[实用新型]接触器的线圈驱动电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及交流接触器领域，具体涉及一种接触器的线圈驱动电路及线圈驱 动电流的控制方法。

背景技术

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里时，衔铁返回打开位置，主触头分开，这个 过程称为释放过程。

接触器用于频繁地接通和分断交、直流电路，且可以远距离控制的低压电器。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。但这些技术还 有一定的缺陷，只解决的有功功耗的问题，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。

在国家标准GB21518-2008中，根据接触器线圈损耗分为三个能效等级。一般传统 接触器为3级能效，而带节电技术的接触器可以做到2级能效。对于容量为100A以上的接触 器，为了达到1级能效需要需要把线圈吸持功耗降到1VA以下。目前的接触器节电技术绝大 部分没有考虑过功率因数的问题，采用现有的节电技术，很难做到1级能效。

针对现有技术所存在的上述的缺陷，本实用新型提供了一种交流接触器的节电电 路，在降低接触器线圈有功功耗的同时可以提高功率因数，使得传统接触器达到1级能效。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种采样及电路工作状态切换灵活，且 易于设计实现的线圈驱动电路。

相应的，本实用新型另一个要解决的技术问题是，提供一种采样及电路工作状态 切换灵活，且易于设计实现的线圈驱动电流的控制方法。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供一种接触器的线圈驱动电路，适用 于方波发生器来控制调节线圈的驱动电流，所述线圈驱动电路，由二极管D3、N-MOS管Q2、电 阻R1、电阻R2和电阻R3组成，二极管D3的阴极与接触器线圈的入端相连，二极管D3的阴极还 引出作为线圈驱动电路的第一输入端；二极管D3的阳极分别与N-MOS管Q2的漏极及接触器 线圈的出端相连，N-MOS管Q2的源极分别与电阻R3的一端及电阻R1的一端相连，电阻R3的另 一端接地；电阻R1的另一端通过电阻R2接地；N-MOS管Q2的栅极引出作为第二输入端，用于 与方波发生器的方波信号输出端相连；电阻R3的一端引出作为吸持电流检测端；电阻R1的 另一端引出作为吸合电流检测端；其中，由时钟窄脉冲信号CLK形成方波信号的上升沿，用 以控制线圈驱动电路的N-MOS管Q2导通，在接触器的吸合阶段，通过方波发生器自吸合电流 检测端检测线圈的吸合电流Ics2，进行比较运算后输出方波信号的下降沿，与时钟窄脉冲 信号CLK所形成的方波信号的上升沿一起构成吸合占空比信号，用以控制线圈驱动电路的 N-MOS管Q2的通断，直到接触器进入吸持阶段；在接触器的吸持阶段，通过方波发生器自吸 持电流检测端检测线圈的吸持电流Ics1，进行比较运算后输出方波信号的下降沿，与时钟 窄脉冲信号CLK所形成的方波信号的上升沿一起形成吸持占空比信号，用以控制线圈驱动 电路的N-MOS管Q2的通断。

优选的，所述线圈驱动电路的吸合电流Ics2是吸持电流Ics1的10至20倍。