CN217848946U - 感性负载软启动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种感性负载软启动器，通过在NTC电阻的两端并联设置一个磁保持继电器，磁保持继电器只需要提供一个脉冲信号即可在闭合状态和断开状态之间进行切换，无需保持长时间通电来维持当前状态，不仅有效降低了故障率，大大延长了软启动器的使用寿命，软启动器使用更加安全，并且更加省电。更重要的是，通过开关合闸检测电路自动检测感性负载供电线路上开关的合闸动作，继电器控制电路则根据开关合闸检测电路的检测结果控制磁保持继电器断开或闭合，从而可以实现了NTC电阻的自动化接入/切出。

Description

感性负载软启动器

技术领域

本实用新型涉及软启动器技术领域，特别地，涉及一种感性负载软启动器。

背景技术

现有的感性负载(例如变压器、电机等)在启动时，其供电线路上短时间内会产生较大的电流，形成浪涌，容易对感性负载和电网造成冲击，因此，在感性负载的供电线路上通常需要串接一个软启动器来起到平滑启动的作用。如图1所示，现有的软启动器通常是在感性负载的供电线路上串接一个NTC电阻，并在NTC电阻的两端并联一个常开继电器，NTC电阻的特性是阻值随温度升高而逐渐减小，当感性负载启动时，NTC电阻的阻值较高，有效地限制了启动电流，从而有效地抑制启动时的瞬间大电流冲击，随着NTC电阻的温度逐渐升高，其阻值逐渐降低，电能损耗很小。然后，等感性负载成功启动后再给常开继电器的线圈通电，以控制常开继电器闭合，将NTC电阻短接，感性负载以全电压工作。因此，现有软启动器在感性负载工作的过程中，需要持续给常开继电器的线圈通电，以保证常开继电器保持闭合状态，从而实现NTC电阻保持短接状态，而线圈在长时间通电工作的状态下容易出现故障，甚至烧毁，不仅会导致软启动器的使用寿命较短，甚至还会引发火灾。另外，当继电器常开触点因故障断开后，NTC电阻则继续供电的任务，此时NTC电阻本身会保持二百度左右的高温，由此而会引发火灾。

实用新型内容

本实用新型提供了一种感性负载软启动器，以解决现有软启动器需要长时间给常开继电器的线圈供电导致软启动器的使用寿命短，甚至容易引发火灾的技术问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种感性负载软启动器，包括：

电源电路，用于供电；

开关合闸检测电路，用于检测感性负载供电线路上开关的合闸动作；

至少一个NTC电阻，设置在感性负载的供电线路上；

磁保持继电器，与所述NTC电阻并联设置在感性负载的供电线路上；

继电器控制电路，用于控制磁保持继电器闭合或断开；

所述电源电路分别与开关合闸检测电路、继电器控制电路连接，所述继电器控制电路分别与开关合闸检测电路、磁保持继电器连接，所述继电器控制电路用于在所述开关合闸检测电路检测到感性负载供电线路上的开关合闸后延迟预设时间控制所述磁保持继电器闭合，在所述开关合闸检测电路检测到感性负载供电线路上的开关断开后控制所述磁保持继电器断开。

进一步地，所述开关合闸检测电路包括电阻R6、电阻R7、光耦U4、电阻R4，所述电阻R6的第一端与感性负载的供电线路连接，电阻R6的第二端与电阻R7的第一端连接，电阻R7的第二端与光耦U4的输入端连接，光耦U4的输出端与电阻R4的第二端、继电器控制电路连接，电阻R4的第一端与电源电路连接。

进一步地，所述继电器控制电路包括微处理器和继电器驱动模块，所述继电器驱动模块分别与所述微处理器、磁保持继电器连接，当所述开关合闸检测电路检测到感性负载供电线路上的开关合闸后，所述微处理器延迟预设时间发送继电器闭合控制信号至所述继电器驱动模块，所述继电器驱动模块根据接收的继电器闭合控制信号驱动所述磁保持继电器闭合，所述磁保持继电器自主保持闭合状态，当所述开关合闸检测电路检测到感性负载供电线路上的开关断开后，所述微处理器立刻发送继电器断开控制信号至所述继电器驱动模块，所述继电器驱动模块根据接收的继电器断开控制信号驱动所述磁保持继电器断开，所述磁保持继电器自主保持断开状态。

进一步地，所述电源电路包括第一降压电路和第二降压电路，所述第一降压电路与感性负载的供电线路连接并用于将市电220V交流电压转换为+12V直流电压，所述第二降压电路与所述第一降压电路的输出端连接，用于将+12V直流电压转换为+5V直流电压。

进一步地，所述第一降压电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、整流桥D1、电容C3和电容C4，所述电阻R2的第一端与市电的火线连接，电阻R2的第二端分别与电阻R1的第一端、电容C1的第一端连接，电阻R1的第二端、电容C1的第二端均与整流桥D1的一个交流输入端连接，整流桥D1的另一个交流输入端与市电的零线连接，整流桥D1的直流负极端接地，整流桥D1的直流正极端与所述继电器控制电路连接，电容C3的第一端和电容C4的第一端均与整流桥D1的直流正极端连接，电容C3的第二端和电容C4的第二端均接地。

进一步地，所述第一降压电路还包括极性电容C2，所述极性电容C2的正极端与整流桥D1的直流正极端连接，极性电容C2的负极端接地，在感性负载的供电线路正常供电时，极性电容C2进行储能，当感性负载的供电线路出现故障断电时，极性电容C2进行释能。

进一步地，所述第一降压电路还包括稳压二极管D2和电阻R3，所述电阻R3的第一端与整流桥D1的直流正极端连接，电阻R3的第二端与稳压二极管D2的负极端连接，稳压二极管D2的正极端接地，所述稳压二极管D2用于维持整流桥D1输出的直流电压稳定在+12V，所述电阻R3用于限流。

进一步地，所述第二降压电路包括电压转换模块U1、电容C6和电容C7，所述电压转换模块U1的输入端与所述整流桥D1的直流正极端连接，所述电压转换模块U1的输出端与所述继电器控制电路连接，所述电压转换模块U1用于将+12V直流电压转换为+5V直流电压，所述电容C6的第一端和电容C7的第一端均与电压转换模块U1的输出端连接，电容C6的第二端和电容C7的第二端均接地。

进一步地，所述第二降压电路还包括极性电容C5，所述极性电容C5的正极端与电压转换模块U1的输出端连接，极性电容C5的负极端接地，在感性负载的供电线路正常供电时，极性电容C5进行储能，当感性负载的供电线路出现故障断电时，极性电容C5进行释能。

进一步地，在极性电容C2和极性电容C5释能的短时间内，所述继电器控制电路恢复工作并控制所述磁保持继电器断开。

本实用新型具有以下效果：

本实用新型的感性负载软启动器，通过在NTC电阻的两端并联设置一个磁保持继电器，磁保持继电器只需要提供一个脉冲信号即可在闭合状态和断开状态之间进行切换，靠磁保持继电器自身的永久磁钢作用来保持闭合状态或保持断开状态，无需保持长时间通电来维持当前状态，相比于现有给常开继电器的线圈持续通电的方式，不仅有效降低了故障率，大大延长了软启动器的使用寿命，软启动器使用更加安全，并且更加省电。更重要的是，通过开关合闸检测电路自动检测感性负载供电线路上开关的合闸动作，当开关合闸给感性负载供电时，开关合闸检测电路生成反馈信号传输至继电器控制电路，继电器控制电路则延迟预设时间控制磁保持继电器闭合，以将NTC电阻短接，NTC电阻不工作，使感性负载全电压工作，而当感性负载供电线路上的开关断开后，开关合闸检测电路生成反馈信号传输至继电器控制电路，继电器控制电路控制磁保持继电器断开，NTC电阻工作，从而可以实现了NTC电阻的自动化接入/切出。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是现有软启动器的电路原理示意图。

图2是本实用新型优选实施例的感性负载软启动器的电路原理示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图2所示，本实用新型的优选实施例提供一种感性负载软启动器，包括：

电源电路，用于供电；

开关合闸检测电路，用于检测感性负载供电线路上开关的合闸动作；

至少一个NTC电阻，设置在感性负载的供电线路上；

磁保持继电器，与所述NTC电阻并联设置在感性负载的供电线路上；

继电器控制电路，用于控制磁保持继电器闭合或断开；

所述电源电路分别与开关合闸检测电路、继电器控制电路连接，所述继电器控制电路分别与开关合闸检测电路、磁保持继电器连接，所述继电器控制电路用于在所述开关合闸检测电路检测到感性负载供电线路上的开关合闸后延迟预设时间控制所述磁保持继电器闭合，在所述开关合闸检测电路检测到感性负载供电线路上的开关断开后控制所述磁保持继电器断开。

可以理解，本实施例的感性负载软启动器，通过在NTC电阻的两端并联设置一个磁保持继电器，磁保持继电器只需要提供一个脉冲信号即可在闭合状态和断开状态之间进行切换，靠磁保持继电器自身的永久磁钢作用来保持闭合状态或保持断开状态，无需保持长时间通电来维持当前状态，相比于现有给常开继电器的线圈持续通电的方式，不仅有效降低了故障率，大大延长了软启动器的使用寿命，软启动器使用更加安全，并且更加省电。更重要的是，通过开关合闸检测电路自动检测感性负载供电线路上开关的合闸动作，当开关合闸给感性负载供电时，开关合闸检测电路生成反馈信号传输至继电器控制电路，继电器控制电路则延迟预设时间控制磁保持继电器闭合，以将NTC电阻短接，NTC电阻不工作，使感性负载全电压工作，而当感性负载供电线路上的开关断开后，开关合闸检测电路生成反馈信号传输至继电器控制电路，继电器控制电路控制磁保持继电器断开，NTC电阻工作，从而可以实现了NTC电阻的自动化接入/切出。

其中，所述NTC电阻的数量可以为多个，多个NTC电阻以并联的方式接入在感性负载的供电线路上，图2中示出了三个NTC电阻并联，在其它实施例中也可以采用2个、4个、5个等多个NTC电阻并联。另外，图2中的J1表示感性负载供电线路的输入端，J1的前方还设置有开关(图未示)，J2表示感性负载供电线路的输出端，与感性负载连接。

具体地，所述电源电路包括第一降压电路和第二降压电路，所述第一降压电路与感性负载的供电线路连接并用于将市电220V交流电压转换为+12V直流电压，所述第二降压电路与所述第一降压电路的输出端连接，用于将+12V直流电压转换为+5V直流电压。通过电源电路将市电220V分别转换为+12V、+5V直流电压，从而给软启动器的其它电路提供工作电压。可以理解，所述第一降压电路在感性负载供电线路上的接入端位于开关之前，从而保证电源电源的工作不受供电线路上开关的控制。

其中，所述第一降压电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、整流桥D1、电容C3和电容C4，所述电阻R2的第一端与市电的火线连接，电阻R2的第二端分别与电阻R1的第一端、电容C1的第一端连接，电阻R1的第二端、电容C1的第二端均与整流桥D1的一个交流输入端连接，整流桥D1的另一个交流输入端与市电的零线连接，整流桥D1的直流负极端接地，整流桥D1的直流正极端与所述继电器控制电路连接，具体与继电器驱动模块连接，电容C3的第一端和电容C4的第一端均与整流桥D1的直流正极端连接，电容C3的第二端和电容C4的第二端均接地。通过整流桥D1将市电220V交流电降压整流为+12V直流电，电阻R2作为限流电阻，有效地保护了整流桥D1。

可选地，所述第一降压电路还包括稳压二极管D2和电阻R3，所述电阻R3的第一端与整流桥D1的直流正极端连接，电阻R3的第二端与稳压二极管D2的负极端连接，稳压二极管D2的正极端接地，所述稳压二极管D2用于维持整流桥D1输出的直流电压稳定在+12V，所述电阻R3用于限流。整流桥D1降压整流后输出的+12V直流电压不是特别稳定，通过稳压二极管D2可以将整流桥D1输出的直流电压稳定在+12V，电阻R3可以起到保护稳压二极管D2的作用。

可选地，所述第一降压电路还包括极性电容C2，所述极性电容C2的正极端与整流桥D1的直流正极端连接，极性电容C2的负极端接地，在感性负载的供电线路正常供电时，极性电容C2进行储能，当感性负载的供电线路出现故障断电时，极性电容C2进行释能。当感性负载的供电线路出现线路故障或者突然断电时，可以通过极性电容C2的释能作用临时给继电器驱动模块工作，使得继电器驱动模块可以在短时间内工作。

其中，所述第二降压电路包括电压转换模块U1、电容C6和电容C7，所述电压转换模块U1的输入端与所述整流桥D1的直流正极端连接，所述电压转换模块U1的输出端与所述继电器控制电路连接，具体与微处理器连接，所述电压转换模块U1用于将+12V直流电压转换为+5V直流电压，所述电容C6的第一端和电容C7的第一端均与电压转换模块U1的输出端连接，电容C6的第二端和电容C7的第二端均接地。通过电压转换模块U1将整流桥D1输出的+12V直流电压转换为+5V直流电压，以给微处理器提供工作电压。

可选地，所述第二降压电路还包括极性电容C5，所述极性电容C5的正极端与电压转换模块U1的输出端连接，极性电容C5的负极端接地，在感性负载的供电线路正常供电时，极性电容C5进行储能，当感性负载的供电线路出现故障断电时，极性电容C5进行释能。当感性负载的供电线路出现线路故障或者突然断电时，可以通过极性电容C5的释能作用临时给微处理器工作，使得微处理器可以在短时间内工作。作为优选的，在极性电容C2和极性电容C5释能的短时间内，所述微处理器和继电器驱动模块均可以正常工作，所述继电器控制电路恢复工作并控制所述磁保持继电器断开，恢复至初始状态，NTC电阻投入使用。

可以理解，所述开关合闸检测电路包括电阻R6、电阻R7、光耦U4、电阻R4，所述电阻R6的第一端与感性负载的供电线路连接，接入点位于供电线路开关的后方，电阻R6的第二端与电阻R7的第一端连接，电阻R7的第二端与光耦U4的输入端连接，光耦U4的输出端与电阻R4的第二端、继电器控制电路连接，电阻R4的第一端与电源电路连接。

可以理解，所述继电器控制电路包括微处理器和继电器驱动模块，所述继电器驱动模块分别与所述微处理器、磁保持继电器连接，当所述开关合闸检测电路检测到感性负载供电线路上的开关合闸后，所述微处理器延迟预设时间发送继电器闭合控制信号至所述继电器驱动模块，所述继电器驱动模块根据接收的继电器闭合控制信号驱动所述磁保持继电器闭合，所述磁保持继电器自主保持闭合状态，当所述开关合闸检测电路检测到感性负载供电线路上的开关断开后，所述微处理器立刻发送继电器断开控制信号至所述继电器驱动模块，所述继电器驱动模块根据接收的继电器断开控制信号驱动所述磁保持继电器断开，所述磁保持继电器自主保持断开状态。

可以理解，本实用新型的感性负载软启动器的工作过程为：当感性负载供电线路上的开关合闸后，光耦U4的发光二极管导通发出光信号，光耦U4的光敏三极管接收光信号后输出电信号，通过上拉电阻R4引入+5V直流电压，光耦U4输出+5V的高电平信号KGHZ至微处理器。微处理器收到反馈信号后延时2s生成继电器闭合控制信号RQBH至继电器驱动模块，继电器驱动模块则输出脉冲驱动信号RQH至磁保持继电器，使磁保持继电器闭合，NTC电阻短接，感性负载全电压工作。当感性负载供电线路上的开关断开后，光耦U4输出低电平信号，微处理器则生成继电器断开控制信号RQDK至继电器驱动模块，继电器驱动模块则输出脉冲驱动信号RQD至磁保持继电器，使磁保持继电器断开，NTC电阻投入工作。

另外，当感性负载的供电线路出现线路故障或者突然断电时，极性电容C2和极性电容C5进行释能，微处理器和继电器驱动模块在短时间内均可以正常工作，从而控制磁保持继电器断开，NTC电阻投入工作。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种感性负载软启动器，其特征在于，包括：

电源电路，用于供电；

开关合闸检测电路，用于检测感性负载供电线路上开关的合闸动作；

至少一个NTC电阻，设置在感性负载的供电线路上；

磁保持继电器，与所述NTC电阻并联设置在感性负载的供电线路上；

继电器控制电路，用于控制磁保持继电器闭合或断开；

所述电源电路分别与开关合闸检测电路、继电器控制电路连接，所述继电器控制电路分别与开关合闸检测电路、磁保持继电器连接，所述继电器控制电路用于在所述开关合闸检测电路检测到感性负载供电线路上的开关合闸后延迟预设时间控制所述磁保持继电器闭合，在所述开关合闸检测电路检测到感性负载供电线路上的开关断开后控制所述磁保持继电器断开。

2.如权利要求1所述的感性负载软启动器，其特征在于，所述开关合闸检测电路包括电阻R6、电阻R7、光耦U4、电阻R4，所述电阻R6的第一端与感性负载的供电线路连接，电阻R6的第二端与电阻R7的第一端连接，电阻R7的第二端与光耦U4的输入端连接，光耦U4的输出端与电阻R4的第二端、继电器控制电路连接，电阻R4的第一端与电源电路连接。

3.如权利要求1所述的感性负载软启动器，其特征在于，所述继电器控制电路包括微处理器和继电器驱动模块，所述继电器驱动模块分别与所述微处理器、磁保持继电器连接，当所述开关合闸检测电路检测到感性负载供电线路上的开关合闸后，所述微处理器延迟预设时间发送继电器闭合控制信号至所述继电器驱动模块，所述继电器驱动模块根据接收的继电器闭合控制信号驱动所述磁保持继电器闭合，所述磁保持继电器自主保持闭合状态，当所述开关合闸检测电路检测到感性负载供电线路上的开关断开后，所述微处理器立刻发送继电器断开控制信号至所述继电器驱动模块，所述继电器驱动模块根据接收的继电器断开控制信号驱动所述磁保持继电器断开，所述磁保持继电器自主保持断开状态。

4.如权利要求1所述的感性负载软启动器，其特征在于，所述电源电路包括第一降压电路和第二降压电路，所述第一降压电路与感性负载的供电线路连接并用于将市电220V交流电压转换为+12V直流电压，所述第二降压电路与所述第一降压电路的输出端连接，用于将+12V直流电压转换为+5V直流电压。

5.如权利要求4所述的感性负载软启动器，其特征在于，所述第一降压电路包括电阻R1、电阻R2、电容C1、整流桥D1、电容C3和电容C4，所述电阻R2的第一端与市电的火线连接，电阻R2的第二端分别与电阻R1的第一端、电容C1的第一端连接，电阻R1的第二端、电容C1的第二端均与整流桥D1的一个交流输入端连接，整流桥D1的另一个交流输入端与市电的零线连接，整流桥D1的直流负极端接地，整流桥D1的直流正极端与所述继电器控制电路连接，电容C3的第一端和电容C4的第一端均与整流桥D1的直流正极端连接，电容C3的第二端和电容C4的第二端均接地。

6.如权利要求5所述的感性负载软启动器，其特征在于，所述第一降压电路还包括极性电容C2，所述极性电容C2的正极端与整流桥D1的直流正极端连接，极性电容C2的负极端接地，在感性负载的供电线路正常供电时，极性电容C2进行储能，当感性负载的供电线路出现故障断电时，极性电容C2进行释能。

7.如权利要求5所述的感性负载软启动器，其特征在于，所述第一降压电路还包括稳压二极管D2和电阻R3，所述电阻R3的第一端与整流桥D1的直流正极端连接，电阻R3的第二端与稳压二极管D2的负极端连接，稳压二极管D2的正极端接地，所述稳压二极管D2用于维持整流桥D1输出的直流电压稳定在+12V，所述电阻R3用于限流。

8.如权利要求6所述的感性负载软启动器，其特征在于，所述第二降压电路包括电压转换模块U1、电容C6和电容C7，所述电压转换模块U1的输入端与所述整流桥D1的直流正极端连接，所述电压转换模块U1的输出端与所述继电器控制电路连接，所述电压转换模块U1用于将+12V直流电压转换为+5V直流电压，所述电容C6的第一端和电容C7的第一端均与电压转换模块U1的输出端连接，电容C6的第二端和电容C7的第二端均接地。

9.如权利要求8所述的感性负载软启动器，其特征在于，所述第二降压电路还包括极性电容C5，所述极性电容C5的正极端与电压转换模块U1的输出端连接，极性电容C5的负极端接地，在感性负载的供电线路正常供电时，极性电容C5进行储能，当感性负载的供电线路出现故障断电时，极性电容C5进行释能。

10.如权利要求9所述的感性负载软启动器，其特征在于，在极性电容C2和极性电容C5释能的短时间内，所述继电器控制电路恢复工作并控制所述磁保持继电器断开。

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