直流電磁線圈驅動電路及雙電源自動轉換開關的制作方法

本實用新型涉及一種直流電磁線圈驅動電路及雙電源自動轉換開關，屬于低壓電氣技術領域。

背景技術：

隨著工業的發展，自動化程度的普及，生活質量的不斷改善，人們對電源可靠性的要求越來越高，由此自動轉換開關得到廣泛應用。其中雙電源自動轉換開關用于自動實現負載在主、備電源之間的切換，目前應用最為廣泛。雙電源自動轉換開關通常包括轉換開關（或轉換機構）及其驅動電路。現有驅動電路是通過整流橋和微動開關對直流電磁線圈進行通電來控制轉換開關在常用、備用電源之間的轉換。首先兩路電源經過電源選擇后送入微動開關，微動開關根據開關狀態輸出驅動電源，驅動電源經過整流后給直流電磁線圈供電，當開關轉換到位，微動開關切斷驅動電源。采用此種驅動電路，電源轉換過程中需要微動開關觸點接通和分斷工作電流，而電磁線圈通電時會產生瞬間大電流，所以微動開關觸點的容量必須有較高的冗余，這就使得微動開關體積較大；另外觸點分斷驅動電源時會產生電弧，長時間工作后有可能造成觸點灼傷，導致可靠性降低。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于克服現有技術不足，提供一種具有更小體積和更高安全可靠性的直流電磁線圈驅動電路。

本實用新型具體采用以下技術方案：

一種直流電磁線圈驅動電路，包括：整流電路B1、B2，電源選擇繼電器K1，電氣連鎖繼電器K2、K3，MOS管Q4、Q5，直流電磁線圈CT，狀態檢測行程開關KA，第一降壓電路、第二降壓電路；電氣連鎖繼電器K2、K3分別具有一對常開觸點組和一對常閉觸點組，且電氣連鎖繼電器K2的常開觸點組與電氣連鎖繼電器K3的常閉觸點組連接，電氣連鎖繼電器K2的常閉觸點組與電氣連鎖繼電器K3的常開觸點組連接；電源選擇繼電器K1具有兩組轉換觸點組，兩組轉換觸點組的兩個動觸點分別與直流電磁線圈CT的兩端連接，第一組轉換觸點組中的一個靜觸點與整流電路B1的正輸出端、電氣連鎖繼電器K3的常閉觸點組連接，第一組轉換觸點組中的另一個靜觸點與整流電路B2的正輸出端、電氣連鎖繼電器K3的常開觸點組連接，第二組轉換觸點組中的兩個靜觸點分別連接MOS管Q4、Q5的漏極， MOS管Q4的柵極經由第一降壓電路連接電氣連鎖繼電器K2的常開觸點組，MOS管Q5的柵極經由第二降壓電路連接電氣連鎖繼電器K2的常閉觸點組；狀態檢測行程開關KA的常閉觸頭組串接于電氣連鎖繼電器K2的控制回路中，狀態檢測行程開關KA的常開觸頭組串接于電氣連鎖繼電器K3的控制回路中。

所述第一降壓電路、第二降壓電路的作用是將電源電壓降為與MOS管Q4、Q5的驅動電壓相適配，可采用電阻降壓電路或直流降壓模塊，例如：

第一降壓電路由電阻R4、R5構成，第二降壓電路由電阻R6、R7構成；MOS管Q4的柵極與電阻R4的一端、電阻R5的一端連接，電阻R4的另一端連接電氣連鎖繼電器K2的常開觸點組，電阻R5的另一端與MOS管Q4的源極、整流電路B1的負輸出端連接，MOS管Q5的柵極與電阻R6的一端、電阻R7的一端連接，電阻R6的另一端連接電氣連鎖繼電器K2的常閉觸點組，電阻R7的另一端與MOS管Q5的源極、整流電路B2的負輸出端連接。

或者，第一降壓電路、第二降壓電路分別為直流降壓模塊U1、直流降壓模塊U2，MOS管Q4的柵極與直流降壓模塊U1的輸出端連接，直流降壓模塊U1的輸入端連接電氣連鎖繼電器K2的常開觸點組，直流降壓模塊U1的接地端與MOS管Q4的源極、整流電路B1的負輸出端連接，MOS管Q5的柵極與直流降壓模塊U2輸出端連接，直流降壓模塊U2輸入端連接電氣連鎖繼電器K2的常閉觸點組，直流降壓模塊U2接地端與MOS管Q5的源極、整流電路B2的負輸出端連接。

根據相同的發明思路還可以得到以下技術方案：

一種雙電源自動轉換開關，包括轉換開關以及用于驅動所述轉換開關動作的驅動電

路，所述驅動電路為上述直流電磁線圈驅動電路，所述整流電路B1、B2的輸入端分別連接主電源、備用電源，狀態檢測行程開關KA與轉換開關機械耦合。

相比現有技術，本實用新型具有以下有益效果：

本實用新型利用MOS管的通斷進行工作電流的接通和分斷，由于MOS管屬于大功率開關器件，能夠以較小的體積實現大功率負荷切換，且能夠無弧分斷負載，提高了產品的可靠性和使用壽命，具有較好的經濟效益和社會效益。

本實用新型中的狀態檢測行程開關KA以及電氣連鎖繼電器K2與K3的觸點形成雙重互鎖，首先狀態檢測行程開關KA使電氣連鎖繼電器K2、K3在同一時間只能有一個吸合，即使狀態檢測行程開關KA出現故障，誤使電氣連鎖繼電器K2、K3同時吸合，MOS管Q4、Q5也不會導通，從而避免誤動作，有效提高了安全性和可靠性。

附圖說明

圖1為本實用新型雙電源自動轉換開關的結構框圖；

圖2為本實用新型直流電磁線圈驅動電路一個具體實施例的電路原理圖；

圖3為本實用新型直流電磁線圈驅動電路另一個具體實施例的電路原理圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的技術方案進行詳細說明：

本實用新型雙電源自動轉換開關的結構如圖1所示，包括電源電路、采樣電路、狀態檢測電路、微處理器電路、人機交互電路以及驅動電路。微處理器電路的信號輸入端連接有采樣電路和狀態檢測電路，電源電路和采樣電路的輸入端分別與常用電源和備用電源的兩路進線連接，狀態檢測電路輸入端與轉換開關連接，微處理器電路輸出端連接到驅動電路，該驅動電路分別與常用電源和備用電源的兩路進線、轉換開關連接，以控制轉換開關進行切換，人機交互電路與微處理器電路連接。

電源電路將主回路的電源轉換為直流后供采樣電路、驅動電路、微處理器電路、狀態檢測電路以及人機交互電路使用，微處理器電路以一定的時間間隔對采樣電路、狀態檢測電路進行常備用電源狀態和開關合分等狀態檢測，經過分析處理后，通過驅動電路驅動轉換開關進行動作。微處理器電路將信息傳輸到人機交互電路，并通過人機交互電路接受外部對自動轉換開關模式進行設置。

為了克服現有驅動電路的不足，本實用新型提出了一種直流電磁線圈驅動電路，其一個具體實施例的電路結構如圖2所示。如圖2所示，本實施例的直流電磁線圈驅動電路包括整流橋B1、B2，電源選擇繼電器K1，電氣連鎖繼電器K2、K3，MOS管Q4、Q5，直流電磁線圈CT，狀態檢測行程開關KA，電阻R1～R7，三極管Q1～Q3。電源選擇繼電器K1由電阻R1與三極管Q1構成的驅動電路驅動。電氣連鎖繼電器K2由電阻R2與三極管Q2構成的驅動電路驅動。電氣連鎖繼電器K3由電阻R3與三極管Q3構成的驅動電路驅動。

如圖2所示，電氣連鎖繼電器K2、K3分別具有一對常開觸點組和一對常閉觸點組，且電氣連鎖繼電器K2的常開觸點組與電氣連鎖繼電器K3的常閉觸點組連接，電氣連鎖繼電器K2的常閉觸點組與電氣連鎖繼電器K3的常開觸點組連接；電源選擇繼電器K1具有兩組轉換觸點組，兩組轉換觸點組的兩個動觸點分別與直流電磁線圈CT的兩端連接，第一組轉換觸點組中的一個靜觸點與整流電路B1的正輸出端、電氣連鎖繼電器K3的常閉觸點組連接，第一組轉換觸點組中的另一個靜觸點與整流電路B2的正輸出端、電氣連鎖繼電器K3的常開觸點組連接，第二組轉換觸點組中的兩個靜觸點分別連接MOS管Q4、Q5的漏極， MOS管Q4的柵極與電阻R4的一端、電阻R5的一端連接，電阻R4的另一端連接電氣連鎖繼電器K2的常開觸點組，電阻R5的另一端與MOS管Q4的源極、整流電路B1的負輸出端連接，MOS管Q5的柵極與電阻R6的一端、電阻R7的一端連接，電阻R6的另一端連接電氣連鎖繼電器K2的常閉觸點組，電阻R7的另一端與MOS管Q5的源極、整流電路B2的負輸出端連接；狀態檢測行程開關KA的常閉觸頭組串接于電氣連鎖繼電器K2的控制回路中，狀態檢測行程開關KA的常開觸頭組串接于電氣連鎖繼電器K3的控制回路中。

電阻R1和三極管Q1組成的電源選擇繼電器K1的驅動電路接收微處理器電路輸出的動作信號后驅動電源選擇繼電器K1。當常用電源正常時，K1處于自由狀態，常用電源整流后的正極電壓送入直流電磁線圈CT，直流電磁線圈CT由MOS管Q4驅動；當常用電源不正常，備用電源正常時，微處理器電路輸出動作信號，驅動電源選擇繼電器K1吸合，備用電源整流后的正極電壓送入直流電磁線圈CT，直流電磁線圈CT驅動轉換開關動作。

當需要轉向常用時，此時的狀態檢測行程開關KA處于自由狀態，常閉觸點閉合，常開觸點斷開，電氣連鎖繼電器K2線圈得到工作電壓，微處理器電路輸出動作信號驅動電氣連鎖繼電器K2吸合，常用電源整流后的正極電壓經過電氣連鎖繼電器K2、K3觸點組成的電氣連鎖回路驅動MOS管Q4導通，直流電磁線圈CT導通得電，自動轉換開關轉換至常用側，此時狀態檢測行程開關KA翻轉，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，狀態檢測行程開關KA處于工作狀態；當需要轉向備用時，此時的狀態檢測行程開關KA處于工作狀態，電氣連鎖繼電器K3線圈得到工作電壓，微處理器電路輸出動作信號驅動電氣連鎖繼電器K3吸合，備用電源整流后的正極電壓經過電氣連鎖繼電器K2、K3觸點組成的電氣連鎖回路驅動MOS管Q5導通，直流電磁線圈CT導通得電，自動轉換開關轉換至備用側，此時狀態檢測行程開關KA翻轉，常閉觸點閉合，常開觸點斷開，狀態檢測行程開關KA處于自由狀態。

圖3顯示了本實用新型另一個實施例的電路原理。本實施例中采用直流降壓模塊作為降壓電路，以將電源電壓轉換為與兩個MOS管的驅動電壓相適配。如圖3所示，直流電磁線圈驅動電路包括整流橋B1、B2，電源選擇繼電器K1，電氣連鎖繼電器K2、K3，MOS管Q4、Q5，直流電磁線圈CT，狀態檢測行程開關KA，電阻R1～R3，直流降壓模塊U1、U2，三極管Q1～Q3。電源選擇繼電器K1由電阻R1與三極管Q1構成的驅動電路驅動。電氣連鎖繼電器K2由電阻R2與三極管Q2構成的驅動電路驅動。電氣連鎖繼電器K3由電阻R3與三極管Q3構成的驅動電路驅動。

如圖3所示，電氣連鎖繼電器K2、K3分別具有一對常開觸點組和一對常閉觸點組，且電氣連鎖繼電器K2的常開觸點組與電氣連鎖繼電器K3的常閉觸點組連接，電氣連鎖繼電器K2的常閉觸點組與電氣連鎖繼電器K3的常開觸點組連接；電源選擇繼電器K1具有兩組轉換觸點組，兩組轉換觸點組的兩個動觸點分別與直流電磁線圈CT的兩端連接，第一組轉換觸點組中的一個靜觸點與整流電路B1的正輸出端、電氣連鎖繼電器K3的常閉觸點組連接，第一組轉換觸點組中的另一個靜觸點與整流電路B2的正輸出端、電氣連鎖繼電器K3的常開觸點組連接，第二組轉換觸點組中的兩個靜觸點分別連接MOS管Q4、Q5的漏極， MOS管Q4的柵極與直流降壓模塊U1的輸出端連接，直流降壓模塊U1的輸入端連接電氣連鎖繼電器K2的常開觸點組，直流降壓模塊U1的接地端與MOS管Q4的源極、整流電路B1的負輸出端連接，MOS管Q5的柵極與直流降壓模塊U2的輸出端連接，直流降壓模塊U2的輸入端連接電氣連鎖繼電器K2的常閉觸點組，直流降壓模塊U2的接地端與MOS管Q5的源極、整流電路B2的負輸出端連接；狀態檢測行程開關KA的常閉觸頭組串接于電氣連鎖繼電器K2的控制回路中，狀態檢測行程開關KA的常開觸頭組串接于電氣連鎖繼電器K3的控制回路中。

電阻R1和三極管Q1組成的電源選擇繼電器K1的驅動電路接收微處理器電路輸出的動作信號后驅動電源選擇繼電器K1。當常用電源正常時，K1處于自由狀態，常用電源整流后的正極電壓送入直流電磁線圈CT，直流電磁線圈CT由MOS管Q4驅動；當常用電源不正常，備用電源正常時，微處理器電路輸出動作信號，驅動電源選擇繼電器K1吸合，備用電源整流后的正極電壓送入直流電磁線圈CT，直流電磁線圈CT驅動轉換開關動作。

當需要轉向常用時，此時的狀態檢測行程開關KA處于自由狀態，常閉觸點閉合，常開觸點斷開，電氣連鎖繼電器K2線圈得到工作電壓，微處理器電路輸出動作信號驅動電氣連鎖繼電器K2吸合，常用電源整流后的正極電壓經過電氣連鎖繼電器K2、K3觸點組成的電氣連鎖回路驅動MOS管Q4導通，直流電磁線圈CT導通得電，自動轉換開關轉換至常用側，此時狀態檢測行程開關KA翻轉，常閉觸點斷開，常開觸點閉合，狀態檢測行程開關KA處于工作狀態；當需要轉向備用時，此時的狀態檢測行程開關KA處于工作狀態，電氣連鎖繼電器K3線圈得到工作電壓，微處理器電路輸出動作信號驅動電氣連鎖繼電器K3吸合，備用電源整流后的正極電壓經過電氣連鎖繼電器K2、K3觸點組成的電氣連鎖回路驅動MOS管Q5導通，直流電磁線圈CT導通得電，自動轉換開關轉換至備用側，此時狀態檢測行程開關KA翻轉，常閉觸點閉合，常開觸點斷開，狀態檢測行程開關KA處于自由狀態。