本實用新型涉及電力電子技術領域，更具體地說，涉及一種直流接觸器控制電源。

背景技術：

如圖1所示，高壓變頻器在利用直流接觸器旁路主電路系統(tǒng)時，有時需要將多個直流接觸器并聯(lián)使用以達到擴容需求，但并聯(lián)的直流接觸器數(shù)量越多，就越是得加大直流接觸器控制電源的額定功率(現(xiàn)有的直流接觸器控制電源就是一直流電源，各直流接觸器的線圈并聯(lián)接在所述直流電源上)，否則會出現(xiàn)直流接觸器控制電源啟動功率不足的問題。但是，加大直流接觸器控制電源的額定功率無疑會造成電源成本的上升。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型提供一種直流接觸器控制電源，以實現(xiàn)在避免出現(xiàn)直流接觸器控制電源啟動功率不足這一問題的前提下，還能夠減小所述直流接觸器控制電源的額定功率。

一種直流接觸器控制電源，包括1個直流電源和N個直流輸電網(wǎng)絡，N≥1，其中：

每一個直流輸電網(wǎng)絡都具有一個直流電輸入接口和多個直流電輸出接口；在同一個直流輸電網(wǎng)絡內(nèi)，部分直流電輸出接口直接連接到直流電輸入接口，其余直流電輸出接口經(jīng)過延時導通電路連接到直流電輸入接口；

當N＝1時，所述直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸入接口接在所述直流電源上，所述直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸出接口用于接相并聯(lián)的直流接觸器的線圈；

當N＞1時，所述N個直流輸電網(wǎng)絡級聯(lián)連接，其級聯(lián)連接方式為：第一級直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸入接口接在所述直流電源上，后一級直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸入接口接在前一級直流輸電網(wǎng)絡的任一個直流電輸出接口上；所述N個直流輸電網(wǎng)絡中剩余的直流電輸出接口用于接相并聯(lián)的直流接觸器的線圈。

其中，所述其余直流電輸出接口經(jīng)過延時導通電路連接到直流電輸入接口，包括：其余直流電輸出接口各自經(jīng)過一個延時導通電路連接到直流電輸入接口，且各延時導通電路的延時時間不等。

或者，所述其余直流電輸出接口經(jīng)過延時導通電路連接到直流電輸入接口，包括：其余直流電輸出接口經(jīng)過同一個延時導通電路連接到直流電輸入接口。

或者，所述其余直流電輸出接口經(jīng)過延時導通電路連接到直流電輸入接口，包括：在其余直流電輸出接口中，一部分各自經(jīng)過一個延時導通電路連接到直流電輸入接口，且各延時導通電路的延時時間不等；另一部分經(jīng)過同一個延時導通電路連接到所述直流電輸入接口。

其中，所述延時導通電路包括第一電阻、第二電阻、穩(wěn)壓管、電容和開關管，具體的：

所述開關管的電能輸入端接所述延時導通電路對應的每一個所述直流電輸出接口的負極；

所述延時導通電路對應的每一個所述直流電輸出接口的正極均接所述直流電輸入接口的正極；

所述第二電阻連接在所述開關管的電能輸出端與控制端之間；

所述電容與所述第二電阻并聯(lián)；

所述穩(wěn)壓管的陽極接所述開關管的電能輸出端，其陰極接所述開關管的控制端；

所述第一電阻一端接所述直流電輸入接口的正極，其另一端接所述開關管的控制端；

所述開關管的電能輸出端接所述直流電輸入接口的負極。

可選地，所述延時導通電路對應的每一個所述直流電輸出接口的正負極之間都連接有一續(xù)流二極管；

所述續(xù)流二極管的陽極接所述直流電輸出接口的負極，其陰極接所述直流電輸出接口的正極。

其中，所述電容采用多個電容并聯(lián)的結(jié)構，且各電容容值不等。

其中，所述N個直流輸電網(wǎng)絡具有相同的內(nèi)部結(jié)構。

其中，所述后一級直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸入接口接在前一級直流輸電網(wǎng)絡的任一個直流電輸出接口上，包括：后一級直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸入接口接在前一級直流輸電網(wǎng)絡中任一個接有延時導通電路的直流電輸出接口上。

或者，所述后一級直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸入接口接在前一級直流輸電網(wǎng)絡的任一個直流電輸出接口上，包括：后一級直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸入接口接在前一級直流輸電網(wǎng)絡中任一個未接有延時導通電路的直流電輸出接口上。

從上述的技術方案可以看出，在利用直流電源驅(qū)動相并聯(lián)的直流接觸器動作時，本實用新型在其中幾個直流接觸器的線圈所對應的輸電線路上增設了延時導通電路，這樣就減少了需要同時驅(qū)動的直流接觸器的數(shù)量，從而在避免出現(xiàn)直流接觸器控制電源啟動功率不足的問題的前提下，就可以適當減小所述直流接觸器控制電源的額定功率。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術公開的一種高壓變頻器局部結(jié)構示意圖；

圖2為本實用新型實施例公開的一種直流接觸器控制電源結(jié)構示意圖；

圖3為本實用新型實施例公開的又一種直流接觸器控制電源結(jié)構示意圖；

圖4為本實用新型實施例公開的又一種直流接觸器控制電源結(jié)構示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

參見圖2，本實用新型實施例公開了一種直流接觸器控制電源，以實現(xiàn)在避免出現(xiàn)直接接觸器控制電源啟動功率不足的問題的前提下，減小所述直接接觸器控制電源的額定功率，包括：1個直流電源100和1個直流輸電網(wǎng)絡200，其中：

直流輸電網(wǎng)絡200具有1個直流電輸入接口A₁和n個直流電輸出接口B₁～B_n；

直流電輸入接口A₁接在直流電源100上；

直流電輸出接口B₁～B_n用于接相并聯(lián)的直流接觸器的線圈；

在直流輸電網(wǎng)絡200內(nèi)部，直流電輸出接口B₁～B_n中的部分直流電輸出接口直接連接到直流電輸入接口A₁，其余直流電輸出接口經(jīng)過延時導通電路連接到直流電輸入接口A₁。

不論是在本實施例中還是在現(xiàn)有技術中，直流接觸器控制電源都是利用直流電源來為相并聯(lián)的直流接觸器的線圈供電，所述直流接觸器控制電源的啟動功率就是所述直流電源的啟動功率，所述直流接觸器控制電源的額定功率也就是所述直流電源的額定功率?，F(xiàn)有技術通過令所有的直流接觸器的線圈同時得電來同時驅(qū)動所有的直流接觸器動作，而本實施例相較于現(xiàn)有技術的改進點就在于，在其中幾個直流接觸器的線圈所對應的輸電線路上增設了延時導通電路，這樣就減少了需要同時驅(qū)動的直流接觸器的數(shù)量，從而在避免出現(xiàn)直流接觸器控制電源啟動功率不足的問題的前提下，就可以適當減小所述直流接觸器控制電源的額定功率。

舉例說明：某高壓變頻器利用10個相并聯(lián)的GSZ-400S型直流接觸器(該型號直流接觸器的啟動電流為4A，維持電流270mA)來旁路主電路系統(tǒng)。則在現(xiàn)有技術中，直流接觸器控制電源是直接利用10根導線將電能從直流電源引出到這10個相并聯(lián)的GSZ-400S型直流接觸器的線圈上的，這10個線圈會同時得電，則所述直流電源的額定電流應不小于40A，否則會出現(xiàn)直流接觸器控制電源啟動功率不足的問題。而本實施例在所述10根導線的其中幾根上增設了延時導通電路，使得同時得電的線圈數(shù)量減少，比如說讓這10個線圈按照“1～4號線圈同時得電→5～8號線圈同時得電→9～10號線圈同時得電”的順序依次得電，則所述直流電源的額定電流只要不小于16A就不會出現(xiàn)直流接觸器控制電源啟動功率不足的問題，這大大減小了所述直流接觸器控制電源的額定功率。

其中，根據(jù)延時需要的不同，所述其余直流電輸出接口經(jīng)過延時導通電路連接到直流電輸入接口A₁，可以表現(xiàn)為以下任一種電路連接狀態(tài)，具體描述如下：

1)其余直流電輸出接口各自經(jīng)過一個延時導通電路連接到所述直流電輸入接口，且各延時導通電路的延時時間不等；圖2示出的正是該種電路連接狀態(tài)；

2)其余直流電輸出接口經(jīng)過同一個延時導通電路連接到所述直流電輸入接口；此時所有直流接觸器的線圈分為兩批次分別得電；

3)在其余直流電輸出接口中，一部分直流電輸出接口各自經(jīng)過一個延時導通電路連接到所述直流電輸入接口，且各延時導通電路的延時時間不等；另一部分直流電輸出接口經(jīng)過同一個延時導通電路連接到所述直流電輸入接口。

其中，仍參見圖2，所述延時導通電路包括第一電阻R1、第二電阻R2、穩(wěn)壓管Z1、電容C1和開關管Q1，其中：

開關管Q1的電能輸入端接所述延時導通電路對應的每一個所述直流電輸出接口的負極；

所述延時導通電路對應的每一個所述直流電輸出接口的正極均接直流電輸入接口A₁的正極；

第二電阻R2連接在開關管Q1的電能輸出端與控制端之間；

電容C1與第二電阻R2并聯(lián)；

穩(wěn)壓管Z1的陽極接開關管Q1的電能輸出端，其陰極接開關管Q1的控制端；

第一電阻R1一端接直流電輸入接口A₁的正極，其另一端接開關管Q1的控制端；

開關管Q1的電能輸出端接直流電輸入接口A₁的負極。

所述延時導通電路的工作原理如下：

穩(wěn)壓管Z1用于將開關管Q1的控制端與電能輸出端之間的壓降限制在穩(wěn)壓管Z1的穩(wěn)壓值以下，以防止開關管Q1的控制端在工作中遇到強干擾而擊穿；第二電阻R2用于釋放掉開關管Q1的控制端上累積的電荷，以防止開關管Q1的控制端被靜電擊穿，穩(wěn)壓管Z1和第二電阻R2均是起保護作用。電容C1起濾波作用，而且第一電阻R1和電容C1構成一階RC延時電路，當達到其延時時間時，開關管Q1導通，所述延時導通電路對應的直流接觸器的線圈得電，使直流接觸器吸合。所述一階RC延時電路的延時時間必須大于直流接觸器固有的吸合時間，這樣才能達到控制直流接觸器延時吸合的效果。

其中，所述一階RC延時電路的延時時間設計流程如下：

已知所述一階RC延時電路的零狀態(tài)響應方程為

$U_G=U_S(1-e^{-\frac{t}{R1*C1}})$

上式可變形為

式中，U_G為開關管Q1的控制端正常工作電壓，U_S為開關管Q1的電能輸入端正常工作電壓，R1為第一電阻R1的阻值，C1為電容C1的容值，t為所述一階RC延時電路的延時時間，t大于直流接觸器的吸合時間。

在U_G、U_S、t均給定的情況下，可依據(jù)公式計算得到R1*C1的值，此時阻值R1和容值C1的取值不唯一。

可選地，參見圖3，所述延時導通電路對應的每一個直流電輸出接口的正負極之間都連接有一續(xù)流二極管D1。續(xù)流二極管D1的陽極接所述直流電輸出接口的負極，其陰極接所述直流電輸出接口的正極。續(xù)流二極管D1用于消耗所述延時導通電路對應的直流接觸器的線圈斷電后輸出的能量，從而避免所述直流接觸器的線圈斷電瞬間產(chǎn)生的尖峰電壓施加在開關管Q1上，而造成開關管Q1過壓損壞。

其中，電容C1可以是一個電容；也可以是多個電容并聯(lián)的結(jié)構，且各電容容值不等，這樣就可以同時濾除多個頻段的雜波。

其中，開關管Q1可以是MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET，金屬氧化物半導體場效應晶體管)，也可以是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極晶體管)。當開關管Q1為MOSFET時，開關管Q1的電能輸入端為MOSFET的漏極，開關管Q1的電能輸出端為MOSFET的源極，開關管Q1的控制端為MOSFET的柵極。當開關管Q1為IGBT時，開關管Q1的電能輸入端為IGBT的集電極，開關管Q1的電能輸出端為IGBT的發(fā)射極，開關管Q1的控制端為IGBT的柵極。

需要說明的是，延時導通電路的具體拓撲結(jié)構眾多，上述實施例給出的延時導通電路的具體拓撲結(jié)構僅是個例，并不作為局限。

此外，參見圖4，本實用新型實施例還公開了又一種直流接觸器控制電源，以實現(xiàn)在避免出現(xiàn)直流接觸器控制電源啟動功率不足的問題的前提下，減小所述直流接觸器控制電源的額定功率，包括1個直流電源和N(N＞1)個直流輸電網(wǎng)絡，其中：

每一個所述直流輸電網(wǎng)絡都具有一個直流電輸入接口和多個直流電輸出接口；

在同一個所述直流輸電網(wǎng)絡內(nèi)，部分直流電輸出接口直接連接到直流電輸入接口，其余直流電輸出接口經(jīng)過延時導通電路連接到直流電輸入接口；

各個所述直流輸電網(wǎng)絡級聯(lián)連接，其級聯(lián)連接方式為：第一級直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸入接口接在所述直流電源上；后一級直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸入接口接在前一級直流輸電網(wǎng)絡的任一個直流電輸出接口上；

所述N個直流輸電網(wǎng)絡中剩余的直流電輸出接口(例如包括：第一級直流輸電網(wǎng)絡中未接在第二級直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸入接口上的直流電輸出接口，以及第二級直流輸電網(wǎng)絡中未接在第三級直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸入接口上的直流電輸出接口，……，以及第N-1級直流輸電網(wǎng)絡中未接在第N級直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸入接口上的直流電輸出接口，以及第N級直流輸電網(wǎng)絡中所有的直流電輸出接口)用于接相并聯(lián)的直流接觸器的線圈。

其中，在建立級聯(lián)關系時，后一級直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸入接口可以接在前一級直流輸電網(wǎng)絡中任一個接有延時導通電路的直流電輸出接口上(如圖4所示)；也可以接在前一級直流輸電網(wǎng)絡中任一個未接有延時導通電路的直流電輸出接口上。本領域技術人員可以根據(jù)延時需要任意選擇，并不局限。

相較于前述實施例，本實施例的優(yōu)越之處在于：當一個直流輸電網(wǎng)絡的直流電輸出接口個數(shù)少于相并聯(lián)的直流接觸器個數(shù)時，可以通過級聯(lián)多個內(nèi)部結(jié)構相同的直流輸電網(wǎng)絡來增加直流電輸出接口，而不必對原有的直流輸電網(wǎng)絡做任何改造，從而簡化了直流輸電網(wǎng)絡的設計難度。

其中，所謂內(nèi)部結(jié)構相同的直流輸電網(wǎng)絡，是指直流電輸出接口個數(shù)相同、直流電輸入接口個數(shù)相同、直流電輸入接口與各直流電輸出接口之間的連接關系也相同，其具體拓撲結(jié)構可以是前述實施例公開的任一個，此處不再贅述。當然，級聯(lián)的各個直流輸電網(wǎng)絡也可以具有不同的直流電輸出接口個數(shù)，只不過這會增加設計的復雜度。

綜上所述，在利用直流電源驅(qū)動相并聯(lián)的直流接觸器動作時，本實用新型在其中幾個直流接觸器的線圈所對應的輸電線路上增設了延時導通電路，這樣就減少了需要同時驅(qū)動的直流接觸器的數(shù)量，從而在避免出現(xiàn)直流接觸器控制電源啟動功率不足的問題的前提下，就可以適當減小所述直流接觸器控制電源的額定功率。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。