專利名稱：一種先導(dǎo)自維持延時安全開關(guān)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種先導(dǎo)自維持延時安全開關(guān)，具體涉及電子延時開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，電路電子延時關(guān)斷技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，極大地方便了人們的生產(chǎn)和生活。具體應(yīng)用如車輛夜間停車照明燈光延時關(guān)斷、渦輪增壓器發(fā)動機(jī)電控延時熄火、日常照明燈延時關(guān)斷等。上述技術(shù)不論是采用模擬控制還是數(shù)字控制模式，應(yīng)用中都存在主電路關(guān)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(yán)重的火災(zāi)隱患；二是對于像采用夜間照明燈光延時關(guān)斷技術(shù)的車輛、采用延時熄火電子保護(hù)技術(shù)的渦輪增壓發(fā)動機(jī)等用蓄電池提供能源的設(shè)備，若不采取電源斷開措施長時間放置不用，由于電子開關(guān)漏電電流的存在，勢必造成蓄電池虧電嚴(yán)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(guān)漏電造成一定浪費。

發(fā)明內(nèi)容
針對所述延時控制技術(shù)實際應(yīng)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(shè)計了一種先導(dǎo)自維持延時開關(guān)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(shè)計方案。具體結(jié)構(gòu)、聯(lián)接如下一、結(jié)構(gòu)該先導(dǎo)自維持延時安全開關(guān)由雙聯(lián)開關(guān)、延時開關(guān)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(guān)由開關(guān)Ktll和Ktl2組成，兩開關(guān)由同一動作控制，同步閉合或斷開。2.延時開關(guān)電路由場效應(yīng)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(guān)K11和K12構(gòu)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(guān)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(guān)K11和K12同時關(guān)斷。二、聯(lián)接I.開關(guān)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(gòu)成延時開關(guān)電路的放電延時回路。3.場效應(yīng)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(guān)Ktl2連接控制電源的高電位端，同時連接場效應(yīng)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(yīng)管VMOS源極S連接，同時通過觸點開關(guān)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(guān)K12控制端a和b串聯(lián)在主電路上。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)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(guān)斷技術(shù)實際應(yīng)用的要求。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)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(dǎo)延時準(zhǔn)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(jié)束剩余電量放電狀態(tài)圖附圖中除已經(jīng)注明的外，圖中符號對應(yīng)的名稱如下I-雙聯(lián)開關(guān)、2-延時開關(guān)電路、3、雙線圈共芯雙觸點電磁式邏輯控制繼電器、 Ktll-先導(dǎo)開關(guān)、Ktl2-延時控制開關(guān)、VMOS-場效應(yīng)管、C-延時電容、D-二極管、R-維持電阻、K11-自維持開關(guān)、K12-主電路控制開關(guān)、L1-先導(dǎo)吸合線圈、L2-延時自維持吸合線圈、 Core-共用鐵芯、I1-先導(dǎo)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(jié)構(gòu)組成(如圖I所示)本發(fā)明先導(dǎo)自維持延時安全開關(guān)由雙聯(lián)開關(guān)(I)、延時開關(guān)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(guān)(I):由開關(guān)Ktll和Ktl2組成，兩開關(guān)由同一動作控制，同步閉合或斷開。 K0I用作先導(dǎo)開關(guān)；Κ(!2用作延時控制開關(guān)。2.延時開關(guān)電路(2):由場效應(yīng)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(yīng)管VMOS用作電子開關(guān)；維持電阻R用以維持場效應(yīng)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(guān)K11和K12構(gòu)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(dǎo)吸合線圈，吸合線圈L2用作延時自維持吸合線圈；觸點開關(guān)K11和K12由共用鐵芯Core同時同步控制吸合或斷開，觸點開關(guān)K11用作自維持開關(guān)，觸點開關(guān)K12用作主電路控制開關(guān)。吸合線圈L1和L2單獨或同時通過足夠強(qiáng)度的電流，鐵芯Core中感應(yīng)足夠的吸合磁場，使觸點開關(guān)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(guān)K11和K12才同時同步關(guān)斷。二、具體聯(lián)接(如圖I所示)I.先導(dǎo)開關(guān)Ktll與先導(dǎo)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(gòu)成延時開關(guān)電路的放電延時回路。3.場效應(yīng)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(guān)Ktl2連接控制電源高電位端，同時連接場效應(yīng)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(yīng)管VMOS源極S連接，同時通過自維持開關(guān)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(guān)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(guān)斷(如圖I所示)靜態(tài)時，雙聯(lián)開關(guān)(I)關(guān)斷(即先導(dǎo)開關(guān)Ktll和延時控制開關(guān)Ktl2同步關(guān)斷)且延時電容C無存儲電量。①先導(dǎo)開關(guān)Ktll關(guān)斷，先導(dǎo)吸合線圈L1沒有電流通過；②延時控制開關(guān)Ktl2、自維持開關(guān)K11保持?jǐn)嚅_，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(guān)K11和主電路控制開關(guān)K12不能吸合。此狀態(tài)下，雙聯(lián)開關(guān)⑴在關(guān)斷主電路(主電路控制開關(guān)K12關(guān)斷)的同時，由于自維持開關(guān)K11關(guān)斷，控制回路與控制電源完全斷開，消除火災(zāi)隱患，杜絕漏電，實現(xiàn)安全節(jié)能關(guān)斷功能。2、正常工作先導(dǎo)延時準(zhǔn)備(如圖2所示)當(dāng)雙聯(lián)開關(guān)(I)閉合(即先導(dǎo)開關(guān)Ktll和延時控制開關(guān)Ktl2同步閉合)時①先導(dǎo)開關(guān)Ktll閉合，先導(dǎo)吸合線圈L1有先導(dǎo)電流I1通過，共用鐵芯Core感應(yīng)出足夠的吸合磁場， 使自維持開關(guān)K11和主電路控制開關(guān)K12同時吸合。此時，雙聯(lián)開關(guān)⑴在接通主電路(主電路控制開關(guān)K12閉合)的同時，使自維持開關(guān)K11先行吸合，實現(xiàn)正常工作和先導(dǎo)功能延時控制開關(guān)Ktl2和自維持開關(guān)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(zhǔn)備功能。此時，由于自維持開關(guān)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(yīng)管VMOS柵極G和源極S施加了足夠的偏置電壓)、場效應(yīng)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(yīng)管VMOS漏極D和源極S導(dǎo)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(qiáng)了共用鐵芯Core中的吸合磁場，自維持開關(guān)K11和主電路控制開關(guān)K12保持吸合。3、自動延時自維持(如圖3所示)當(dāng)雙聯(lián)開關(guān)(I)狀態(tài)由閉合(即先導(dǎo)開關(guān)Ktll和延時控制開關(guān)Ktl2同步閉合)改變?yōu)殛P(guān)斷(即先導(dǎo)開關(guān)Ktll和延時控制開關(guān)Ktl2同步關(guān)斷)時①由于先導(dǎo)開關(guān)Ktll斷開，先導(dǎo)吸合線圈L1中先導(dǎo)電流I1消失，共用鐵芯Core中由吸合線圈L1感應(yīng)的吸合磁場消失，共用鐵芯Core的感應(yīng)磁場減弱延時控制開關(guān)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(yīng)管VMOS的開啟電壓。在這個過程中，場效應(yīng)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(dǎo)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(yīng)吸合磁場持續(xù)吸合自維持開關(guān)K11和主電路控制開關(guān)K12。這段時間即為開關(guān)的延時關(guān)斷時間(主要由延時電容C和反接二極管D的參數(shù)決定)。雙聯(lián)開關(guān)(I)關(guān)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(guān)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(yīng)管施加偏置電壓由延時電容C的放電電壓提供，當(dāng)放電電壓低于場效應(yīng)管VMOS的開啟電壓時，場效應(yīng)管VMOS關(guān)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(yīng)吸合磁場，自維持開關(guān)K11和主電路控制開關(guān)K12同時同步關(guān)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(guān)恢復(fù)圖I所示安全常開狀態(tài)(靜態(tài))。本發(fā)明電子元件少、結(jié)構(gòu)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(guān)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(zāi)隱患、防止漏電、節(jié)約能源，最大限度地滿足延時控制技術(shù)實際應(yīng)用的要求，有較高的推廣價值。
權(quán)利要求
1.一種先導(dǎo)自維持延時安全開關(guān)，其特征在于由雙聯(lián)開關(guān)(I)、延時開關(guān)電路(2)和雙線圈共芯雙觸點電磁式邏輯控制繼電器(3)構(gòu)成。其中雙聯(lián)開關(guān)⑴由開關(guān)Ktll和Ktl2組成；延時開關(guān)電路⑵由場效應(yīng)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(guān)K11和K12組成。
2.如權(quán)利要求I所述的先導(dǎo)自維持延時安全開關(guān)，其特征在于開關(guān)Ktll和Ktl2由同一動作控制，同步閉合或斷開。
3.如權(quán)利要求I所述的先導(dǎo)自維持延時安全開關(guān)，其特征在于開關(guān)Ktll與吸合線圈L1 串聯(lián)在控制電源上。
4.如權(quán)利要求I所述的先導(dǎo)自維持延時安全開關(guān)，其特征在于延時電容C和反接的二極管D并聯(lián)構(gòu)成延時開關(guān)電路的放電延時回路。
5.如權(quán)利要求I所述的先導(dǎo)自維持延時安全開關(guān)，其特征在于場效應(yīng)管VMOS漏極D 連接控制電源的高電位端。
6.如權(quán)利要求I所述的先導(dǎo)自維持延時安全開關(guān)，其特征在于延時電容C和反接二極管D并聯(lián)構(gòu)成延時開關(guān)電路的放電延時回路上端通過開關(guān)Kci2連接控制電源的高電位端， 同時連接場效應(yīng)管VMOS柵極G。
7.如權(quán)利要求I所述的先導(dǎo)自維持延時安全開關(guān)，其特征在于延時電容C和反接二極管D并聯(lián)構(gòu)成延時開關(guān)電路的放電延時回路下端通過維持電阻R與場效應(yīng)管VMOS源極 S連接，同時通過觸點開關(guān)K11和吸合線圈L2串聯(lián)連接在控制電源低電位端。
8.如權(quán)利要求I所述的先導(dǎo)自維持延時安全開關(guān)，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(guān)K11和K12同步吸合。
9.如權(quán)利要求I所述的先導(dǎo)自維持延時安全開關(guān)，其特征在于觸點開關(guān)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(dǎo)自維持延時安全開關(guān)，由雙聯(lián)開關(guān)(1)、延時開關(guān)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(guān)(1)由開關(guān)K01和K02組成，兩開關(guān)由同一動作控制，同步閉合或斷開；延時開關(guān)電路(2)由場效應(yīng)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(guān)K11和K12構(gòu)成。在實現(xiàn)主電路延時關(guān)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(zāi)隱患、節(jié)約能源、保護(hù)設(shè)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(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者沈法鵬, 范永建 申請人:范永建