[发明专利]电机换向电路

说明书

背景

1.技术领域

本发明一般涉及电机换向电路。具体说，本发明涉及工作电压大于12伏的直流系统的电机换向电路。

2.相关技术背景

H-电桥电机反向继电器装置常用于需要双向直流电机工作的系统。例如，H-电桥电路被用于有双向电机的汽车系统的电动门锁、电动座椅、电动窗等的工作。在典型情况下，双向性由H-电桥电路通过使用两个单极、双掷(SPDT)继电器来实现，继电器由正向与反向单极、双掷、中央断开(center off)开关来控制，改变输入到电机的电压的极性以进行正反向工作。

每一个SPDT继电器在正常的开启(N.O.)与正常的闭合(N.C.)位置之间工作，给电机供电与断开电源。负载定位于每一个SPDT继电器的可动接点之间，其电压源负极性在两N.C.的静态接点上，正极性在两N.O.的静态接点上。并使N.C.接点接地，这样，电桥电路中继电器不工作时，电机线圈的两端均接地。

当H-电桥电路的其中一个继电器通电，它即通过其中一个SPDT开关(继电器接点)给电机的一端加正电压，而另一端则通过另一个SPDT开关的N.C.静态接点(继电器接点)保持接地。这就使得电机以特定方向旋转。如果继电器停电，电机停止工作，电机线圈又接地。如果另一个继电器通电，通过另一个SPDT开关给电机的另一端加正电压，并使得电机以相反方向旋转。

以上所述的常规的H-电桥电路在12伏直流系统中工作得很好。然而，在高压系统中，譬如24伏直流系统，一般必须在高达32伏直流电压下工作，当开关开启时，H-电桥继电器电路就会在开关的可动接点与N.O.静态接点之间产生电弧。电弧的产生是因为在可动接点与N.O.静态接点之间存在较高的电流及高电位差。再说，由于N.O.静态接点具有正的电池电压，N.C.静态接点又处于接地电位，所以通过电弧产生短路，使得流过电弧的电流增加，这只能由电路阻抗来限制。电弧会一直继续到它熔化掉足够多的接点材料以形成足够大的间隙来消除电弧为止。

因此，需要有这样一种电机换向电路，该电路能在较高电压下使双向电机工作，而不产生电弧，并能提供负载的双向工作。

发明概要

根据本发明，提供了一种能避免上述问题的电机换向电路。所公开的电路工作的方式对于其余电气控制电路是显而易见的。即，它用与标准H-电桥相同的电路连接来工作。

具体说，使双向电机工作的电机换向电路包括标准的H-电桥继电器电路，它包括第一和第二继电器。第一继电器能够有效地在第一时间周期内连接第一接点，以提供电机与电源的第一连接，并以第一模式使电机工作。第二继电器能够有效地在第二时间周期内连接第二接点，以提供电机与电源的第二连接，并以第二模式使电机工作。电机换向电路还包括一个开关，该开关至少有一个接点分别有效地连接第一或第二继电器，实现第一或第二连接。第三继电器有效地与该开关连接，当至少一个接点与第一或第二继电器有效地连接时对电机至电源提供第三连接。也提供了当至少一个接点与第一或第二继电器脱开时使第三连接脱开的装置，该第三连接在第一或第二连接脱开前脱开，这样防止产生电弧。

本发明还提供了一种以第一和第二模式使装置工作的继电器电路。该继电器电路包括H-电桥继电器电路，该电路为了以第一或第二模式使装置工作，具有能使装置与电源的第一端有效地连接的第一和第二继电器；还具有与该装置和第一端连接的第三继电器，在第一或第二继电器与第一端脱开时、且在第一或第二继电器与该装置脱开之前，使电源与该装置断开。

所公开的电机换向电路旨在用于经常使用工作电压高于12伏的直流系统的越野设备与重型卡车。然而，该被公开的电路将用于客车和轻型卡车，这是因为这些车辆在趋向使用高电压电源系统。

附图简述

图1给出按照本发明的电机换向电路的示意图；

图2给出实现负载正向工作的图1的电机换向电路的示意图；

图3给出实现从负载去掉电源的图1的电机换向电路的示意图；以及

图4给出实现负载换向工作的图1的电机换向电路的示意图。

优选实施例详述

以下参考图1-4详细描述本发明的电机换向电路的优选实施例。尽管本发明的电机换向电路为汽车应用而设计的，例如自动门锁、自动座椅及自动窗的工作，但是本发明的电机换向电路可用于任何采用双向直流电机以正向和反向使负载(未示出)工作的应用领域。