專利名稱：電磁驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一驅(qū)動繼電器的電磁驅(qū)動裝置，該繼電器用來控制供給負(fù)載(如電動汽車)的電力的通斷切換。
現(xiàn)有技術(shù)將參照圖8到

圖17來說明。圖8是說明常規(guī)技術(shù)中電磁驅(qū)動裝置構(gòu)造的電路圖。圖9(A)～(D)是該電磁驅(qū)動裝置的時(shí)間波形圖。其中(A)表示一開關(guān)的通狀態(tài)，(B)表示一脈沖信號的狀態(tài)，(C)表示流過一線圈的電流的狀態(tài)，以及(D)表示一接點(diǎn)的狀態(tài)。圖10(A)～(D)是該電磁驅(qū)動裝置的時(shí)間波形圖，其中(A)表示在一工作過程中開關(guān)的狀態(tài)從通狀態(tài)切換到斷狀態(tài)，(B)表示脈沖信號的狀態(tài)，(C)表示流過線圈的電流的狀態(tài)，以及(D)表示接點(diǎn)的狀態(tài)。圖11是說明一常規(guī)電磁驅(qū)動裝置的組成電路圖。圖12(A)～(E)是該電磁驅(qū)動系統(tǒng)的時(shí)間波形圖，其中(A)表示在工作過程中開關(guān)的狀態(tài)從通狀態(tài)切換到斷狀態(tài)，(B)表示脈沖信號的狀態(tài)，(C)表示一第二晶體管的狀態(tài)，(D)表示流過線圈的電流的狀態(tài)，以及(E)表示接點(diǎn)的狀態(tài)。圖13(A)～(F)是該電磁驅(qū)動裝置的時(shí)間波形圖，其中(A)表示在工作過程中開關(guān)的狀態(tài)從通狀態(tài)變到斷狀態(tài)并再次變到通狀態(tài)，(B)表示脈沖信號的狀態(tài)，(C)表示第二晶體管的狀態(tài)，(D)表示流過線圈的電流的狀態(tài)，以及(E)和(F)表示接點(diǎn)的狀態(tài)。圖14是說明另一與圖8有關(guān)的常規(guī)技術(shù)的電磁驅(qū)動裝置的組成電路圖。
圖15(A)～(C)是電磁驅(qū)動裝置的時(shí)間波形圖，其中(A)表示開關(guān)的一通狀態(tài)，(B)表示流過一線圈的電流的狀態(tài)，以及(C)表示一接點(diǎn)的狀態(tài)。圖16是說明另一與圖11有關(guān)的常規(guī)技術(shù)的電磁驅(qū)動裝置結(jié)構(gòu)的電路圖，圖17(A)～(C)是該電磁驅(qū)動裝置的時(shí)間波形圖，其中(A)表示一開關(guān)的通狀態(tài)，(B)表示流過一線圈的電流的狀態(tài)，以及(C)表示一接點(diǎn)的狀態(tài)。
電磁驅(qū)動裝置早已被用于電動汽車或工業(yè)設(shè)備中，在該處由一繼電器內(nèi)的電磁鐵驅(qū)動一用來關(guān)閉或打開一接點(diǎn)的插棒以控制供給負(fù)載的電力的通斷切換。
這類常規(guī)電磁驅(qū)動裝置的第一個例子示于圖8。這個電磁驅(qū)動裝置是為一繼電器關(guān)閉或打開其接點(diǎn)U而配置的。電磁驅(qū)動裝置包括一場效應(yīng)晶體管A，與電磁鐵的線圈X串聯(lián)連接、并作為開關(guān)元件；一脈沖信號產(chǎn)生電路B，產(chǎn)生脈沖信號用以在預(yù)定周期驅(qū)動并導(dǎo)通晶體管A；以及一再生電路D，該電路由用作電力吸收元件的二極管C組成，并與線圈X并聯(lián)連接使得當(dāng)場效應(yīng)管A處在斷開狀態(tài)時(shí)讓再生電流流通。特別，在電源Y和線圈X之間配備有一開關(guān)Z。
其次，將說明上述電磁驅(qū)動裝置的工作過程。如圖9(A)所示，當(dāng)開關(guān)Z處在接通狀態(tài)時(shí)，從電源Y加一電壓至線圈X，讓電流流過線圈X。結(jié)果，線圈X被勵磁。晶體管A在預(yù)定周期由來自脈沖信號產(chǎn)生電路B的脈沖信號(圖9(B))驅(qū)動下導(dǎo)通而產(chǎn)生通斷切換(或所謂的斬波工作)其結(jié)果使流過線圈X的電流大體上保持恒定(如圖9(C)所示)。當(dāng)晶體管A處在接通狀態(tài)時(shí)，一電流流入線圈X，因而線圈X被勵磁。于是，如圖9(D)所示，接點(diǎn)被接通或者被維持于接通狀態(tài)，一電流從電源V流入負(fù)載W。當(dāng)晶體管A關(guān)閉時(shí)，流過線圈X的電流以線圈X中形成的反電動勢作為電源通過流過二極管C而再生。于是，即使晶體管A處在斷開狀態(tài)，線圈X仍被勵磁，因而接通接點(diǎn)C或者維持接點(diǎn)U在接通狀態(tài)(如圖9(D)所示)。結(jié)果，電流從電源V流到負(fù)載W。
與之相反，當(dāng)開關(guān)Z在圖10(A)的T1時(shí)刻被斷開時(shí)，流過線圈X的電流如圖10(C)所示逐漸減少。與此同時(shí)，電磁鐵的吸力也逐漸減小。當(dāng)電流減少到低于圖10(C)所示的某一預(yù)定值11時(shí)，接點(diǎn)U在略微延遲后(例如從T1時(shí)刻起10msec)在圖10D的T2時(shí)刻打開，于是切斷了從電源V流入負(fù)載W的電流。
另一常規(guī)電磁驅(qū)動裝置按圖14和圖15(A)到(C)來說明。在圖14中，和圖8常規(guī)技術(shù)的各元件具有大體相同特性的各元件標(biāo)以相同的字母，只是省略了脈沖信號產(chǎn)生電路。
圖14裝置的工作是當(dāng)電壓加到線圈X時(shí)有一直流電流流過而沒有再生存在。如果電源Y切斷，則有一再生電流流過再生二極管D。如圖15(A)到(C)所示，接點(diǎn)U的關(guān)閉時(shí)間距T1后10msec。
同類常規(guī)電磁驅(qū)動裝置的第二個例子示于圖11。這個電磁驅(qū)動裝置是為關(guān)閉或打開一繼電器的接點(diǎn)U而設(shè)置的。該電磁驅(qū)動裝置包括一與電磁鐵的線圈X串聯(lián)連接的第一場效應(yīng)晶體管A；一產(chǎn)生脈沖信號用以在預(yù)定周期驅(qū)動并導(dǎo)通晶體管A的脈沖信號產(chǎn)生電路B；一包括與兩個互相并聯(lián)的第二晶體管E和齊納二極管F串聯(lián)的二極管C的再生電路D，它與線圈X并聯(lián)連接使得在場效應(yīng)管A處于斷開狀態(tài)時(shí)允許一再生電流流動；以及一控制第二晶體管E通斷切換的第三晶體管G。特別，在電源Y和線圈X之間配置有開關(guān)Z。
其次，將說明上述電磁驅(qū)動裝置的工作過程。與第一個常規(guī)例子類似，當(dāng)開關(guān)Z處于接通狀態(tài)，從電源Y加一電壓到線圈X，讓一電流流過線圈X。結(jié)果，該線圈被勵磁。與第一個常規(guī)例子一樣，由于斬波工作的結(jié)果，流過線圈X的電流維持恒定。當(dāng)晶體管處于斷開狀態(tài)時(shí)，流過線圈X的電流以線圈中形成的反電動勢作為電源通過流過再生電路D的電流而再生。因此，當(dāng)開關(guān)Z處于接通狀態(tài)時(shí)，線圈X被勵磁，從而接通接點(diǎn)U。結(jié)果，電流從電源V流到負(fù)載W。
當(dāng)開關(guān)Z在圖12(A)的T3時(shí)刻切斷時(shí)，脈沖信號產(chǎn)生電路B的工作停止(如圖12(B)所示)，從而使第一晶體管A關(guān)閉。另外，如果開關(guān)Z切斷，第三晶體管G也關(guān)閉，進(jìn)而使第二晶體管E關(guān)閉(如圖12(C)所示)。此時(shí)，存儲在線圈X內(nèi)的能量產(chǎn)生一電流流過組成再生電路D的齊納二極管F和二極管C。當(dāng)開關(guān)Z切斷時(shí)，齊納二極管F很快地消耗存儲在線圈X內(nèi)的能量，因此由反電動勢形成的流過線圈X的電流如圖12(D)所示立即減少。因此，當(dāng)開關(guān)Z切斷時(shí)，流過線圈X的電流立即減少，這樣接點(diǎn)U在圖12(E)的T4時(shí)刻立即斷開。結(jié)果，從電源V流到負(fù)載W的電流被中斷。時(shí)刻T3和T4之間的間隔(例如0.5msec)比第一個常規(guī)例子中時(shí)刻T1和T2之間的間隔短。所以，第二個常規(guī)例子在切斷速度方面比第一個常規(guī)例子有所改進(jìn)。
另一個常規(guī)電磁驅(qū)動裝置將按圖16和17(A)到(C)進(jìn)行說明。在圖16中，除了省略了脈沖信號產(chǎn)生電路外，其他與圖11所示常規(guī)技術(shù)的各元件具有相同性能的各元件標(biāo)以同樣的字母。
圖16裝置的工作是當(dāng)電壓加于線圈X時(shí)，有一直流電流過而無再生存在。如果電源Y切斷，一再生電流流過再生二極管D和齊納二極管F。如圖15(A)到(C)所示，接點(diǎn)U切斷的時(shí)間比時(shí)刻T1后0.5msec。
在上述第一個常規(guī)例子的電磁驅(qū)動裝置中，當(dāng)開關(guān)Z切斷時(shí)，流過線圈X的電流以線圈X中形成的反電動勢作為電源通過流過二極管D而再生。然而，該電流并不非常迅速地減小，因此通過二極管C繼續(xù)流過線圈X一段時(shí)間。結(jié)果，電磁鐵維持在接通狀態(tài)，它可能造成延遲斷開繼電器接點(diǎn)的危險(xiǎn)。更具體說，流過線圈X的電流緩和地減小，而電磁鐵的吸力也緩和地減小。因此，繼電器的接點(diǎn)的切斷速度是低的，從而導(dǎo)致低的切斷能力。對于這種低斷開速度的情況，即使在由于負(fù)載W電路內(nèi)發(fā)生短路需要立即斷開接點(diǎn)的情況下，由于接點(diǎn)一時(shí)不斷開，存在著危險(xiǎn)狀態(tài)的風(fēng)險(xiǎn)。更具體說，例如，在電動汽車發(fā)生事故或者工業(yè)設(shè)備有事故的情況下，短路將造成危險(xiǎn)狀態(tài)，除非作為電源的馬達(dá)電路內(nèi)的繼電器立即斷開。
在第二個常規(guī)例子的電磁驅(qū)動裝置中，當(dāng)開關(guān)Z切斷時(shí)，齊納二極管F立即消耗存儲在線圈X內(nèi)的能量，由反電動勢產(chǎn)生的流過線圈X的電流立即減小。因此，電磁鐵能立即斷開。換句話說，流過線圈X的電流立即減少，而電磁鐵的吸力也立即減小。因而，繼電器接點(diǎn)的切斷速度改進(jìn)了，從而導(dǎo)致切斷能力的改善。
然而，在這個電磁驅(qū)動裝置中，采用接觸開關(guān)或半導(dǎo)體開關(guān)作為開關(guān)Z以控制電源電壓的通斷切換。在接觸開關(guān)場合下，由于物理的震動存在瞬時(shí)誤切斷開關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。另外，在半導(dǎo)體開關(guān)場合下，由于外部噪聲或者用以啟動開關(guān)的信號所引起的誤操作，存在瞬時(shí)的誤切斷開關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)。更具體說，在這種電磁驅(qū)動裝置用于電動汽車等的場合下，如果開關(guān)Z是一接觸開關(guān)，駕駛電動汽車造成的震動會瞬時(shí)斷開接點(diǎn)。另外，在開關(guān)Z是一半導(dǎo)體開關(guān)的場合下，伴隨電動汽車的駕駛外部環(huán)境中的變化所造成的噪聲會瞬時(shí)切斷開關(guān)。
如上所述，即使無意地切斷開關(guān)Z，也存在著立即誤切斷電磁鐵的危險(xiǎn)，從而導(dǎo)致繼電器接點(diǎn)的不正常工作。
更具體說，如圖13(A)到13(C)所示，即使在由于某些原因開關(guān)Z無意地在時(shí)刻T5被切斷，并且在開關(guān)Z切斷后立即在時(shí)刻T7(例如T5后1msec)重新接通的情況下，流過線圈X的電流也會如圖13(D)所示立即減小。如圖13(E)所示，接點(diǎn)U在時(shí)刻T5和T7之間的時(shí)刻T6斷開(例如T5后0.5msec)。
在維持接點(diǎn)U處于接通狀態(tài)的電流設(shè)置成大于閉合該接點(diǎn)U所需的電流的場合下，如果大于預(yù)定值I1的接通電源所需的電流重新流過，則如圖13(E)所示，接點(diǎn)U接通。反之，如果閉合接點(diǎn)U所需的電流大于維持接點(diǎn)U處于接通狀態(tài)的電流，則圖13(D)所示的電流流過不能使接點(diǎn)U閉合。結(jié)果，如圖13(F)所示在時(shí)刻T6以后接點(diǎn)U繼續(xù)保持在切斷狀態(tài)。
本發(fā)明是根據(jù)背景技術(shù)中的上述缺點(diǎn)設(shè)想出的，本發(fā)明的目的是提供一電磁驅(qū)動裝置，它能在所需時(shí)刻立即切斷一電磁鐵并且即使電源供電有瞬時(shí)中斷也能防止該電磁鐵誤切斷。
為了解決上述缺點(diǎn)，按照本發(fā)明，一電磁驅(qū)動裝置包括有一與電磁鐵的線圈串聯(lián)連接的切換元件；在預(yù)定周期產(chǎn)生一脈沖信號用以接通該切換元件的脈沖信號產(chǎn)生電路；與一包括開關(guān)部分和一功率吸收元件組成的并聯(lián)電路串聯(lián)連接的一二極管；一再生電路，當(dāng)開關(guān)部分和切換元件從接通狀態(tài)轉(zhuǎn)換成開關(guān)部分接通而切換元件切斷并且電源電壓加于電磁鐵線圈時(shí)該再生電路讓再生的電流流通，而當(dāng)開關(guān)部分和切換元件都切斷時(shí)該再生電路使功率吸收元件立即減小流過電磁鐵線圈的電流；以及一延遲電路，它利用施加的電源電壓將開關(guān)部分接通并在施加電壓停止后的一預(yù)定時(shí)間內(nèi)使開關(guān)部分維持于接通狀態(tài)。
按照本發(fā)明，一電磁驅(qū)動裝置包括開關(guān)部分，它包括與功率吸收元件并聯(lián)連接的一晶體管；連接在該晶體管的基極與集電極之間的光敏晶體管；以及發(fā)光以控制光敏晶體管的通斷切換的發(fā)光二極管。
按照本發(fā)明，一電磁驅(qū)動裝置包括一與電磁鐵線圈串聯(lián)連接的切換元件；在預(yù)定周期產(chǎn)生脈沖信號用以接通切換元件的一脈沖信號產(chǎn)生電路；一再生電路，它包括與一由開關(guān)部分和功率吸收元件組成的并聯(lián)電路串聯(lián)連接的一二極管，并且該再生電路與一線圈并聯(lián)連接使得當(dāng)該切換元件處于切斷狀態(tài)時(shí)讓再生電流流通；連接在晶體管的基極與集電極之間的一光敏晶體管用以控制該晶體管的通斷切換；發(fā)光以控制光敏晶體管的通斷切換的發(fā)光二極管；以及一延遲電路，它在所施加的電源停止后一預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)繼續(xù)對發(fā)光二極管饋電。
按照本發(fā)明，一電磁驅(qū)動裝置包括一延遲電路，該延遲電路含有一電容器，它在施加電源電壓期間能被充電而在施加電源電壓停止后一段預(yù)定時(shí)間內(nèi)向開關(guān)部分放電；以及與該電容器并聯(lián)連接的一齊納二極管。
按照本發(fā)明，一電磁驅(qū)動裝置包括一延遲電路，該延遲電路包括一電容器，它在施加電源電壓期間能被充電而在施加電源電壓停止后一段預(yù)定時(shí)間內(nèi)向開關(guān)部分放電；并且該電磁驅(qū)動裝置進(jìn)一步包括一電源電壓檢測電路，它在電源電壓高于一預(yù)定值時(shí)為電容器施加一給定的充電電壓，而如果電源電壓低于一預(yù)定電壓則不為電容器施加電壓。
按照本發(fā)明，一電磁驅(qū)動裝置包括一輸出基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓電路；以及一比較器，該比較器將該基準(zhǔn)電壓與電容器上的電壓作比較并輸出一控制信號以控制該開關(guān)部分的通斷切換。
附圖的簡要說明圖1是說明本發(fā)明的第一個實(shí)施例的電路圖；圖2(A)～(E)是本發(fā)明的電磁驅(qū)動裝置的時(shí)間波形圖，其中(A)表示在工作過程其中一開關(guān)從接通狀態(tài)改變到斷開狀態(tài)，(B)表示一脈沖信號的狀態(tài)，(C)表示一第二晶體管的狀態(tài)，(D)表示通過線圈的電流的狀態(tài)，以及(E)表示一接點(diǎn)的狀態(tài)；圖3(A)～(E)是本發(fā)明電磁驅(qū)動裝置的時(shí)間波形圖，其中(A)表示在工作過程中該開關(guān)狀態(tài)從接通狀態(tài)改變到斷開狀態(tài)又再次變到接通狀態(tài)，(B)表示該脈沖信號的狀態(tài)，(C)表示該第二晶體管的狀態(tài)，(D)表示流過線圈的電流的狀態(tài)，以及(E)表示該接點(diǎn)的狀態(tài)；圖4是說明按照本發(fā)明的第二個實(shí)施例的電磁驅(qū)動裝置組成的電路圖；圖5是說明按照本發(fā)明的第三個實(shí)施例的電磁驅(qū)動裝置組成的電路圖；圖6說明按照本發(fā)明的一變型的電磁驅(qū)動裝置組成的電路圖；圖7是說明按照本發(fā)明一變型的電磁驅(qū)動裝置組成的電路圖；圖8是說明現(xiàn)有技術(shù)中電磁驅(qū)動裝置組成的電路圖；圖9(A)～(D)是現(xiàn)有技術(shù)電磁驅(qū)動裝置的時(shí)間波形圖，其中(A)表示一開關(guān)的接通狀態(tài)，(B)表示一脈沖信號的狀態(tài)，(C)表示流過一線圈的電流的狀態(tài)，以及(D)表示一接點(diǎn)的狀態(tài)；圖10(A)～(D)是該電磁驅(qū)動裝置的時(shí)間波形圖，其中(A)表示在一工作過程中該開關(guān)狀態(tài)從接通狀態(tài)切換到斷開狀態(tài)，(B)表示該脈沖信號的狀態(tài)，(C)表示流過該線圈的電流的狀態(tài)，以及(D)表示該接點(diǎn)的狀態(tài)；圖11是說明一常規(guī)電磁驅(qū)動裝置構(gòu)成的電路圖；圖12(A)～(E)是該現(xiàn)有技術(shù)電磁驅(qū)動系統(tǒng)的時(shí)間波形圖，其中(A)表示在工作過程中該開關(guān)的狀態(tài)從接通狀態(tài)改變到斷開狀態(tài)，(B)表示該脈沖信號的狀態(tài)，(C)表示一第二晶體管的狀態(tài)，(D)表示流過線圈的電流的狀態(tài)，以及(E)表示該接點(diǎn)的狀態(tài)；圖13(A)～(F)是該現(xiàn)有技術(shù)電磁驅(qū)動裝置的時(shí)間波形圖，其中(A)表示在工作過程中該開關(guān)的狀態(tài)從接通狀態(tài)改變到斷開狀態(tài)而又再次改變到接通狀態(tài)，(B)代表該脈沖信號的狀態(tài)，(C)表示該第二晶體管的狀態(tài)，(D)表示流過該線圈的電流的狀態(tài)，以及(E)和(F)表示接點(diǎn)的狀態(tài)；圖14是說明另一常規(guī)電磁驅(qū)動裝置的電路圖；圖15(A)到(C)是該另一常規(guī)電磁驅(qū)動裝置的時(shí)間波形圖；圖16是說明又一常規(guī)電磁驅(qū)動裝置的電路圖；圖17(A)到(C)是該又一常規(guī)電磁驅(qū)動裝置的時(shí)間波形圖；圖18到21是說明本發(fā)明變更實(shí)施例的電路圖；圖22是具有定時(shí)器電路的本發(fā)明的電路圖；圖23和24是本發(fā)明另外兩個變更實(shí)施例的電路圖；圖25(A)～(D)和26(A)～(D)是本發(fā)明另兩個變更實(shí)施例的時(shí)間波形圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明第一實(shí)施例按照本發(fā)明的第一實(shí)施例的電磁驅(qū)動裝置將參照圖1到圖3說明。
圖1是說明一電磁驅(qū)動裝置組成的電路圖，而圖2(A)～(E)是該電磁驅(qū)動裝置的時(shí)間波形圖，其中(A)表示在工作過程中一開關(guān)的狀態(tài)從接通狀態(tài)改變到斷開狀態(tài)，(B)表示一脈沖信號(切換元件內(nèi)柵極和源極間的電壓)的狀態(tài)，(C)表示一第二晶體管的狀態(tài)，(D)表示流過一線圈的電流的狀態(tài)，以及(E)表示一接點(diǎn)的狀態(tài)。圖3(A)～(E)是該電磁驅(qū)動裝置的時(shí)間波形圖，其中(A)表示在工作過程中該開關(guān)的狀態(tài)從接通狀態(tài)改變到斷開狀態(tài)而又再次變到接通狀態(tài)，(B)表示該脈沖信號(切換元件內(nèi)柵極和源極間的電壓)的狀態(tài)，(C)表示該第二晶體管的狀態(tài)，(D)表示流過該線圈的電流的狀態(tài)，以及(E)表示該接點(diǎn)的狀態(tài)。
本電磁驅(qū)動系統(tǒng)是為一繼電器通斷其接點(diǎn)U而設(shè)置的。
標(biāo)號1代表一第一場效應(yīng)晶體管(一切換元件)，它與一加有電源2的電源電壓Vin的電磁鐵的線圈3串聯(lián)連接。此第一場效應(yīng)晶體管可以控制電源2為線圈3提供的電流的通斷切換。
標(biāo)號4代表一再生電路，該再生電路包括一與開關(guān)部分24和作為功率吸收元件的第一齊納二極管所組成的并聯(lián)電路串聯(lián)連接的二極管7。
開關(guān)部分24包括一光耦合器8和一第二晶體管5。光耦合器8是由一發(fā)光二極管9和一光敏晶體管10組成的，該光敏晶體管10的切換工作是由發(fā)光二極管9所發(fā)出的光控制的。
更具體地說，二極管7的陽極與第一齊納二極管6的陽極相連也和第二晶體管5的發(fā)射極相連。再生電路4和線圈3并聯(lián)連接。發(fā)光二極管9的陽極和延遲電路11的放電電阻13的一端相連，延遲電路將在以后說明。發(fā)光二極管9的陰極接地。光敏晶體管10的發(fā)射極連到第二晶體管5的基極，而其集電極連到第二晶體管5的集電極。第二晶體管的集電極還連到第一齊納二極管6的陰極。
標(biāo)號11代表一延遲電路，該延遲電路包括有一充電電阻12，放電電阻13，第二齊納二極管14，以及一電容器15。更具體地說，充電電阻12的一端連到線圈3，而另一端連到放電電阻13的另一端。第二齊納二極管14的陰極連到充電電阻12以及放電電阻13的另一端。第二齊納二極管14的陽極接地。電容器15的一端接地，而另一端連到第二齊納二極管14的陰極?？傊?，電容器15與第二齊納二極管14并聯(lián)連接。
標(biāo)號16代表一脈沖信號產(chǎn)生電路，該電路靠來自電源2的電源電壓Vin工作并連接到第一晶體管1的柵極。如圖2(B)和3(B)所示，該脈沖信號產(chǎn)生電路16在預(yù)定周期產(chǎn)生一脈沖信號以驅(qū)動和接通第一晶體管1。
標(biāo)號17代表一開關(guān)，它由一接觸開關(guān)或者一半導(dǎo)體開關(guān)組成，用來通斷切換從電源2施加給線圈3、延遲電路11、以脈沖信號產(chǎn)生電路16的電源電壓Vin。
其次，來說明具有上述電路構(gòu)造的電磁驅(qū)動裝置的工作過程。當(dāng)開關(guān)17接通時(shí)，從電源2分別施加電源電壓Vin給線圈3、延遲電路11、以及脈沖信號產(chǎn)生電路16。在一開始，脈沖信號產(chǎn)生電路16增加其占空比以便增加勵磁電流，這樣驅(qū)動力增加以瞬間接通接點(diǎn)U。一旦接點(diǎn)已被接通，只需要小量的勵磁電流來保持接點(diǎn)U處于接通狀態(tài)。于是，脈沖信號產(chǎn)生電路16減小其占空比以便節(jié)省能量。起始線圈勵磁電流總是大于預(yù)定的電流I1(斷開電流)。
延遲電路11的電容器15通過充電電阻12被充電直到電容器15兩端的電壓等于第二齊納二極管14的齊納電壓。如果電容器15上的電壓在其充電過程中變得大于發(fā)光二極管9的工作電壓，則發(fā)光二極管9發(fā)光。光敏晶體管10由這樣發(fā)出的光接通，它進(jìn)而又將第二晶體管5接通。
如果開關(guān)17如圖2(A)所示是接通的，脈沖信號產(chǎn)生電路16與上述一系列工作同時(shí)工作，并輸出一脈沖信號以圖2(B)所示的預(yù)定周期(例如20KHz的頻率，這取決于線圈電感和電阻)驅(qū)動且接通第一晶體管1。結(jié)果，第一晶體管1的通斷切換受控制，從而使流向線圈3的電流按斬波方式受到控制以便大體上保持在一給定值。更具體地說，當(dāng)?shù)谝痪w管1處于接通狀態(tài)時(shí)，電源2提供一電流給線圈3，從而將電磁鐵接通。反之，當(dāng)?shù)谝痪w管1處于斷開狀態(tài)時(shí)，按前述的方式利用線圈3中形成的反電動勢作為電源使流過線圈3的電流通過一串聯(lián)電路得到再生，該串聯(lián)電路由處于接通狀態(tài)的第二晶體管5和二極管7所組成。通過上述一系列的工作，在開關(guān)17處于接通狀態(tài)時(shí)，線圈3被勵磁。如圖2(E)所示，接點(diǎn)U被接通，從而電流從電源V流向負(fù)載W。
其次，當(dāng)開關(guān)17在圖2(A)的時(shí)刻T8被切斷時(shí)，如圖2(B)所示，脈沖信號產(chǎn)生電路16的工作停止從而將晶體管1斷開。與該一系列工作同時(shí)發(fā)生，存儲在電容器15內(nèi)的電荷通過放電電阻13放電。于是，電容器1 5上的電壓從第二齊納二極管14的齊納電壓減小到零。當(dāng)電容器15上的電壓高于發(fā)光二極管9的工作電壓時(shí)，該發(fā)光二極管9繼續(xù)發(fā)光，從而使光敏晶體管10導(dǎo)通。與之有關(guān)，第二晶體管5保持在通狀態(tài)(圖2(C))。此時(shí)，如圖2(D)所示，存儲在線圖3內(nèi)的能量使得電流通過與線圈3并聯(lián)的、且由第二晶體管5及二極管7組成的電路連續(xù)流動。結(jié)果，如圖2(E)所示，電磁鐵仍保持在接通狀態(tài)。
如圖2(C)的時(shí)刻T9所示，如果開關(guān)17切斷后經(jīng)過一段預(yù)定時(shí)間T10(例如，1.5msec，它取決于線圈的電感和電阻)，并且如果電容器15上的電壓變得小于發(fā)光二極管9的工作電壓，則發(fā)光二極管9停止發(fā)光，使光敏晶體管10斷開。結(jié)果，如圖2(C)所示，第二晶體管5斷開，這樣存儲在線圈3中的能量由流過與線圈3并聯(lián)且由第一齊納二極管6和二極管7組成的串聯(lián)電路的電流所消耗。第一齊納二極管6立即消耗存儲在線圈3內(nèi)的能量，因而通過線圈3的電流立即減小，將電磁鐵切斷。例如，如圖2(E)所示，切斷電磁鐵的時(shí)間是在時(shí)刻T8后2msec。
在這個電磁驅(qū)動裝置內(nèi)，即使電源2施加的電壓有無意和瞬時(shí)的中斷，延遲電路11也會繼續(xù)對發(fā)光二極管9流過一電流直到經(jīng)過預(yù)定的一段時(shí)間T10，因此，發(fā)光二極管9繼續(xù)發(fā)光。于是，光敏晶體管10保持在接通狀態(tài)，而第二晶體管5也保持在接通狀態(tài)。結(jié)果，即使第二晶體管接通也能為線圈3提供一再生的電流。線圈3繼續(xù)被勵磁，因而使電磁鐵接通。另外，在經(jīng)過預(yù)定一段時(shí)間T10后，利用線圈3中形成的反電動勢作為電源通過流過再生電路4的第二齊納二極管14而再生出流過線圈3的電流，而這樣再生出的電流立刻減少。
反之，如圖3(A)所示，如果開關(guān)17在時(shí)刻T8被切斷，而在經(jīng)過一段時(shí)間T10前的時(shí)刻T11(例如時(shí)刻T8后1msec)再次被接通，第二晶體管5如圖2(C)所示保持在通狀態(tài)。于是如圖2(D)所示，再生的電流流過線圈3一直到從電源供給線圈3的電流重新恢復(fù)，這樣使線圈3勵磁。接點(diǎn)U保持在接通狀態(tài)，而電流從電源V流向負(fù)載W。
結(jié)果，電磁鐵可以立即切斷，并且即使開關(guān)17有瞬間的斷開也能防止電磁鐵誤切斷。
與第二齊納二極管14并聯(lián)的電容器15上的電壓保持在齊納電壓上，即使電源電壓Vin有變化也是如此。因此，儲存在電容器15內(nèi)的電荷量成為穩(wěn)定的，由此在施加的電壓停止后向發(fā)光二極管9放電的電荷量也成為穩(wěn)定的，從而得到恒定的放電時(shí)間。據(jù)此，按需要設(shè)置電容器15的電容量可以來控制發(fā)光二極管9繼續(xù)發(fā)光的預(yù)定時(shí)間間隔。第二實(shí)施例圖4是說明一電磁驅(qū)動裝置組成的電路圖。在圖4中，與第一實(shí)施例中的元件有大體同樣性能的各元件標(biāo)以同樣的標(biāo)號，而只有不同的各元件才加以說明。
第二實(shí)施例的電磁驅(qū)動裝置除了第一實(shí)施例的各元件外還提供一輸出基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓電路18，一比較器19，用以比較基準(zhǔn)電壓和電容器15上電壓并輸出一發(fā)光控制信號以控制發(fā)光二極管9發(fā)光狀態(tài)，以及一內(nèi)部電源電路20，該電路驅(qū)動比較器19并輸出一啟動基準(zhǔn)電壓電路18的內(nèi)部電源電壓Vf。
更具體地說，比較器19的同相輸入端連接到電容器15的一端，而其反相輸入端連接到基準(zhǔn)電壓電路18。比較器19的輸出端通過電阻聯(lián)到發(fā)光二極管9的陽極。比較器19將電容器15上的電壓和基準(zhǔn)電壓作比較。如果電容器15上電壓高于基準(zhǔn)電壓，比較器19輸出一“高電平”發(fā)光控制信號給發(fā)光二極管9。反之，如果電容器15上的電壓低于基準(zhǔn)電壓，比較器19輸出一“低電平”發(fā)光控制信號給發(fā)光二極管9。
放電電阻13的一端接地而另一端連接到電容器15的一端，簡言之，放電電阻13與電容器15并聯(lián)。
內(nèi)部電源電路20依靠開關(guān)17接通時(shí)存儲在內(nèi)部的能量即使當(dāng)開關(guān)17切斷時(shí)還能繼續(xù)在一段時(shí)間內(nèi)輸出內(nèi)部電源電壓Vf。因此，即使開關(guān)17切斷，還可以使比較器19和基準(zhǔn)電壓電路18繼續(xù)工作一段時(shí)間。
其次，來說明上述電磁驅(qū)動裝置的工作。如同第一實(shí)施例的情況一樣，當(dāng)開關(guān)17接通時(shí)，電源2的供電電壓Vin分別加到線圈3、延遲電路11、和脈沖信號產(chǎn)生電路16。延遲電路11的電容器15通過充電電阻12被充電。如果在電容器15充電期間電容器15上的電壓變得高于基準(zhǔn)電壓電路18的基準(zhǔn)電壓，比較器19輸出“高電平”發(fā)光控制信號，因此發(fā)光二極管9發(fā)光。于是光敏晶體管10接通，第二晶體管也接通。
如同第一實(shí)施例情況一樣，在開關(guān)17處于接通狀態(tài)時(shí)，脈沖信號產(chǎn)生電路16工作并且與上述一系列工作同時(shí)地產(chǎn)生一脈沖信號。第一晶體管1接通或切斷，因而流過線圈3的電流被控制成斬波狀態(tài)并大體保持一恒定值。結(jié)果，電磁鐵保持在接通狀態(tài)。
其次，當(dāng)開關(guān)17切斷時(shí)，脈沖信號產(chǎn)生電路16的工作停止，而第一晶體管1切斷。與這一系列工作同時(shí)發(fā)生，電容器15內(nèi)存儲的電荷通過放電電阻13放電。因此，電容器15上的電壓從第二齊納二極管14的齊納電壓減少到零。當(dāng)電容器15上的電壓大于基準(zhǔn)電壓電路18的基準(zhǔn)電壓時(shí)，比較器19從輸出端輸出“高電平”發(fā)光控制信號給發(fā)光二極管9，因此發(fā)光二極管9繼續(xù)發(fā)光。光敏晶體管10接通，它進(jìn)而使第二晶體管5保持在接通狀態(tài)。此時(shí)，存儲在線圈3內(nèi)的能量仍繼續(xù)使一電流流過與線圈3并聯(lián)的并由第二晶體管5和二極管7所組成的串聯(lián)電路，從而使電磁鐵保持在接通狀態(tài)。
當(dāng)開關(guān)17處于斷開狀態(tài)后過了一預(yù)定時(shí)間，且如果電容器15上的電壓變得低于基準(zhǔn)電壓電路18的基準(zhǔn)電壓，比較器19從其輸出端輸出“低電平”發(fā)光控制信號給發(fā)光二極管9，因此發(fā)光二極管9停止發(fā)光。結(jié)果，光敏晶體管10切斷，它轉(zhuǎn)而使第二晶體管5進(jìn)入切斷狀態(tài)。存儲在線圈3內(nèi)的能量由流到與線圈3并聯(lián)的、由第一齊納二極管6和二極管7組成的串聯(lián)電路的電流所消耗。第一齊納二極管6立即消耗掉存在線圈3內(nèi)的能量，其結(jié)果使流過線圈3的電流立即減少，從而切斷電磁鐵。
如同第一實(shí)施例的情況一樣，具有前述構(gòu)造的電磁驅(qū)動裝置能在所需時(shí)間立即切斷電磁鐵而沒有誤動作。
另外，如同第一實(shí)施例情況一樣，按需要設(shè)置電容器15的電容量可以控制發(fā)光二極管9繼續(xù)發(fā)光的預(yù)定時(shí)間間隔。
發(fā)光二極管9的發(fā)光不是由電容器15的放電后減少的電壓來控制的，而是由比較器19根據(jù)比較基準(zhǔn)電壓和電容器15上的電壓的結(jié)果所輸出的發(fā)光控制信號來控制的。換句話說，即使電容器15上的電壓逐漸減少，只要電容器1 5上的電壓高于基準(zhǔn)電壓，比較器19就輸出“高電平”發(fā)光控制信號，因此發(fā)光二極管9發(fā)光。如果電容器15上的電壓變得低于基準(zhǔn)電壓，比較器19輸出“低電平”發(fā)光控制信號，從而中斷發(fā)光二極管9的發(fā)光。結(jié)果，發(fā)光二極管9的發(fā)光狀態(tài)可以相對基準(zhǔn)電壓來控制，因此可以改進(jìn)發(fā)光二極管9繼續(xù)發(fā)光的預(yù)定時(shí)間間隔的精確度。第三實(shí)施例圖5到7是說明一電磁驅(qū)動裝置構(gòu)成的電路圖。在圖5到7中，與第二實(shí)施例中元件具有相同性能的各元件標(biāo)以同樣的標(biāo)號，而只有不同的元件才加以說明。
與電磁驅(qū)動裝置配有第二齊納管14的第二實(shí)施例不同，第三實(shí)施例的電磁驅(qū)動裝置配有電源電壓檢測電路21。
更具體地說，電源電壓檢測電路21是利用內(nèi)部電源電路20作為穩(wěn)定電源來驅(qū)動的，并檢測來自電源2的施加電壓的狀態(tài)。當(dāng)施加有電源電壓Vin時(shí)，電源電壓檢測電路21輸出一“高電平”充電控制信號，它是由內(nèi)部電源電路20輸出的內(nèi)部電源電壓Vf組成的并具有給定的電壓。反之，沒有施加電源電壓Vin時(shí)，電源電壓檢測電路21輸出一具有給定電壓的“低電平”充電控制信號。此電源電壓檢測電路21連接到脈沖信號產(chǎn)生電路16和充電電阻12的各相應(yīng)端。
其次，將說明上述電磁驅(qū)動裝置的工作。當(dāng)開關(guān)17接通時(shí)，電源電壓檢測電路21檢測來自電源2的施加電壓的狀態(tài)并輸出具有給定電壓的“高電平”充電控制信號?！案唠娖健背潆娍刂菩盘柤拥诫娙萜?5兩端，通過充電電阻12充電直到電容器15上的電壓等于“高電平”充電控制信號。在電容器15的充電過程中，當(dāng)電容器15的充電電壓變得高于連接在比較器19反相輸入端的基準(zhǔn)電壓電路18的基準(zhǔn)電壓時(shí)，比較器19從其輸出端輸出“高電平”發(fā)光控制信號?！案唠娖健卑l(fā)光控制信號加到發(fā)光二極管9使發(fā)光二極管9發(fā)光。結(jié)果，光敏晶體管10被接通，它進(jìn)而將第二晶體管5接通。
如同第二實(shí)施例的情況一樣，當(dāng)開關(guān)17處于接通狀態(tài)，脈沖信號產(chǎn)生電路16與上述一系列工作同時(shí)地工作并產(chǎn)生一脈沖信號。第一晶體管1接通或斷開，從而以斬波形式控制流過線圈3的電流，維持它大體上恒定。結(jié)果，電磁鐵保持在接通狀態(tài)。
其次，當(dāng)開關(guān)17切斷時(shí)，電源電壓檢測電路21檢測來自電源2的施加電壓的狀態(tài)并輸出具有給定電壓的“低電平”充電控制信號。脈沖信號產(chǎn)生電路16的工作停止而第一晶體管1切斷。與這一系列工作同時(shí)發(fā)生，存儲在電容器15內(nèi)的電荷通過放電電阻13放電。因此，電容器15上的電壓從“高電平”充電控制信號的電壓減小到零。和第二實(shí)施例情況一樣，電磁鐵保持在接通狀態(tài)。
當(dāng)開關(guān)17處于切斷狀態(tài)時(shí)如果經(jīng)過了一段預(yù)定時(shí)間，并且如果電容器15上的電壓變得低于基準(zhǔn)電壓，存儲在線圈3內(nèi)的能量，如第二實(shí)施例一樣，由流向與線圈3并聯(lián)的由第一齊納二極管6和二極管7所組成的串聯(lián)電路的電流消耗掉。第一齊納二極管6立即消耗存儲在線圈3內(nèi)的能量，結(jié)果流過線圈3的電流立即減小，從而切斷電磁鐵。
與第二實(shí)施例類似，具有上述結(jié)構(gòu)的電磁驅(qū)動裝置可以在所需時(shí)間立即切斷電磁鐵而無誤動作。
另外，如同第一和第二實(shí)施例情況一樣，由于可以相對基準(zhǔn)電壓來控制發(fā)光二極管9的發(fā)光狀態(tài)，因此能改進(jìn)發(fā)光二極管9繼續(xù)發(fā)光的預(yù)定時(shí)間間隔的精確度。
電容器15的充電狀態(tài)不是受會變的電源電壓Vin控制的，而是受具有給定電壓的充電控制信號控制的，該充電控制信號是電源電壓檢測電路21根據(jù)來自電源2的施加電壓的狀態(tài)而輸出的。因此，即使電源電壓Vin有變化，存儲在電容器15內(nèi)的電荷量也會成為恒定的，從而導(dǎo)致在施加電源停止后固定的電荷量放電到發(fā)光二極管9。結(jié)果，放電時(shí)間間隔成為恒定。因此，按需要設(shè)置電容器15的電容量可以控制發(fā)光二極管9的繼續(xù)發(fā)光預(yù)定時(shí)間間隔。
雖然在第一到第三實(shí)施例中延遲電路11配備有電容器15，該電容器15能在施加電源2的電壓期間充電，而在施加電壓停止后一段預(yù)定時(shí)間間隔向發(fā)光二極管9放電，但本發(fā)明并不限于這類延遲電路。延遲電路可以由不同于電源2的一電源和一定時(shí)器電路組成，如圖22所示。
雖然在第一和第二實(shí)施例中，延遲電路11的電容器15是與第二齊納二極管14并聯(lián)的，但第二齊納管14也可不并聯(lián)電容器15；例如，在不要求嚴(yán)格控制發(fā)光二極管9的繼續(xù)發(fā)光的預(yù)定時(shí)間的場合。在此場合下，元件數(shù)目可以減少。
如圖6所示，開關(guān)部分24可以由光敏晶體管10組成，它兼作了在第一到第三實(shí)施例中所采用的第二晶體管5，在加到線圈3的電流相對較小的情況時(shí)，第一到第三實(shí)施例所采用的第二晶體管5可以省略，因而可以減少元件數(shù)目。
如圖7所示，開關(guān)部分24可以由光敏二極管22組成而不采用第一到第三實(shí)施例中所用的光敏晶體管10。在此情況下，發(fā)光二極管9發(fā)光的結(jié)果使光敏二極管22產(chǎn)生一電壓，從而接通場效應(yīng)晶體管23。
圖18到21給出了在第一實(shí)施例的圖1的電路圖基礎(chǔ)上作更改的一些例子。在圖18中，再生電路開關(guān)部分的連接部分作了改變。在圖19中，開關(guān)元件放置在電源2的正端。在圖20中，再生電路開關(guān)部分的連接部分作了改變并且開關(guān)元件放置在電源2的正端。這些電路的時(shí)間波形圖也如圖2(A)到(E)和圖3(A)到(E)所示。具體地說，圖18所示電路圖是并不總設(shè)置有光耦合器8的。與圖20有關(guān)的更詳細(xì)的電路圖示于圖21。在這些例子中，當(dāng)再生電流流動的，電路圖中的再生電路構(gòu)成是相同的。
圖21中的裝置的工作如下。當(dāng)施加電源電壓時(shí)，從電源通過電阻13提供一基極電流使晶體管5接通這樣線圈電流受開關(guān)工作的控制。當(dāng)施加的電源電壓停止時(shí)，存儲在電容器15內(nèi)的電荷被用作晶體管5的基極電流。于是在預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)晶體管5被接通以抑制線圈電流的衰減。
從停止施加電源電壓后經(jīng)過一段預(yù)定時(shí)間間隔，存儲在電容器15內(nèi)的電荷減少了，這樣不可能提供維持晶體管接通的基極電流。于是，晶體管切斷，而線圈電流通過齊納二極管快速衰減。
可以用場效應(yīng)管(FET)替代晶體管5。如采用FET，電荷存儲在電容器15內(nèi)。這樣，停止施加電源電壓后的一段預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)，可以將電壓供給FET的柵極使FET在預(yù)定的一段時(shí)間導(dǎo)通。在預(yù)定時(shí)間間隔后，存在電容器15內(nèi)的電荷被放電使加到柵極的電壓減少從而切斷FET。一般說來，光耦合器8是昂貴的，當(dāng)采用FET時(shí)則可降低制造成本。
這些更改的例子的概念同樣適用于本發(fā)明的第二和第三實(shí)施例。
下列的其他實(shí)施例同樣達(dá)到本實(shí)施例的目的。
圖23和24給出了本發(fā)明的其他實(shí)施例，與圖1所示的本發(fā)明第一實(shí)施例中元件具有大體相同性能的元件標(biāo)有同樣的數(shù)字，只是省略了脈沖信號產(chǎn)生電路16和開關(guān)部分24的光耦合器8。
圖23和24中的裝置的工作是相同的。當(dāng)停止施加來自電源2的電壓時(shí)，再生電流流過開關(guān)部分24和再生二極管以抑制線圈電流的衰減。此后，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)定的時(shí)間間隔時(shí)，開關(guān)24切斷，這樣再生電流流過齊納二極管以迅速衰減線圈電流。
圖25(A)到(C)給出了電磁驅(qū)動裝置在開關(guān)17為正常切斷狀態(tài)時(shí)的時(shí)間波形圖。與本發(fā)明第一實(shí)施例類似，時(shí)間間隔T10′離時(shí)刻T8′有1.5msec。
圖26(A)到(C)給出了電磁驅(qū)動裝置在施加的電源電壓無意和瞬間中斷時(shí)的時(shí)間波形圖。與本發(fā)明第一實(shí)施例類似，時(shí)間間隔T11′離時(shí)刻T8′有1.5msec。一般說來，光耦合器8是昂貴的，當(dāng)省略光耦合器8時(shí)制造成本降低。
在這些實(shí)施例中，切換頻率和延遲時(shí)間設(shè)置為20KHz和1.5msec。然而，本發(fā)明并不局限于這些數(shù)值。這些值是根據(jù)電磁線圈的電感和電阻而改變的。當(dāng)電磁線圈的電阻低于電感時(shí)，被線圈電阻消耗的能量占得少而線圈中存儲的能量占得多。因此，在切斷狀態(tài)(再生模式)中再生電流在時(shí)間處理上的衰減量增加。這就是說，線圈電流從切斷開關(guān)開始到達(dá)斷開電磁鐵時(shí)的電流所需的時(shí)間變長了，因此切換頻率是小的而延遲時(shí)間則設(shè)置得長。
另外，在電磁鐵產(chǎn)生的熱不造成問題的場合下，如果吸住電磁鐵的平均線圈電流變大，則線圈電流從切斷開關(guān)開始到達(dá)斷開電磁鐵時(shí)的電流所需的時(shí)間變長，因此切換頻率設(shè)小而延遲時(shí)間設(shè)得長。
根據(jù)本發(fā)明，即使施加的電源電壓有瞬間和無意的中斷，一延遲電路仍連續(xù)保持開關(guān)部分處于接通狀態(tài)直到過一段預(yù)定時(shí)間間隔。利用線圈內(nèi)形成的反電動勢作為電源通過流過開關(guān)部分使流過線圈的電流再生，從而連續(xù)使該線圈勵磁。結(jié)果，電磁鐵可以保持在接通狀態(tài)。另外，經(jīng)過一段預(yù)定的時(shí)間間隔后，利用線圈內(nèi)形成的反電動勢作為電源使流過線圈的電流通過再生電路的功率吸收元件而得到再生。然后，這樣再生的電流立即減小。結(jié)果，電磁鐵的驅(qū)動可在所需時(shí)間立即終止，而線圈電流可立即衰減。由于這些原因，繼電器的接點(diǎn)斷開速度可以改進(jìn)，而繼電器的切斷能力也得到改進(jìn)。另外，即使電源電壓有瞬間和無意的中斷，電磁鐵也可避免誤斷開。
按照本發(fā)明，開關(guān)部分包括有一與功率吸收元件并聯(lián)連接的晶體管，一連接于該晶體管基極與集電極之間的光電晶體管，以及通過發(fā)光來控制該光電晶體管通斷切換的發(fā)光二極管。按照這種組成，可以得到一種效果使得當(dāng)施加的電源電壓有中斷時(shí)可以利用再生的電流作為基極電流驅(qū)動該晶體管，從而不需要另外的驅(qū)動晶體管的電源就能使該晶體管工作。
按照本發(fā)明，即使施加的電源電壓有瞬間的和無意的中斷，一延遲電路也能繼續(xù)為發(fā)光二極管供電流直到過了一段預(yù)定的時(shí)間間隔，從而保持發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)。結(jié)果，光電晶體管維持在通狀態(tài)，將晶體管接通。這樣，再生電流流到線圈并使線圈連續(xù)維持在激勵狀態(tài)。另外，經(jīng)過一段預(yù)定時(shí)間間隔后，利用線圈中形成的反電動勢作為電源通過流入再生電路的功率吸收元件而使流過線圈的電流再生。然后這種再生電流立即減小。結(jié)果，電磁鐵的驅(qū)動可在所需時(shí)間立即終止，而線圈電流立即衰減。由于這些原因，繼電器的接點(diǎn)斷開速度可以改進(jìn)，而繼電器的切斷能力也得到改進(jìn)。另外，即使電源電壓有瞬間的和無意的中斷，也可避免電磁鐵誤斷開。
按照本發(fā)明，與齊納二極管關(guān)聯(lián)連接的電容器上的電壓即使當(dāng)電源電壓有變化時(shí)保持在齊納電壓。按照這一組成，可以得到一種效果使電容器充以恒定的電荷量，導(dǎo)致在施加電壓停止后流向發(fā)光二極管的電流為恒定。因此，放電持續(xù)時(shí)間成為恒定。于是，按需要設(shè)置電容器的電容量可以控制發(fā)光二極管的連續(xù)發(fā)光預(yù)定時(shí)間間隔。
按照本發(fā)明，電容器的充電狀態(tài)不受會變化的電源電壓控制，而是受根據(jù)電源電壓的施加狀態(tài)從電源電壓檢測電路輸出的具有恒定電壓的充電控制信號所控制。根據(jù)這種組成，得到一種效果使得電容器以恒定電荷量充電，導(dǎo)致在施加電壓停止后流向發(fā)光二極管的電流為恒定。因此，放電持續(xù)時(shí)間成為恒定。這樣，按需要設(shè)置電容器的電容量可以控制發(fā)光二極管的繼續(xù)發(fā)光預(yù)定時(shí)間間隔。
按照本發(fā)明，發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)不受放電后減少的電容器上的電壓控制，而是受一發(fā)光控制信號控制，該發(fā)光控制信號是比較器根據(jù)比較一基準(zhǔn)電壓和電容器上電壓的結(jié)果輸出的。根據(jù)這種組成，達(dá)到一種效果使得即使電容器上電壓逐漸減小也可利用發(fā)光控制信號瞬時(shí)地控制發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)。因此，發(fā)光二極管的繼續(xù)發(fā)光預(yù)定時(shí)間間隔的精確度可以改善。
權(quán)利要求
1.一種電磁驅(qū)動裝置，包括一具有線圈的電磁鐵；一再生電路，所述再生電路當(dāng)施加于所述電磁驅(qū)動裝置的一電壓停止時(shí)讓一再生電流流通，并且在施加于所述電磁驅(qū)動裝置的所述電壓停止以后經(jīng)所述預(yù)定時(shí)間間隔后使所述再生電流衰減；以及一延遲電路，所述延遲電路在施加于所述電磁驅(qū)動裝置的所述電壓停止后的所述預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)保持所述再生電路處于通狀態(tài)。
2.按照權(quán)利要求1所述的電磁驅(qū)動裝置，還包括一與所述電磁鐵的所述線圈串聯(lián)連接的一切換元件；以及一在預(yù)定周期產(chǎn)生一脈沖信號用以接通切換元件的脈沖信號產(chǎn)生電路，其中所述再生電路包括一開關(guān)部分和一功率吸收元件組成的一并聯(lián)電路與一二極管串聯(lián)連接，以及其中當(dāng)開關(guān)部分和切換元件從所述接通狀態(tài)成為所述開關(guān)部分為接通而所述切換元件為切斷時(shí)所述再生電路讓所述再生電流流向所述線圈，而當(dāng)所述開關(guān)部分和所述切換元件都為切斷時(shí)所述再生電路使所述功率吸收元件立即減少流過所述電磁鐵的所述線圈的所述再生電流。
3.按照權(quán)利要求2所述的電磁驅(qū)動裝置，其中開關(guān)部分包括一與功率吸收元件并聯(lián)連接的晶體管；一連接于所述晶體管的基極和集電極之間的光電晶體管；以及一發(fā)光以便控制所述光電晶體管的通斷切換的發(fā)光二極管。
4.按照權(quán)利要求2所述的電磁驅(qū)動裝置，其中所述延遲電路包括一電容器和一與之并聯(lián)的齊納二極管，所述電容器在對所述電磁驅(qū)動裝置施加所述電壓期間能被充電而在對所述電磁驅(qū)動裝置施加的所述電壓停止以后一預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)向所述開關(guān)部分放電。
5.按照權(quán)利要求2所述的電磁驅(qū)動裝置，其中延遲電路包括一電容器，所述電容器在對所述電磁驅(qū)動裝置施加所述電壓期間能被充電而在對所述電磁驅(qū)動裝置施加的所述電壓停止以后一預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)向所述開關(guān)部分放電；以及進(jìn)一步包括一電源電壓檢測電路，如果電源電壓高于一預(yù)定電壓則對所述電容器加一預(yù)定的充電電壓，而如果電源電壓低于一預(yù)定電壓則終止對電容器加電壓。
6.按照權(quán)利要求4所述的電磁驅(qū)動裝置，還包括一輸出基準(zhǔn)電壓的基準(zhǔn)電壓電路；以及一比較器，用以將所述基準(zhǔn)電壓與電容器上的電壓作比較，并用以輸出一控制所述開關(guān)部分的通斷切換的控制信號。
7.按照權(quán)利要求1所述的電磁驅(qū)動裝置還包括一與電磁鐵的所述線圈串聯(lián)連接的切換元件；一在預(yù)定周期產(chǎn)生一脈沖信號用以接通切換元件的脈沖信號產(chǎn)生電路；以及一與所述功率吸收元件組成一串聯(lián)電路的二極管，且所述電磁鐵的所述線圈與所述串聯(lián)電路并聯(lián)連接，其中所述再生電路包括與一二極管串聯(lián)連接的組成并聯(lián)電路的一開關(guān)部分和一功率吸收元件。
8.按照權(quán)利要求1所述的電磁驅(qū)動裝置，還包括一與電磁鐵的所述線圈串聯(lián)連接的切換元件；一在預(yù)定周期產(chǎn)生脈沖信號用以接通切換元件的脈沖信號產(chǎn)生器；以及一與連接所述功率吸收元件和所述線圈的串聯(lián)電路并聯(lián)連接的二極管，其中所述再生電路包括組成一并聯(lián)電路并與一二極管串聯(lián)連接的一開關(guān)部分和一功率吸收元件。
全文摘要
一種電磁驅(qū)動裝置,包括:與電磁鐵的線圈串聯(lián)的切換元件;在預(yù)定周期產(chǎn)生脈沖信號的脈沖信號產(chǎn)生器;再生電路;以及延遲電路。所述再生電路從開關(guān)部分和切換元件都處于接通狀態(tài)轉(zhuǎn)換成開關(guān)部分為接通而切換元件切斷時(shí)讓一再生電流流通,而當(dāng)開關(guān)部分和切換元件都為切斷時(shí)使功率吸收元件立即減少再生電流,所述延遲電路在施加的電源電壓停止后的一段時(shí)間內(nèi)維持開關(guān)部分接通。
文檔編號H02H1/00GK1173722SQ9711544
公開日1998年2月18日 申請日期1997年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月31日
發(fā)明者村田之廣, 秋成芳范 申請人:松下電工株式會社