自振蕩接觸器驅動器最大限度地降低了保持功率

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

對于大于約25A的開關電流，使用稱為接觸器的電磁操作開關代替繼電器。接觸器的常見應用是將電池與備用逆變器或其他大功率電池供電系統斷開。

圖1電路用作自振蕩降壓轉換器，通過定期斷開電源來節省功耗。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，允許使用從一個或兩個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繞組消耗標稱860mA電流，功耗為10W。如下所述，可以更改R1以適應其他線圈額定值。

圖1.該接觸器電路自振蕩，以在接通時最大限度地降低功耗。

當比較器輸出為高電平時，Q1和Q2導通，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，通過在R5兩端產生約5.1V電壓來接通Q2。檢流電阻R1中的電壓上升，直到達到R3和R2設定的50mV電平，導致比較器輸出端出現高低轉換（5V至0V）。發生此跳閘時，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R1電壓達到50mV時，Q1和Q2關斷，線圈電流下降。Q1/Q2配置中的低阻值電阻使Q2能夠快速關斷，比較器的遲滯（約1.5mV）使Q1/Q2保持關斷，直到R1電壓下降到略低于50mV。關斷時間由R5形成的約5ms時間常數和Q2的柵源電容決定。D1 和 R1 在關斷間隔期間為線圈電流提供路徑，當線圈電流以 Δi = V 的速率下降時DΔt/L. VD由D1的正向電壓定義。

比較器根據需要切換，以在遲滯限值之間上下斜坡調整線圈電流，線圈的小數紋波電流定義為遲滯/（跳閘電壓）= 1.5mV/50mV = 0.03。當電源電壓過低而無法達到電流限值（在本例中為10.3V）時，Q2保持導通狀態，因此可確保在接觸器的最小吸入電壓下工作。當您將電源電壓從10.3V提高時，電路開始自振蕩。振蕩頻率隨著占空比的減小而增加：關斷時間固定在5μs，導通時間必須減少，因為更高的電源電壓會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，以適應更高的電源電壓和不同的接觸器。例如，所示元件根據D1和Q2規定的30V限值確定28V最大值。R1可以針對具有不同電流和電壓額定值的接觸器線圈進行調整。如果同時調整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的關斷引腳接受輸出開路，R6確保Q1在該條件下保持關斷狀態。

審核編輯：郭婷