一种永磁机构驱动器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种永磁机构驱动器，包括H桥主电路，吸收电路，电压检测电路，电流检测电路，信号调理及保护电路以及控制电路，所述电压检测电路、电流检测电路以及控制电路分别与H桥主电路以及信号调理及保护电路连接，所述H桥主电路与吸收电路以及信号调理及保护电路连接，电压检测电路与吸收电路连接。其有益效果为：提高永磁机构动作的可靠性，降低线圈老化速度，延长了永磁机构线圈的使用寿命，使得永磁机构在控制上更加智能化；同时具有分合闸速度快，动作可靠性高，体积小，成本低的特点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种永磁机构驱动器，包括H桥主电路，吸收电路，电压检测电路，电流检测电路，信号调理及保护电路以及控制电路，所述电压检测电路、电流检测电路以及控制电路分别与H桥主电路以及信号调理及保护电路连接，所述H桥主电路与吸收电路以及信号调理及保护电路连接，电压检测电路与吸收电路连接。其有益效果为：提高永磁机构动作的可靠性，降低线圈老化速度，延长了永磁机构线圈的使用寿命，使得永磁机构在控制上更加智能化；同时具有分合闸速度快，动作可靠性高，体积小，成本低的特点。【专利说明】一种永磁机构驱动器
本技术属于高压开关设备领域，尤其涉及一种永磁机构驱动器。
技术介绍
目前，公知的永磁机构真空断路器的控制方式，一种是采用接触器控制方式，此控制方式电路结构简单，但控制延时时间较长，直流接触器线圈上的电流靠断路器上的的辅助接点切断，控制回路关断时永磁机构线圈上的电流已经达到线圈的饱和电流，这对线圈的老化速度及使用寿命影响很大，同时也很难实现智能化控制。另一种是采用控制器模式，此控制器是根据位置接近开关的接点动作来判断永磁机构位置状态，控制器在检测到位置状态信号后方可执行动作命令。因为位置接近开关是电子式产品，需要长期有电源供电，所以位置接近开关经常有被烧毁或粘连短路的现象发生，造成断路器无法正常动作，影响了断路器动作的可靠性。
技术实现思路
本技术提出一种采用高频半导体功率器件作为主要开关元件实现永磁机构分合控制的驱动器，目的在于克服现有的永磁机构控制器的误动、拒动和易烧毁分、合闸线圈及分合闸控制元件的缺陷，提供一种可以提高永磁机构动作的可靠性，降低线圈老化速度，延长线圈使用寿命的新型永磁机构驱动器，具体有以下技术方案实现:所述永磁机构驱动器，包括H桥主电路，吸收电路，电压检测电路，电流检测电路，信号调理及保护电路以及控制电路，所述电压检测电路、电流检测电路以及控制电路分别与H桥主电路以及信号调理及保护电路连接，所述H桥主电路与吸收电路以及信号调理及保护电路连接，电压检测电路与吸收电路连接，所述H桥主电路由左半桥、右半桥以及驱动电路组成，每半桥由上、下两个桥臂组成且分别与所述驱动电路连接，上、下桥臂分别为半导体功率器件且相互连接，所述驱动电路由带死区编程的半导体功率器件驱动芯片及外围电路组成，所述芯片与信号调理及保护电路连接。所述永磁机构驱动器的进一步设计在于，所述吸收电路包括大功率电阻、无极性电容以及双向瞬态抑制二极管，所述电阻与电容的串联形成吸收电路，所述二极管并接在所述吸收电路的两端。所述永磁机构驱动器的进一步设计在于，所述电压检测电路主要由电压互感器及两运算放大器组成，电压互感器、两运算放大器依次串接。所述永磁机构驱动器的进一步设计在于，所述电流检测电路主要由电流传感器及两运算放大器组成，电流传感器、两运算放大器依次串接。所述永磁机构驱动器的进一步设计在于，所述信号调理及保护模块主要由比较器及多路模拟选择器组成，所述比较器与多路模拟选择器串接。所述永磁机构驱动器的进一步设计在于，所述控制模块主要由微控制器及A/D转换芯片组成，所述微控制器与A/D转换芯片连接，所述微控制器基于STM32单片机。本技术提供的永磁机构驱动器优点如下:提高永磁机构动作的可靠性，降低线圈老化速度，延长了永磁机构线圈的使用寿命，使得永磁机构在控制上更加智能化；同时具有分合闸速度快，动作可靠性高，体积小，成本低的特点。【专利附图】【附图说明】图1为本技术提供的永磁机构驱动器的结构示意图.图2为吸收电路的电路图。图3为H桥主电路的电路图。图4为电压检测电路的电路图。图5为电流检测电路的电路图。图6为信号调理及保护电路的电路图。图7为控制模块电路 的电路图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术方案进行详细说明。永磁机构驱动器，包括H桥主电路，吸收电路，电压检测电路，电流检测电路，信号调理及保护电路以及控制电路，电压检测电路、电流检测电路以及控制电路分别与H桥主电路以及信号调理及保护电路连接，H桥主电路与吸收电路以及信号调理及保护电路连接，电压检测电路与吸收电路连接，H桥主电路如图1所不，是有左右两个部分I组成，每一部分由左半桥、右半桥和相应的驱动电路组成，每半桥又分别分为上、下两个桥臂Ia且上、下桥臂相互连接，每个桥臂分别由一个半导体功率器件构成。如图2所示，驱动电路采用一种公知的带死区编程的半导体功率器件驱动芯片Ib及外围电路组成，驱动芯片的分合控制输入信号用于控制上、下两个功率器件互补导通，使能控制用于控制驱动电路的输出，芯片与信号调理及保护电路连接。通过处在H桥对角线和反对角线上的半导体功率器件的交替导通使永磁机构线圈通正向电流和反向电流，进而实现永磁机构的分合动作。吸收电路如图3所示，该吸收电路采用大功率电阻和无极性电容的串联后形成的吸收电路再与双向瞬态抑制二极管并联，电阻和电容串联电路主要负责吸收线圈中的剩余能量，双向瞬态抑制二极管主要负责限制由于线圈电流的变化产生的瞬间过电压，防止由于瞬间的过电压击穿主电路H桥臂上的半导体功率器件。电压检测电路如图4所示，该由电压互感器、两运算放大器及外围电路组成，电压互感器、两运算放大器依次串联。检测电路负责将输出的电压信号进行采集、波形调理和放大，并将电压信号波形数据送至控制模块及保护模块。电流检测电路如图5所示，该检测电路由电流传感器(分流器)、两运算放大器及外围电路组成，电流传感器、两运算放大器依次串联。检测电路负责将分合闸的电流信号进行采集、波形调理和放大，并将电流信号波形数据送至控制模块及保护模块。分流器相比于霍尔型电流传感器的采样精度更高，可以更好的还原电流信号，通过后一级的元算放大电路将交流信号放大，并将该信号实现直流分量平移，将整个信号都变成大于0的正信号，便于A/D采集。信号调理及保护电路如图6所示，该模块电路由比较器，多路模拟选择器及外围电路组成，比较器与多路模拟选择器串联。图中的多路模拟开关受控于微控制器，分别将分闸回路电流和合闸回路电流送入后面的波形调理电路，实现波形的变换和调理。后一级的比较器电路主要负责将采集来的电压、电流信号幅值与预先设定的保护阈值进行比较，当信号幅值超过阈值后保护电路输出故障信号给H桥驱动电路封锁驱动信号，保护H桥上的半导体功率器件不受损坏，同时将故障信号送至控制电路。控制电路如图7所示，该模块电路主要由微控制器及其外围电路、A/D转换芯片、永磁机构分合闸位置检测电路、信号整形电路、通讯电路、分合闸按键电路及分合闸状态显示电路组成，A/D转换芯片、永磁机构分合闸位置检测电路、信号整形电路、通讯电路、分合闸按键电路及分合闸状态显示电路依次与微处理器连接，本实施例的微处理器基于STM32单片机。控制电路主要负责将分合闸位置检测电路和分合闸按键电路的信号进行分析，并输出分合闸控制信号给H桥驱动电路，完成永磁机构分合闸动作，同时将永磁机构的分合闸状态和位置信号输出给状态显示电路，微控制器将永磁机构线圈的分合闸电压、电流进行采集和A/D转换，以及对电压、电流故障信号进行采集，并将采集到的信号存储或与上一级控制器进行通讯。本技术永磁机构控制器提供的控制方式和控制思想，采用高频半导体功率器件作为主功率电路的控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁机构驱动器，其特征在于，包括H桥主电路，吸收电路，电压检测电路，电流检测电路，信号调理及保护电路以及控制电路，所述电压检测电路、电流检测电路以及控制电路分别与H桥主电路以及信号调理及保护电路连接，所述H桥主电路与吸收电路以及信号调理及保护电路连接，电压检测电路与吸收电路连接，所述H桥主电路由左半桥、右半桥以及驱动电路组成，每半桥由上、下两个桥臂组成且分别与所述驱动电路连接，上、下桥臂分别为半导体功率器件且相互连接，所述驱动电路由带死区编程的半导体功率器件驱动芯片及外围电路组成，所述芯片与信号调理及保护电路连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐健源，杜仁伟，刘洋，王博，周建祥，
申请(专利权)人：南京因泰莱配电自动化设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：