用于飞轮接触器电路的系统和方法技术方案

提供了供包括至少一个触点的接触器使用的电路（100）。电路包括第一段（112），第一段包括电压源（108）、第一线圈（102）、第二线圈（104）和第一晶体管（106），其中第一段配置成选择性地引导闭合电流通过第一线圈、第二线圈和第一晶体管以闭合至少一个触点。电路还包括第二段（124），第二段包括第一线圈、第二晶体管（120）和第一二极管（122），其中第二段配置成选择性地引导保持电流通过第一线圈、第二晶体管和第一二极管以保持至少一个触点闭合，并且其中布置第一二极管使得由电压源产生的基本上所有的电流流过第一线圈。

【技术实现步骤摘要】
用于飞轮接触器电路的系统和方法
技术介绍
本专利技术的领域通常涉及电接触器，并且更具体地，涉及用于接触器的飞轮电路。接触器（或继电器）是响应于施加到接触器中的线圈的电压而可操作用来选择性地打开和闭合一个或多个电触点的电磁装置。图1和图2分别是公知的接触器电路1和5的电路图。在接触器电路1中（处于静止状态），晶体管2（“TR1”）被关断并且它的集电极处的电压为V1。当把预定量值的正控制电压V2施加到晶体管2的基极时，从V1到接地流过继电器线圈3的作为结果产生的电流在继电器线圈3中建立使触点4闭合的电磁场。在这个点上，V1电压的大部分将出现在继电器线圈3两端并且晶体管2的集电极上的电压将是最小的。当控制电压降到某个电平之下时，晶体管2关断并且中断流过继电器线圈3的电流，使电磁场崩溃并且立即打开触点4。然而，存储在继电器线圈3中的能量无法立即被耗散，建立导致实质上大于在晶体管2的集电极上出现的V1的电压的反电动势。取决于晶体管2的额定值，这个电压可导致晶体管2的击穿和/或故障。通过接触器电路5的布置来克服这个问题，其中已经以反并联方式将二极管6跨接在继电器线圈3的两端。在正常状态下，二极管6是非导通的。然而，当晶体管2被关断时，晶体管2的集电极处电压升高将使二极管6导通并且将集电极电压箝位到比V1高出大约0.7伏特（V），防止损害晶体管2。然而，电流在由继电器线圈3和二极管6形成的电流回路中将被维持并且这个电流将在不定的时段内相对缓慢地减少直到当继电器线圈3中的能量已经被充分耗散以打开触点4的这样的时间为止。这个相对缓慢的耗散导致触点4逐渐打开而不是突然打开，这增加了触点4两端的持续的电弧放电以及对触点4的作为结果产生的损害的风险。通过使用有源部件而不是只使用二极管6可以在某种程度上减轻接触器电路5内的缓慢能量耗散的问题。使接触器线圈（例如继电器线圈3）通电足以闭合触点所需要的电流（称作闭合电流）实质上大于将触点保持在闭合状态所需要的电流（称作保持电流）。一旦线圈电流降到保持电流电平之下，触点就将会自动打开。如果存储在线圈中的能量被利用来将触点维持在闭合状态达某个时间段，则暂时移除闭合电流是可能的，每隔一定时间恢复它。实际上，可以每隔一定时间接入和切断闭合电流，只要在切断周期期间将触点维持在闭合状态。这减少了将触点维持在闭合状态所需要的平均外电路电流。图3是公知的飞轮电路10的电路图，所述飞轮电路10包括与第一晶体管16（“Q1”）串联的第一线圈12（“L1”）和第二线圈14（“L2”）。第一电压18（“V1”）为接触器提供闭合电流。第二电压20（“V2”）提供控制电压，所述控制电压最初是可操作用来导通第一晶体管16的稳定状态电压的形式。当第一晶体管16被导通时，闭合电流通过第一线圈12、第二线圈14、第一晶体管16和第一电阻器24（“R4”）的串联链在第一电流回路22（“I1”）中流动。第一线圈12、Darlington晶体管对30（“Q2”）和第一二极管32（“D1”）形成第二电流回路34（“I2”）。第二线圈14、第二二极管40（“D2”）和第一Zener二极管42（“ZD1”）形成第三电流回路44（“I3”）。当电流停止在第三电流回路44中流动时，存储在第一线圈12和第二线圈14中的能量将使第一晶体管16的漏极处的电压升高实质上高于V+。如果不中断，这个电压升高可导致损害第一晶体管16。然而，所述电压升高使电流的脉冲流过第一二极管32、电容器50和Darlington对30的发射极到V+，导通Darlington对30。这导致大约1V的Darlington对30两端的电压降以及起动第二电流回路34内的电流的循环以将接触器触点（图3中未示出）维持在闭合状态并且防止第一晶体管16上的电压的不断增加。因为电容器50捕获电荷，所以从电容器50流到Darlington对30的电流将减少。然而，当电容器50两端的电压超过第二Zener二极管52（“ZD2”）的转折电压时，电流将通过第二Zener二极管52被供给Darlington对30以保持Darlington对30导通。在这个阶段，Darlington对30两端的电压将升高到略微高于第二Zener二极管52的转折电压的电平，从而将Darlington对30两端的电压箝位到这个电平。第二线圈14两端的电压升高产生第三电流回路44中的电流，并且这个电压将被第一Zener二极管42和第二二极管40箝位，同时第二线圈14中的能量被耗散。当这个电流流动时，第一二极管32和Darlington对30被正向偏置。当第一晶体管16再次导通时，第二线圈14充当缓冲器线圈以减轻第一二极管32和Darlington对30的反向转折的任何风险。第二Zener二极管52和第三二极管60（“D3”）箝位Darlington对30两端的电压以便于防止Darlington对30被相对高的电压施加应力。然而，为了使所述箝位起作用，电容器50应当被放电以确保它可以在第一晶体管16被关断之后立即将电流脉冲传给Darlington对30。这通过使用为电容器50提供放电路径的第二电阻器62（“R1”）来实现。然而，这导致第三二极管60、第二Zener二极管52和第二电阻器62中的功率耗散并且还将可能正在流过第一线圈12的电流引向并联电路，降低了电路10的总效率。此外，第二电流回路34中的电流可以是相对高的（例如大于3A）使得Darlington对30两端的功率耗散是相对高的（例如大于3瓦特（W）），要求Darlington对30具有相对高的额定功率。此外，当电流正在流过第二电流回路34时，Darlington对30和第一二极管32中的总功率耗散可以是相对高的（例如针对3A的电流是5W），降低了电路10的总效率。
技术实现思路
在一个方面，提供了供包括至少一个触点的接触器使用的电路。所述电路包括第一段，所述第一段包括电压源、第一线圈、第二线圈和第一晶体管，其中所述第一段配置成选择性地引导闭合电流通过第一线圈、第二线圈和第一晶体管以闭合至少一个触点。所述电路还包括第二段，所述第二段包括第一线圈、第二晶体管和第一二极管，其中所述第二段配置成选择性地引导保持电流通过第一线圈、第二晶体管和第一二极管以保持至少一个触点闭合，并且其中布置第一二极管使得由电压源产生的基本上所有的电流流过第一线圈。在另一个方面，提供了系统。所述系统包括接触器，所述接触器包括至少一个触点和电路。所述电路包括第一段，所述第一段包括电压源、第一线圈、第二线圈和第一晶体管，其中所述第一段配置成选择性地引导闭合电流通过第一线圈、第二线圈和第一晶体管以闭合至少一个触点。所述电路还包括第二段，所述第二段包括第一线圈、第二晶体管和第一二极管，其中所述第二段配置成选择性地引导保持电流通过第一线圈、第二晶体管和第一二极管以保持至少一个触点闭合，并且其中布置第一二极管使得由电压源产生的基本上所有的电流流过第一线圈。在又一个方面，提供了一种装配供包括至少一个触点的接触器使用的电路的方法。所述方法包括将电压源、第一线圈、第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供包括至少一个触点的接触器使用的电路（100），所述电路包括：第一段（112），所述第一段包括：       电压源（108）；       第一线圈（102）；       第二线圈（104）；以及       第一晶体管（106），其中所述第一段配置成选择性地引导闭合电流通过所述第一线圈、所述第二线圈和所述第一晶体管以闭合所述至少一个触点；以及第二段（124），所述第二段包括：       所述第一线圈；       第二晶体管（120）；以及       第一二极管（122），其中所述第二段配置成选择性地引导保持电流通过所述第一线圈、所述第二晶体管和所述第一二极管以保持所述至少一个触点闭合，并且其中布置所述第一二极管使得由所述电压源产生的基本上所有的电流流过所述第一线圈。

【技术特征摘要】
2015.01.14 US 14/5966741.一种供包括至少一个触点的接触器使用的电路(100)，所述电路包括：
第一段(112)，所述第一段包括：
电压源(108)；
第一线圈(102)；
第二线圈(104)；以及
第一晶体管(106)，其中所述第一段配置成选择性地引导闭合电流通过所述第一线圈、所述第二线圈和所述第一晶体管以闭合所述至少一个触点；以及
第二段(124)，所述第二段包括：
所述第一线圈；
第二晶体管(120)；以及
第一二极管(122)，其中所述第二段配置成选择性地引导保持电流通过所述第一线圈、所述第二晶体管和所述第一二极管以保持所述至少一个触点闭合，并且其中布置所述第一二极管以防止由所述电压源产生的电流流到任何并联电路从而使得由所述电压源产生的所有的电流流过所述第一线圈。


2.根据权利要求1所述的电路(100)，还包括第三段(134)，所述第三段包括：
所述第二线圈(104)；
第二二极管(130)；以及
第一Zener二极管(132)，所述第三段配置成引导电流按顺序通过所述第二线圈、所述第二二极管和所述第一Zener二极管。


3.根据权利要求2所述的电路(100)，还包括电耦合在所述第二二极管(130)和所述第二晶体管(120)之间的第三晶体管(140)。


4.根据权利要求3所述的电路(100)，其中所述第三晶体管(140)包括PNP双极结晶体管。


5.根据权利要求1所述的电路(100)，其中所述电压源(108)、所述第一线圈(102)、所述第二线圈(104)和所述第一晶体管(106)形成电流回路。


6.根据权利要求1所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：SR拉姆齐，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US