交流接觸器節(jié)能芯片ZDLX-1H的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、交流接觸器作為一種大規(guī)模使用在工農(nóng)業(yè)中的低壓電器，其在全國(guó)的使用量數(shù)以?xún)|計(jì)，耗電總量巨大。因此，為緩解能源緊張，構(gòu)建節(jié)能型社會(huì)，設(shè)計(jì)一款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的交流接觸器節(jié)能芯片有重要意義。
　　本文根據(jù)交流接觸器“強(qiáng)電吸合，弱電吸持”的工作原理，設(shè)計(jì)出一款交流接觸器節(jié)能芯片ZDLX-1H（浙大綠芯1號(hào)）。以此芯片為核心的節(jié)能器與型號(hào)為CJ20-100A(220V)的交流接觸器配合使用，使交流接觸器能夠在很小導(dǎo)通角的直流方式下運(yùn)行，不僅

2、能夠節(jié)約電能，還能顯著的降低噪聲與溫升。節(jié)能器體積小，易于安裝，可以方便的對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)的交流接觸器進(jìn)行改造。此外，芯片ZDLX-1H還設(shè)計(jì)了過(guò)壓報(bào)警、欠壓報(bào)警和溫度報(bào)警功能，提高了節(jié)能器工作的安全性和可靠性。
　　主要工作以及創(chuàng)新點(diǎn)包括:
　　(1)設(shè)計(jì)了智能脈寬調(diào)制(PWM)模式的節(jié)能器:當(dāng)交流接觸器進(jìn)入節(jié)能狀態(tài)之后，芯片輸出的脈寬能夠根據(jù)外電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)，當(dāng)外電路電壓過(guò)高或者過(guò)低時(shí)，節(jié)能器輸出脈寬（導(dǎo)通角）相應(yīng)減小或者增大，

3、從而保證節(jié)能器中流過(guò)的電流在一個(gè)合適的范圍之內(nèi)，使節(jié)能率保持穩(wěn)定。
　　(2)設(shè)計(jì)了低壓分?jǐn)喙δ?節(jié)能器在電源電壓低至132V時(shí)給出釋放信號(hào)，使交流接觸器斷開(kāi)。
　　(3)設(shè)計(jì)了欠壓報(bào)警功能:節(jié)能器的電源電壓低至185V時(shí)，給出報(bào)警信號(hào)。
　　(4)設(shè)計(jì)了過(guò)壓報(bào)警功能:節(jié)能器的電源電壓高于242V時(shí)，給出報(bào)警信號(hào)，該功能在現(xiàn)有版本測(cè)試中未實(shí)現(xiàn)，在新版中已經(jīng)重新設(shè)計(jì)。
　　(5)設(shè)計(jì)了過(guò)溫報(bào)警功能。芯片檢測(cè)到周?chē)鷾?/p>

4、度高于125℃時(shí)，節(jié)能器報(bào)警;當(dāng)溫度降低且低于85℃，報(bào)警解除（此溫度報(bào)警范圍為2014年4月新版（流片中）的數(shù)據(jù)，而文中第五章測(cè)試數(shù)據(jù)為2013年11月流片的現(xiàn)有版本數(shù)據(jù)，文中其它與溫度報(bào)警相關(guān)的內(nèi)容均已采用新版流片的數(shù)據(jù)）。
　　(6)采用CSMC0.5um數(shù)模混合CMOS工藝實(shí)現(xiàn)了交流接觸器的節(jié)能芯片ZDLX-1H。測(cè)試結(jié)果表明，以該芯片為核心的節(jié)能器配合交流接觸器工作，節(jié)電率可達(dá)90％以上。芯片靜態(tài)工作電流300uA左右，