自振蕩接觸器驅(qū)動(dòng)器最大限度地降低了保持功率

該接觸器電路自振蕩，以在接通時(shí)最大限度地降低功耗。比較器根據(jù)需要進(jìn)行切換，以在遲滯限值之間上下斜坡調(diào)整線圈電流。隨著電源電壓的增加，電路開(kāi)始自振蕩。

對(duì)于大于約25A的開(kāi)關(guān)電流，使用稱為接觸器的電磁操作開(kāi)關(guān)代替繼電器。接觸器的常見(jiàn)應(yīng)用是將電池與備用逆變器或其他大功率電池供電系統(tǒng)斷開(kāi)。

圖1電路用作自振蕩降壓轉(zhuǎn)換器，通過(guò)定期斷開(kāi)電源來(lái)節(jié)省功耗。高速軌到軌比較器（IC1）用作控制元件。接觸器具有12V線圈，采用10V至28V電源供電，例如，允許使用從一個(gè)或兩個(gè)鉛酸汽車電池獲得的12V或24V。所示電路與錦天城2180-40B接觸器兼容，其14Ω繞組消耗標(biāo)稱860mA電流，功耗為10W。如下所述，可以更改R1以適應(yīng)其他線圈額定值。

圖1.該接觸器電路自振蕩，以在接通時(shí)最大限度地降低功耗。

當(dāng)比較器輸出為高電平時(shí)，Q1和Q2導(dǎo)通，接觸器的線圈電流上升。（Q1的共基極配置提供約9.5mA的恒流灌電流，通過(guò)在R5兩端產(chǎn)生約5.1V電壓來(lái)接通Q2。檢流電阻R1中的電壓上升，直到達(dá)到R3和R2設(shè)定的50mV電平，導(dǎo)致比較器輸出端出現(xiàn)高低轉(zhuǎn)換（5V至0V）。發(fā)生此跳閘時(shí)，線圈電流峰值為50mV/68mΩ = 735mA。

上升線圈電流的速率為 Δi = VSΔt/L，其中 VS是電源電壓，L是線圈電感。當(dāng)R1電壓達(dá)到50mV時(shí)，Q1和Q2關(guān)斷，線圈電流下降。Q1/Q2配置中的低阻值電阻使Q2能夠快速關(guān)斷，比較器的遲滯（約1.5mV）使Q1/Q2保持關(guān)斷，直到R1電壓下降到略低于50mV。關(guān)斷時(shí)間由R5形成的約5ms時(shí)間常數(shù)和Q2的柵源電容決定。D1 和 R1 在關(guān)斷間隔期間為線圈電流提供路徑，當(dāng)線圈電流以 Δi = V 的速率下降時(shí)DΔt/L. VD由D1的正向電壓定義。

比較器根據(jù)需要切換，以在遲滯限值之間上下斜坡調(diào)整線圈電流，線圈的小數(shù)紋波電流定義為遲滯/（跳閘電壓）= 1.5mV/50mV = 0.03。當(dāng)電源電壓過(guò)低而無(wú)法達(dá)到電流限值（在本例中為10.3V）時(shí)，Q2保持導(dǎo)通狀態(tài)，因此可確保在接觸器的最小吸入電壓下工作。當(dāng)您將電源電壓從10.3V提高時(shí)，電路開(kāi)始自振蕩。振蕩頻率隨著占空比的減小而增加：關(guān)斷時(shí)間固定在5μs，導(dǎo)通時(shí)間必須減少，因?yàn)楦叩碾娫措妷簳?huì)使線圈電流斜坡上升。如圖所示，28V電源的最大頻率約為9.5kHz。

該電路易于修改，以適應(yīng)更高的電源電壓和不同的接觸器。例如，所示元件根據(jù)D1和Q2規(guī)定的30V限值確定28V最大值。R1可以針對(duì)具有不同電流和電壓額定值的接觸器線圈進(jìn)行調(diào)整。如果同時(shí)調(diào)整R4和R2/R3分壓器，則5V電源可降至2.7V。IC1采用6引腳SOT23封裝，使電路足夠小，可以安裝在連接到接觸器端子的小板上。IC1的關(guān)斷引腳接受輸出開(kāi)路，R6確保Q1在該條件下保持關(guān)斷狀態(tài)。

審核編輯：郭婷