整流桥设计方案，通过采用具有更低导通压降的肖特基二极管D1作为整流元件来实现针对直流电的电源反接保护功能，从而有效减少了电源的输入压降损耗，满足国家标准在85％‑110％(20.4‑53V)电压范围正常工作的要求。

Description

24V交流接触器的直流模块的控制电路

技术领域

本实用新型涉及低压电器技术领域，更具体地说，涉及一种交流接触器的控制技术领域。

背景技术

国家标准GB14048.4—2003中有关接触器和动力操作启动器的动作范围有明确规定：单独实用或装在起动器中使用的电磁式接触器，在其额定控制电源电压Us的85%~110%之间任何值应可靠闭合（此范围的85%Us适用于下限值，110%Us适用于上限值）。

为解决传统接触器功耗大的问题，出现了一些接触器节能电路。一种常见的节能电路，通过调节MOS管TR1的占空比调节接触器线圈1的电流：在吸合阶段让TR1的占空比较大，在吸持阶段让TR1的占空比较小，就可以让接触器线圈实现大电流吸合小电流吸持，从而达到节能的效果。并且，通过二极管D1、MOS管TR2提供线圈的续流回路，吸持阶段的低阻抗续流回路有利于减小整个电路的损耗；在接触器关断阶段时，快速消耗线圈的电流，切断MOS管TR1，让接触器可以迅速关断。

24V交流接触器一种常用的标准产品，本发明人在使用中发现，24V交流接触器采用上述节能电路后，下限工作电压无法满足上述国家标准。

基于此，提出本案申请。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种24V交流接触器的直流模块的控制电路，解决现有技术中24V交流接触器产品配合节电控制电路存在的下限工作电压不达标的使用问题。

为实现上述目的，本实用新型控制电路结构如下：包括线圈、24V~48V直流电源输入端、与线圈串联的第一开关管、第二开关管，以及驱动第一开关管通断的驱动电路、驱动第二开关管的PWM控制电路、线圈续流电路，所述24V~48V直流电源输入端与线圈之间设有滤波电路、整流电路，所述整流电路为一正向串联于电路中的第一二极管。

电路的压降损耗主要是由于元器件存在压降损耗，其中，二极管类器件的压降损耗较大。故通过上述技术方案，本实用新型整流电路中仅采用一个二极管，将整流电路的元器件数量压缩至最低，从而得以降低接触器吸合电压的下限值。

为尽可能降低二极管的压降、进而降低整体电路的压降损耗，本实用新型进一步设置如下：所述第一二极管为肖特基二极管，在二极管中，肖特基二极管的导通压降低于普通硅二极管，故可在上文所述的技术方案的基础之上进一步降低整流电路的压降损耗。

由于肖特基二极管的反向耐压相对较低，为了限制第一二极管的输入电压、并实现反向电动势限幅保护，本实用新型进一步设置如下：所述第一二极管的两端分别连接有一双向TVS管。

为进一步控制接触器的压降损耗，本实用新型进一步设置如下：所述线圈至接地的线路中串联有用于采样、保护的第四二极管，所述第四二极管采用肖特基二极管。

本实用新型的有益效果如下：

一、本实用新型通过采用整流二极管替换现有技术中整流桥，通过减少二极管的数量和选择压降损耗更低的二极管，有效降低了24V交流接触器中的节能控制电路的压降损耗，使其得以在额定电压（24V~48V）的85%-110%（20.4-53V）下正常工作，满足国家标准。

二、本实用新型仅对控制电路中的个别器件进行了改动，改动简单、改动精准有效，并且，本实用新型对线圈和电磁系统不做任何改动，便于推广实用。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例整体示意图。

图2为本实用新型具体实施例电路电流走向示意图。

具体实施方式

本实用新型提供一种24V交流接触器的直流模块的控制电路，包括线圈、24V~48V直流电源输入端、与线圈串联的第一开关管、第二开关管，以及驱动第一开关管通断的驱动电路、驱动第二开关管的PWM控制电路、续流电路，所述24V~48V直流电源输入端与线圈之间还设有滤波电路、整流电路。为实现降低压降损耗的目的，本实用新型对整流回路的结构进行了重新设计，下面结合具体实施例进行详细说明。

实施例1 如图1所示，本实施例提供一种接触器的控制电路，包括主电源——24V~48V直流电源和副电源HV，本实施例电路中，主电源需从外部接入使用，故通过设置输入端DC+、输入端DC-用于外接24V~48V直流电源即可。副电源HV用于提供5V电压驱动开关管。且由于接触器线圈在实际安装中安装于操作机构处，难以安装于线路板上，故可设置连接端JK1和连接端JK2通过导线外接至接触器线圈处、将接触器线圈串联入电路之中。

继续参见图1所示，输入端DC+、输入端DC-处引出线路，输入端DC+引出线路与差模电感L1的一端连接，差模电感L1的另一端与压敏电阻RV1的一端连接，输入端DC-接地。X电容C1的两端分别与输入端DC+、输入端DC-连接，并与差模电感L1组成滤波电路。压敏电阻RV1的另一端也接地，压敏电阻RV1用于防雷击浪涌，提高电路的安全性。同时，压敏电阻RV1的一端还串联连接有二极管D1，二极管D1采用肖特基二极管、其正向串联与差模电感L1和连接端JK1之间的线路上。二极管D1的两端分别连接有一双向TVS管ZD1和双向TVX管ZD2，双向TVS管ZD1和双向TVX管ZD2的另一端接地。在二极管D1与连接端JK1之间、还连接有一接地的滤波电容C2。

本实施例中第一开关管、第二开关管均采用MOS管：接触器线圈的另一个连接端JK2与MOS管T1的漏极连接，MOS管T1的源极与MOS管T2的漏极连接，MOS管T2的栅极与PWM控制电路连接、根据PWM控制电路发出的PWM控制信号控制MOS管T2的通、断。驱动电路用于驱动MOS管T1，包括电源HV和依次串联的电阻R1、二极管D3、双向TVS管ZD3，双向TVS管ZD3的两端分别连接至MOS管T1的栅极。MOS管T2的源极通过一接地电阻R3后接地。

如图2所示，接触器吸合时的电流如下：电流从输入端DC+出发，经过差模电感L1，进入肖特基二极管D1，随后通过连接端JK1和连接端JK2流经接触器线圈，再通过MOS管T1、MOS管T2的D、S后通过二极管D2后最终回到输入端DC-，经过这一完整的过程，接触器完成一次吸合动作。

为使衔铁吸合后能保持吸合状态，本实施例设置了续流二极管D2，续流二极管D2的阴极连接至连接端JK1，续流二极管D2的阳极与MOS管T1的漏极连接，在MOS管T2关断时，续流二极管D2与接触器线圈、MOS管T1形成导通的回路，使T1处于导通状态并使线圈得以持续吸合。此外，连接端JK1处也与副电源HV连接，副电源HV用于为线圈供电。

如果需要接触器释放，在关断电源的同时关断MOS管T2，在关断的过程中，线圈内会残留一定的电流，这些电流通过续流二极管D1不停的循环，一点点消耗线圈内残留的电流后，机构才能实现释放。

本实施例电路具有以下特点：

1.电源输入处通过设置由X电容C1和差模电感L1组成的滤波电路，有效防止电源高频干扰影响产品，同时防止产品工作时产生的高频干扰污染电源，确保电源的稳定和电源的质量。

2. 通过压敏电阻RV1和双向TVSZD1，可以对输入电压进行限压、进而防止过压及雷击浪涌损坏产品。

3. 抛弃常规的整流桥设计方案，采用具有更低导通压降的肖特基二极管D1来实现针对直流电的电源反接保护功能，同时可以减少电源的输入压降。例如，采用目前常用的整流桥时，整流桥处的正压压降至少为2.2V，而采用肖特基二极管（0.3-0.9V正向压降）后，该处的正向压降可以大幅度降低。

实施例2本实施例同样提供一种接触器的开关电路，其与实施例1的区别之处在于：MOS管T2的源极还设有用于采样、保护的肖特基二极管D4，肖特基二极管D4与接地电阻R3并联连接。相比于采用快恢复的超快速整流二极管（US1M，压降1.7V），采用肖特基二极管可以将此处电路的正向压降由1.7V降低至0.6V。结合实施例1，本实施例技术方案可以降低至少2.7V的压降损耗，从而使接触器在对线圈和电磁系统不做任何改动的情况下可以实现直流24-48V的85%-110%（20.4-53V）电压范围正常工作。

综上所述，本实用新型提供了一种可以降低压降损耗的接触器节电控制电路，通过改善电路本身的压降损耗，可以将本公司的24V交流接触器对原产品线圈和电磁系统不进行任何更改的情况下，实现在直流24-48V 的85%-110%（20.4-53V）范围正常工作，不但解决了常规电路在电压下限无法正常工作的问题，降低了产品开发的风险及成本，更提升两倍上限工作电压。

Claims (8)

1.一种24V交流接触器的直流模块的控制电路，其特征在于：包括线圈、24V~48V直流电源输入端、与线圈串联的第一开关管、第二开关管，以及驱动第一开关管通断的驱动电路、驱动第二开关管的PWM控制电路、线圈续流电路，所述24V~48V直流电源输入端与线圈之间设有滤波电路、整流电路，所述整流电路为一正向串联于电路中的第一二极管。

2.如权利要求1所述的24V交流接触器的直流模块的控制电路，其特征在于：所述第一二极管为肖特基二极管。

3.如权利要求2所述的24V交流接触器的直流模块的控制电路，其特征在于：所述第一二极管的两端分别连接有一双向TVS管。

4.如权利要求1-3任一所述的24V交流接触器的直流模块的控制电路，其特征在于：所述线圈至接地的线路中串联有用于采样、保护的第四二极管，所述第四二极管采用肖特基二极管。

5.如权利要求1所述的24V交流接触器的直流模块的控制电路，其特征在于：所述滤波电路由一差模电感和一X电容组成。

6.如权利要求5所述的24V交流接触器的直流模块的控制电路，其特征在于：所述滤波电路的电容与整流电路之间并联有一用于防浪涌的压敏电阻。

7.如权利要求1所述的24V交流接触器的直流模块的控制电路，其特征在于：所述驱动电路包括副电源和依次串联的第一电阻、第三二极管、双向TVS管，所述线圈至接地的线路中串联有用于采样、保护的第四二极管；双向TVS管的两端分别连接至第一开关管的栅极和源极，所述第一开关管的漏极与线圈的一端连接、其源极与第二开关管的漏极电连接，所述第二开关管的源极通过一接地第三电阻后接地，所述第四二极管与接地第三电阻并联连接。

8.如权利要求1所述的24V交流接触器的直流模块的控制电路，其特征在于：所述整流电路与线圈之间还设有二级滤波电路，所述二级滤波电路包括第二电容，所述第二电容的一端与线圈的另一端连接，第二电容的另一端接地。

Images