專利名稱：一種先導自維持延時安全開關的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種先導自維持延時安全開關，具體涉及電子延時開關技術領域。
背景技術：
目前，電路電子延時關斷技術的應用越來越廣泛，極大地方便了人們的生產和生活。具體應用如車輛夜間停車照明燈光延時關斷、渦輪增壓器發(fā)動機電控延時熄火、日常照明燈延時關斷等。上述技術不論是采用模擬控制還是數字控制模式，應用中都存在主電路關斷后控制電路依然被施加控制電壓的缺陷，造成的后果有三個一是無人值守時存在嚴重的火災隱患；二是對于像采用夜間照明燈光延時關斷技術的車輛、采用延時熄火電子保護技術的渦輪增壓發(fā)動機等用蓄電池提供能源的設備，若不采取電源斷開措施長時間放置不用，由于電子開關漏電電流的存在，勢必造成蓄電池虧電嚴重，影響下一次正常啟動和使用，甚至造成蓄電池過度放電而損壞；三是電子開關漏電造成一定浪費。

發(fā)明內容
針對所述延時控制技術實際應用中存在的缺陷，本發(fā)明本著高安全性、高可靠性、 低成本、長壽命的原則，設計了一種先導自維持延時開關電路，同時給出了一種用于該電路的雙線圈共芯雙觸點電磁式邏輯控制繼電器的設計方案。具體結構、聯(lián)接如下一、結構該先導自維持延時安全開關由雙聯(lián)開關、延時開關電路和雙線圈共芯雙觸點電磁式邏輯控制繼電器三部分組成。其中I.雙聯(lián)開關由開關Ktll和Ktl2組成，兩開關由同一動作控制，同步閉合或斷開。2.延時開關電路由場效應管VM0S、延時電容C、二極管D和維持電阻R組成。3.雙線圈共芯雙觸點電磁式邏輯控制繼電器主要由鐵芯Core、吸合線圈L1和 L2、觸點開關K11和K12構成。吸合線圈L1和L2同心套繞或并繞在共用鐵芯Core上，在單獨或同時通電時使觸點開關K11和K12同時閉合，在吸合線圈L1和L2都不通電的情況下觸點開關K11和K12同時關斷。二、聯(lián)接I.開關Ktll與吸合線圈L1串聯(lián)在控制電源上。2.延時電容C和反接的二極管D并聯(lián)構成延時開關電路的放電延時回路。3.場效應管VMOS漏極D連接控制電源的高電位端。4.放電延時回路上端通過開關Ktl2連接控制電源的高電位端，同時連接場效應管 VMOS柵極G。5.放電延時回路下端通過維持電阻R與場效應管VMOS源極S連接，同時通過觸點開關K11和吸合線圈L2串聯(lián)連接在控制電源低電位端。6.觸點開關K12控制端a和b串聯(lián)在主電路上。本發(fā)明具有結構簡單、價格低廉、工作可靠、安全節(jié)能的優(yōu)點，能最大限度地滿足電子延時關斷技術實際應用的要求。
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。


附圖I為本發(fā)明的安全常開狀態(tài)圖附圖2為本發(fā)明的正常工作先導延時準備狀態(tài)圖附圖3為本發(fā)明的自動延時自維持狀態(tài)圖附圖4為本發(fā)明的延時結束剩余電量放電狀態(tài)圖附圖中除已經注明的外，圖中符號對應的名稱如下I-雙聯(lián)開關、2-延時開關電路、3、雙線圈共芯雙觸點電磁式邏輯控制繼電器、 Ktll-先導開關、Ktl2-延時控制開關、VMOS-場效應管、C-延時電容、D-二極管、R-維持電阻、K11-自維持開關、K12-主電路控制開關、L1-先導吸合線圈、L2-延時自維持吸合線圈、 Core-共用鐵芯、I1-先導電流、I2-自維持電流、I3-充電電流、I4-放電電流
具體實施例方式一、結構組成(如圖I所示)本發(fā)明先導自維持延時安全開關由雙聯(lián)開關(I)、延時開關電路(2)和雙線圈共芯雙觸點電磁式邏輯控制繼電器(3)組成。I.雙聯(lián)開關(I):由開關Ktll和Ktl2組成，兩開關由同一動作控制，同步閉合或斷開。 K0I用作先導開關；Κ(!2用作延時控制開關。2.延時開關電路(2):由場效應管VM0S、延時電容C、二極管D和維持電阻R組成。 延時電容C和反接的二極管D并聯(lián)組成放電延時回路；場效應管VMOS用作電子開關；維持電阻R用以維持場效應管VMOS偏置電壓。3.雙線圈共芯雙觸點電磁式邏輯控制繼電器(3):由共用鐵芯Core、吸合線圈L1 和L2、觸點開關K11和K12構成。吸合線圈L1和L2同心套繞或并繞在共用鐵芯Core上，吸合線圈L1用作先導吸合線圈，吸合線圈L2用作延時自維持吸合線圈；觸點開關K11和K12由共用鐵芯Core同時同步控制吸合或斷開，觸點開關K11用作自維持開關，觸點開關K12用作主電路控制開關。吸合線圈L1和L2單獨或同時通過足夠強度的電流，鐵芯Core中感應足夠的吸合磁場，使觸點開關K11和K12同步吸合。只有在吸合線圈L1和L2都沒有電流通過的情況下， 觸點開關K11和K12才同時同步關斷。二、具體聯(lián)接(如圖I所示)I.先導開關Ktll與先導吸合線圈L1串聯(lián)在控制電源上。2.延時電容C和反接二極管D并聯(lián)構成延時開關電路的放電延時回路。3.場效應管VMOS漏極D連接控制電源的高電位端。4.放電延時回路上端通過延時控制開關Ktl2連接控制電源高電位端，同時連接場效應管VMOS柵極G。5.放電延時回路下端通過維持電阻R與場效應管VMOS源極S連接，同時通過自維持開關K11和延時自維持吸合線圈L2串聯(lián)連接控制電源低電位端。6.主電路控制開關K12通過控制端a和b串聯(lián)在主電路上。
三、工作過程和功能分析I、安全節(jié)能關斷(如圖I所示)靜態(tài)時，雙聯(lián)開關(I)關斷(即先導開關Ktll和延時控制開關Ktl2同步關斷)且延時電容C無存儲電量。①先導開關Ktll關斷，先導吸合線圈L1沒有電流通過；②延時控制開關Ktl2、自維持開關K11保持斷開，自維持吸合線圈L2也沒有電流通過。故而，共用鐵芯Core 中無吸合磁場，自維持開關K11和主電路控制開關K12不能吸合。此狀態(tài)下，雙聯(lián)開關⑴在關斷主電路(主電路控制開關K12關斷)的同時，由于自維持開關K11關斷，控制回路與控制電源完全斷開，消除火災隱患，杜絕漏電，實現(xiàn)安全節(jié)能關斷功能。2、正常工作先導延時準備(如圖2所示)當雙聯(lián)開關(I)閉合(即先導開關Ktll和延時控制開關Ktl2同步閉合)時①先導開關Ktll閉合，先導吸合線圈L1有先導電流I1通過，共用鐵芯Core感應出足夠的吸合磁場， 使自維持開關K11和主電路控制開關K12同時吸合。此時，雙聯(lián)開關⑴在接通主電路(主電路控制開關K12閉合)的同時，使自維持開關K11先行吸合，實現(xiàn)正常工作和先導功能延時控制開關Ktl2和自維持開關K11先后閉合，控制電源立即為延時電容C以充電電流I3(隨延時電容C充電的逐步完成由一定值逐漸減小為O)充電直至充滿，實現(xiàn)延時準備功能。此時，由于自維持開關K11吸合、控制電源在延時電容C和反接二極管D并聯(lián)組兩端施加了電壓(為場效應管VMOS柵極G和源極S施加了足夠的偏置電壓)、場效應管VMOS 源極S上串接有維持電阻R三個條件的存在，使得場效應管VMOS漏極D和源極S導通并有自維持電流12，自維持吸合線圈L2中有12+13電流通過，加強了共用鐵芯Core中的吸合磁場，自維持開關K11和主電路控制開關K12保持吸合。3、自動延時自維持(如圖3所示)當雙聯(lián)開關(I)狀態(tài)由閉合(即先導開關Ktll和延時控制開關Ktl2同步閉合)改變?yōu)殛P斷(即先導開關Ktll和延時控制開關Ktl2同步關斷)時①由于先導開關Ktll斷開，先導吸合線圈L1中先導電流I1消失，共用鐵芯Core中由吸合線圈L1感應的吸合磁場消失，共用鐵芯Core的感應磁場減弱延時控制開關Ktl2斷開，延時電容C和反接二極管D并聯(lián)組成的延時放電回路同時建立并工作。延時電容C通過反接二極管D(反向大電阻)以放電電流I4(隨延時電容C放電電壓的下降逐漸減小)放電，直至延時電容C放電電壓低于場效應管VMOS的開啟電壓。在這個過程中，場效應管VMOS柵極G和源極依被延時電容C然施加了足夠的偏置電壓(放電電壓)而保持導通，控制電源持續(xù)為自維持吸合線圈L2提供自維持電流I2，使共用鐵芯Core中仍有足夠的感應吸合磁場持續(xù)吸合自維持開關K11和主電路控制開關K12。這段時間即為開關的延時關斷時間(主要由延時電容C和反接二極管D的參數決定)。雙聯(lián)開關(I)關斷后延時電容C和反接二極管D并聯(lián)組成的延時放電回路自動建立，保證了自維持電流I2的持續(xù)存在，從而實現(xiàn)了主電路自動延時工作功能；自維持電流I2 保證了自維持開關K11的吸合，從而自維持了自身的的存在，從而實現(xiàn)了控制電路自維持功倉泛。4.延時電容C剩余電量放電(如圖4所示)由于場效應管施加偏置電壓由延時電容C的放電電壓提供，當放電電壓低于場效應管VMOS的開啟電壓時，場效應管VMOS關斷，自維持吸合線圈L2中自維持電流I2電流消失，共用鐵芯Core中不再有感應吸合磁場，自維持開關K11和主電路控制開關K12同時同步關斷，主電路自動延時工作和控制電路自維持同時完成。延時電容C剩余電量通過反接二極管D繼續(xù)以放電電流I4(隨延時電容C剩余電量的逐步放完逐步減小到O)放電直至完畢，開關恢復圖I所示安全常開狀態(tài)(靜態(tài))。本發(fā)明電子元件少、結構簡單、工作可靠、安全節(jié)能、價格低廉。在實現(xiàn)主電路延時關斷的基本功能同時，靜態(tài)時還具有自動切斷控制電路與控制電源的功能，以消除火災隱患、防止漏電、節(jié)約能源，最大限度地滿足延時控制技術實際應用的要求，有較高的推廣價值。
權利要求
1.一種先導自維持延時安全開關，其特征在于由雙聯(lián)開關(I)、延時開關電路(2)和雙線圈共芯雙觸點電磁式邏輯控制繼電器(3)構成。其中雙聯(lián)開關⑴由開關Ktll和Ktl2組成；延時開關電路⑵由場效應管VM0S、延時電容C、二極管D和維持電阻R組成；雙線圈共芯雙觸點電磁式邏輯控制繼電器(3)由鐵芯 Core、吸合線圈L1和L2、觸點開關K11和K12組成。
2.如權利要求I所述的先導自維持延時安全開關，其特征在于開關Ktll和Ktl2由同一動作控制，同步閉合或斷開。
3.如權利要求I所述的先導自維持延時安全開關，其特征在于開關Ktll與吸合線圈L1 串聯(lián)在控制電源上。
4.如權利要求I所述的先導自維持延時安全開關，其特征在于延時電容C和反接的二極管D并聯(lián)構成延時開關電路的放電延時回路。
5.如權利要求I所述的先導自維持延時安全開關，其特征在于場效應管VMOS漏極D 連接控制電源的高電位端。
6.如權利要求I所述的先導自維持延時安全開關，其特征在于延時電容C和反接二極管D并聯(lián)構成延時開關電路的放電延時回路上端通過開關Kci2連接控制電源的高電位端， 同時連接場效應管VMOS柵極G。
7.如權利要求I所述的先導自維持延時安全開關，其特征在于延時電容C和反接二極管D并聯(lián)構成延時開關電路的放電延時回路下端通過維持電阻R與場效應管VMOS源極 S連接，同時通過觸點開關K11和吸合線圈L2串聯(lián)連接在控制電源低電位端。
8.如權利要求I所述的先導自維持延時安全開關，其特征在于吸合線圈L1和L2同心套繞或并繞在共用鐵芯Core上，單獨或同時控制觸點開關K11和K12同步吸合。
9.如權利要求I所述的先導自維持延時安全開關，其特征在于觸點開關K12控制端a 和b串聯(lián)在王電路上，控制王電路通斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種先導自維持延時安全開關，由雙聯(lián)開關(1)、延時開關電路(2)和雙線圈共芯雙觸點電磁式邏輯控制繼電器(3)組成。雙聯(lián)開關(1)由開關K01和K02組成，兩開關由同一動作控制，同步閉合或斷開；延時開關電路(2)由場效應管VMOS、延時電容C、反接二極管D和維持電阻R組成；雙線圈共芯雙觸點電磁式邏輯控制繼電器(3)由鐵芯Core、鐵芯Core上同心套繞或并繞的吸合線圈L1和L2、鐵芯Core同時同步控制的觸點開關K11和K12構成。在實現(xiàn)主電路延時關斷的基本功能的同時，靜態(tài)時能自動將控制回路與控制電源完全斷開，從而消除火災隱患、節(jié)約能源、保護設備。
文檔編號H03K17/28GK102611418SQ20121006293
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權日2012年3月7日
發(fā)明者沈法鵬, 范永建 申請人:范永建