一種接觸器、接觸器組件及控制電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及接觸器、接觸器組件及控制電路，并且更具體地涉及接觸器，以及感測接觸器中的線圈電感隨鐵芯位置的變化而變化的控制電路。
【背景技術】
[0002]接觸器或繼電器通常用來通斷或控制工作電路。如，接觸器設置有線圈和動、靜觸頭。接觸器線圈中通過電流時即可產(chǎn)生磁場，使動、靜觸頭閉合，達到控制負載的電器。
[0003]由于頻繁接通和斷開，高壓大電流的接觸器或繼電器的電流導通觸點會因為過流、高溫電弧破壞或長期應用老化等原因造成焊接粘連，從而使接觸器或繼電器的動觸點失去控制而失效。對于低壓的繼電器或接觸器，一般電路可以很簡單的直接從電路監(jiān)控這種失效。但對于高壓大電流接觸器，則不方便直接進行電路監(jiān)控。
[0004]業(yè)界一般通過在接觸器的動觸點端并聯(lián)一輔助觸點并使其與主觸點絕緣隔離，進而通過監(jiān)控該輔助觸點的通斷的方式，來判斷主觸點的通斷。另外業(yè)界也有通過增加非接觸式的磁性霍爾開關的方式，來感測主觸點的位置或通斷。這些方式雖然客戶方面應用簡單，但接觸器成本及產(chǎn)品維護成本相對較高，并且磁性霍爾開關在繼電器或接觸器大電流導通時，也易受磁力線的干擾，這不能滿足接觸器控制的需要。而且，隨著接觸器各種控制功能的增加，對其觸點的有效控制有更高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的之一是解決以上某一問題，提供一種接觸器、接觸器組件和與之配套的控制電路。本發(fā)明具體包括如下內(nèi)容:
[0006]一種控制電路，用于控制接觸器的操作，接觸器包括鐵芯和鐵芯周圍環(huán)繞設置的線圈；所述控制電路包括鐵芯位置測量電路，所述鐵芯位置測量電路包括:
[0007]激勵信號產(chǎn)生電路，與所述線圈連接，可向線圈輸出激勵信號，使得線圈產(chǎn)生電感，隨著所述鐵芯的不同位置，線圈產(chǎn)生不同的電感值；
[0008]感測電路，與所述線圈連接，用于測量線圈所產(chǎn)生的電感值；
[0009]所述感測電路根據(jù)不同的電感值來判斷鐵芯的位置。
[0010]以及
[0011]第一種接觸器，接觸器帶有線圈，還包括:
[0012]前述的控制電路，所述的控制電路與所述線圈連接。
[0013]以及
[0014]一種接觸器組件，包括前述的接觸器；和
[0015]連接器；
[0016]所述控制電路設置在所述連接器上，并與所述連接器連接成一體。
[0017]以及
[0018]一種連接器，其上設置有控制電路，所述控制電路可連接至接觸器中的線圈，用于控制接觸器的操作；所述控制電路包括工作控制電路，用于向接觸器提供工作電流；
[0019]所述工作控制電路包括:
[0020]PWM節(jié)電電路，所述PWM節(jié)電電路連接所述接觸器；
[0021 ] 在接通所述接觸器時，所述PWM節(jié)電電路向接觸器提供有預先設定占空比的信號;
[0022]在接通所述接觸器后，所述PWM節(jié)電電路維持所述接觸器接通狀態(tài)時，向接觸器提供占空比較小的信號，以減小功耗。
[0023]以及
[0024]一種連接器及接觸器組件，包括接觸器，所述接觸器帶有線圈，所述接觸器還包括:
[0025]前述的連接器，所述控制電路與所述線圈相連。
[0026]本發(fā)明的有益技術效果包括但不限于:
[0027]1、本發(fā)明利用鐵芯在線圈中的不同位置會使線圈產(chǎn)生不同的電感這一特性，用測量該電感的變化量來測量鐵芯的位置，電路結(jié)構(gòu)簡單，感測準確。
[0028]2、本發(fā)明的激勵信號產(chǎn)生電路每次在工作回路斷開狀態(tài)時，向線圈輸出激勵信號，由感測電路感測鐵芯的位置判斷觸點是否發(fā)生粘連，增強接觸器的可靠性。
[0029]3、本發(fā)明將工作控制電路從接觸器上或內(nèi)部轉(zhuǎn)移到連接器上，避免了接觸器內(nèi)部對工作線路的電磁干擾的同時，釋放了接觸器的有限空間，提高了接觸器整體的防護等級，擴展了接觸器的物理局限性，增強其散熱性的同時減小了接觸器的體積。
[0030]4、本發(fā)明設有鐵芯位置測量電路和工作控制電路，通過選擇電路可以控制接觸器的工作狀態(tài)和檢測狀態(tài)，保證接觸器處于安全的工作狀態(tài)。
[0031]5、本發(fā)明在連接器上集成有I/O總線(如LIN總線傳送協(xié)議等)，不僅能達到控制電路中各電路的相互通訊，還能保證接觸器與外界的有效通訊，并方便集成其他應用。
[0032]6、本發(fā)明將PWM節(jié)電電路集成在連接器上，減小了接觸器的平均驅(qū)動電流的同時減少了接觸器本身的體積。
【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明第一實施例中接觸器20的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2為本發(fā)明第二實施例中接觸器20的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖3A為本發(fā)明接觸器20的動、靜觸點接觸時的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖3B為本發(fā)明接觸器20的動、靜觸點分離時的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4A為接觸器20的動、靜觸點未發(fā)生粘連的觸點位置示意圖；
[0038]圖4B為接觸器20的動、靜觸點發(fā)生粘連后的觸點位置示意圖；和
[0039]圖5為鐵芯24如圖4A中的正常位置和圖4B中的異常位置時的線圈22的兩條充電曲線的意圖；和
[0040]圖6為本發(fā)明第三實施例中接觸器組件100的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0041]現(xiàn)參考具體實施例，在附圖中示出其示例。在具體實施例的詳細描述中，方向性術語，諸如“頂部”、“底部”、“上方”、“下方”、“左邊”、“右邊”等參考附圖所描述的方向來使用。由于本發(fā)明實施例的部件可被設置成許多不同的方向，因此方向性術語被用作輔助說明的目的而絕不是限制。盡可能地，所有附圖中使用相同或相似的標記和符號表示相同或相似的部分。
[0042]圖1為本發(fā)明第一實施例中接觸器20的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]如圖1所示，接觸器(或繼電器)20包括與接觸器20相連的控制電路10。接觸器20具有接觸器殼體21 (見圖3A-3B)，殼體21上設置有接線端23，連接至一工作回路。殼體21內(nèi)設有線圈22、鐵芯24、開關機構(gòu)26和動、靜觸點28，29。靜觸點29與接觸器殼體21上的接線端23相連接，形成工作回路。在本發(fā)明的一個實施例中，接觸器20的鐵芯24的周圍環(huán)繞著線圈22。當線圈22通電(或斷電)時產(chǎn)生(或消失)磁力驅(qū)動(或吸引)鐵芯24做往返運動(線圈22斷電時由釋放彈簧推動)，使接觸器20內(nèi)部的動、靜觸點28，29接觸或分開，從而閉合或斷開開關機構(gòu)26。閉合或斷開開關機構(gòu)26用以控制工作回路的接通或斷開。
[0044]控制電路10包括控制器15、鐵芯位置測量電路16、選擇電路17、工作控制電路18、及I/O總線19 (如LIN總線等)?？刂破?5設有MCU (Micro Control Unit,微控制單元)控制單元或其它控制單元。鐵芯位置測量電路16連接至接觸器20中的線圈22，并包括激勵信號產(chǎn)生電路162和感測電路164。工作控制電路18連接至接觸器20中的線圈22，并包括PWM(Pulse Width Modulat1n,脈寬調(diào)制)節(jié)電電路184和電源管理電路182。控制器15同時連接鐵芯位置測量電路16、選擇電路17和工作控制電路18，并控制鐵芯位置測量電路16、選擇電路17和工作控制電路18的工作狀態(tài)以及彼此之間的信號通信。鐵芯位置測量電路16和工作控制電路18通過選擇電路17連接到接觸器20。1/0總線19連接控制器15，實現(xiàn)接觸器20、控制器15、選擇電路17、鐵芯位置測量電路16和工作控制電路18等與外界的高速通訊。
[0045]選擇電路17，連接鐵芯位置測量電路16和工作控制電路18，根據(jù)控制器15的指令，選擇電路17在不同時刻分時的將工作控制電路18(工作狀態(tài))和鐵芯位置感測電路16 (檢測狀態(tài))切換到與線圈22連接。例如，當要使工作控制電路18進入工作狀態(tài)時，選擇電路17將工作控制電路18閉合，將鐵芯位置感測電路16斷開，控制器15發(fā)出指令使工作控制電路18給線圈22供電形成工作回路，線圈22通電產(chǎn)生磁力，推動鐵芯24運動將接觸器20內(nèi)部的動觸點28與靜觸點29 (見圖3A、圖3B)接觸，閉合開關機構(gòu)26，接通工作回路工作。
[0046]當需要檢測鐵芯24的位置使鐵芯位置感測電路16進入檢測狀態(tài)時，選擇電路17將工作控制電路18斷開，將鐵芯位置感測電路16閉合，鐵芯位置感測電路16閉合與線圈22及感測電路164形成回路；此時，控制器15向激勵信號產(chǎn)生電路162發(fā)出指令使其產(chǎn)生脈沖檢測信號發(fā)給線圈22，之后感測電路164檢測經(jīng)線圈22返回的脈沖檢測信號(激勵信號)，并根據(jù)返回的脈沖檢測信號判斷線圈22的自身電感是否發(fā)生變化，從而檢測接觸器20的鐵芯24是否有位移量。
[0047]在工作狀態(tài)時，控制器15指令選擇電路17將工作控制電路18與線圈22閉合，將鐵芯位置感測電路16斷開。工作控制電路18與線