一种接触器控制电路制造技术

本发明专利技术公开了一种接触器控制电路，包括电压检测电路和占空比控制电路；电压检测电路先通过分压电阻把母线电压降低到合适的范围，然后通过低通滤波器把交流分量滤除，剩下的直流分量作为电压检测电路的输出，输出电压记为VS；占空比控制电路通过检测输出电压VS，输出占空比D，VS×D记为KD，KD为占空比控制电路内部设定的常数。本发明专利技术设定KD为常数，可使得接触器线圈电流在宽输入范围内不变，从而实现在提高接触器节电器的PF值同时，可去掉其中的母线电容与采样电阻，并且在宽压交直流输入电压范围内，接触器线圈电流平均值恒定不变。

A Contactor Control Circuit

The invention discloses a contactor control circuit, which includes a voltage detection circuit and a duty ratio control circuit; the voltage detection circuit first reduces the bus voltage to a suitable range through a voltage dividing resistance, then filters the AC component through a low-pass filter, and the remaining DC component serves as the output of the voltage detection circuit, and the output voltage is recorded as VS; the duty ratio control circuit transmits through detection. Output voltage VS, output duty cycle D, VS * D as KD, KD as the constant set in duty cycle control circuit. By setting KD as a constant, the current of the contactor coil can be kept constant in a wide input range, so that the bus capacitance and sampling resistance can be removed while the PF value of the contactor economizer is increased, and the average current of the contactor coil is constant in the wide voltage AC/DC input voltage range.

【技术实现步骤摘要】
一种接触器控制电路
本专利技术涉及交流接触器领域，具体是涉及一种带功率因数矫正功能的接触器节电器。
技术介绍
传统接触器操作系统由线圈、静铁心、衔铁和反力弹簧组成。当接触器线圈通电后，静铁心和衔铁之间产生吸力，当吸力大于弹簧反作用力时，衔铁被吸向静铁心，直到与静铁心接触为止，这时主触头闭合，这个过程称为吸合过程。线圈持续通电，衔铁与静铁心保持接触，主触头保持闭合状态的过程，称为吸持过程。当线圈中电流减少或中断时，静铁心对衔铁的吸力减小，当吸力小于弹簧反作用力时，衔铁返回打开位置，主触头分开，这个过程称为释放过程。从电气的角度来看，接触器线圈可以等效为一个有一定内阻的电感。接触器用于频繁地接通和分断交、直流电路，且可以远距离控制低压电器。其主要控制对象是电动机，也可以用于控制电热器、电焊机和照明灯等电力负载。目前全国接触器的使用量巨大，中大容量的接触器在吸持状态时，每台消耗的有功功率平均约为60W，功率因数只有0.3左右。降低接触器的能耗对节能减排有重大贡献。目前已有的接触器节电器采用交流转直流，大电流吸合，小电流保持的方式，大大降低了电磁线圈铁损、铜损和短路环的损耗，可以减小90％以上的有功功耗。通过芯片控制MOS管的导通占空比来实现大电流吸合，小电流吸持的控制。但这些技术还有一定的缺陷，只解决了有功功耗的问题，对于功率因数的提高却无能为力，某些节电技术还会使得功率因数降低。如申请号为200510029373.2的专利中，采用脉冲形式给电磁线圈供电，使电磁线圈以恒定的小电流工作；采用该方式工作，不仅会产生大量的谐波，而且输入电流的有效值不跟随输入电压，导致功率因素很低，按照该技术制作样机，实际PF值小于0.3。申请号为201210196762.4和201010040019.9的专利的技术，在输入交流电压过零附近给电磁线圈励磁，使得输入电流与输出电压处于一种类似反相的状态，按照该技术制作样机，功率因数小于0.1。为了使带节电器的接触器得到推广，厂商都是希望它跟传统接触器的使用方式与外观改变不大。那么节电器就必须放在接触器壳架里面，这对节电器的体积方面的要求是很高的。根据上述已公开的专利可知，接触器节电器的主功率器件包括整流桥、母线电容、MOS管、续流二极管、电流采样电阻。以上的器件并不都是必须的，可以进一步通过改进控制方式来减少功率器件，同时使得原有性能不变或提高。进一步增加节电器的市场竞争力。由于传统接触器没有控制电路，线圈电流会跟随输入电压变化，所以传统接触器的输入电压范围是很窄的，通常的输入范围为80％*Um～110％Um。而现在厂商对接触器节电器提出过了新的要求，提出了宽压交直流通用的接触器。如提出了24V～48V，48V～120V，100V～250V，250V～500V这四种宽压交直流通用的接触器的需求。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题是，针对现有技术所存在的上述的缺陷与市场新的要求，通过改进控制方法，在提高接触器节电器的PF值同时，可去掉接触器节电器中的母线电容与采样电阻，并且在宽压交直流输入电压范围内，接触器线圈电流平均值恒定不变。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案如下：一种接触器控制电路，其特征在于：包括电压检测电路和占空比控制电路；电压检测电路先通过分压电阻把母线电压降低到合适的范围，分压比记为KV，然后通过低通滤波器把交流分量滤除，剩下的直流分量作为电压检测电路的输出，输出电压记为VS；占空比控制电路通过检测输出电压VS，输出占空比D，VS×D记为KD，KD为占空比控制电路内部设定的常数。作为电压检测电路的一种具体的实施方式，其特征在于包括：电阻R1、电阻R2和电容C1，电阻R1和电阻R2串联后用于与整流后的母线电压两端并联，电容C1的一端与电阻R1与电阻R2的连接点相连，并作为电压检测电路的输出端，输出所述的输出电压VS，电容C1的另一端接地。作为占空比控制电路的第一种具体的实施方式，其特征在于包括：运放U1、MOS管Q2、电阻RD1、开关K1、开关K2、开关K3、电容CD1、电容CD2、反相器U2、比较器U3、RS触发器U4、时钟发生器、吸合吸持切换电路、恒流源M1和恒流源M2；吸合吸持切换电路用于在吸合阶段控制开关K1导通开关K2断开，在吸持阶段控制开关K2导通K1断开；运放U1的正输入端用于输入所述的输出电压VS，运放U1的负输入端与电阻RD1的一端和MOS管Q2的漏极相连，运放U1的输出端与MOS管Q2的栅极相连；电阻RD1的另一端接地；恒流源M1的输入端用于输入供电电压VDD，恒流源M1的输出端与MOS管Q2的漏极相连；恒流源M2的输入端用于输入供电电压VDD，开关K1、开关K2和开关K3的第一开关端与恒流源M2的输出端和比较器U3的正输入端相连，开关K1的第二开关端通过电容CD1接地，开关K2的第二开关端通过电容CD2接地，开关K3的第二开关端接地；开关K1的控制端与吸合吸持切换电路的第一输出端相连，开关K2的控制端与吸合吸持切换电路的第二输出端相连；开关K3的控制端与反相器U2的输出相连；比较器U3的负输入端输入比较阈值电压VTH，比较器U3的输出端与RS触发器U4的R输入端相连，RS触发器U4的S输入端与时钟发生器相连，RS触发器U4的输出端与反相器U2相连的同时也是占空比控制电路的输出端，输出控制接触器中主功率开关管开通与关断的信号。作为占空比控制电路的第二种具体的实施方式，其特征在于包括：运放U1、MOS管Q2、电阻RD1、电阻RD2、开关K1、开关K2、开关K3、电容CD1、反相器U2、比较器U3、RS触发器U4、时钟发生器、吸合吸持切换电路、恒流源M1和恒流源M2；吸合吸持切换电路用于在吸合阶段控制开关K1导通开关K2断开，在吸持阶段控制开关K2导通K1断开；运放U1的正输入端用于输入所述的输出电压VS，运放U1的负输入端分别与开关K1和开关K2的第一开关端以及MOS管Q2的漏极相连，运放U1的输出端与MOS管Q2的栅极相连；开关K1的第二开关端通过电阻RD1接地，开关K2的第二开关端通过电阻RD2接地，开关K1的控制端与吸合吸持切换电路的第一输出端相连，开关K2的控制端与吸合吸持切换电路的第二输出端相连；恒流源M1的输入端用于输入供电电压VDD，恒流源M1的输出端与MOS管Q2的漏极相连；恒流源M2的输入端用于输入供电电压VDD，恒流源M2的输出端与比较器U3的正输入端、开关K3的第一开关端和电容CD1的一端相连，电容CD1的另一端接地，开关K3的第二开关端接地，开关K3的控制端与反相器U2的输出相连；比较器U3的负输入端输入比较阈值电压VTH，比较器U3的输出端与RS触发器U4的R输入端相连，RS触发器U4的S输入端与时钟发生器相连，RS触发器U4的输出端与反相器U2相连的同时也是占空比控制电路的输出端，输出控制接触器中主功率开关管开通与关断的信号。通过以上对本方案基本原理的叙述，采用本专利的方案，可以得到以下的有益效果：1、占空比不跟随母线电压波动变化，可去除母线电容；2、输入电流会跟随输入电压变化，PF值高；3、通过采样输入电压间接控制线圈电流恒定不变，可去除电流采样电阻；4、宽输入电压下线圈电流平均值恒定，并且输入交直流通用。附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接触器控制电路，其特征在于：包括电压检测电路和占空比控制电路；电压检测电路先通过分压电阻把母线电压降低到合适的范围，分压比记为KV，然后通过低通滤波器把交流分量滤除，剩下的直流分量作为电压检测电路的输出，输出电压记为VS；占空比控制电路通过检测输出电压VS，输出占空比D，VS×D记为KD，KD为占空比控制电路内部设定的常数。

【技术特征摘要】
1.一种接触器控制电路，其特征在于：包括电压检测电路和占空比控制电路；电压检测电路先通过分压电阻把母线电压降低到合适的范围，分压比记为KV，然后通过低通滤波器把交流分量滤除，剩下的直流分量作为电压检测电路的输出，输出电压记为VS；占空比控制电路通过检测输出电压VS，输出占空比D，VS×D记为KD，KD为占空比控制电路内部设定的常数。2.根据权利要求1所述的接触器控制电路，其特征在于电压检测电路包括：电阻R1、电阻R2和电容C1，电阻R1和电阻R2串联后用于与整流后的母线电压两端并联，电容C1的一端与电阻R1与电阻R2的连接点相连，并作为电压检测电路的输出端，输出所述的输出电压VS，电容C1的另一端接地。3.根据权利要求1所述的接触器控制电路，其特征在于占空比控制电路包括：运放U1、MOS管Q2、电阻RD1、开关K1、开关K2、开关K3、电容CD1、电容CD2、反相器U2、比较器U3、RS触发器U4、时钟发生器、吸合吸持切换电路、恒流源M1和恒流源M2；吸合吸持切换电路用于在吸合阶段控制开关K1导通开关K2断开，在吸持阶段控制开关K2导通K1断开；运放U1的正输入端用于输入所述的输出电压VS，运放U1的负输入端与电阻RD1的一端和MOS管Q2的漏极相连，运放U1的输出端与MOS管Q2的栅极相连；电阻RD1的另一端接地；恒流源M1的输入端用于输入供电电压VDD，恒流源M1的输出端与MOS管Q2的漏极相连；恒流源M2的输入端用于输入供电电压VDD，开关K1、开关K2和开关K3的第一开关端与恒流源M2的输出端和比较器U3的正输入端相连，开关K1的第二开关端通过电容CD1接地，开关K2的第二开关端通过电容CD2接地，开关K3的第二开关端接地；开关K1的控制端与吸合吸持切换电路的第一输出端相连，开关K2的控制端与吸合吸持切换电路的第二输出端相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏俊熙，符威，
申请(专利权)人：深圳南云微电子有限公司，广州金升阳科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44