專利名稱：雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，可廣泛應(yīng)用于永磁開(kāi)關(guān)或其他電感負(fù)載的驅(qū)動(dòng)控制。
背景技術(shù)：
永磁真空斷路器作為新興的開(kāi)關(guān)設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用，分單穩(wěn)態(tài)(單線圈)和雙穩(wěn)態(tài)(雙線圈)兩種，這是一種應(yīng)用電磁原理進(jìn)行操作的開(kāi)關(guān)設(shè)備，需要專用的控制器(或驅(qū)動(dòng)器)進(jìn)行控制，控制器的質(zhì)量直接影響永磁開(kāi)關(guān)的性能和可靠性，如果控制器發(fā)生損壞和故障，會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)設(shè)備整體故障，無(wú)法進(jìn)行合分閘操作，從而引起電網(wǎng)故障，甚至危害電網(wǎng)安全和穩(wěn)定，所以永磁開(kāi)關(guān)控制器的可靠性不容忽視，需要我們重視其可靠性和安全性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種采用不對(duì)稱橋式輸出方式驅(qū)動(dòng)電路，續(xù)流時(shí)間短，不需要切換，而且續(xù)流產(chǎn)生的能量還可以對(duì)電容器進(jìn)行充電的雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路。按照本實(shí)用新型提供的一種雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路采用的主要技術(shù)方案為:包括由驅(qū)動(dòng)芯片和外圍電路構(gòu)成的IGBT驅(qū)動(dòng)模塊以及由絕緣柵雙極型晶體管IGBT和二極管構(gòu)成的不對(duì)稱橋式輸出模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)所述不對(duì)稱橋式輸出模塊中的絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極進(jìn)行柵極驅(qū)動(dòng)，所述不對(duì)稱橋式輸出模塊連接合閘線圈LI和分閘線圈L2，所述IGBT驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)所述不對(duì)稱橋式輸出模塊控制所述合閘線圈LI和所述分閘線圈L2。本實(shí)用新型提供的雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路還可具有如下附屬技術(shù)特征:所述不對(duì)稱橋式輸出模塊米用IGBT和二極管組成的不對(duì)稱橋式輸出方式,在所述不對(duì)稱橋式輸出模塊上連接有一儲(chǔ)能電容Cl,在合閘或分閘操作時(shí),不對(duì)稱橋式輸出模塊中絕緣柵雙極型晶體管IGBT導(dǎo)通，儲(chǔ)能電容Cl對(duì)合閘線圈LI或分閘線圈L2進(jìn)行放電，合分閘結(jié)束后，所述不對(duì)稱橋式輸出模塊中二極管導(dǎo)通，所述合閘線圈LI或分閘線圈L2對(duì)所述儲(chǔ)能電容Cl進(jìn)行充電，完成線圈的續(xù)流。所述不對(duì)稱橋式輸出模塊包括合閘控制輸出單元和分閘控制輸出單元，所述合閘控制輸出單元由相互連接的絕緣柵雙極型晶體管IGBT Q2、Q4和二極管D4、D5構(gòu)成橋式電路，所述分閘控制輸出單元由相互連接絕緣柵雙極型晶體管IGBT Q1、Q3和二極管D3、D6構(gòu)成橋式電路，所述合閘控制輸出單元與所述合閘線圈LI相連接，所述分閘控制輸出單元與所述分閘線圈L2相連接。所述驅(qū)動(dòng)模塊包括第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元，所述第一驅(qū)動(dòng)單元由相互連接的集成芯片Ul及其外圍電路構(gòu)成，所述第二驅(qū)動(dòng)單元由相互連接的集成芯片U2及其外圍電路構(gòu)成?？刂颇K的H+和EN引腳均與所述Ul相連接，所述控制模塊的EN和F+引腳均與所述集成芯片U2相連接，所述集成芯片Ul的HO引腳與所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT Q2相連接，LO引腳與所述絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ3相連接，所述集成芯片U2的HO引腳與所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT Ql相連接，LO引腳與所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT Q4相連接。采用本實(shí)用新型提供的雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路帶來(lái)的有益效果為:本實(shí)用新型采用不對(duì)稱橋式驅(qū)動(dòng)電路，續(xù)流時(shí)間短，沒(méi)有過(guò)電壓，不需要切換，而且續(xù)流產(chǎn)生的能量還可以對(duì)電容器進(jìn)行充電，明顯提高驅(qū)動(dòng)部分的可靠性和整機(jī)能源利用效率。

圖1為本實(shí)用新型的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例做進(jìn)一步的詳述:如圖1所示，按照本實(shí)用新型提供的雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例，包括由驅(qū)動(dòng)芯片和外圍電路構(gòu)成的IGBT驅(qū)動(dòng)模塊2以及由絕緣柵雙極型晶體管IGBT和二極管構(gòu)成的不對(duì)稱橋式輸出模塊3，所述IGBT驅(qū)動(dòng)模塊2通過(guò)一控制模塊I進(jìn)行控制，所述驅(qū)動(dòng)模塊2對(duì)所述不對(duì)稱橋式輸出模塊3中的絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極進(jìn)行柵極驅(qū)動(dòng)，所述不對(duì)稱橋式輸出模塊3連接合閘線圈LI和分閘線圈L2，所述控制模塊通過(guò)所述不對(duì)稱橋式輸出模塊控制所述合閘線圈LI和所述分閘線圈L2。本實(shí)用新型采用不對(duì)稱橋式驅(qū)動(dòng)電路，沒(méi)有過(guò)電壓，不需要切換，明顯提高驅(qū)動(dòng)部分的可靠性和整機(jī)能源利用效率。參見(jiàn)圖1，按照本實(shí)用新型提供的用于雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例，所述不對(duì)稱橋式輸出模塊米用IGBT和二極管組成的不對(duì)稱橋式輸出方式,不同于傳統(tǒng)由四個(gè)相同的IGBT組成的對(duì)稱橋式電路，在所述不對(duì)稱橋式輸出模塊上連接有一儲(chǔ)能電容Cl，在合閘或分閘操作時(shí)，不對(duì)稱橋式輸出模塊中絕緣柵雙極型晶體管IGBT導(dǎo)通，儲(chǔ)能電容Cl對(duì)合閘線圈LI或分閘線圈L2進(jìn)行放電，合分閘結(jié)束后，不對(duì)稱橋式輸出模塊中二極管導(dǎo)通，所述合閘線圈LI或分閘線圈L2對(duì)所述儲(chǔ)能電容Cl進(jìn)行充電，完成線圈的續(xù)流。本實(shí)用新型采用不對(duì)稱橋式電路，可以在對(duì)所述儲(chǔ)能電容器Cl進(jìn)行充電，明顯提高驅(qū)動(dòng)部分的可靠性和整機(jī)能源利用效率。參見(jiàn)圖1，按照本實(shí)用新型提供的用于雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例，所述不對(duì)稱橋式輸出模塊包括合閘控制輸出單元和分閘控制輸出單元，所述合閘控制輸出單元由相互連接的絕緣柵雙極型晶體管IGBT Q2、Q4和二極管D4、D5構(gòu)成橋式電路，所述分閘控制輸出單元由相互連接絕緣柵雙極型晶體管IGBT Q1、Q3和二極管D3、D6構(gòu)成橋式電路，所述合閘控制輸出單元與所述合閘線圈LI相連接，所述分閘控制輸出單元與所述分閘線圈L2相連接。參見(jiàn)圖1，按照本實(shí)用新型提供的用于雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例，所述驅(qū)動(dòng)模塊2包括第一驅(qū)動(dòng)單元21和第二驅(qū)動(dòng)單元22，所述第一驅(qū)動(dòng)單元21由相互連接的集成芯片Ul及電阻Rl、R3、R5、R7、R9、二極管D1、電解電容C2，所述第二驅(qū)動(dòng)單元22由相互連接的集成芯片U2及電阻R2、R4、R6、R8、R10、二極管D2、電解電容C3。橋式輸出模塊3由IGBTQ1-Q4和二極管D3-D6構(gòu)成的兩個(gè)橋式電路分別實(shí)現(xiàn)控制合閘線圈LI和分閘線圈L2。[0017]參見(jiàn)圖1，按照本實(shí)用新型提供的用于雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例，所述控制模塊I的H+和EN引腳均與所述集成芯片Ul相連接，所述控制模塊I的EN和F+引腳均與所述集成芯片U2相連接，所述集成芯片Ul的HO引腳與所述絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ2相連接，LO引腳與所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT Q3相連接，所述集成芯片U2的HO引腳與所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT Ql相連接，LO引腳與所述絕緣柵雙極型晶體管IGBTQ4相連接。工作原理:控制模塊通過(guò)H+、F+和EN三個(gè)控制信號(hào)與IGBT驅(qū)動(dòng)電路相連接，合閘操作時(shí)，控制模塊的H+和EN輸出高電平，F(xiàn)+輸出低電平，集成芯片Ul的HO輸出引腳和U2的LO輸出引腳分別輸出驅(qū)動(dòng)電壓至Q2和Q4，此時(shí)Q2和Q4兩個(gè)IGBT導(dǎo)通，儲(chǔ)能電容器Cl的電壓UC加載至合閘線圈LI上,合閘線圈LI有電流流過(guò),合閘控制結(jié)束后,所述控制模塊的H+、F+和EN引腳均輸出低電平，此時(shí)的IGBTQ2和Q4截止，切斷合閘電流的回路，由于合閘線圈LI屬于感性負(fù)載，在電流變化時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，當(dāng)此電壓超過(guò)電容器電壓UC時(shí)，合閘線圈LI的電流會(huì)經(jīng)由D4和D5對(duì)儲(chǔ)能電容器Cl進(jìn)行充電完成續(xù)流過(guò)程，在續(xù)流同時(shí)實(shí)現(xiàn)了能量回收，續(xù)流時(shí)合閘線圈LI兩端的電壓等于電容器電壓UC，輸出電流峰值為幾十安培，續(xù)流時(shí)輸出的功率非常大，可以在很短的時(shí)間內(nèi)完成續(xù)流。合閘操作時(shí)會(huì)在分閘線圈感應(yīng)出電壓，此電壓低于電容器的電壓UC，D3、D6截止，不會(huì)形成電流回路，因此對(duì)合閘沒(méi)有影響。分閘操作原理同合閘操作一樣，在此不再贅述。
權(quán)利要求1.一種雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，包括由驅(qū)動(dòng)芯片和外圍電路構(gòu)成的IGBT驅(qū)動(dòng)模塊以及由絕緣柵雙極型晶體管IGBT和二極管構(gòu)成的不對(duì)稱橋式輸出模塊，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)所述不對(duì)稱橋式輸出模塊中的絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極進(jìn)行柵極驅(qū)動(dòng)，所述不對(duì)稱橋式輸出模塊連接合閘線圈LI和分閘線圈L2，所述IGBT驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)所述不對(duì)稱橋式輸出模塊控制所述合閘線圈LI和所述分閘線圈L2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述不對(duì)稱橋式輸出模塊采用IGBT和二極管組成的不對(duì)稱橋式輸出方式，在所述不對(duì)稱橋式輸出模塊上連接有一儲(chǔ)能電容Cl，在合閘或分閘操作時(shí)，不對(duì)稱橋式輸出模塊中絕緣柵雙極型晶體管IGBT導(dǎo)通，儲(chǔ)能電容Cl對(duì)合閘線圈LI或分閘線圈L2進(jìn)行放電，合分閘結(jié)束后，所述不對(duì)稱橋式輸出模塊中二極管導(dǎo)通，所述合閘線圈LI或分閘線圈L2對(duì)所述儲(chǔ)能電容Cl進(jìn)行充電，完成線圈的續(xù)流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述不對(duì)稱橋式輸出模塊包括合閘控制輸出單元和分閘控制輸出單元，所述合閘控制輸出單元由相互連接的絕緣柵雙極型晶體管IGBT Q2、Q4和二極管D4、D5構(gòu)成橋式電路，所述分閘控制輸出單元由相互連接絕緣柵雙極型晶體管IGBT Q1、Q3和二極管D3、D6構(gòu)成橋式電路，所述合閘控制輸出單元與所述合閘線圈LI相連接，所述分閘控制輸出單元與所述分閘線圈L2相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)模塊包括第一驅(qū)動(dòng)單元和第二驅(qū)動(dòng)單元，所述第一驅(qū)動(dòng)單元由相互連接的集成芯片Ul及其外圍電路構(gòu)成，所述第二驅(qū)動(dòng)單元由相互連接的集成芯片U2及其外圍電路構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于:控制模塊的H+和EN引腳均與所述集成芯片Ul相連接，所述控制模塊的EN和F+引腳均與所述集成芯片U2相連接，所述集成芯片Ul的HO引腳與所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT Q2相連接，LO引腳與所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT Q3相連接，所述集成芯片U2的HO引腳與所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT Ql相連接，LO引腳與所述絕緣柵雙極型晶體管IGBT Q4相連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，包括由驅(qū)動(dòng)芯片和外圍電路構(gòu)成的IGBT驅(qū)動(dòng)模塊以及由絕緣柵雙極型晶體管IGBT和二極管構(gòu)成的不對(duì)稱橋式輸出模塊，所述驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)所述不對(duì)稱橋式輸出模塊中的絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極進(jìn)行柵極驅(qū)動(dòng)，所述不對(duì)稱橋式輸出模塊連接合閘線圈L1和分閘線圈L2，所述IGBT驅(qū)動(dòng)模塊通過(guò)所述不對(duì)稱橋式輸出模塊控制所述合閘線圈L1和所述分閘線圈L2。本實(shí)用新型提供的雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)電路主要用于雙穩(wěn)態(tài)永磁開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器和控制器，輸出模塊采用不對(duì)稱橋式輸出方式，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，并且可以很方便的改為單穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01H47/32GK202917401SQ20122056806
公開(kāi)日2013年5月1日 申請(qǐng)日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者韓玉璽, 何劍平, 顏睿, 葉祖標(biāo), 顧翼南, 林中一, 陳明潔 申請(qǐng)人:北京科銳配電自動(dòng)化股份有限公司