專利名稱：雙穩態永磁開關驅動電路的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種雙穩態永磁開關驅動電路，可廣泛應用于永磁開關或其他電感負載的驅動控制。
背景技術：
永磁真空斷路器作為新興的開關設備得到了廣泛的應用，分單穩態(單線圈)和雙穩態(雙線圈)兩種，這是一種應用電磁原理進行操作的開關設備，需要專用的控制器(或驅動器)進行控制，控制器的質量直接影響永磁開關的性能和可靠性，如果控制器發生損壞和故障，會導致開關設備整體故障，無法進行合分閘操作，從而引起電網故障，甚至危害電網安全和穩定，所以永磁開關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
發明內容
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本發明所要解決的技術問題在于克服上述現有技術之不足，提供一種采用不對稱橋式輸出方式驅動電路，續流時間短，不需要切換，而且續流產生的能量還可以對電容器進行充電的雙穩態永磁開關驅動電路。按照本發明提供的一種雙穩態永磁開關驅動電路采用的主要技術方案為包括由驅動芯片和外圍電路構成的IGBT驅動模塊以及由絕緣柵雙極型晶體管IGBT和二極管構成的不對稱橋式輸出模塊，所述驅動模塊對所述不對稱橋式輸出模塊中的絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極進行柵極驅動，所述不對稱橋式輸出模塊連接合閘線圈LI和分閘線圈L2，所述IGBT驅動模塊通過所述不對稱橋式輸出模塊控制所述合閘線圈LI和所述分閘線圈L2。本發明提供的雙穩態永磁開關驅動電路還可具有如下附屬技術特征所述不對稱輸出模塊米用IGBT和二極管組成的不對稱橋式輸出方式,在所述不對稱橋式輸出模塊上連接有一儲能電容Cl,在合閘或分閘操作時,不對稱輸出模塊中絕緣柵雙極型晶體管IGBT導通，儲能電容Cl對合閘線圈LI或分閘線圈L2進行放電，合分閘結束后，所述不對稱橋式輸出模塊中二極管導通，所述合閘線圈LI或分閘線圈L2對所述儲能電容Cl進行充電，完成線圈的續流。所述不對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構成的橋式電路，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。所述驅動模塊包括第一驅動單元和第二驅動單元，所述第一驅動單元由相互連接的集成芯片Ul及其外圍電路構成，所述第二驅動單元由相互連接的集成芯片U2及其外圍電路構成。所述控制模塊的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U2相連接，所述Ul的HO引腳與所述Q2相連接，LO引腳與所述Q3相連接，所述U2的HO引腳與所述Ql相連接，LO引腳與所述Q4相連接。采用本發明提供的雙穩態永磁開關驅動電路帶來的有益效果為本發明采用不對稱橋式驅動電路，續流時間短，沒有過電壓，不需要切換，而且續流產生的能量還可以對電容器進行充電，明顯提高驅動部分的可靠性和整機能源利用效率。
圖I為本發明的電路圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的實施例做進一步的詳述如圖I所示，按照本發明提供的雙穩態永磁開關驅動電路的實施例，包括由驅動芯片和外圍電路構成的IGBT驅動模塊2以及由絕緣柵雙極型晶體管IGBT和二極管構成的橋式輸出模塊3，所述IGBT驅動模塊3通過一控制模塊I進行控制，所述驅動模塊2對所述不對稱橋式輸出模塊3中的絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極進行柵極驅動，所述不對稱橋式輸出模塊3連接合閘線圈LI和分閘線圈L2，所述控制模塊通過所述不對稱橋式輸出模塊控制所述合閘線圈LI和所述分閘線圈L2。本發明采用不對稱橋式驅動電路，沒有過電壓， 不需要切換，明顯提高驅動部分的可靠性和整機能源利用效率。參見圖I，按照本發明提供的用于雙穩態永磁開關驅動電路的實施例，所述不對稱橋式輸出模塊米用IGBT和二極管組成的不對稱橋式輸出方式,不同于傳統由四個相同的IGBT組成的對稱橋式電路，在所述不對稱橋式輸出模塊上連接有一儲能電容Cl，在合閘或分閘操作時，不對稱輸出模塊中絕緣柵雙極型晶體管IGBT導通，儲能電容Cl對合閘線圈LI或分閘線圈L2進行放電，合分閘結束后，不對稱橋式輸出模塊中二極管導通，所述合閘線圈LI或分閘線圈L2對所述儲能電容Cl進行充電，完成線圈的續流。本發明采用不對稱橋式電路，可以在對所述儲能電容器Cl進行充電，明顯提高驅動部分的可靠性和整機能源利用效率。參見圖I，按照本發明提供的用于雙穩態永磁開關驅動電路的實施例，所述不對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構成的橋式電路，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。參見圖I，按照本發明提供的用于雙穩態永磁開關驅動電路的實施例，所述驅動模塊2包括第一驅動單元21和第二驅動單元22，所述第一驅動單元由21相互連接的集成芯片Ul及其外圍電路構成，所述第二驅動單元22由相互連接的集成芯片U2及其外圍電路構成。所述第一驅動單元的外圍電路包括電阻Rl、R3、R5、R7、R9、二極管Dl、電解電容C2，所述第二驅動單元的外圍電路包括電阻R2、R4、R6、R8、RlO、二極管D2、電解電容C3。橋式輸出模塊3由IGBT Q1-Q4和二極管D3-D6構成的兩個橋式電路分別實現控制合閘線圈LI和分閘線圈L2。參見圖1，按照本發明提供的用于雙穩態永磁開關驅動電路的實施例，所述控制模塊I的H+和EN引腳均與所述Ul相連接，所述控制模塊I的EN和F+引腳均與所述U2相連接，所述Ul的HO引腳與所述Q2相連接，LO引腳與所述Q3相連接，所述U2的HO引腳與所述Ql相連接，LO引腳與所述Q4相連接。工作原理
控制模塊通過H+、F+和EN三個控制信號與IGBT驅動電路相連接，合閘操作時，控制模塊的H+和EN輸出高電平，F+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動電壓至Q2和Q4，此時Q2和Q4兩個IGBT導通，儲能電容器Cl的電壓UC加載至合閘線圈LI上,合閘線圈LI有電流流過,合閘控制結束后,所述控制模塊的H+、F+和EN引腳均輸出低電平，此時的IGBT Q2和Q4截止，切斷合閘電流的回路，由于合閘線圈LI屬于感性負載，在電流變化時會產生感應電壓，當此電壓超過電容器電壓UC時，合閘線圈LI的電流會經由D4和D5對儲能電容器Cl進行充電完成續流過程，在續流同時實現了能量回收，續流時合閘線圈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，續流時輸出的功率非常大，可以在很短的時間內完成續流。合閘操作時會在分閘線圈感應出電壓，此電壓低于電容器的電壓UC，D3、D6截止，不會形成電流回路，因此對合閘沒有影響。分閘操作原理同合閘操作一樣，在此不再贅述。
權利要求
1.一種雙穩態永磁開關驅動電路，包括由驅動芯片和外圍電路構成的IGBT驅動模塊以及由絕緣柵雙極型晶體管IGBT和二極管構成的不對稱橋式輸出模塊，其特征在于所述驅動模塊對所述不對稱橋式輸出模塊中的絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極進行柵極驅動，所述不對稱橋式輸出模塊連接合閘線圈LI和分閘線圈L2，所述IGBT驅動模塊通過所述不對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.根據權利要求I所述的雙穩態永磁開關驅動電路，其特征在于所述不對稱輸出模塊采用IGBT和二極管組成的不對稱橋式輸出方式，在所述不對稱橋式輸出模塊上連接有一儲能電容Cl，在合閘或分閘操作時，不對稱輸出模塊中絕緣柵雙極型晶體管IGBT導通，儲能電容Cl對合閘線圈LI或分閘線圈L2進行放電，合分閘結束后，所述不對稱橋式輸出模塊中二極管導通，所述合閘線圈LI或分閘線圈L2對所述儲能電容Cl進行充電，完成線圈的續流。
3.根據權利要求2所述的雙穩態永磁開關驅動電路，其特征在于所述不對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構成的橋式電路，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.根據權利要求3所述的雙穩態永磁開關驅動電路，其特征在于所述驅動模塊包括第一驅動單元和第二驅動單元，所述第一驅動單元由相互連接的集成芯片Ul及其外圍電路構成，所述第二驅動單元由相互連接的集成芯片U2及其外圍電路構成。
5.根據權利要求4所述的雙穩態永磁開關驅動電路，其特征在于所述控制模塊的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U2相連接，所述Ul的HO引腳與所述Q2相連接，LO引腳與所述Q3相連接，所述U2的HO引腳與所述Ql相連接，LO引腳與所述Q4相連接。
全文摘要
本發明涉及一種雙穩態永磁開關驅動電路，包括由驅動芯片和外圍電路構成的IGBT驅動模塊以及由絕緣柵雙極型晶體管IGBT和二極管構成的不對稱橋式輸出模塊，所述驅動模塊對所述不對稱橋式輸出模塊中的絕緣柵雙極型晶體管IGBT的柵極進行柵極驅動，所述不對稱橋式輸出模塊連接合閘線圈L1和分閘線圈L2，所述IGBT驅動模塊通過所述不對稱橋式輸出模塊控制所述合閘線圈L1和所述分閘線圈L2。本發明提供的雙穩態永磁開關驅動電路主要用于雙穩態永磁開關驅動器和控制器，輸出模塊采用不對稱橋式輸出方式，電路結構簡單、可靠性高等優點，并且可以很方便的改為單穩態結構。
文檔編號H01H47/32GK102915878SQ201210429088
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月31日 優先權日2012年10月31日
發明者韓玉璽, 何劍平, 顏睿, 葉祖標, 顧翼南, 林中一, 陳明潔 申請人:北京科銳配電自動化股份有限公司