CN220382003U - 一种自动投切式直流继电器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种自动投切式直流继电器，涉及电气设计技术领域，技术方案为，包括主电源；线圈电源，用于给继电器组的线圈供电；继电器组包括：第一继电器和第二继电器；感性负载，设置在主电源和第一继电器和第二继电器的并联电路之间；线圈控制电路，与感性负载和第二继电器电连接，用于对感性负载两端的电位差进行采样，控制第二继电器线圈的得电或失电。本实用新型的有益效果是，实现在负载大启动电流环境下，自动投入第二继电器并联运行，提高线路载流量，避免大启动电流对继电器触点的烧损，提高继电器的使用寿命，较大程度地提高中低压辅助供电和控制系统的可靠性。能够在负载稳定运行后，自动切除第二继电器，降低线路功耗。

Description

一种自动投切式直流继电器

技术领域

本实用新型涉及电气设计技术领域，具体为一种自动投切式直流继电器。

背景技术

目前随着智能型动车组的逐步上线，各项智能负载也不断增加，因此对于动车组的各个电气设备安全可靠运行便提出了新的挑战。

现有动车组中低压辅助供电系统和控制系统的负载较多包含各种类型的电路板卡，在此类电路板卡中，几乎均设置有不同类型的滤波电路，且滤波电路中存在较大容量的电容器。这就致使在负载启动时会存在较大的充电电流，也就是较大的启动电流，而该启动电流超过继电器的额定参数，会对供电回路中的继电器触点造成不可逆的损伤，触点的损伤则直接影响到继电器的寿命，从而为动车组安全运行埋下了隐患。

有鉴于此，特提出本专利申请。

实用新型内容

本申请所述的自动投切式继电器，其设计目的在于解决上述现有技术存在的问题而提出一种基于电流变化速度采集电路的新型继电器结构设计，以满足启动电流即将超限时自动投入并联继电器，减小大启动电流对继电器触点的损坏、安全可靠地启动负载，在大启动电流结束后，自动切除并联继电器，只采用一个继电器保持负载平稳运行。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种自动投切式直流继电器，包括：

主电源；

线圈电源，用于给继电器组的线圈供电；所述继电器组包括：

第一继电器，包括第一线圈和第一触点；

第二继电器，包括第二线圈和第二触点；

所述第一触点和第二触点组成并联电路设置在主电源和负载之间，控制主电源向负载供电的通断，所述第一线圈和第二线圈并联，由线圈电源供电；

感性负载，设置在主电源和所述第一触点与第二触点的并联电路之间；

线圈控制电路，与所述感性负载和第二继电器电连接，用于对感性负载两端的电位差进行采样，并根据采样结果控制第二继电器线圈的得电或失电。

优选为，所述感性负载为感性线圈；还包括：

第三二极管，为与所述感性负载电连接的反激二极管。

优选为，所述线圈控制电路包括：

比较电路，与所述感性负载电连接，用于对感性负载进行采样；

开关电路，设置在所述比较电路的输出端与所述第二线圈之间，用于控制第二线圈的得电或失电。

优选为，所述比较电路包括：

比较器，并联在所述感性负载两端，比较器的正极与感性负载的输入端电连接，负极与感性负载的输出端电连接；所述比较器为单电源供电比较器。

优选为，所述比较电路还包括：

电源VCC，用于给比较器供电，与比较器的正极电连接；

第一电容，设置在比较器的供电通路上，正极与所述电源VCC电连接，负极接地。

优选为，所述比较电路还包括：

分压电阻，设置在所述主电源和比较器的正极之间；

第一二极管，正极与所述分压电阻的输出端电连接，负极与所述比较器的正极电连接。

优选为，所述分压电阻包括：

第一电阻，输入端与所述主电源电连接，输出端与所述第一二极管的正极电连接；

第二电阻，并联在第一电阻的输出端，第二电阻的输出端接地。

优选为，所述第二电阻为可调电阻。

优选为，所述开关电路包括依次串联的第二二极管、第三电阻、开关器件，开关器件与第二线圈的输出端电连接，开关器件的输出端接地。

优选为，所述第一触点和第二触点均为触点组，每个所述触点组由若干个触点并联组成。

与现有技术相比，具备以下有益效果：

1、实现在负载大启动电流环境下，自动投入第二继电器并联运行，提高线路载流量，避免大启动电流对继电器触点的烧损，提高继电器的使用寿命，较大程度地提高中低压辅助供电和控制系统的可靠性。

2、能够在负载稳定运行后，自动切除第二继电器，降低线路功耗。

3、负载结束工作时，可通过与感性负载并联的反激二极管，快速释放电感线圈中的电能，避免反向电动势对线路的影响。

附图说明

图1为本申请实施例的电路结构示意图。

图中：

1、主电源；2、线圈电源；3、第一继电器；4、第二继电器；5、负载；6、感性负载；7、第三二极管；8、比较器；81、电源VCC；82、第一电容：9、第一二极管；10、第二二极管；11、第一电阻；12、第二电阻；13、第三电阻；14、开关器件。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本申请提供以下技术方案：

一种自动投切式直流继电器，作为负载供电电源的主电源1，及用于给继电器组的线圈供电的线圈电源2。继电器组包括并联的第一继电器3和第二继电器4。第一继电器3包括第一线圈和第一触点31；第二继电器4包括第二线圈和第二触点41。如图1所示，第一继电器3和第二继电器4的并联方式为，第一触点31和第二触点41组成并联电路设置在主电源1和负载5之间。第一触点31和第二触点41均连通，或者其中之一连通时，主电源1向负载5供电。第一触点31和第二触点41均断开，则负载5断电。需要说明的是，实际使用中并不存在第一触点31断开、第二触点41连通这一情况。第一继电器3和第二继电器4的第一线圈和第二线圈并联，由线圈电源2供电。第一触点31和第二触点41均为触点组，每个触点组由三条触点支路并联组成。

在主电源1和第一触点31与第二触点41的并联电路之间设置感性负载6，感性负载6为感性线圈。在感性负载6和第二继电器4之间设置线圈控制电路，线圈控制电路用于对感性负载6两端的电位差进行采样，并根据采样结果控制第二继电器4线圈的得电或失电。

通过本方案，借助感性负载6在继电器通电时吸收负载电流变化速率能量。同时感性负载6为线圈控制电路提供输入电压。线圈控制电路根据感性负载6的采集结果，可实现在负载大启动电流环境下，自动投入第二继电器4并联运行，提高线路载流量，避免大启动电流对第一继电器触点31的烧损，提高继电器的使用寿命，较大程度地提高中低压辅助供电和控制系统的可靠性。本方案通过线圈控制电路在负载稳定运行后，自动在电路中切除第二继电器4，降低线路功耗。

在上述实施方案的基础上，本方案在感性负载6处设置反激二极管，该反激二极管为第三二极管7，第三二极管7与感性负载6并联，第三二极管7为附图1中的D3，其负极和感性负载6的输入端连接，正极和感性负载6的输出端连接。当负载5结束工作时，可通过与感性负载6并联的第三二极管7，快速释放感性负载6中的电能，避免反向电动势对线路的影响。

在上述实施方案的基础上，控制电路包括比较电路和开关电路，比较电路与感性负载6电连接，用于对感性负载6进行采样；开关电路设置在比较电路的输出端与第二线圈之间，用于控制第二线圈的得电或失电。通过比较电路输出的高低电平来驱动开关电路中开关器件14的开闭，从而实现对第二线圈的控制。

在上述实施方案的基础上，比较电路包括比较器8，比较器8为图1中的M，其并联在感性负载6两端，比较器8的正极与感性负载6的输入端电连接，负极与感性负载6的输出端电连接。当比较器8的正极电压大于负极电压时，比较器8输出有效信号，驱动开关电路中的开关件14闭合。比较器8为单电源供电比较器。由电源VCC81给比较器8供电，与比较器8的正极电连接；在比较器8的供电通路上设置有第一电容82，即图1中的C1，第一电容82的正极与电源VCC81电连接，负极接地。

比较电路还包括分压电阻，分压电阻设置在主电源1和比较器8的正极之间；

第一二极管9，正极与分压电阻的输出端电连接，负极与比较器8的正极电连接。分压电阻包括第一电阻11和第二电阻12，第一电阻11即图1中的R1，其输入端与主电源1电连接，输出端与第一二极管9的正极电连接；第二电阻12即图1中的R2，第二电阻12并联在第一电阻11的输出端，第二电阻12的输出端接地；第二电阻12为可调电阻。

在上述实施方案的基础上，开关电路包括依次串联的第二二极管10、第三电阻13、开关器件14，开关器件14与第二线圈的输出端电连接，开关器件14的输出端接地，第二二极管10为图1中的D2，第三电阻13为图1中的R3。

本电路工作过程为，启动时，线圈电源2开始供电，感性负载6即图1中的感性线圈L1开始充电，感性负载6的电压随电流速度增大不断增加，比较器8的正极电压也不断增加；当比较器8的正极电压大于第一继电器触点31和第二继电器触点41的正极电压时，比较器8输出有效电压，电压信号经过第二二极管10到达第三电阻13，第三电阻13与开关器件14控制端连接点信号有效，开关器件14的输入端与输出端接通，线圈电源2的电流经过第二继电器4的第二线圈接地，第二线圈得电并联动继电器触点41闭合，电源1的电流经过感性负载6分别到达第一继电器触点31和第二继电器触点41，负载5接收到第一继电器触点31和第二继电器触点41的电流后，开始启动；通过设置可调的第二电阻12，即可实现不同电压状态下继电器的接通。

负载5启动过程结束后，负载5中电流为稳定值，感性负载6中的无感应电压，即比较器8的正负输入端之间电压不足以使其输出有效电压，线圈控制电路中的第二二极管10和第三电阻13中无驱动电能，开关器件8的控制端无有效电信号，开关器件8的输入端和输出端处于断开状态，第二继电器4的第二线圈失电，第二继电器触点41分断，此时只有第一继电器3的第一触点31处于接通状态。

对于另外一种情况，初始时，负载5中的电流为稳定值，感性负载6无感应电压，第一继电器触点31处于导通状态，第二继电器触点41处于断开状态。

当负载5阻抗突然变小时，主电源1中输出电流快速增加，受电流快速增加影响，感性负载6感应出电压，比较器8的正负极输入端产生电压，比较器8的输出端输出有效电压，输出电压经第二二极管10和第三电阻13到达开关器件8的控制端，开关器件8的输入端和输入端导通，第二线圈导通得电，第二继电器触点41触点闭合，此时第二继电器触点41与第一继电器触点31均处于导通状态。

关断时，设置线圈电源2低电平，即可实现第一继电器3的第一线圈和第二继电器4的第二线圈失电，从而第一继电器触点31和第二继电器触点41均分断；感性负载6产生反向电动势，反向电动势由第三二极管7和感性负载6释放电能。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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)

1.一种自动投切式直流继电器，其特征在于，包括：

主电源(1)；

线圈电源(2)，用于给继电器组的线圈供电；所述继电器组包括：

第一继电器(3)，包括第一线圈和第一触点(31)；

第二继电器(4)，包括第二线圈和第二触点(41)；

所述第一触点(31)和第二触点(41)组成并联电路设置在主电源(1)和负载(5)之间，控制主电源(1)向负载(5)供电的通断，所述第一线圈和第二线圈并联，由线圈电源(2)供电；

感性负载(6)，设置在主电源(1)和所述第一触点(31)与第二触点(41)的并联电路之间；

线圈控制电路，与所述感性负载(6)和第二继电器(4)电连接，用于对感性负载(6)两端的电位差进行采样，并根据采样结果控制第二继电器(4)线圈的得电或失电。

2.如权利要求1所述的自动投切式直流继电器，其特征在于，所述感性负载(6)为感性线圈；还包括：

第三二极管(7)，为与所述感性负载(6)电连接的反激二极管。

3.如权利要求1所述的自动投切式直流继电器，其特征在于，所述线圈控制电路包括：

比较电路，与所述感性负载(6)电连接，用于对感性负载(6)进行采样；

开关电路，设置在所述比较电路的输出端与所述第二线圈之间，用于控制第二线圈的得电或失电。

4.如权利要求3所述的自动投切式直流继电器，其特征在于，所述比较电路包括：

比较器(8)，并联在所述感性负载(6)两端，比较器(8)的正极与感性负载(6)的输入端电连接，负极与感性负载(6)的输出端电连接。

5.如权利要求4所述的自动投切式直流继电器，其特征在于，所述比较器(8)为单电源供电比较器。

6.如权利要求5所述的自动投切式直流继电器，其特征在于，所述比较电路还包括：

电源VCC(81)，用于给比较器(8)供电，与比较器(8)的正极电连接；

第一电容(82)，设置在比较器(8)的供电通路上，正极与所述电源VCC(81)电连接，负极接地。

7.如权利要求4所述的自动投切式直流继电器，其特征在于，所述比较电路还包括：

分压电阻，设置在所述主电源(1)和比较器(8)的正极之间；

第一二极管(9)，正极与所述分压电阻的输出端电连接，负极与所述比较器(8)的正极电连接。

8.如权利要求7所述的自动投切式直流继电器，其特征在于，所述分压电阻包括：

第一电阻(11)，输入端与所述主电源(1)电连接，输出端与所述第一二极管(9)的正极电连接；

第二电阻(12)，并联在第一电阻(11)的输出端，第二电阻(12)的输出端接地；所述第二电阻(12)为可调电阻。

9.如权利要求4所述的自动投切式直流继电器，其特征在于，所述开关电路包括依次串联的第二二极管(10)、第三电阻(13)、开关器件(14)，开关器件(14)与第二线圈的输出端电连接，开关器件(14)的输出端接地。

10.如权利要求1-9任一所述的自动投切式直流继电器，其特征在于，所述第一触点(31)和第二触点(41)均为触点组，每个所述触点组由若干个触点并联组成。