本發明實施例涉及電磁控制,具體涉及一種直流接觸器線圈反向電動勢抑制電路及其控制方法。
背景技術:
1、電力機車牽引變流器控制系統中的直流接觸器、繼電器雙線圈在線圈驅動信號斷開時,線圈兩端會產生與驅動電壓反向的反向電動勢,一般常采用續流二極管或壓敏電阻來防止,但分斷延時增加,而觸點燃弧時間增加,影響繼電器或接觸器觸點壽命。
2、另外,為適應在不同輸入電壓條件下,保持線圈功率一定,需要調節保持線圈供電占空比,該過程也會產生反向電動勢,容易擊穿周邊電子器件。
技術實現思路
1、鑒于上述問題,本發明實施例提供了一種直流接觸器線圈反向電動勢抑制電路及其控制就去,克服了上述問題或者至少部分地解決了上述問題。
2、根據本發明實施例的一個方面,提供了一種直流接觸器線圈反向電動勢抑制電路,包括:供電電路,用于對輸入的直流電源進行處理,輸出輸入電源電壓、第一參考電源電壓和第二參考電源電壓;啟動線圈控制電路,與所述供電電路連接,用于控制直流接觸器中的啟動線圈的啟動或失電;保持線圈控制電路,與所述供電電路連接,用于控制直流接觸器中的保持線圈的啟動或失電;檢測電路,與所述供電電路連接,用于檢測所述直流接觸器線圈反向電動勢抑制電路中電壓、電流以及直流接觸器的觸點狀態;單片機,與所述供電電路、所述啟動線圈控制電路以及所述保持線圈控制電路連接,用于根據所述檢測電路的檢測結果控制所述啟動線圈控制電路和所述保持線圈控制電路工作,在所述保持線圈失電時控制所述啟動線圈反向啟動以抑制所述保持線圈的反向電動勢直至直流接觸器的觸點釋放成功。
3、可選的,所述供電電路包括:依次連接的防雷浪涌抑制電路、濾波電路、斬波電路以及dc/dc穩壓電路;所述防雷浪涌抑制電路和所述濾波電路分別用于對輸入的直流電源進行防雷浪涌沖擊和濾波,并輸出所述輸入電源電壓,所述斬波電路用于將直流電源電壓斬波至所述第一參考電源電壓,所述dc/dc穩壓電路用于將所述第一參考電源電壓轉換成所述第二參考電源電壓。
4、可選的,所述啟動線圈控制電路包括:與所述單片機連接的橋式mos正反切換電路和反向電動勢吸收電路,所述橋式mos正反切換電路用于接收所述單片機的控制信號,并根據所述控制信號控制所述啟動線圈正向上電、反向上電、或者失電,所述反向電動勢吸收電路用于在所述啟動線圈失電時導通,抑制線圈產生的反向電動勢。
5、可選的,所述橋式mos正反切換電路包括:第一開關管、第二開關管、第三開關管、第四開關管、第五開關管、第六開關管、第七開關管、第八開關管、第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻及第八電阻;所述第一開關管的第一端和所述第二開關管的第一端通過所述第一電阻與所述供電電路連接,所述第三開關管的第一端和所述第四開關管的第一端通過所述第二電阻與所述供電電路連接,所述啟動線圈的一端與所述第二開關管的第二端及所述第一開關管的第二端連接,所述啟動線圈的另一端與所述第三開關管的第二端及所述第四開關管的第二端連接,所述第一開關管的第三端和所述第四開關管的第三端接地,所述第二開關管的第三端和所述第三開關管的第三端與所述供電電路連接;所述第五開關管的第一端通過所述第三電阻與所述單片機連接,所述第五開關管的第二端與所述第六開關管的第一端連接,并通過所述第四電阻接所述第一參考電源電壓,所述第六開關管的第二端通過所述第五電阻與所述第二開關管的第一端連接,所述第五開關管的第三端和所述第六開關管的第三端接地;所述第七開關管的第一端通過所述第六電阻與所述單片機連接,所述第七開關管的第二端與所述第八開關管的第一端連接,并通過所述第七電阻接所述第一參考電源電壓,所述第八開關管的第二端通過所述第八電阻與所述第三開關管的第一端連接,所述第七開關管的第三端和所述第八開關管的第三端接地。
6、可選的,所述反向電動勢吸收電路包括:第九開關管、第十開關管、第一二極管、第二二極管、第九電阻及第十電阻;所述第九開關管的第一端通過所述第九電阻與所述單片機連接,所述第十開關管的第一端通過所述第十電阻與所述單片機連接,所述第一二極管的陰極和所述第十開關管的第二端與所述啟動線圈的一端連接,所述第十開關管的第三端與所述第二二極管的陽極連接,所述第二二極管的陰極和所述第九開關管的第二端與所述啟動線圈的另一端連接,所述第九開關管的第三端與所述第一二極管的陽極連接。
7、可選的,所述保持線圈控制電路包括:第十一開關管、第十一電阻、第十二電阻、第一繼電器、第三二極管以及分壓控制電路;所述第一繼電器的第一端通過所述第十一電阻接所述第二參考電源電壓,所述第一繼電器的第二端與所述單片機連接,所述第一繼電器的第三端與所述第十一開關管的第一端連接,所述第一繼電器的第四端通過所述第十二電阻接所述第一參考電源電壓,所述第十一開關管的第二端與所述供電電路連接,所述第十一開關管的第三端與所述分壓控制電路以及所述第三二極管的陰極連接,所述第三二極管的陽極接地,所述分壓控制電路連接在所述單片機和所述保持線圈之間。
8、可選的,所述檢測電路包括:與所述單片機連接的電流監測電路、電壓監測電路和第一磁隔離耦合電路;所述第一磁隔離耦合電路的一端與所述直流接觸器的觸點連接,另一端與所述單片機連接,用于檢測所述直流接觸器的觸點的狀態;所述電流監測電路包括第十三電阻,所述電壓監測電路包括第十四電阻和第十五電阻,所述第十三電阻的一端與所述單片機和所述保持線圈連接,所述第十三電阻的另一端接地;所述第十四電阻的一端接所述輸入電源電壓,另一端與所述單片機連接,并通過所述第十五電阻接地。
9、可選的,所述直流接觸器線圈反向電動勢抑制電路還包括:與所述供電電路、所述保持線圈控制電路以及所述單片機連接的過壓過流保護電路;所述過壓過流保護電路用于接收所述單片機輸出的過流或過壓的保護驅動信號,根據所述保護驅動信號斷開所述供電電路與所述保持線圈控制電路之間的通路。
10、可選的,所述過壓過流保護電路包括第二繼電器、第四二極管、第十六電阻、第十七電阻以及第十二開關管;所述第十二開關管的第一端通過所述第十六電阻與所述單片機連接,同時還通過所述第十七電阻接所述第二參考電源電壓,所述第十二開關管的第二端與所述第四二極管的陽極以及所述第二繼電器的第一端連接,所述第十二開關管的第三端接地;所述第二繼電器的第二端與所述第四二極管的陰極連接,同時接所述第二參考電源電壓,所述第二繼電器的第三端與所述供電電路連接,所述第二繼電器的第四端與所述保持線圈控制電路連接。
11、基于同一發明構思,本發明實施例還提出了一種應用于前述的直流接觸器線圈反向電動勢抑制電路的控制方法,包括:直流接觸器合閘時,單片機通過啟動線圈控制電路控制直流接觸器的啟動線圈得電,控制所述直流接觸器的觸點閉合,并在通過檢測電路檢測到觸點閉合時,所述單片機通過保持線圈控制電路控制所述直流接觸器的保持線圈得電,同時通過啟動線圈控制電路控制所述啟動線圈失電,所述直流接觸器完成合閘;所述直流接觸器正常工作時,所述單片機根據檢測的輸入電源電壓和線圈電流通過所述保持線圈控制電路控制所述保持線圈的功率恒定;所述直流接觸器分閘時,所述單片機通過所述保持線圈控制電路控制所述保持線圈失電,通過啟動線圈控制電路控制所述啟動線圈反向啟動,所述啟動線圈產生的電磁力大于所述保持線圈的電磁力,且方向相反,直至通過所述檢測電路檢測到直流接觸器的觸點釋放成功。
12、本發明實施例通過供電電路對輸入的直流電源進行處理,輸出輸入電源電壓、第一參考電源電壓和第二參考電源電壓;啟動線圈控制電路用于控制直流接觸器中的啟動線圈的啟動或失電;保持線圈控制電路用于控制直流接觸器中的保持線圈的啟動或失電;檢測電路用于檢測所述直流接觸器線圈反向電動勢抑制電路中電壓、電流以及直流接觸器的觸點狀態;單片機用于根據所述檢測電路的檢測結果控制所述啟動線圈控制電路和所述保持線圈控制電路工作,在所述保持線圈失電時控制所述啟動線圈反向啟動以抑制所述保持線圈的反向電動勢直至直流接觸器的觸點釋放成功,能夠通過在分閘瞬間復用啟動線圈加反向電壓,抵消保持線圈在續流二極管導通殘余電流產生的電磁力,使分閘更可靠,分閘時間變短。
13、上述說明僅是本發明實施例技術方案的概述,為了能夠更清楚了解本發明實施例的技術手段,而可依照說明書的內容予以實施,并且為了讓本發明實施例的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂,以下特舉本發明的具體實施方式。