CN220821406U - 快速分断电路以及继电器控制系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种快速分断电路以及继电器控制系统，快速分断电路包括：继电器，继电器具有电磁线圈以及根据电磁线圈的通断电导通/断开电源线路的开关机构；电流检测模块，电流检测模块与电源线路耦合并被配置为检测电源线路的线路电流大小；电压控制模块，电压控制模块的输入端与电流检测模块的输出端连接，当线路电流小于第一预设值时，电压控制模块向电磁线圈提供第一预设电压；当线路电流大于或等于第一预设值时，电压控制模块向电磁线圈提供第二预设电压；其中，第二预设电压大于第一预设电压。本申请兼顾了继电器正常操作与短路快速操作，不仅可以保证继电器的使用寿命，同时还可以实现继电器快速分断。

Description

快速分断电路以及继电器控制系统

技术领域

本申请涉及电器设备技术领域，具体涉及一种快速分断电路以及继电器控制系统。

背景技术

目前，部分继电器在工作时需要通电才能实现分闸操作。例如，以磁保持继电器为例，磁保持继电器的常闭或常开状态完全主要依赖永久磁钢的作用，其开关状态的转换需要对电磁线圈通电触发而完成。然而，为保证继电器的使用寿命，控制磁保持继电器分闸或合闸的输入电压不会太高，以避免磁保持继电器过热的现象，而较低的输入电压在电源回路出现短路现象将使得磁保持继电器无法快速断开，从而导致电器设备更易损坏的现象。

实用新型内容

本申请提供一种快速分断电路以及继电器控制系统，旨在解决目前继电器无法快速断开的技术问题。

第一方面，本申请提供一种快速分断电路，包括：

继电器，继电器具有电磁线圈以及根据电磁线圈的通断电导通/断开电源线路的开关机构；

电流检测模块，电流检测模块与电源线路耦合并被配置为检测电源线路的线路电流大小；

电压控制模块，电压控制模块的输入端与电流检测模块的输出端连接，当线路电流小于第一预设值时，电压控制模块向电磁线圈提供第一预设电压；当线路电流大于或等于第一预设值时，电压控制模块向电磁线圈提供第二预设电压；

其中，第二预设电压大于第一预设电压，以在线路电流大于或等于第一预设值时加快继电器的断开速度。

在一些实施例中，电压控制模块包括短路判断模块以及电压输入模块；

短路判断模块的输入端与电流检测模块的输出端连接，电压输入模块的输入端与短路判断模块的输出端连接；

当线路电流大于或等于第一预设值时，短路判断模块输出控制信号，电压输入模块根据控制信号向电磁线圈提供第二预设电压。

在一些实施例中，电压输入模块包括第一开关，短路判断模块包括第一比较器；

第一开关的一端接入第二预设电压，另外一端与电磁线圈连接；

第一比较器的同相输入端与电流检测模块的输出端连接，第一比较器的反相输入端接入第一比较电压，第一比较器的输出端与第一开关控制连接。

在一些实施例中，第一开关包括第一PMOS管，电压输入模块还包括第一NMOS管；

第一PMOS管的源极接入第二预设电压，第一PMOS管的漏极与电磁线圈连接，第一PMOS管的栅极与第一NMOS管的漏极连接；

第一NMOS管的源极接地，第一NMOS管的栅极与第一比较器的输出端连接。

在一些实施例中，短路判断模块还包括第二比较器；

第二比较器的反相输入端与电流检测模块的输出端连接，第一比较器的同相输入端接入第二比较电压，第二比较器的输出端与第一开关控制端连接。

在一些实施例中，电压控制模块还包括信号保持模块；

信号保持模块的输入端与短路判断模块的输出端连接，信号保持模块的输出端与电压输入模块的输入端连接；

当线路电流大于或等于第一预设值时，短路判断模块输出第一时间段的第一控制信号，信号保持模块根据第一控制信号输出第二时间段的第二控制信号，第二时间段大于第一时间段。

在一些实施例中，信号保持模块包括第一或门；

第一或门的第一输入端和第二输入端与短路判断模块的输出端连接，第一或门的输出端与电压输入模块的输入端连接；

其中，第一或门的第一输入端和/或者第二输入端与输出端连接。

在一些实施例中，电磁线圈包括第一线圈以及第二线圈，第一线圈被配置为通电后控制继电器闭合，第二线圈被配置为通电后控制继电器断开；

当线路电流小于第一预设值时，电压控制模块向第一线圈和第二线圈提供第一预设电压；

当线路电流大于或等于第一预设值时，电压控制模块向第一线圈和第二线圈提供第二预设电压。

在一些实施例中，快速分断电路还包括第一控制开关以及第二控制开关；

第一线圈的第一端和第二线圈的第一端与电压控制模块连接；

第一控制开关的第一端与第一线圈的第二端连接，第一控制开关的第二端接地；第二控制开关的第一端与第二线圈的第二端连接，第二控制开关的第二端接地。

在一些实施例中，快速分断电路还包括控制模块；

控制模块的输入端与电流检测模块连接，控制模块的第一输出端与第一控制开关的控制端连接，控制模块的第二输出端与第二控制开关的控制端连接。

在一些实施例中，第二控制开关的控制端与电压控制模块连接；

当线路电流大于或等于第一预设值时，电压控制模块向第二线圈提供第二预设电压，并控制第二控制开关闭合。

第二方面，本申请提供一种继电器控制系统，包括如第一方面所述的快速分断电路。

本申请通过在电源线路的线路电流小于第一预设值时，利用电压控制模块向电磁线圈提供第一预设电压，而在电源线路的线路电流大于或等于第一预设值时，电压控制模块向电磁线圈提供比第一预设电压更大的第二预设电压，使得电源线路的线路电流正常时可以利用第一预设电压控制继电器进行正常的分闸以及合闸，而在电源线路的线路电流异常时(例如出现短路电流或者过载电流)可以利用第二预设电压控制继电器进行快速的分闸操作，最终兼顾了继电器正常操作与短路快速操作，不仅可以保证继电器的使用寿命，同时还可以实现继电器快速分断，从而避免继电器断开过程时间较长而导致电器设备损坏的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例中提供的快速分断电路的一种模块示意图；

图2是本申请实施例中提供的快速分断电路的另一种模块示意图；

图3是本申请实施例中提供的快速分断电路的一种电路示意图；

图4是本申请实施例中提供的快速分断电路的另一种电路示意图；

图5是本申请实施例中提供的快速分断电路的另一种电路示意图；

图6是本申请实施例中提供的快速分断电路的另一种模块示意图；

图7是本申请实施例中提供的快速分断电路的另一种电路示意图；

图8是本申请实施例中提供的快速分断电路的另一种模块示意图；

图9是本申请实施例中提供的快速分断电路的另一种模块示意图；

图10是本申请实施例中提供的快速分断电路的另一种电路示意图。

其中，10继电器，11电磁线圈，111第一线圈，112第二线圈，12开关机构，20电流检测模块，30电压控制模块，31短路判断模块，32电压输入模块，33信号保持模块，40控制模块；

第一开关S1，第一比较器U2，第二比较器U3，第一PMOS管Q1，第一NMOS管Q2，第一或门U1，第一控制开关Q3，第二控制开关Q4，第一比较电压V01，第二比较电压V02。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，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，本领域技术人员在没有作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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本实用新型，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本实用新型。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本实用新型的描述变得晦涩。因此，本实用新型并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请实施例提供一种快速分断电路以及继电器控制系统，以下分别进行详细说明。

首先，参阅图1，图1示出了本申请实施例中快速分断电路的一种模块示意图，其中快速分断电路，包括：

继电器10，继电器10具有电磁线圈11以及根据电磁线圈11的通断电导通/断开电源线路的开关机构12；

电流检测模块20，电流检测模块20与电源线路耦合并被配置为检测电源线路的线路电流大小；

电压控制模块30，电压控制模块30的输入端与电流检测模块20的输出端连接，当线路电流小于第一预设值时，电压控制模块30向电磁线圈11提供第一预设电压V1；当线路电流大于或等于第一预设值时，电压控制模块30向电磁线圈11提供第二预设电压V2；

其中，第二预设电压V2大于第一预设电压V1，以在线路电流大于或等于第一预设值时加快继电器10的断开速度。

具体地，继电器10可以控制电源线路的通断，从而实现与电源线路连接的电器设备的通电与断电控制。其中，继电器10具有电磁线圈11以及根据电磁线圈11的通断电导通/断开电源线路的开关机构12(例如动触头)，在继电器10的线圈通电后，电磁线圈11产生磁力从而驱动开关机构12进行断开或者闭合。

在本申请的一些实施例中，继电器10电磁线圈11的数量可以为一个，通过控制电磁线圈11电流的流向以实现开关机构12的分闸/合闸控制。例如，在电磁线圈11通入正向电流后，电磁线圈11对附带磁体的开关机构12产生吸合力，从而吸引附带磁体的开关机构12闭合；又例如，在电磁线圈11通入反向电流后，电磁线圈11对附带磁体的开关机构12产生排斥力，从而吸引附带磁体开关机构12断开。

在本申请的一些实施例中，继电器10电磁线圈11的数量可以为两个，一个电磁线圈11为通电后对附带磁体的开关机构12产生吸合力，从而吸引附带磁体的开关机构12并闭合；另外一个电磁线圈11在通电后对附带磁体的开关机构12产生排斥力，从而吸引附带磁体开关机构12并断开。

示例性地，继电器10可以为磁保持继电器。可以理解地，本申请所指的继电器10不限于磁保持继电器，也可以是指任何需要电磁线圈11通电后才能控制线路断开的电磁开关。

电流检测模块20可以检测电源线路的线路电流大小，从而判断连接电源线路的电器设备是否存在故障的现象，例如电路发生短路出现的短路电流或者负载阻抗减小导致的过载电流等。一般地，电流检测模块20的输出信号为电压信号，以便于通过电压控制模块30的比较器判断电源回路是否出现过载或者短路的现象。

在本申请的一些实施例中，电流检测模块20可以串联在电源线路上，以直接测量的方式测量电源线路上的线路电流大小，例如，将固定电阻串联在电源线路上，通过测量固定电阻两端的电压从而得到电源线路上的线路电流大小。在本申请的一些实施例中，电流检测模块20也可以套设在电源线路上，以间接测量的方式得到电源线路上的线路电流大小，例如，电流检测模块20可以包括电流互感器，通过电流互感器间接地测量电源线路上的电流。

可以理解地，电流检测模块20还可以采用霍尔、TMR(隧道磁阻)、磁通门或者罗氏线圈等原理进行电流测量；或者，电流检测模块20也可以通过分流器实现。

电压控制模块30可以根据线路电流大小控制对继电器10电磁线圈11输入的电压大小。其中，当线路电流小于第一预设值(例如5A)时，电压控制模块30向电磁线圈11提供第一预设电压V1(例如5V)；当线路电流大于或等于第一预设值(例如5A)时，电压控制模块30向电磁线圈11提供第二预设电压V2(例如10V)，那么在线路电流过大时，电压较大的第二预设电压V2可以使得电磁线圈11产生更大的磁力，从而加快开关机构12的分闸速度，最终实现电器设备保护的目的。

在本申请实施例中，本申请通过在电源线路的线路电流小于第一预设值时，利用电压控制模块30向电磁线圈11提供第一预设电压V1，而在电源线路的线路电流大于或等于第一预设值时，电压控制模块30向电磁线圈11提供比第一预设电压V1更大的第二预设电压V2，使得电源线路的线路电流正常时可以利用第一预设电压V1控制继电器10进行正常的分闸以及合闸，而在电源线路的线路电流异常时(例如出现短路电流或者过载电流)可以利用第二预设电压V2控制继电器10进行快速的分闸操作，最终兼顾了继电器10正常操作与短路快速操作，不仅可以保证继电器10的使用寿命，同时还可以实现继电器10快速分断，从而避免继电器10断开过程时间较长而导致电器设备损坏的现象。

在本申请的一些实施例中，参阅图2，图2示出了本申请实施例中快速分断电路的另一种模块示意图，其中，电压控制模块30包括短路判断模块31以及电压输入模块32；短路判断模块31的输入端与电流检测模块20的输出端连接，电压输入模块32的输入端与短路判断模块31的输出端连接；当线路电流大于或等于第一预设值时，短路判断模块31输出控制信号，电压输入模块32根据控制信号向电磁线圈11提供第二预设电压V2，以使得继电器快速断开。

作为一示例性地，参阅图3，图3示出了本申请实施例中快速分断电路的一种电路示意图，其中，电压输入模块32包括第一开关S1，第一开关S1的一端接入第二预设电压V2，另外一端与电磁线圈11连接，当线路电流大于或等于第一预设值时，短路判断模块31输出控制信号，第一开关S1在控制信号的作用下闭合，从而使得电磁线圈11接入第二预设电压V2。

继续参阅图3，短路判断模块31可以包括第一比较器U2，第一比较器U2的同相输入端与电流检测模块20的输出端连接，第一比较器U2的反相输入端接入第一比较电压V01，第一比较器U2的输出端与第一开关S1控制连接。其中，电流检测模块20检测电源线路的线路电流大小后输出对应的电压信号，通过第一比较器U2将该电压信号与第一比较电压V01比较从而输出控制信号。例如，第一比较电压V01为2V，线路电流等于第一预设值时电流检测模块20输出端输出的电压信号为2.1V，则第一比较器U2同相输入端的电压大于反相输入端的电压，第一比较器U2的输出端输出高电平信号，从而可以控制第一开关S1闭合并使得电磁线圈11接入第二预设电压V2。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图3，电压输入模块32还包括单相二极管D11，单相二极管D11的正极接入第一预设电压V1，单相二极管D11的负极与电磁线圈11连接。其中，当第一开关S1闭合时，电磁线圈11则接入第二预设电压V2，同时因为单相二极管D11的作用，不会导致电流倒灌至第一预设电压V1处；反之，当第一开关S1断开时，则电磁线圈11重新接入第一预设电压V1。

可以理解地，电压输入模块32还可以包括两个开关，来分别控制电磁线圈11接入第一预设电压V1或者第二预设电压V2。例如，参阅图4，图4示出了本申请实施例中快速分断电路的另一种电路示意图，其中，电压输入模块32包括第一开关S1以及第二开关S2，第一开关S1的一端接入第二预设电压V2，另外一端与电磁线圈11连接；第二开关S2一端接入第一预设电压V1，另外一端与电磁线圈11连接。当第一比较器U2输出的高电平信号控制第一开关S1闭合且第二开关S2断开时，则电磁线圈11接入第二预设电压V2；反之，当第一比较器U2输出低电平信号控制第一开关S1断开且第二开关S2闭合时，则电磁线圈11接入第一预设电压V1。

示例性地，第一开关S1、第二开关S2可以为MOS管、IGBT管或者三极管等具有开关功能的晶体管。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图5，图5示出了本申请实施例中快速分断电路的另一种电路示意图，其中，短路判断模块31还包括第二比较器U3；第二比较器U3的反相输入端与电流检测模块20的输出端连接，第一比较器U2的同相输入端接入第二比较电压V02，第二比较器U3的输出端与第一开关S1控制端连接。

需要说明的是，在双侧电源网络中，短路电流存在两种方向，例如短路电流方向由母线流向线路，也可能存在线路流向母线的短路电流。而在上述实施例中，当电流检测模块20输出信号的电压大于第一比较电压V01时，则说明电流检测模块20识别到双侧电源网络中的正向故障电流(例如正向的短路电流或者超载电流)，此时第一比较器U2输出高电平信号，从而可以控制继电器10的电磁线圈11接入第二预设电压V2并快速断开，以实现正向短路电流保护；而当电流检测模块20输出信号的电压小于第二比较电压V02时，则说明电流检测模块20识别到双侧电源网络中的反向故障电流，此时第二比较器U3输出高电平信号，进而可以控制继电器10的电磁线圈11接入第二预设电压V2并快速断开，以实现反向短路电流保护。

也就是说，在一方面，上述短路判断模块31可以实现两种方向短路电流的识别判断以及短路保护，同时在另一方面，在双侧电源网络中利用第一比较器U2与第二比较器U3输出的信号还可以快速判断短路故障设备位置，具体短路故障设备更靠近哪一侧的电源，从而便于检修人员对故障位置快速定位并进行抢修。

示例性地，第一比较电压V01为3.5V，第二比较电压V02为1.5V，当电流检测模块20输出信号的电压为2.5V时，此时第一比较器U2以及第二比较器U3均输出低电平信号，说明电源回路中的工作电流正常，而并不存在故障电流；当电流检测模块20输出信号的电压为3.8V时，此时第一比较器U2输出高电平信号，第二比较器U3输出低电平信号，说明电源回路中存在正向的故障电流；当电流检测模块20输出信号的电压为1.3V时，此时第一比较器U2输出低电平信号，而第二比较器U3输出高电平信号，说明电源回路中存在反向的故障电流。

在本申请的一些实施例中，电流检测模块20检测两种方向的电流可以采用单极性电源的霍尔式电流传感器实现，例如成都芯进电子有限公司的CC6920型号霍尔传感器，该型号的霍尔式电流传感器在检测正向的故障电流和反向故障电流均可以输出正电压信号，以便于第一比较器U2以及第二比较器U3在正电平阈值内进行判断。在本申请的一些实施例中，电流检测模块20检测两种方向的电流还可以采用双极性电源的霍尔式电流传感器。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图6，图6示出了本申请实施例中快速分断电路的另一种模块示意图，其中，电压控制模块30还包括信号保持模块33；信号保持模块33的输入端与短路判断模块31的输出端连接，信号保持模块33的输出端与电压输入模块32的输入端连接；当线路电流大于或等于第一预设值时，短路判断模块31输出第一时间段的第一控制信号，信号保持模块33根据第一控制信号输出第二时间段的第二控制信号，第二时间段大于第一时间段。

需要说明的是，短路故障可能在瞬间发生然后消除，因此短路电流可能在一瞬间突然升高，然后在第一预设值附近波动，因此仅依靠短路判断模块31的比较器输出的信号不能稳定的控制第一开关S1保持闭合。而在上述实施例中，信号保持模块33可以根据第一控制信号输出第二时间段的第二控制信号，由于第二时间段大于第一时间段，因此通过信号保持模块33可以输出持续时间更长且更稳定的第二控制信号，并使得第一开关S1稳定地处于闭合状态直至继电器10完全断开，避免发生短路现象时由于控制信号不稳定导致第一开关S1反复通断，最终导致继电器10反复分闸以及合闸的现象。

优选地，第二时间段大于继电器10由闭合状态切换为断开状态所耗费的时间，以在出现短路电流后保证继电器10可以完全断开。

作为一示例性地，参阅图7，图7示出了本申请实施例中快速分断电路的另一种电路示意图，其中，信号保持模块33包括第一或门U1；第一或门U1的第一输入端和第二输入端与短路判断模块31的输出端连接，第一或门U1的输出端与电压输入模块32的输入端连接；其中，第一或门U1的第一输入端和/或者第二输入端与输出端连接。

具体地，当第一比较器U2和第二比较器U3的输出端输出高电平信号后，第一或门U1的第一输入端和第二输入端接收到高电平信号，进而第一或门U1的输出端输出高电平信号，由于第一或门U1的第一输入端和第二输入端耦合至第一或门U1的输出端，从而使得第一或门U1的第一输入端、第二输入端以及输出端持续输入/输出高电平信号，最终使得第一或门U1处于自锁状态，即第一或门U1的输出端持续输出高电平信号并不受第一比较器U2和第二比较器U3的输出端后续输出信号影响，避免短路电流瞬间升高并快速下降情况下无法有效检测到短路并进行判断的现象。

可以理解地，信号保持模块33还可以采用其他逻辑门电路实现，例如与门、与非门等电路。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图7，其中，第一开关S1包括第一PMOS管Q1，电压输入模块32还包括第一NMOS管Q2；第一PMOS管Q1的源极接入第二预设电压V2，第一PMOS管Q1的漏极与电磁线圈11连接，第一PMOS管Q1的栅极与第一NMOS管Q2的漏极连接；第一NMOS管Q2的源极接地，第一NMOS管Q2的栅极与第一比较器U2的输出端连接。具体地，当线路电流大于或等于第一预设值，第一或门U1输出高电平信号时，第一NMOS管Q2导通从而使得第一PMOS管Q1的栅极接地，进而使得第一PMOS管Q1导通，最终将继电器10的电磁线圈11接入第二预设电压V2并实现快速分断。

可以理解地，电压输入模块32还可以包括更多数量的开关，例如更多数量的MOS管、三极管或者IGBT管等，以间接地控制第一开关S1(第一PMOS管Q1)闭合或断开。

在本申请的一些实施例中，例如对于继电器10为磁保持继电器的实施例，继续参阅图8，图8示出了本申请实施例中快速分断电路的另一种电路示意图，其中，电磁线圈11包括第一线圈111以及第二线圈112，第一线圈111被配置为通电后控制继电器10闭合，第二线圈112被配置为通电后控制继电器10断开；当线路电流小于第一预设值时，电压控制模块30向第一线圈111和第二线圈112提供第一预设电压V1；当线路电流大于或等于第一预设值时，电压控制模块30向第一线圈111和第二线圈112提供第二预设电压V2。也就是说，当线路电流较小时，继电器10的正常分闸以及合闸过程由第一预设电压V1控制；而当线路电流较大(例如出现短路电流或者过载电流)时，则继电器10的分闸以及合闸过程由第二预设电压V2控制，以便于在线路电流异常时实现快速断开的目的。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图8，快速分断电路还包括第一控制开关Q3以及第二控制开关Q4；第一线圈111的第一端和第二线圈112的第一端与电压控制模块30连接；第一控制开关Q3的第一端与第一线圈111的第二端连接，第一控制开关Q3的第二端接地；第二控制开关Q4的第一端与第二线圈112的第二端连接，第二控制开关Q4的第二端接地。

需要说明的是，由于第一线圈111的第一端和第二线圈112的第一端与电压控制模块30连接，因此第一线圈111的第一端和第二线圈112的第一端在电压控制模块30的控制下可以接入第一预设电压V1或者第二预设电压V2，而第一线圈111的第二端和第二线圈112的第二端是否接地形成回路，则分别由第一控制开关Q3和第二控制开关Q4控制，因此通过第一控制开关Q3和第二控制开关Q4实现继电器10分闸以及合闸控制的目的。例如，当电压控制模块30向第一线圈111和第二线圈112提供第一预设电压V1，并且第一控制开关Q3闭合时，第一线圈111的两端形成回路从而可以控制开关机构12闭合；又例如，当电压控制模块30向第一线圈111和第二线圈112提供第二预设电压V2，并且第二控制开关Q4闭合时，第二线圈112的两端形成回路从而可以控制开关机构12快速断开。

可以理解地，第一控制开关Q3和第二控制开关Q4可以采用MOS管、IGBT管或三极管等具有开关功能的晶体管。

在本申请的一些实施例中，为了便于控制第一控制开关Q3和第二控制开关Q4，继续参阅图9，图9示出了本申请实施例中快速分断电路的另一种模块示意图，其中，快速分断电路还包括控制模块40，控制模块40的第一输出端与第一控制开关Q3的控制端连接，控制模块40的第二输出端与第二控制开关Q4的控制端连接。具体地，控制模块40可以向第一控制开关Q3的控制端以及第二控制开关Q4的控制端发送控制信号，从而控制第一控制开关Q3和第二控制开关Q4断开或者闭合，以实现继电器10的分闸以及合闸控制。

在本申请的一些实施例中，控制模块输出的控制信号可以为脉冲信号，脉冲信号的宽度大于继电器10的最大驱动时间，以在实现继电器10的分闸以及合闸控制的同时，避免继电器10电磁线圈11过热的现象。在本申请的一些实施例中，控制模块40的输入端与电流检测模块20连接，以便于获取电源线路的线路电流数据。

在本申请的一些实施例中，继续参阅图9，第二控制开关Q4的控制端与电压控制模块30连接，当线路电流大于或等于第一预设值时，电压控制模块30向第二线圈112提供第二预设电压V2并控制第二控制开关Q4闭合，以使得第二线圈112的第一端接入第二预设电压V2，而第二线圈112的第二端接地并形成回路，最终直接通过电压控制模块30控制继电器10快速断开。

作为一示例性地，参阅图10，图10示出了本申请实施例中快速分断电路的另外一种电路示意图，第二控制开关Q4的控制端连接至第一或门U1的输出端，当第一或门U1输出高电平信号后，则第一控制开关Q3的控制端接收到高电平信号从而闭合，同时第一开关S1也在高电平信号的控制下闭合，最终使得第二线圈112通电并产生较大的磁力。

可以理解地，参阅图10，第二控制开关Q4的控制端也可以连接至第一比较器U2或者第二比较器U3的输出端，利用第一比较器U2或者第二比较器U3的输出端提供的高电平信号使得第二控制开关Q4闭合。

在本申请的一些实施例中，控制模块40还可以与第一或门U1的输出端连接，根据第一或门U1输出的高低电平信号，以便于确定断路器的电磁线圈11接入的是第一预设电压V1还是第二预设电压V2。在本申请的一些实施例中，控制模块40还可以与第一或门U1的第一输入端和第二输入端连接，以便于通过控制模块40输出低电平信号并使得第一或门U1解除自锁状态。

值得注意的是，上述关于快速分断电路的内容旨在清楚说明本申请的实施验证过程，本领域技术人员在本申请的指导下还可以做出等同的修改设计，例如，参阅图10，短路判断模块31还可以设置稳压用的电容C2、C3，并设置单相二极管D6、D10以防止电流倒灌现象，同时还可以设置分压电阻R5、R9、R13、R14以产生第一比较电压V01以及第二比较电压V02；又例如，参阅图10，信号保持模块33还可以设置稳压用的电容C1，并设置单相二极管D4以防止电流倒灌；再例如，电压输入模块32还可以设置保持第一PMOS管Q1源极与栅极电压差的R1，保持第一NMOS管Q2源极与栅极电压差的R4，以及稳压用的电容C等。

同时，需要指出的是，本申请实施例中“连接”可以理解为电连接，两个电学元件连接可以是两个电学元件之间的直接或间接连接。例如，A与B连接，既可以是A与B直接连接，也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元件间接连接。

进一步地，为了更好的实施本申请实施例中的快速分断电路，在快速分断电路的基础上，本申请还提供一种继电器控制系统，继电器控制系统包括如上述任一实施例的快速分断电路。由于本申请实施例中的继电器控制系统因设置有上述实施例的快速分断电路，从而具有上述快速分断电路的全部有益效果，在此不再赘述。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个实用新型实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考，但与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。

以上对本申请实施例所提供的一种快速分断电路以及继电器控制系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (12)

1.一种快速分断电路，其特征在于，包括：

继电器，所述继电器具有电磁线圈以及根据所述电磁线圈的通断电导通/断开电源线路的开关机构；

电流检测模块，所述电流检测模块与所述电源线路耦合并被配置为检测所述电源线路的线路电流大小；

电压控制模块，所述电压控制模块的输入端与所述电流检测模块的输出端连接，当所述线路电流小于第一预设值时，所述电压控制模块向所述电磁线圈提供第一预设电压；当所述线路电流大于或等于第一预设值时，所述电压控制模块向所述电磁线圈提供第二预设电压；

其中，所述第二预设电压大于所述第一预设电压，以在所述线路电流大于或等于第一预设值时加快所述继电器的断开速度。

2.如权利要求1所述的快速分断电路，其特征在于，所述电压控制模块包括短路判断模块以及电压输入模块；

所述短路判断模块的输入端与所述电流检测模块的输出端连接，所述电压输入模块的输入端与所述短路判断模块的输出端连接；

当所述线路电流大于或等于第一预设值时，所述短路判断模块输出控制信号，所述电压输入模块根据所述控制信号向所述电磁线圈提供第二预设电压。

3.如权利要求2所述的快速分断电路，其特征在于，所述电压输入模块包括第一开关，所述短路判断模块包括第一比较器；

所述第一开关的一端接入所述第二预设电压，另外一端与所述电磁线圈连接；

所述第一比较器的同相输入端与所述电流检测模块的输出端连接，所述第一比较器的反相输入端接入第一比较电压，所述第一比较器的输出端与所述第一开关控制连接。

4.如权利要求3所述的快速分断电路，其特征在于，所述第一开关包括第一PMOS管，所述电压输入模块还包括第一NMOS管；

所述第一PMOS管的源极接入第二预设电压，所述第一PMOS管的漏极与所述电磁线圈连接，所述第一PMOS管的栅极与所述第一NMOS管的漏极连接；

所述第一NMOS管的源极接地，所述第一NMOS管的栅极与所述第一比较器的输出端连接。

5.如权利要求3所述的快速分断电路，其特征在于，所述短路判断模块还包括第二比较器；

所述第二比较器的反相输入端与所述电流检测模块的输出端连接，所述第一比较器的同相输入端接入第二比较电压，所述第二比较器的输出端与所述第一开关控制端连接。

6.如权利要求2所述的快速分断电路，其特征在于，所述电压控制模块还包括信号保持模块；

所述信号保持模块的输入端与所述短路判断模块的输出端连接，所述信号保持模块的输出端与所述电压输入模块的输入端连接；

当所述线路电流大于或等于第一预设值时，所述短路判断模块输出第一时间段的第一控制信号，所述信号保持模块根据所述第一控制信号输出第二时间段的第二控制信号，所述第二时间段大于所述第一时间段。

7.如权利要求6所述的快速分断电路，其特征在于，所述信号保持模块包括第一或门；

所述第一或门的第一输入端和第二输入端与所述短路判断模块的输出端连接，所述第一或门的输出端与所述电压输入模块的输入端连接；

其中，所述第一或门的第一输入端和/或者第二输入端与输出端连接。

8.如权利要求1～7任一项所述的快速分断电路，其特征在于，所述电磁线圈包括第一线圈以及第二线圈，所述第一线圈被配置为通电后控制所述继电器闭合，所述第二线圈被配置为通电后控制所述继电器断开；

当所述线路电流小于第一预设值时，所述电压控制模块向所述第一线圈和所述第二线圈提供第一预设电压；

当所述线路电流大于或等于第一预设值时，所述电压控制模块向所述第一线圈和所述第二线圈提供第二预设电压。

9.如权利要求8所述的快速分断电路，其特征在于，所述快速分断电路还包括第一控制开关以及第二控制开关；

所述第一线圈的第一端和所述第二线圈的第一端与所述电压控制模块连接；

所述第一控制开关的第一端与所述第一线圈的第二端连接，所述第一控制开关的第二端接地；所述第二控制开关的第一端与所述第二线圈的第二端连接，所述第二控制开关的第二端接地。

10.如权利要求9所述的快速分断电路，其特征在于，所述快速分断电路还包括控制模块；

所述控制模块的第一输出端与所述第一控制开关的控制端连接，所述控制模块的第二输出端与所述第二控制开关的控制端连接。

11.如权利要求9所述的快速分断电路，其特征在于，所述第二控制开关的控制端与所述电压控制模块连接；

当所述线路电流大于或等于第一预设值时，所述电压控制模块向所述第二线圈提供第二预设电压，并控制所述第二控制开关闭合。

12.一种继电器控制系统，其特征在于，包括如权利要求1至11任一项所述的快速分断电路。