CN221008854U - 双线圈磁保持继电器驱动电路及双线圈磁保持继电器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双线圈磁保持继电器驱动电路。该驱动电路包括具有一个公共端的两个线圈以及用于分别控制这两个线圈通断的两个控制开关；每个所述线圈均并联有一条电压吸收支路，所述电压吸收支路的通断变化状态按照以下规律自动响应于其所并联线圈的控制开关的通断变化状态：所述电压吸收支路仅响应其所并联线圈的控制开关由闭合转换为断开而从关断状态自动转变为导通状态，并在保持导通状态一段时间后自动转变为关断状态，其余情况下所述电压吸收支路均保持关断状态。本实用新型还公开了一种双线圈磁保持继电器。相比现有技术，本实用新型可使继电器触头更快速转换且可靠性更高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双线圈磁保持继电器驱动电路。
背景技术
磁保持继电器是工程领域中的重要元器件。磁保持继电器与传统继电器功能相同主要起到控制电路接通和断开的作用。但是磁保持继电器的“磁保持”体现了它与其它继电器的不同。传统继电器在保持其断开或闭合状态时需要持续通电，如果电流出现波动都会影响到继电器的控制效果。而磁保持继电器依靠其自身的结构很好的解决了以上问题，只需要通电一次就可以改变并保持继电器触头通断状态。磁保持继电器的电磁铁线圈在不施加电流的情况下，仅凭借电磁机构中两衔铁间的永磁铁磁力就可以使继电器触头保持在电磁铁线圈断电前的通断状态；需要改变继电器触头通断状态仅需施加一个与断电前的电磁铁线圈中电流相反的激励电流即可改变继电器触头的通断状态。
双线圈磁保持继电器的典型结构如图1所示，包括：线圈1、线圈2、铁芯3、轭铁4、轭铁5、转动卡6、推移卡7，其中，线圈1、线圈2均绕制在铁芯3上，转动卡6由永磁铁62及被永磁铁62磁化的衔铁61和衔铁63组成，转动卡6连接推移卡7，推移卡带动继电器触头动作或保持。
其工作原理具体如下：
磁保持状态是当线圈1和线圈2均不通电时，转动卡6在永磁铁62产生的磁力作用下，磁化的衔铁61、衔铁62分别吸合轭铁4、扼铁5，转动卡6、推移卡7保持稳定状态，继电器触头保持原有状态不变。
激磁状态是当线圈1通电后，铁芯3和轭铁4、扼铁5被磁化，轭铁4呈N极与衔铁61相同极性、轭铁5呈S极与衔铁63相同极性，在同性磁力相斥下，推动转动卡6绕其中心顺时针旋转，带动推移卡7向左移动，改变继电器触头状态；当线圈2通电后，铁芯3和轭铁4、扼铁5被磁化，轭铁4呈S极与衔铁63相同极性、轭铁5呈N极与衔铁61相同极性，在同性磁力相斥下，推动转动卡6绕其中心逆时针旋转，带动推移卡7向右移动，恢复继电器触头状态。
现有双线圈磁保持继电器驱动电路如图2所示：
电源U1经电阻R1、二极管D1向电容C1充电，电容C1储存的电能作为线圈能量；当开关K1闭合、开关K2断开，线圈L1通电，继电器的转动卡旋转，触头动作；触头动作完成后，开关K1断开，此时线圈L1产生一个较高的反电势，经二极管D2完成续流。由于双线圈磁保持继电器的两个线圈绕制在同一铁芯上并且具有一个公共端，当线圈L1通电，产生的磁通量增强；同时线圈L2也会有感应电流，感应电流能经二极管D3形成闭合回路时，会阻碍线圈L1磁通量增强。这样电磁铁在轭铁处的磁力就会减小，继电器的转动卡旋转速度减慢，推移卡的移动速度随之减慢，触头的通断转换速度减慢。
在要求双线圈磁保持继电器的触头快速转换的场合，上述驱动电路虽可通过提高驱动电压幅值来增大线圈中电流，提高电磁铁的磁力来加速转换速度。但是因为增加了线圈关断时的续流支路，使另一线圈的感应电流形成闭合回路，阻碍电磁铁的磁力增强。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术不足，提供一种可使继电器触头更快速转换且可靠性更高的双线圈磁保持继电器驱动电路。
本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种双线圈磁保持继电器驱动电路，包括具有一个公共端的两个线圈以及用于分别控制这两个线圈通断的两个控制开关；每个所述线圈均并联有一条电压吸收支路，所述电压吸收支路的通断变化状态按照以下规律自动响应于其所并联线圈的控制开关的通断变化状态：所述电压吸收支路仅响应其所并联线圈的控制开关由闭合转换为断开而从关断状态自动转变为导通状态，并在保持导通状态一段时间后自动转变为关断状态，其余情况下所述电压吸收支路均保持关断状态。
优选地，所述电压吸收支路中串接有电压敏感器件，所述电压敏感器件仅在其两端电压大于导通电压阈值时导通，且所述导通电压阈值小于该电压吸收电路所并联线圈在断开时所产生的最大反势电压且大于另一线圈的感应尖峰电压。
进一步优选地，所述电压敏感器件为以下器件中的任意一种：瞬态电压抑制二极管、压敏电阻、气体放电管。
进一步地，所述双线圈磁保持继电器驱动电路还包括电源电路，所述电源电路包括串接于直流电源正负极之间的限流电阻、二极管、储能电容。
基于同一发明构思还可以得到以下技术方案：
一种双线圈磁保持继电器，包括驱动电路，所述驱动电路为以上任一技术方案所述双线圈磁保持继电器驱动电路。
相比现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型为双线圈分别设置通断状态响应于线圈通断状态变化的电压吸收支路，电压吸收支路自动进行投切，无需控制。在一个线圈通电时，另一线圈的电压吸收支路自动处于断开状态，从而可防止感应电压对触头转换速度的不良影响，有效提高继电器触头的转换速度；线圈断电时，线圈的电压吸收支路自动响应为投入状态，并持续至电压吸收完成后，自动恢复断开状态，从而吸收线圈断电时的反电动势，保护线圈，提高可靠性。
附图说明
图1为双线圈磁保持继电器的典型结构示意图；
图2为现有双线圈磁保持继电器驱动电路；
图3为本实用新型双线圈磁保持继电器驱动电路一个具体实施例的电路图。
实施方式
针对现有技术不足，本实用新型的解决思路是为两个线圈分别设置通断状态响应于线圈通断状态变化的电压吸收支路，以防止反电动势对触头转换速度的不良影响，从而提高继电器的触头转换速度。
本实用新型具体采用以下技术方案解决上述技术问题：
一种双线圈磁保持继电器驱动电路，包括具有一个公共端的两个线圈以及用于分别控制这两个线圈通断的两个控制开关；每个所述线圈均并联有一条电压吸收支路，所述电压吸收支路的通断变化状态按照以下规律自动响应于其所并联线圈的控制开关的通断变化状态：所述电压吸收支路仅响应其所并联线圈的控制开关由闭合转换为断开而从关断状态自动转变为导通状态，并在保持导通状态一段时间后自动转变为关断状态，其余情况下所述电压吸收支路均保持关断状态。
优选地，所述电压吸收支路中串接有电压敏感器件，所述电压敏感器件仅在其两端电压大于导通电压阈值时导通，且所述导通电压阈值小于该电压吸收电路所并联线圈在断开时所产生的最大反势电压且大于另一线圈的感应尖峰电压。
进一步优选地，所述电压敏感器件为以下器件中的任意一种：瞬态电压抑制二极管、压敏电阻、气体放电管。
进一步地，所述双线圈磁保持继电器驱动电路还包括电源电路，所述电源电路包括串接于直流电源正负极之间的限流电阻、二极管、储能电容。
基于同一发明构思还可以得到以下技术方案：
一种双线圈磁保持继电器，包括驱动电路，所述驱动电路为以上任一技术方案所述双线圈磁保持继电器驱动电路。
为便于公众理解，下面通过具体实施例并结合附图来对本实用新型的技术方案进行详细说明：
本实用新型双线圈磁保持继电器驱动电路一个具体实施例的电路结构如图3所示，包括电源电路以及绕制在同一铁芯上的通电动作线圈L1和通电复归线圈L2，两个线圈的正端连接在一起作为公共端；控制开关K1、控制开关K2分别用于控制通电动作线圈L1和通电复归线圈L2的通断，本实施例中的控制开关K1、K2选用MOS管；通电动作线圈L1和通电复归线圈L2各自并联一个串接有瞬态电压抑制二极管VT1、VT2的电压吸收支路；电源电路包括1kΩ限流电阻R1，470uF/63VDC储能电容C1以及二极管D1，直流电源U1的电压为48VDC电压源。
如图3所示，电源U1的正端连接限流电阻R1的一端，R1的另一端连接储能电容C1的正极，C1的负极连接电源U1的负极，C1两端电压U2；U2的正端连接线圈L1、线圈L2的公共正端，C1的负极经控制开关K1连接通线圈L1的负端、经控制开关K2接线圈L2负端；瞬态电压抑制二极管VT1并联于线圈L1两端，瞬态电压抑制二极管VT2并联于线圈L2两端。
在该双线圈磁保持继电器驱动电路中，电源U1经限流电阻R1向储能电容C1充电，电容两端电压U2作为继电器线圈的驱动电源。电源U1对储能电容的充电电流为48mA，充电功率为2.3W，rc充电时间常数约为0.47s，能够满足继电器5s间隔的连续切换动作。
双线圈磁保持继电器触头通电动作时，驱动电路中的控制开关K1闭合动作，控制开关K2保持断开，此时线圈L1导通，驱动电流流过，因线圈L1、L2绕制在同一铁芯，线圈L2两端感应出尖峰电压Vg-L2，尖峰电压Vg-L2小于瞬态抑制电压二极管VT2的击穿电压V-BR，VT2保持断开，则线圈L2保持断开，感应电流无闭合回路；驱动电路中的控制开关K1断开动作，控制开关K2保持断开，此时线圈L1断开，线圈产生反势电压Vf-L1，反势电压Vf-L1大于瞬态抑制电压二极管VT1的击穿电压V-BR，瞬态抑制电压二极管VT1自动导通并钳位线圈L1两端电压，伴随着线圈L1中能量的耗散，瞬态抑制电压二极管VT1自动断开；
同理，双线圈磁保持继电器触头通电复归时，驱动电路中的控制开关K2闭合动作，控制开关K1保持断开，此时线圈L2导通，驱动电流流过，因线圈L1、L2绕制在同一铁芯，线圈L1两端感应出尖峰电压Vg-L1，尖峰电压Vg-L1小于瞬态抑制电压二极管VT1的击穿电压V-BR，VT1保持断开，则线圈L1保持断开，感应电流无闭合回路；驱动电路中的控制开关K2断开动作，控制开关K1保持断开，此时线圈L2断开，线圈产生反势电压Vf-L2，反势电压Vf-L2大于瞬态抑制电压二极管VT2的击穿电压V-BR，瞬态抑制电压二极管VT2自动导通并钳位线圈L2两端电压，伴随着线圈L2中能量的耗散，瞬态抑制电压二极管VT2自动断开。
双线圈磁保持继电器触头状态保持时，控制开关K1、控制开关K2保持断开，触头的保持由继电器内部转动卡的永磁铁吸合轭铁完成。
本实施例中电压吸收支路中串接的电压敏感器件采用瞬态抑制电压二极管，也可替换为压敏电阻、气体放电管等具有类似特性的器件，只要其导通电压阈值小于其所属电压吸收电路所并联线圈在断开时所产生的最大反势电压且大于另一线圈的感应尖峰电压即可，同样可实现上述功能。
Claims (4)
1.一种双线圈磁保持继电器驱动电路，包括具有一个公共端的两个线圈以及用于分别控制这两个线圈通断的两个控制开关；其特征在于，每个所述线圈均并联有一条电压吸收支路，所述电压吸收支路的通断变化状态按照以下规律自动响应于其所并联线圈的控制开关的通断变化状态：所述电压吸收支路仅响应其所并联线圈的控制开关由闭合转换为断开而从关断状态自动转变为导通状态，并在保持导通状态一段时间后自动转变为关断状态，其余情况下所述电压吸收支路均保持关断状态；所述电压吸收支路中串接有电压敏感器件，所述电压敏感器件仅在其两端电压大于导通电压阈值时导通，且所述导通电压阈值小于该电压吸收支路所并联线圈在断开时所产生的最大反势电压且大于另一线圈的感应尖峰电压。
2.如权利要求1所述双线圈磁保持继电器驱动电路，其特征在于，所述电压敏感器件为以下器件中的任意一种：瞬态电压抑制二极管、压敏电阻、气体放电管。
3.如权利要求1或2所述双线圈磁保持继电器驱动电路，其特征在于，还包括电源电路，所述电源电路包括串接于直流电源正负极之间的限流电阻、二极管、储能电容。
4.一种双线圈磁保持继电器，包括驱动电路，其特征在于，所述驱动电路为如权利要求1～3任一项所述双线圈磁保持继电器驱动电路。
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