JP2019502348A - コンタクタの省電力回路 - Google Patents
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Abstract
Description
第1の実施形態
第2の実施形態
Claims (10)
- 駆動回路を備えるコンタクタの省電力回路であって、
フィルタ回路と、PFC回路と、補助電源供給回路と、矩形波発生回路と、をさらに備え、
前記矩形波発生回路は、設定タイミングシーケンスに基づき、第1の出力端子を介して前記PFC回路に第1の矩形波信号を出力し、第2の出力端子を介して前記コイル駆動回路に第2、第3の矩形波信号を出力することによって、それぞれ前記PFC回路における第1のスイッチングトランジスタと前記コイル駆動回路における第2のスイッチングトランジスタとのデューティサイクルを制御し、
前記補助電源供給回路は、前記コンタクタの保持段階において前記矩形波発生回路に電気エネルギーを供給し、
整流フィルタ回路は、入力した交流電流を脈動直流電流に整流し、且つ50Hzの周波数成分以外の高調波成分を除去した後、入力した短いパルス電流を平滑電流にフィルタリングして、前記平滑電流を前記PFC回路に出力し、
前記PFC回路は、整流フィルタ処理した電気エネルギーを受け入れ、入力電流の実効値を入力電圧に追従して変化させ、且つ前記入力電流を前記コイル駆動回路と前記補助電源供給回路に出力し、
前記コイル駆動回路は、コンタクタコイルの電流を制御することに利用され、
前記コンタクタの引込段階において、前記PFC回路が動作せず、前記省電力回路は前記コンタクタコイルに大電流を提供して引込み、
遷移段階において、前記PFC回路が動作し始め、前記省電力回路は前記コンタクタコイルの電流を徐々に小さくするように制御し、
前記コンタクタの保持段階において、前記PFC回路が連続的に動作され、前記省電力回路は前記コンタクタコイルの電流が連続的に保持するための必要な小電流であるように制御することを特徴とするコンタクタの省電力回路。 - 前記整流フィルタ回路は、インダクタを備え、前記PFC回路は、トランスを備え、
前記整流フィルタ回路の前記インダクタと前記PFC回路の前記トランスとの選択パラメータは、前記コンタクタの引込段階のパワーによって決められ、前記コンタクタの引込段階において、前記インダクタと前記トランスが飽和状態に入っていることを特徴とする請求項1に記載のコンタクタの省電力回路。 - 前記矩形波発生回路の設定タイミングシーケンスは、
前記コンタクタの引込段階において、前記PFC回路が動作しない状態になるため、前記第1の出力端子は前記PFC回路の第1のN−MOS型トランジスタに前記第1の矩形波信号を出力しないように制御し、前記第2の出力端子を介して前記コイル駆動回路の第2のN−MOS型トランジスタに大デューティサイクルの第2の矩形波信号を出力し、
前記遷移段階において、前記PFC回路を動作し始めるため、前記第1の出力端子を介して前記PFC回路の前記第1のN−MOS型トランジスタに前記第1の矩形波信号を出力し始め、前記第2の出力端子を介して前記コイル駆動回路の前記第2のN−MOS型トランジスタに小デューティサイクルの第3の矩形波信号を出力し、
前記コンタクタの保持段階において、前記PFC回路を継続的に動作させるため、前記第1の出力端子を介して前記PFC回路の前記第1のN−MOS型トランジスタに前記第1の矩形波信号を継続的に出力し、前記コンタクタコイル電流が連続的に保持するための必要な小電流であるように、前記第2の出力端子を介して前記コイル駆動回路の第2のN−MOS型トランジスタに小デューティサイクルの第3の矩形波信号を継続的に出力することを特徴とする請求項1に記載のコンタクタの省電力回路。 - 前記コンタクタの引込段階において、前記コンタクタの省電力回路に提供された大電流は、前記コンタクタの保持段階において、前記コンタクタの省電力回路に提供された小電流の10〜20倍であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかの一項に記載のコンタクタの省電力回路。
- 前記整流フィルタ回路は、前記インダクタと、整流ブリッジと、第1のコンデンサとを備え、前記インダクタはAC電流の入力端子と前記整流ブリッジの入力端子との間に直列に接続され、前記整流ブリッジの出力端子は前記第1のコンデンサと並列に接続され、前記整流フィルタ回路の出力端子として引き出されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかの一項に記載のコンタクタの省電力回路。
- 前記PFC回路は、トランスと、第1のN−MOSトランジスタと、第2のダイオードと、第3のコンデンサとを備え、前記トランスは一次巻線と、二次巻線とを備え、前記一次巻線のドット端子は前記整流フィルタ回路の出力端子に接続され、前記一次巻線の非ドット端子はそれぞれ前記第1のN−MOS型トランジスタのドレイン電極と前記第2のダイオードのアノードと接続され、前記第2のダイオードのカソードは前記第3のコンデンサを介して接地され、前記第2のダイオードのカソードは前記PFC回路の出力端子として引き出され、前記第1のN−MOS型トランジスタのゲートは前記矩形波発生回路の前記第1の出力端子に接続され、前記第1のN−MOS型トランジスタのソース電極は接地され、前記二次巻線は前記補助電源供給回路に接続されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかの一項に記載のコンタクタの省電力回路。
- 前記PFC回路は、トランスと、第1のN−MOSトランジスタと、第2のダイオードと、第3のコンデンサとを備え、前記トランスは一次巻線と、二次巻線とを備え、前記第1のN−MOS型トランジスタのドレイン電極は前記整流フィルタ回路の出力端子に接続され、前記第1のN−MOS型トランジスタのソース電極はそれぞれ前記一次巻線のドット端子と前記第2のダイオードのカソードと接続され、前記一次巻線の非ドット端子は第3のコンデンサを介して接地され、前記一次巻線の前記非ドット端子は前記PFC回路の出力端子として引き出され、前記第2のダイオードのアノードは接地され、前記第1のN−MOS型トランジスタのゲートは前記矩形波発生回路の前記第1の出力端子に接続され、前記二次巻線は前記補助電源供給回路に接続されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかの一項に記載のコンタクタの省電力回路。
- 前記矩形波発生回路は、第1の入力端子と、第2の入力端子と、第1の出力端子と、第2の出力端子と、を備え、前記矩形波発生回路を最初に起動する時に必要な電気エネルギーを提供するため、前記第1の入力端子は前記PFC回路の入力端子に接続され、前記矩形波発生回路に前記遷移段階と前記保持段階において必要な電気エネルギーを提供するため、前記第2の入力端子は前記補助電源供給回路の出力端子VDDに接続され、前記第1の矩形信号を出力して前記PFC回路のエネルギー伝送を制御するため、前記第1出力端子は前記PFC回路に接続され、前記矩形波信号のデューティサイクルを変更することによって、前記コンタクタコイルの電流を調節するため、前記第2出力端子は前記コイル駆動回路に接続されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかの一項に記載のコンタクタの省電力回路。
- 前記補助電源供給回路は、第1のダイオードと、第2のコンデンサと、からなり、前記第1のダイオードのアノードは前記PFC回路に接続され、前記第2のダイオードのカソードは前記第2のコンデンサを介して接地され、前記第2のダイオードの前記カソードは前記補助電源供給回路の出力端子VDDとして引き出されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかの一項に記載のコンタクタの省電力回路。
- 前記コイル駆動回路は、第3のダイオードと、第2のN−MOSトランジスタと、からなり、前記第3のダイオードのカソードは前記PFC回路の出力端子に接続され、前記コンタクタコイルの一端に接続するため、前記第3のダイオードの前記カソードは前記コイル駆動回路の正出力端として引き出され、前記第3のダイオードのアノードは前記第2のN−MOS型トランジスタのドレイン電極と接続され、前記コンタクタコイルの他端に接続させるため、前記第2のN−MOS型トランジスタの前記ドレイン電極は前記コイル駆動回路の負出力端として引き出され、前記第2のN−MOS型トランジスタのゲートは前記矩形波発生回路の第2の出力端子に接続され、前記第2のN−MOS型トランジスタのソース電極は接地されることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかの一項に記載のコンタクタの省電力回路。
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