直流接触器的制作方法

本实用新型涉及一种直流接触器。

背景技术：

直流接触器是指用在直流回路中的一种接触器，主要用来控制直流电路。其工作原理是：当接触器线圈通电后，线圈电流产生磁场，使静铁心产生电磁吸力吸引动铁心，并带动触点动作:常闭触点断开，常开触点闭合，两者是联动的。当线圈断电时，电磁吸力消失，衔铁在释放弹簧的作用下释放，使触点复原:常开触点断开，常闭触点闭合。由于直流接触器的吸引线圈通以直流,所以没有冲击的启动电流，也不会产生铁芯猛烈撞击现象,因而它的寿命长，适用于频繁启停的场合。

“中国制造2025”和“十三五规划”把节能环保和新能源汽车作为战略新兴产业，成为十大重点发展的领域之一。高压直流接触器作为新能源汽车的专用部件，广泛应用于频繁地接通与分断直流大容量控制电路，为动力电池高压分断技术和充电桩中电力切换提供了可靠的保证。

传统直流接触器的线圈结构采用双线圈形式，其操作电磁系统在吸持时的消耗功率通常在数瓦以上，且线圈发热严重、机械寿命短等问题难以根本解决。同时，传统直流接触器的触点在动合过程中触点本身及触点周围介质中含有大量可被游离的电子，当分断的触点间存在电压且电路电流达到最小生弧电流时，即产生强烈的游离而形成电弧，导致电路继续导通，无法实现或不能有效及时地实现接触器的分断作用，存在隐蔽的危险。

此外，传统的直流接触器的控制电路板置于接触器的内部，对控制电路板的安装调试及维修难度大，一般需将接触器进行拆卸。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有直流接触器所存在的问题，在此的目的在于提供一种具有灭弧功能，能够保障接触器具有较好的负载分断能力，且控制电路便于安装调试及维修的直流接触器。

为实现本申请上述目的，在此所提供的直流接触器包括控制电路板、接触单元、罩壳和电源连接线，所述接触单元置于所述罩壳内，所述罩壳的上端安装有盖板且所述接触单元的接线柱位于所述盖板的上方，所述控制电路板通过所述线路盖板安装于所述罩壳的外表面；所述控制电路板的输出端和所述接触单元的线圈之间通过导线组电连接，所述电源连接线与所述控制电路板的电源输入端连接；所述罩壳内填充有惰性气体。

本申请所提供的具有高分断能力的直流接触器在接触单元中填充有惰性气体，利用惰性气体实现了接触器触点灭弧，有效地解决了因接触器触点闭合、分断过程而形成电弧，导致电路继续导通的问题，实现了有效地分断，提高了接触器的分断能力，提高了接触器的工作可靠性。同时保证了接触器触点回跳小。

此外，本申请所提供的接触器控制电路板采用外置安装，方便装配调试及维护。

进一步的，本申请提供的直流接触器还包括抽气管和套管，所述抽气管一端延伸入所述罩壳内，另一端延伸出所述罩壳的外表面，所述套管套装于所述抽气管延伸出所述罩壳外表面的一端上。结合抽气管和套管，可以及时向接触单元内补充惰性气体，保证了接触器的灭弧功能持续有效性。在无需补充惰性气体的使用情况下，套管有效地保证了惰性气体的被密封。

进一步的，所述控制电路板上所布设的控制电路包括输入滤波电路、电源变换电路、输入电压采样电路、主控电路、功率输出与续流保护电路以及功率驱动电路，所述输入滤波电路串联于电源输入端，滤波后的电源经所述电源变换电路后输入所述输入电压采样电路和所述主控电路，所述输入电压采样电路采集到的电压输入所述主控电路，所述主控电路的输出端输出的信号输入所述功率驱动电路，所述功率驱动电路的输出信号输入所述功率输出与续流保护电路，所述功率输出与续流保护电路的输出作为整个控制电路的正极输出端；所述电源变换电路的输出电压还为功率输出与续流保护电路提供驱动电压。控制电路板上布设结合了电源变换电路、输入电压采集电路以及功率输出与续流保护电路等功能电路，具有较好的浪涌抑制能力，且能够将输出电压稳定到一定范围，使控制电路输出加载于接触器线圈上的电流不随输入电源工作电压的增大而增大，提高接触器的工作平衡，稳定性更好。

进一步的，所述接触单元包括顶盖板、绝缘座、轭铁、壳体、导磁体、极靴、线圈、衔铁、主压簧、传动杆、中盖板、超程压簧、接触桥以及接线柱；所述导磁体置于所述壳体内，所述轭铁置于所述导磁体与所述壳体之间，所述线圈置于所述导磁体和所述极靴之间；所述衔铁置于所述极靴的内部，所述传动杆的一端置于所述极靴的内部，另一端与所述接线柱齐平；所述接触桥安装于所述传动杆与所述接线柱齐平的一端，并位于所述接线柱的下方；所述中盖板置于所述线圈的上方，所述中盖板和所述线圈之间安装有导磁体；所述主压簧置于所述传动杆和所述衔铁之间，所述超程压簧与所述主压簧连接沿所述传动杆的外壁向上延伸至所述接触桥的底端面；所述顶盖板安装于所述壳体的顶部，所述接线柱的上端位于所述顶盖板的上方。

进一步的，填充于所述接触单元内的惰性气体的惰性气体压力为15Psi～20Psi。既保证了整个接触器的安全性，又实现了灭弧功能。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：控制电路板独立安装于接触器罩壳的外表面，便于安装调试及维修；实现了有效地分断，提高了接触器的分断能力，提高了接触器的工作可靠性。同时保证了接触器触点回跳小。

此外，根据需要调节控制电路板上各元器件的参数进行调整，即可保持较低的功耗，达到节能。同时，本申请所提供的接触器在不改变接触器的额定工作电压的情况下，减少了接触器稳定工作时的功耗及线圈发热问题，提高了接触器的工作可靠性及效率。

附图说明

图1为本实用新型所提供的直流接触器的立体图；

图2为本实用新型所提供的直流接触器的主视图；

图3为本实用新型所提供的直流接触器的俯视图；

图4为本实用新型所提供的接触单元的结构示意图；

图5为本实用新型所提供的直流接触器控制电路的原理图；

图6为本实用新型所提供的直流接触器控制电路的电路原理图；

图中：1-控制电路板，2-接触单元，3-导线组，4-抽气管，5-罩壳，6-套管，7-线路盖板，8-盖板，9-正极电源线，10-负极电源线，11-螺钉，21-顶盖板，22-绝缘座，23-轭铁，24-壳体，25-导磁体，26-极靴，27-线圈，28-衔铁，29-主压簧，221-传动杆，222-中盖板，223-超程压簧，224-接触桥，225-接线柱；

图中P1～P4为连接端，用于与外部设备，如负载、电源等外部设备连接。

具体实施方式

在此结合附图和具体实施方式对本申请所要求保护的技术方案作进一步详细的说明。

结合图1-图3，本申请为了解决现有的直流接触器控制电路安装调试及维修难，且负载分断能力低的问题，在此提供的一种直流接触器，该接触器具有高分断能力，该直流接触器控制电路板1、接触单元2、罩壳5和电源连接线；其中罩壳5的上端面设置于盖板8，,接触单元2置于罩壳5内且其接线柱延伸出罩壳5的上端端面且位于盖板8的上方，接触单元2的接线柱构成正负极连接端；控制电路板1通过线路盖板7和螺钉11固定安装于罩壳5的外表面；控制电路板1的输出端和接触单元2的线圈之间通过导线组3电连接。电源连接线包括正极电源线9和负极电源线10，为了便于区分，正极电源线9为红色，负极电源线10为黑色，正负极电源线分别与控制电路板1的电源输入端连接；罩壳5内填充有惰性气体。

其中，控制电路板1用于电流的输出，控制接触单元2的触点闭合、分断，其上印制布设有控制电路，该控制电路的原理图如5所示，由图5可知其包括了用于对输入电源进行滤除波纹电压和浪涌尖峰的输入滤波电路、用于将输入的电压转换成直流电压为5V的电源变换电路、用于采集输入电压值的输入电压采样电路、主控电路、功率输出与续流保护电路以及功率驱动电路，输入滤波电路串联于电源输入端，滤波后的电源经所述电源变换电路后输入输入电压采样电路和主控电路，输入电压采样电路采集到的电压输入主控电路，主控电路的输出端输出的信号输入功率驱动电路，功率驱动电路的输出信号输入功率输出与续流保护电路，功率输出与续流保护电路的输出作为整个控制电路的正极输出端。

该控制电路的工作原理是：当输入端施加工作电压时，输入电源经过输入滤波电路处理后滤除纹波电压和浪涌尖峰，经过滤波处理的电源一方面经过电源变换为单片机主控电路提供工作电压和采样基准电压，另一方为功率输出与续流保护电路提供驱动功率。输入电压采样电路实时对输入端工作电压进行采样并送至单片机主控电路进行数据运算，根据输入端工作电压的变化来改变功率驱动电路的脉冲宽度或占空比，功率驱动电路的控制信号为周期固定占空比随输入工作电压变化的PWM信号，输入端工作电压越大，PWM占空比越小；反之，输入端工作电压越小PWM占空比越大，以保证接触器线圈能够得到充足的维持电流，线圈功耗处于动态平衡状态。

本申请控制电路板1上布设的控制电路中的输入滤波电路、电源变换电路、输入电压采样电路、主控电路、功率输出与续流保护电路以及功率驱动电路可以采用现有的任何一种电路，在此本申请提供如图6所示的电路原理图作为一个实施方式，但并表示本申请所记载的控制电路只能由图6中所示的电路结构实现。

如图6所示，输入滤波电路包括电感L1、电感L2、电容C7、二极管D4和电容C8；电源变换电路包括芯片IC2、三极管Q2、电容C3、电容C5、电容C1、电容C2和电阻R7；输入电压采样电路包括电阻R5和电容C4、稳压二极管D5和电阻R3；主控电路包括芯片IC1；功率输出与续流保护电路包括三极管Q1、二极管D6、电容C6、电阻R4、电阻R1、稳压二极管D3和二极管D2；功率驱动电路包括三极管Q1。

各元器件之间的连接关系是：电感L1和电感L2的作为输出端，另一端通过电容C7连接，电感L1与电容C7相连接的一端还与二极管D4的阳极连接，二极管D4的阴极通过电容C8接地，电感你L2与电容C7相连接的一端接地；所述电感L1与电容C7相连接的一端为电源接入点。所述电阻R5的一端通过二极管D8连接至电源接入点，电阻R5的另一端同时接二极管D5的阴极，电容C4的一端以及芯片IC1的引脚3，二极管D5的阳极和电容C4的另一端接地；所述芯片IC1的引脚3和地之间还通过电阻R3接地。二极管D8的阴极接三极管Q2的引脚4，三极管Q2的引脚1连接至芯片IC2的引脚1，芯片IC2的引脚1还接电源，芯片IC1的引脚1还经串联的电容C1和电阻R7接地，以及通过电容C2接地。芯片IC2的引脚5～引脚8共同与三极管Q2的引脚3连接并且通过并联的电容C3和电容C5接地。芯片IC1的输出引脚5通过电阻R2连接至三极管Q1的引脚4，电阻R2的两端并联有二极管D7，三极管Q1的引脚2通过电阻R1连接至稳压二极管D3的阴极，稳压二极管D3的阳极作为一个输出端，三极管Q1的引脚5和引脚6与三极管Q1的引脚1相连接并分别连接至二极管D1的阳极和二极管D6的阳极；二极管D2的阴极连接至所述二极管D4的阴极并与稳压二极管D3的阳极相连接，二极管D6的阴极通过电阻R1接稳压二极管D3的阴极，电阻R4和电容C6并联于二极管D6的阴极和二极管D6的阳极之间。三极管Q1的引脚7和引脚8作为另一个输出端。

而本申请所提供的直流接触器中所采用的接触单元可以采用现有的任何一个接触器，本申请在此采用的结构如图4所示作为一个实施方式，但并表示本申请所记载的控制电路只能由图6中所示的电路结构实现。

如图4所示，本申请在此所提供的接触单元包括顶盖板21、绝缘座22、轭铁23、壳体24、导磁体25、极靴26、线圈27、衔铁28、主压簧29、传动杆221、中盖板222、超程压簧223、接触桥224以及接线柱225；其中壳体21为一腔体，导磁体25置于壳体24内，轭铁23置于导磁体25与壳体24之间，线圈27置于导磁体25和极靴26之间；衔铁28置于极靴26的内部，传动杆221的一端置于所述极靴26的内部，另一端与接线柱225齐平；接触桥224安装于传动杆221与接线柱225齐平的一端，并位于接线柱225的下方；中盖板222置于线圈27的上方，中盖板222和线圈27之间安装有导磁体；主压簧29置于传动杆221和所述衔铁28之间，超程压簧223与主压簧29连接沿传动杆221的外壁向上延伸至接触桥224的底端面；顶盖板21安装于壳体24的顶部，接线柱225的上端位于顶盖板21的上方。

此外，对本申请所提供的直流接触器的进一步完善是：还包括抽气管4和套管6，抽气管4一端延伸入罩壳5，另一端延伸出罩壳5的外表面，套管6套装于抽气管4延伸出罩壳5外表面的一端上。

填充于接触单元2内的惰性气体，可以现有的任何一种惰性气体，本申请在此填充的则是氮气，气体压力为15Psi～20Psi，最好是18±1Psi。

本申请所提供的直流接触器的制备过程如下：将构成一对正负极的接触器单元2装入罩壳5，在接触单元2的上端安装盖板8，装配完成后灌注环氧树脂A EPR04A和固化剂EPR05B使接触器单元2和罩壳5之间通过环氧树脂AEPR04A和固化剂EPR05固定，置于真空烘箱焙烘20h，固化后对产品进行抽真空，当本申请所提供的直流接触器上布设有抽气管4时，可以通过抽气管4对产品进行抽真空，真空度小于1Pa，泄漏率小于1×10^-3Pa.cm³/s,然后向接触器单元2内充入惰性气体—高纯氮气，氮气压力(18±1)Psi。最后将控制电路板1的输出端通过导线组件3与接触器单元2的线圈连接，用线路盖板7和螺钉11固定于罩壳5的外表面上，并预留出正负极电源线，正负极电源线分别与控制电路的电源输入端连接。

当本申请所提供的直流接触器上布设有抽气管4时，还需用专用工具夹断抽气管4，并将套管6安装于抽气管4上进行保护。

本申请在此所提供的直流接触器的工作原理是：负载通过导线接入接触器的正负极连接端(如图3中所示的A1为正极连接端，A2为负极连接端)；检查连接无误后接通电源使控制电路开始工作，控制加载于接触单元2的线圈上的电流，使接触单元2的正负极连接端闭合或分断，由于接触单元2内填充有惰性气体，避免了或减少了接触单元2的正负极连接端执行闭合、分断动作时的电弧产生，实现了灭弧功能。且控制电路板1通过线路盖板7和螺丝11安装于罩壳5的外表面上，便于控制电路板的安装调试及维护。

本申请所提供的直流接触器中除了控制电路板1、线路盖板7、电源连接线、导线组件3和螺钉11以外，其余均为密封结构。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案所做的修改或等同替换，只要不脱离本实用新型的技术方案的精神和范围，均涵盖在本实用新型的权利要求范围内。