[实用新型]一种保护用继电器的控制驱动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子器件及其控制系统、电工技术应用等领域，具体是一种保护用继电器的控制驱动装置。

背景技术

在现代工业生产中，对负荷供电可靠性一般要求都很高，特别是重要工业负荷，短时间停电甚至几个周波的电压暂降都有可能导致生产瘫痪，给企业造成重大损失。如何提高对负荷的供电可靠性，起保护控制作用的继电器的性能扮演着相当重要的角色。经过分析，为了提高对负荷供电可靠性的程度取决于继电保护的动作时间。对高速开关来说，继电保护的动作时间主要取决于继电器的动作时间。因此，尽量减少继电器的动作时间，提高对负荷供电可靠性，减小系统的故障和断电时间是十分必要的。

继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。其作用原理是当输入量(如电压、电流)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。

在现有的继电器产品中主要有电磁式和固态式。目前，电磁继电器在工业生产中应用广泛。其有很多优点，如：低的残留输出电压、可提供多组触点和常开常闭触点、无漏电流以及AC和DC兼容等。但其也存在许多缺点，如：最大开关频率有限（5-10Hz）、响应速度慢（达几十ms级）、操作电压、电流与维持电压、电流相同以致控制功耗高，通常高于200mW、开关动作不能完全同步、大电流操作性能差以及与数字回路联接需接口等。其结构示意图如图1所示。

随着继电器在工业生产中的广泛应用，特别在某些场合电磁继电器不能使用，如：要求功耗低与数字电路系统直接兼容、要求控制响应速率快、功率因素很低以及确保开关稳定等应用场合，固态继电器有取代传统电磁继电器的趋势，由于固态继电器具有许多优点，如：控制功耗低，通常10-50mW、可实现同步开关、寿命长，是电磁继电器的50-100倍、响应时间快（us级）以及与数字电路兼容等。但其也存在诸多缺点，如：有残留输出电压1-1.6V、输出只能是AC或者DC，不能兼容、不适用小输出信号、存在漏电流以及只有单一触点等。其结构示意图如图2所示。

为此，能否利用电磁继电器和固态继电器的优点，摒弃两者的缺点，开发出一种低功耗、响应速度快、与数字电路兼容以及输出AC和DC兼容的全新继电器具有十分重要的意义

发明内容

本实用新型的目的是以电力电子器件的控制技术为基础，提供一种保护用继电器的控制驱动电路，采取有效的控制减少继电器的动作时间及功耗。即在继电器合闸期间，实现继电器控制线圈的快速励磁；在继电器分闸期间，实现继电器控制线圈的快速灭磁；在继电器维持闭合阶段，减小继电器控制线圈的励磁电流。

本实用新型的技术方案：本实用新型的保护用继电器的控制驱动装置包括驱动主电路及其控制电路，驱动主电路由二极管D1、D2和两个开关管T1、T2及直流电源E组成的单向桥式整流电路，单向桥式整流电路的输出连接继电器线圈JL，控制电路包括与两个开关管T1、T2分别的连接的第一控制电路和第二控制电路。

所述的第一控制电路包括计时器，计时器的输出连接到第一比较器和第二比较器的输入端，第一比较器和第二比较器的输出端连接到逻辑与电路的输入端，逻辑与电路的输出端连接选择开关的选择端，选择开关的输出连接第一PWM形成电路，第一PWM形成电路的输出依次连接第一整形电路和第一IGBT驱动电路；第二控制电路包括第二定时器，第二定时器的输出连接第二PWM形成电路，第二PWM形成电路的输出依次连接第二整形电路和第二IGBT驱动电路。

所述的选择开关的控制端与占空比脉冲发生器和第一定时器连接。

本实用新型的优点：与电磁继电器和固体继电器的控制电路相比较，本实用新型所提供的控制电路及所采用的控制策略可大大减小继电器的动作时间和控制电路的功耗，可与数字电路兼容且输出AC和DC兼容，控制电路简单可靠，控制策略简单易于实施。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理示意图。

图2是控制电路原理示意图。

图3是继电器控制线圈的电压及电流在各阶段的波形图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。