用于接触器的电源扩容电路及装置

专利摘要:
一种用于接触器的电源扩容电路及装置，通过采用整流电路、扩容电路以及输出电路，实现了可任意接入交流电源或直流电源作为外部电源，且实现了对接触器在进行直流操作实验的大容量电能的单向供应；且通过采用放电电路，使得在接触器直流操作实验完成后，可泄放残余电能以避免残余电能对设备造成损害。电源扩容电路使得在接触器直流操作实验时不需要使用电厂系统直流电源或外部大型柜式直流电源，解决了传统的接触器直流操作实验中存在使用电厂系统直流电源容易导致系统故障，以及使用外部大型柜式直流电源导致多人搬运，费时、费力，效率低下的问题。
公开号:CN214335147U
申请号:CN202022561681.2U
申请日:2020-11-06
公开日:2021-10-01
发明作者:张杨；马滕；黄艳鹏
申请人:China Nuclear Industry Maintenance Co Ltd；
IPC主号:G01R31-327

专利说明:
[n0001] 本申请属于检修技术领域，尤其涉及一种用于接触器的电源扩容电路及装置。
[n0002] 在核电站电气检修工作过程中，涉及检修接触器的情况比较多，如加热器启停控制，风机启停控制，水泵启停控制等，这些都需要使用大量的接触器进行控制。接触器属于可维护的设备，在每次检修过程中都需要对接触器进行检查及实验，其中一项最关键的实验就是对接触器线圈加电，通过接触器的动作，测试所有接点的直流电阻值，再通过该阻值判断接触器的整体性能。
[n0003] 而目前接触器直流操作实验的用电方式包括有：1、使用电厂直流系统供电：在电厂直流系统不停运的情况下，直接使用电厂直流系统进行实验，但是如果直接使用系统用电，在实验过程中的任何问题(包括短路和接地)均有可能会影响系统的正常运行，而直流系统一旦出现报警将可能会影响整个电厂运行。2、使用外部直流电源供电：在电厂停机大修期间直流系统停运的情况下，接触器直流操作实验电源只有依靠外部直流电源进行操作，但是对于容量较大的接触器(如制冷机组，大型风机等)线圈阻抗较小，励磁电流较大，(动作电流大于2A保持电流约0.5A)这类接触器实验就需要用大型柜式直流电源，才能满足需要，但是这种电源体积过大电流余量也太大，利用率很低，需要叉车或者多人搬运才能运送到厂房。
[n0004] 因此，传统的接触器直流操作实验中存在使用电厂系统直流电源容易导致系统故障，以及使用外部大型柜式直流电源导致多人搬运，费时、费力，效率低下的问题。
[n0005] 本申请的目的在于提供一种用于接触器的电源扩容电路及装置，旨在解决传统的接触器直流操作实验中存在使用电厂系统直流电源容易导致系统故障，以及使用外部大型柜式直流电源导致多人搬运，费时、费力，效率低下的问题。
[n0006] 本申请实施例的第一方面提了一种用于接触器的电源扩容电路，包括：
[n0007] 输出电路，与接触器连接，用于单向送电到所述接触器；
[n0008] 整流电路，用于接入外部电源，并输出直流电；
[n0009] 扩容电路，与所述整流电路和所述输出电路连接，所述扩容电路用于储存直流电并增大输出到所述接触器的电能容量；以及
[n0010] 放电电路，与所述扩容电路和所述输出电路连接，用于在闭合时泄放残余电能。
[n0011] 在一个实施例中，所述扩容电路包括两个以上并联连接的电容。
[n0012] 在一个实施例中，所述放电电路包括第一开关和第一电阻，所述第一开关与所述第一电阻串联。
[n0013] 在一个实施例中，还包括限流电路，所述限流电路和所述整流电路以及所述输出电路连接，所述限流电路用于降低所述整流电路的输出电流。
[n0014] 在一个实施例中，所述限流电路包括第二电阻，所述第二电阻的第一端和所述整流电路的正输出端连接，所述第二电阻的第二端和所述输出电路的正输入端连接。
[n0015] 在一个实施例中，还包括第一防倒灌电路，所述第一防倒灌电路和所述限流电路以及所述扩容电路连接，所述第一防倒灌电路用于防止所述扩容电路储存的所述直流电倒灌到所述外部电源。
[n0016] 在一个实施例中，还包括输出指示电路，与所述扩容电路连接，用于在所述扩容电路的电能大于目标值时发出亮灯指示。
[n0017] 在一个实施例中，还包括充电指示电路，与所述整流电路和所述扩容电路连接，用于根据所述整流电路和所述扩容电路间的压差亮灭，以指示充电情况。
[n0018] 在一个实施例中，还包括电压检测电路，与所述扩容电路连接，用于检测所述扩容电路的电压。
[n0019] 本申请实施例的第二方面提了一种用于接触器的电源扩容装置，包括一个如本申请实施例的第一方面所述的电源扩容电路，或者两个及以上如本申请实施例的第一方面所述的电源扩容电路，各所述电源扩容电路并联。
[n0020] 上述的用于接触器的电源扩容电路，通过采用整流电路、扩容电路以及输出电路，实现了可任意接入交流电源或直流电源作为外部电源，且实现了对接触器在进行直流操作实验的大容量电能的单向供应；且通过采用放电电路，使得在接触器直流操作实验完成后，可泄放残余电能以避免残余电能对设备造成损害。电源扩容电路使得在接触器直流操作实验时不需要使用电厂系统直流电源或外部大型柜式直流电源，解决了传统的接触器直流操作实验中存在使用电厂系统直流电源容易导致系统故障，以及使用外部大型柜式直流电源导致多人搬运，费时、费力，效率低下的问题。
[n0021] 图1为本申请一实施例提供的用于接触器的电源扩容电路的电路示意图；
[n0022] 图2为图1所示的电源扩容电路的另一电路示意图；
[n0023] 图3为图1所示的电源扩容电路的另一电路示意图；
[n0024] 图4为图1所示的电源扩容电路的另一电路示意图；
[n0025] 图5为图4所示的电源扩容电路的示例电路原理图。
[n0026] 为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[n0027] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[n0028] 需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
[n0029] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[n0030] 图1示出了本申请实施例的第一方面提供的用于接触器30的电源扩容电路10的电路示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
[n0031] 本实施中的用于接触器30的电源扩容电路10，包括：输出电路400、整流电路100、扩容电路200以及放电电路300，输出电路400与接触器30连接，整流电路100用于与外部电源20和输出电路400连接，扩容电路200与输出电路400连接，放电电路300与扩容电路200和输出电路400连接。输出电路400用于单向送电到接触器30；整流电路100用于接入外部电源20，并输出直流电；扩容电路200用于储存直流电并增大输出到接触器30的电能容量；放电电路300用于在闭合时泄放残余电能。
[n0032] 应理解，输出电路400可以由二极管等单向导通器件构成，用于保证整流电路100和扩容电路200输出的电能单向流通到接触器30。整流电路100可以由半桥整流电路100、全桥整流电路100等构成，当外部电源20为交流电源时，整流电路100用于将交流电源的交流电转换为直流电；当外部电源20为直流电源时，整流电路100用于避免直流电源的极性接反。扩容电路200包括多个并联的储能器件，例如储能电容，扩容电路200用于增加电能容量，使得可满足不同容量的接触器30的电能需求。放电电路300可以由泄放电阻和开关等器件构成，放电电路300用于在接触器30直流操作实验时断开，从而避免电能损耗；并在接触器30直流操作实验时后闭合，以泄放残余电能。
[n0033] 本实施例中的用于接触器30的电源扩容电路10，通过采用整流电路100实现了可任意接入交流电源或直流电源作为外部电源20，且避免了在外部电源20为直流电源时，由于误操作导致极性反接而导致设备损坏的问题；通过采用扩容电路200以及输出电路400，实现了对接触器30在进行直流操作实验的大容量电能的单向供应；且通过采用放电电路300，使得在接触器30直流操作实验完成后，可泄放残余电能以避免残余电能对设备造成损害。电源扩容电路10使得在接触器30直流操作实验时不需要使用电厂系统直流电源或外部大型柜式直流电源，解决了传统的接触器30直流操作实验中存在使用电厂系统直流电源容易导致系统故障，以及使用外部大型柜式直流电源导致多人搬运，费时、费力，效率低下的问题。
[n0034] 在一个实施例中，扩容电路200包括扩容电路200包括两个以上并联连接的电容。应理解，电容可以为电解电容等储能电容。各个电容并联成为电容组以扩大电能储存能量。使用者可以根据接触器30的电能容量需求，选择电容的数量和型号。
[n0035] 请参阅图5，在一个实施例中，扩容电路200包括n个并联的电容(电容C1、电容C2、...、电容Cn)。
[n0036] 请参阅图5，在一个实施例中，放电电路300包括第一开关K1和第一电阻R1，第一开关K1与第一电阻R1串联。
[n0037] 应理解，第一开关K1可以为机械开关，用于在进行接触器30直流操作实验断开，从而避免对电能的误泄放；且用于在接触器30直流操作实验结束后，闭合以完全泄放残余能量。
[n0038] 请参阅图5，在一个实施例中，输出电路400包括第一二极管D1和第二二极管D2，第一二极管D1的正极和扩容电路200的第一端以及整流电路100的正输出端连接，第一二极管D1的负极和第二二极管D2的负极共接作为电源扩容电路10的正输出端，第二二极管D2的正极和整流电路100的负输出端共接为电源扩容电路10的负输出端，电源扩容电路10的正输出端和负输出端分别用于和接触器30连接。
[n0039] 应理解，本实施例中的第一二极管D1可以使得整流电路100和扩容电路200的电能单向送电到接触器30。本实施例中的第二二极管D2可以防止外部极性不一致的电源进入接触器30，从而避免了对接触器30造成损害。
[n0040] 可选的，本实施例中的第一二极管D1和第二二极管D2可以选取反击穿电压高以及过电流承受能力大的二极管，从而避免过压或过流时造成器件损坏。例如，可以选取反向击穿电压大于500V，过载电流不小于10A的二极管。
[n0041] 请参阅图2，在一个实施例中，电源扩容电路10还包括限流电路500，限流电路500和整流电路100以及输出电路400连接，限流电路500用于降低整流电路100的输出电流。
[n0042] 请参阅图5，在一个实施例中，限流电路500包括第二电阻R2，第二电阻R2的第一端和整流电路100的正输出端连接，第二电阻R2的第二端和输出电路400的正输入端连接。
[n0043] 请参阅图3，在一个实施例中，电源扩容电路10还包括第一防倒灌电路600，第一防倒灌电路600和限流电路500以及扩容电路200连接，第一防倒灌电路600用于防止扩容电路200储存的直流电倒灌到外部电源20。
[n0044] 应理解，第一防倒灌电路600可以由具备单向导通功能的器件构成，例如二极管。本实施例中的电源扩容电路10通过加入第一防倒灌电路600，避免了扩容电路200存储的直流电倒流到外部电源20。
[n0045] 可选的，请参阅图5，在一个实施例中，第一防倒灌电路600包括第三二极管D3，第三二极管D3的正极和限流电路500的输出端连接，第三二极管D3的负极和扩容电路200的第一端连接。
[n0046] 请参阅图4，在一个实施例中，电源扩容电路10还包括充电指示电路700，与整流电路100和扩容电路200连接，用于根据整流电路100和扩容电路200间的压差亮灭，以指示充电情况。
[n0047] 应理解，充电指示电路700可以由发光二极管构成。充电情况包括充电开始、充电结束等，可以通过发光二极管的亮灭程度来体现充电程度。
[n0048] 可选的，在一个实施例中，请参阅图5，充电指示电路700包括第三电阻R3和第一发光二极管D5，第三电阻R3的第一端和整流电路100的正输出端连接，第三电阻R3的第二端和第一发光二极管D5的正极连接，第一发光二极管D5的负极和限流电路500的第二端连接。
[n0049] 应理解，在刚接入外部电源20时，整流电路100输出电压大于扩容电路200的端电压，在第三电阻R3和第一发光二极管D5串联的充电指示电路700中形成电压差，从而形成电流，所以充电开始第一发光二极管D5即开始发光，随着充电时间延长，扩容电路200的端电压不断上升，第三电阻R3和第一发光二极管D5串联的充电指示电路700中形成的电压差越来越小，直到充电过程完全结束，即扩容电路200端电压等于外部供给电压，第一发光二极管D5压差消失即熄灭(随着充电过程压差的不断减小，充电指示灯第一发光二极管D5是一个逐渐熄灭的过程)，充电完成。
[n0050] 请参阅图4，在一个实施例中，电源扩容电路10还包括输出指示电路800，与扩容电路200连接，用于在扩容电路200的电能大于目标值时发出亮灯指示。
[n0051] 应理解，输出指示电路800可以由发光二极管构成，目标值可以为零电压或其他电压值。
[n0052] 可选的，在一个实施例中，请参阅图5，输出指示电路800包括第四电阻R4和第二发光二极管D6，第四电阻R4的第一端和扩容电路200的第一端连接，第四电阻R4的第二端和第二发光二极管D6的正极连接，第二发光二极管D6的负极和扩容电路200的第二端连接。
[n0053] 在接入外部电源20后，扩容电路200的端电压不断上升，第四电阻R4和第二发光二极管D6的回路电压不断上升，当扩容电路200的端电压上升到一定时候，第二发光二极管D6被点亮(随着充电过程，第二发光二极管D6是一个逐渐点亮的过程)。当外部电源20断开且放电电路300闭合泄放电能时，扩容电路200的端电压不断下降，第二发光二极管D6逐渐熄灭。
[n0054] 请参阅图4，在一个实施例中，电源扩容电路10还包括电压检测电路900，与扩容电路200连接，用于检测扩容电路200的电压。
[n0055] 应理解，电压检测电路900可以由电压传感器、电压表等电压检测器件构成。
[n0056] 本申请实施例的第二方面提供了一种用于接触器30的电源扩容装置，包括一个如本申请实施例的第一方面的电源扩容电路10，或者两个及以上如本申请实施例的第一方面的电源扩容电路10，各电源扩容电路10并联。
[n0057] 可选的，电源扩容装置包括外壳，外壳上设置有输入正端、输入负端、输出正端以及输出负端，其中整流电路100的输入端通过输入正端和输入负端与外部电源20连接，输出电路400通过输出正端和输出负端和接触器30连接。
[n0058] 外壳可以为绝缘外壳；电源扩容电路10中的各发光二极管以及电压表可以设置在外壳表面。
[n0059] 所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。
[n0060] 在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
[n0061] 以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

权利要求:
Claims (10)
[0001] 1.一种用于接触器的电源扩容电路，其特征在于，包括：
输出电路，与接触器连接，用于单向送电到所述接触器；
整流电路，用于接入外部电源，并输出直流电；
扩容电路，与所述整流电路和所述输出电路连接，所述扩容电路用于储存直流电并增大输出到所述接触器的电能容量；以及
放电电路，与所述扩容电路和所述输出电路连接，用于在闭合时泄放残余电能。
[0002] 2.如权利要求1所述的电源扩容电路，其特征在于，所述扩容电路包括两个以上并联连接的电容。
[0003] 3.如权利要求1所述的电源扩容电路，其特征在于，所述放电电路包括第一开关和第一电阻，所述第一开关与所述第一电阻串联。
[0004] 4.如权利要求1～3任意一项所述的电源扩容电路，其特征在于，还包括限流电路，所述限流电路和所述整流电路以及所述输出电路连接，所述限流电路用于降低所述整流电路的输出电流。
[0005] 5.如权利要求4所述的电源扩容电路，其特征在于，所述限流电路包括第二电阻，所述第二电阻的第一端和所述整流电路的正输出端连接，所述第二电阻的第二端和所述输出电路的正输入端连接。
[0006] 6.如权利要求4所述的电源扩容电路，其特征在于，还包括第一防倒灌电路，所述第一防倒灌电路和所述限流电路以及所述扩容电路连接，所述第一防倒灌电路用于防止所述扩容电路储存的所述直流电倒灌到所述外部电源。
[0007] 7.如权利要求1～3任意一项所述的电源扩容电路，其特征在于，还包括输出指示电路，与所述扩容电路连接，用于在所述扩容电路的电能大于目标值时发出亮灯指示。
[0008] 8.如权利要求1～3任意一项所述的电源扩容电路，其特征在于，还包括充电指示电路，与所述整流电路和所述扩容电路连接，用于根据所述整流电路和所述扩容电路间的压差亮灭，以指示充电情况。
[0009] 9.如权利要求1～3任意一项所述的电源扩容电路，其特征在于，还包括电压检测电路，与所述扩容电路连接，用于检测所述扩容电路的电压。
[0010] 10.一种用于接触器的电源扩容装置，其特征在于，包括一个如权利要求1～9所述的电源扩容电路，或者两个及以上如权利要求1～9所述的电源扩容电路，各所述电源扩容电路并联。

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同族专利:

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公开号 | 公开日

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引用文献:

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公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题

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法律状态:
2021-10-01| GR01| Patent grant|

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2021-10-01| GR01| Patent grant|

优先权:

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申请号 | 申请日 | 专利标题

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CN202022561681.2U|CN214335147U|2020-11-06|2020-11-06|用于接触器的电源扩容电路及装置|CN202022561681.2U| CN214335147U|2020-11-06|2020-11-06|用于接触器的电源扩容电路及装置|