本實(shí)用新型涉及電氣控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種光電隔離型交流接觸器啟動(dòng)運(yùn)行保持電路。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，交流接觸器都是采用額定的交流電直接給其線圈供電，線圈流過電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，使其觸頭閉合，從而啟動(dòng)運(yùn)行，以控制負(fù)載的電器。然而，交流接觸器在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)消耗的電能大；同時(shí)，現(xiàn)有的交流接觸器電隔離效果差，交流接觸器內(nèi)部運(yùn)行電路容易與外部控制電路發(fā)生電信號(hào)的相互干擾，從而不利于交流接觸器的正常快速地開關(guān)動(dòng)作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是要解決當(dāng)前交流接觸器在啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)存在消耗的電能大的弊端，為此設(shè)計(jì)的一種光電隔離型交流接觸器啟動(dòng)運(yùn)行保持電路。

本實(shí)用新型本實(shí)用新型的具體方案是：一種光電隔離型交流接觸器啟動(dòng)運(yùn)行保持電路，包括有整流電路、高壓快速啟動(dòng)電路和低壓保持電路，其中高壓快速啟動(dòng)電路采用MOS管，整流電路直流輸出側(cè)的正極連接MOS管的漏極，整流電路直流輸出側(cè)的負(fù)極連接交流接觸器線圈的一端，交流接觸器線圈另一端與MOS管的源極相連接；MOS管的柵極接有啟動(dòng)電阻，MOS管的柵極和源極之間并聯(lián)有保護(hù)穩(wěn)壓管；低壓保持電路采用直流開關(guān)電源，直流開關(guān)電源的輸入側(cè)并聯(lián)在整流電路的直流輸出側(cè)，直流開關(guān)電源的輸出側(cè)并聯(lián)接觸器線圈；其特征是：還包括有光耦驅(qū)動(dòng)電路，光耦驅(qū)動(dòng)電路由延時(shí)運(yùn)放電路和光電耦合器組成，其中整流電路通過穩(wěn)壓電路為延時(shí)運(yùn)放電路提供工作電壓，穩(wěn)壓電路由限流電阻和穩(wěn)壓器串聯(lián)而成，延時(shí)運(yùn)放電路的輸出側(cè)對(duì)應(yīng)連接光電耦合器的輸入端，光電耦合器的輸出端對(duì)應(yīng)連接MOS管的柵極和源極。

本實(shí)用新型所述延時(shí)運(yùn)放電路采用運(yùn)算放大器IC1，所述穩(wěn)壓器對(duì)應(yīng)與運(yùn)算放大器IC1的正、負(fù)電源端相并聯(lián)，限流電阻用于連接整流電路直流輸出側(cè)的正極與穩(wěn)壓器，限流電阻由電阻R1、R2串聯(lián)而成，運(yùn)算放大器IC1的負(fù)電源端與整流電路直流輸出側(cè)的負(fù)極共地；運(yùn)算放大器IC1的同相和反相輸入端分別設(shè)有分壓電阻R12、R16和R13、R14，其中電阻R16的兩端并聯(lián)有電容C5；運(yùn)算放大器IC1的輸出端通過電阻R11連接光電耦合器輸入端的發(fā)光二極管的正極，發(fā)光二極管的負(fù)極接地。延時(shí)運(yùn)放電路在通電運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過電阻R12和電容C5時(shí)間常數(shù)的延時(shí)，使得運(yùn)算放大器IC1輸出由低電平變?yōu)楦唠娖?，從而?qū)動(dòng)光電耦合器導(dǎo)通，MOS管截止，完成交流接觸器由高壓起動(dòng)向低壓保持轉(zhuǎn)換的工作過程。

本實(shí)用新型還包括有快速放電電路，快速放電電路包括有三極管Q3、Q4；所述低壓保持電路的輸出側(cè)設(shè)有兩路輸出線路，其中一路輸出線路由整流二極管D5和濾波電容C11串聯(lián)而成，濾波電容C11為低壓保持電路輸出電壓，另一路輸出線路由整流二極管D6和濾波電容C7串聯(lián)而成；所述三極管Q3、Q4的發(fā)射極分別與電容C5、C6和濾波電容C7、C11的一端共地；所述三極管Q3的集電極連接電容C11的另一端，并且電容C5的另一端通過串聯(lián)二極管D4連接三極管Q3的集電極，三極管Q3的基極連接三極管Q4的集電極，并且三極管Q3由電阻R17提供偏置電流，電阻R17和電容C6組成的串聯(lián)電路與濾波電容C7相并聯(lián)；三極管Q4的基極通過串聯(lián)電阻R5、R6連接整流電路的直流輸出側(cè)的正極。當(dāng)交流接觸器斷電時(shí)，三極管Q4截止，濾波電容C7為三極管Q3提供偏置電壓，電阻R17為三極管的基極提供偏置電流，以強(qiáng)制三極管Q3導(dǎo)通，從而快速將濾波電容C11和電容C5上殘存電壓放掉，為交流接觸器的再次起動(dòng)做好準(zhǔn)備。

本實(shí)用新型為單相橋式不可控整流電路，整流電路的交流輸入側(cè)設(shè)有共模濾波線圈和安規(guī)電容組成的電源濾波電路。

本實(shí)用新型所述低壓保持電路的直流輸入側(cè)的正極端串聯(lián)有快速啟動(dòng)隔離二極管，并在其直流輸出側(cè)的正極端串聯(lián)有高低壓隔離二極管；MOS管的源極與整流電路直流輸出側(cè)的負(fù)極之間并聯(lián)有反向脈沖吸收保護(hù)二極管。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)巧妙、電隔離效果好，實(shí)現(xiàn)了交流接觸器高壓快速啟動(dòng)，并在直流低壓狀態(tài)下保持吸合，相對(duì)于傳統(tǒng)的交流接觸器的啟動(dòng)運(yùn)行而言，節(jié)約電量達(dá)到80%以上，并確保了交流接觸器正?？焖俚剡M(jìn)行開關(guān)動(dòng)作，可廣泛運(yùn)用于工作電壓在110～380V的各種類型的交流接觸器。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的控制結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實(shí)用新型的電氣原理圖。

圖中：1—整流電路，2—高壓快速啟動(dòng)電路，3—低壓保持電路，4—接觸器線圈，5—光耦驅(qū)動(dòng)電路，5a—延時(shí)運(yùn)放電路，5b—光電耦合器，6—快速放電電路，7—電源濾波電路，8—快速啟動(dòng)隔離二極管，9—高低壓隔離二極管，10—反向脈沖吸收保護(hù)二極管。

具體實(shí)施方式

參見圖1-2，本實(shí)用新型包括有整流電路1、高壓快速啟動(dòng)電路2和低壓保持電路3，其中高壓快速啟動(dòng)電路2采用MOS管Q1，整流電路1的直流輸出側(cè)的正極連接MOS管Q1的漏極，整流電路1的直流輸出側(cè)的負(fù)極連接交流接觸器線圈一端，交流接觸器線圈另一端與MOS管的源極相連接；MOS管Q1的柵極接有啟動(dòng)電阻R3和R4，MOS管Q1的柵極和源極之間并聯(lián)有保護(hù)穩(wěn)壓管Z1；低壓保持電路采用直流開關(guān)電源，直流開關(guān)電源的輸入側(cè)并聯(lián)在整流電路1的直流輸出側(cè)，直流開關(guān)電源的輸出側(cè)并聯(lián)接觸器線圈4；特別是：還包括有光耦驅(qū)動(dòng)電路5，光耦驅(qū)動(dòng)電路5由延時(shí)運(yùn)放電路5a和光電耦合器5b組成，其中整流電路通過穩(wěn)壓電路為延時(shí)運(yùn)放電路提供工作電壓，穩(wěn)壓電路由串聯(lián)電阻R1、R2和穩(wěn)壓器IC2串聯(lián)而成，其中穩(wěn)壓器IC2與電容C4相并聯(lián)，延時(shí)運(yùn)放電路的輸出側(cè)對(duì)應(yīng)連接光電耦合器U1的輸入端，光電耦合器5b(在圖2中用U1表示)的輸出端對(duì)應(yīng)連接MOS管Q1的柵極和源極，以控制M0S管的截止。

參見圖 2，本實(shí)施例中所述延時(shí)運(yùn)放電路5a采用運(yùn)算放大器IC1，運(yùn)算放大器IC1的通過限流電阻R1、R2和IC2及電容C4組成的并聯(lián)穩(wěn)壓電路從整流電路的直流輸出側(cè)的正極取電，負(fù)電源端與整流電路直流輸出側(cè)的負(fù)極共地，IC1的同相和反相輸入端分別設(shè)有分壓電阻R12、R16和R13、R14，其中電阻R16的兩端并聯(lián)有電容C5；延時(shí)運(yùn)放電路5a在通電運(yùn)行時(shí)，經(jīng)過電阻R12和電容C5時(shí)間常數(shù)的延時(shí)，使得運(yùn)算放大器IC1輸出由低電平變?yōu)楦唠娖?，從而?qū)動(dòng)光電耦合器5b導(dǎo)通，MOS管截止，完成交流接觸器由高壓起動(dòng)向低壓保持轉(zhuǎn)換的工作過程。

參見圖2，本實(shí)施例中還包括有快速放電電路6，快速放電電路6包括有三極管Q3、Q4；所述低壓保持電路的輸出側(cè)設(shè)有兩路輸出線路，其中一路為交流接觸器低壓保持電壓輸出，由整流二極管D5和濾波電容C11組成，通過高低壓隔離二極管9(在圖2中用D3表示)向接觸器線圈4提供保持電壓，另一路為快速放電電路6中的三極管Q3、Q4提供偏置電源，由整流二極管D6和濾波電容C7組成，并通過電阻R17在系統(tǒng)斷電后向三極管Q3基極提供偏置電流（三極管Q4基極由于沒有偏置電流而截止），強(qiáng)制三極管Q3導(dǎo)通，從而快速將濾波電容C11和電容C5上殘存電壓放掉，為交流接觸器的再次起動(dòng)做好準(zhǔn)備。

本實(shí)施例中所述整流電路1為單相橋式不可控整流電路，整流電路1的交流輸入側(cè)設(shè)有共模濾波線圈和安規(guī)電容組成的電源濾波電路7。

本實(shí)施例中所述低壓保持電路3的直流輸入側(cè)的正極端串聯(lián)有快速啟動(dòng)隔離二極管8(在圖2中用D1表示)，用以防止交流接觸器停電后，低壓保持電路3中電容C9和電容C10上的電壓返饋到MOS管Q1的供電回路中，影響交流接觸器的快速啟停。在低壓保持電路3的直流輸出側(cè)的正極端串聯(lián)有高低壓隔離二極管9，用于防止快速啟動(dòng)電路中的高壓竄入低壓保持電路，防止了高壓對(duì)低壓保持電路中相應(yīng)的元器件造成損傷；在接觸器線圈二端并聯(lián)有反向脈沖吸收保護(hù)二極管10(在圖2中用D2表示)，以防止在接觸器線圈斷電瞬間產(chǎn)生的反向脈沖電壓對(duì)M0S管Q1造成的損壞。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

(1)外接110～380V交流電（以接觸器線圈額定電壓而定）經(jīng)過濾波電路7濾波處理后，由整流電路1將該交流電轉(zhuǎn)換為脈動(dòng)直流電，脈動(dòng)直流電給MOS管Q1供電，在接通電源的瞬間，電阻R3、R4向MOS管Q1提供偏置電壓，使MOS管Q1導(dǎo)通，交流接觸器的線圈4得電閉合；

(2) MOS管Q1導(dǎo)通的同時(shí)，延時(shí)運(yùn)放電路5a啟動(dòng)，延時(shí)運(yùn)放電路5a中的運(yùn)算放大器IC1經(jīng)過阻容延時(shí)，當(dāng)運(yùn)算放大器IC1的同相輸入端的電平高于其反相輸入端的電平時(shí)，運(yùn)算放大器IC1輸出高電平，驅(qū)動(dòng)光電耦合器U1的輸出端導(dǎo)通，從而迫使MOS管Q1的柵極和源極短接，MOS管Q1截止；

(3)脈動(dòng)直流電經(jīng)過快速啟動(dòng)隔離二極管D1向和電容C9、C10向低壓保持電路3（直流開關(guān)電源）供電，直流開關(guān)電源輸出的直流低壓在MOS管Q1關(guān)斷后向交流接觸器的線圈4提供維持電壓，直流開關(guān)電源采用外置高壓MOS芯片，能適應(yīng)直流開關(guān)電源在寬電壓范圍正常工作；

(4) 快速放電電路6工作如下：當(dāng)交流接觸器正常運(yùn)行時(shí)，整流電路1輸出的直流脈動(dòng)電壓通過串聯(lián)電阻R5、R6向三極管Q4的基極供電，三極管Q4導(dǎo)通，使電容C6兩端的電壓接近為零，三極管Q3截止；當(dāng)外電源停止供電后，三極管Q4立即截止，電阻R17通過電容C7儲(chǔ)存的電壓向三極管Q3基極提供偏置電流，三極管Q3快速導(dǎo)通，從而將直流開關(guān)電源的輸出端濾波電容C11上的電壓和運(yùn)算放大器IC1的同相輸入端電容C5上的電壓快速放掉，以保證交流接觸器快速釋放和快速啟動(dòng)運(yùn)行。