一种应用于换相开关的磁保持继电器驱动控制系统的制作方法

1.本发明涉及换相开关配套产品领域，尤其涉及一种应用于换相开关的磁保持继电器驱动控制系统。


背景技术：

2.在电力系统中，换相开关是调节三相不平衡的一个重要设备。换相开关能够实现负荷相l切换至abc三相中的任意一相，其中三相磁保持继电器为该设备的关键器件。该设备的可靠程度除了继电器本身的质量问题之外，还取决于继电器驱动控制电路的可靠性。
3.现有技术中常用的三相磁保持继电器多为单刀单掷型并联构成，其结构如图1所示。在图1中，3个虚线框内部分别表示3个双线圈单刀单掷磁保持继电器，3个双线圈单刀单掷磁保持继电器的con端并联，其内部结构一致，故以其中最上方的a相继电器为例进行说明：
4.虚线内左侧“分”和“合”分别表示分闸和合闸驱动线圈，右侧con为继电器动触头，no为继电器静触头，o为空触头。当分闸驱动线圈被施加一定正向直流电压信号，动触头倒向空触头，即con悬空开路；当合闸驱动线圈被施加一定正向直流电压信号，动触头倒向no静触头，此触头和a相进线相连。同理，中间的b相继电器可与b相进线相连，下面的c相继电器可与c相进线相连。
5.上述结构的磁保持继电器称为并联式三相磁保持继电器，当将这种结构的磁保持继电器应用于换相开关中时，若继电器驱动控制电路故障或者软件控制逻辑异常，极易出现相间短路或者负荷开路状况，驱动控制电路可靠性较差，无法满足换相开关在使用过程中的技术需求，不利于电力系统的生产安全。


技术实现要素：

6.本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种应用于换相开关的磁保持继电器驱动控制系统，可靠性高，可以有效杜绝因异常驱动信号造成的相间短路问题，同时减小因继电器开路原因造成的负荷失电现象，满足换相开关的技术需求。
7.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
8.一种应用于换相开关的磁保持继电器驱动控制系统，包括控制装置、驱动电源开关装置、分合闸驱动装置和串联式三相双线圈磁保持继电器；
9.所述控制装置分别与所述驱动电源开关装置和所述分合闸驱动装置电连接，所述驱动电源开关装置与所述分合闸驱动装置电连接，所述分合闸驱动装置与所述串联式三相双线圈磁保持继电器电连接。
10.在上述技术方案的基础上，本发明还有如下改进：
11.进一步：所述串联式三相双线圈磁保持继电器包括a相单刀双掷继电器、b相单刀双掷继电器和c相单刀双掷继电器；
12.所述a相单刀双掷继电器、所述b相单刀双掷继电器和所述c相单刀双掷继电器均
包括分闸线圈、合闸线圈、动触头、第一静触头和第二静触头；
13.所述a相单刀双掷继电器的分闸线圈、所述a相单刀双掷继电器的合闸线圈、所述b相单刀双掷继电器的分闸线圈、所述b相单刀双掷继电器的合闸线圈、所述c相单刀双掷继电器的分闸线圈和所述c相单刀双掷继电器的合闸线圈均与所述分合闸驱动装置电连接；
14.所述a相单刀双掷继电器的第一静触头悬空，所述a相单刀双掷继电器的第二静触头与三相电的a相电连接，所述a相单刀双掷继电器的动触头与所述b相单刀双掷继电器的第一静触头电连接，所述b相单刀双掷继电器的第二静触头与所述三相电的b相电连接，所述b相单刀双掷继电器的动触头与所述c相单刀双掷继电器的第一静触头电连接，所述c相单刀双掷继电器的第二静触头与所述三相电的c相电连接，所述c相单刀双掷继电器的动触头与负载电连接。
15.进一步：所述驱动电源开关装置包括开关控制电路和升压电路，所述控制装置通过所述开关控制电路与所述升压电路电连接，所述升压电路与所述分合闸驱动装置电连接。
16.进一步：所述开关控制电路包括pmos管q1、三极管q2、电阻r6、电阻r7、电阻r11和电阻r12；
17.所述pmos管q1的栅极通过所述电阻r7与所述三极管q2的集电极电连接，所述pmos管q1的源极与24v电源端电连接，所述电阻r6的一端连接在所述pmos管q1的源极与24v电源端之间的公共端上，所述电阻r6的另一端连接在所述pmos管q1的栅极与所述电阻r7的公共端上，所述pmos管q1的漏极与所述升压电路电连接；所述三极管q2的基极通过所述电阻r10与所述控制装置电连接，所述三极管q2的发射极接地，所述电阻r12的一端连接在所述电阻r10与所述控制装置之间的公共端上，所述电阻r12的另一端接地。
18.进一步：所述升压电路包括稳压芯片u1、电容cd1、电容cd2、电容cd3、电容c1、电容c2、电容c3、电感l1、电阻r4、电阻r8、电阻r9和肖特基二极管d3；
19.所述稳压芯片u1的第一接地引脚gnd1和第二接地引脚gnd2均接地，所述稳压芯片u1的电压输入引脚vin与所述pmos管q1的漏极电连接，所述稳压芯片u1的电压输入引脚vin还通过所述电容c2接地，所述电容cd1的一端与所述pmos管q1的漏极电连接，所述电容cd1的另一端接地；所述稳压芯片u1的相位补偿引脚comp依次通过所述电阻r8和所述电容c3接地；
20.所述电感l1的一端与所述稳压芯片u1的电压输入引脚vin电连接，所述电感l1的另一端与所述稳压芯片u1的开关引脚sw电连接；所述稳压芯片u1的开关引脚sw还通过所述肖特基二极管d3与所述分合闸驱动装置电连接，所述电阻r4的一端连接在所述肖特基二极管d3与所述分合闸驱动装置之间的公共端上，所述电阻r4的另一端通过所述电阻r9接地，所述稳压芯片u1的反馈引脚fb连接在所述电阻r4与所述电阻r9的公共端上；
21.所述电容cd2的一端、所述电容cd3的一端和所述电容c1的一端均连接所述肖特基二极管d3与所述分合闸驱动装置之间的公共端上，所述电容cd2的另一端、所述电容cd3的另一端和所述电容c1的另一端均接地。
22.进一步：所述分合闸驱动装置包括、a相继电器分合闸驱动电路、b相继电器分合闸驱动电路和c相继电器分合闸驱动电路；
23.所述控制装置分别与所述合闸驱动信号互锁电路和所述分闸驱动信号互锁电路
电连接，所述合闸驱动信号互锁电路分别与所述a相继电器分合闸驱动电路、所述b相继电器分合闸驱动电路和所述c相继电器分合闸驱动电路电连接，所述分闸驱动信号互锁电路分别与所述a相继电器分合闸驱动电路、所述b相继电器分合闸驱动电路和所述c相继电器分合闸驱动电路电连接；所述a相继电器分合闸驱动电路分别与所述升压电路、所述a相单刀双掷继电器的分闸线圈和所述a相单刀双掷继电器的合闸线圈电连接，所述b相继电器分合闸驱动电路分别与所述升压电路、所述b相单刀双掷继电器的分闸线圈和所述b相单刀双掷继电器的合闸线圈电连接，所述c相继电器分合闸驱动电路分别与所述升压电路、所述c相单刀双掷继电器的分闸线圈和所述c相单刀双掷继电器的合闸线圈电连接。
24.进一步：所述合闸驱动信号互锁电路和所述分闸驱动信号互锁电路具有相同的第一电路结构；
25.所述第一电路结构包括一个74hc138型号的译码器；所述译码器的三个信号输入引脚均与所述控制装置电连接，所述译码器的第一信号输出引脚与所述a相继电器分合闸驱动电路电连接，所述译码器的第二信号输出引脚与所述b相继电器分合闸驱动电路电连接，所述译码器的第三信号输出引脚与所述c相继电器分合闸驱动电路电连接。
26.进一步：所述a相继电器分合闸驱动电路、所述b相继电器分合闸驱动电路和所述c相继电器分合闸驱动电路均具有相同的第二电路结构；
27.所述第二电路结构包括nmos管q6、nmos管q10、三极管q8、三极管q12、电阻r137、电阻r139、电阻r140、电阻r143、电阻r145、电阻r149、电阻r150、电阻r155、二极管d15、二极管d17和一个5引脚的连接器cn13；
28.所述电阻r139的一端与所述三极管q8的基极电连接，所述电阻r139的另一端通过所述电阻r143与3.3v电源端电连接；所述三极管q8的发射极接地，所述三极管q8的集电极与所述nmos管q6的栅极电连接；所述nmos管q6的栅极还通过所述电阻r137接地，所述电阻r140的一端连接在所述nmos管q6的栅极与所述电阻r137的公共端上，所述电阻r140的另一端与所述升压电路电连接，所述nmos管q6的源极接地；所述nmos管q6的漏极与所述连接器cn13的1号引脚电连接，所述nmos管q6的漏极还通过所述二极管d15与所述连接器cn13的2号引脚电连接；所述连接器cn13的2号引脚还与所述升压电路电连接，所述连接器cn13的4号引脚接地；
29.所述电阻r149的一端与所述三极管q12的基极电连接，所述电阻r149的另一端通过所述电阻r155与3.3v电源端电连接；所述三极管q12的发射极接地，所述三极管q12的集电极与所述nmos管q10的栅极电连接，所述nmos管q10的栅极还通过所述电阻r145连接在所述升压装置与所述电阻r140的公共端上，所述电阻r150的一端连接在所述nmos管q10的栅极与所述电阻r145的公共端上，所述电阻r150的另一端接地，所述nmos管q10的源极接地；所述nmos管q10的漏极与所述连接器cn13的3号引脚电连接，所述nmos管q10的漏极还通过所述二极管d17与所述连接器cn13的2号引脚电连接；
30.在所述a相继电器分合闸驱动电路中，所述电阻r139的另一端与所述合闸驱动信号互锁电路中的所述译码器的第一信号输出引脚电连接，所述电阻r149的另一端与所述分闸驱动信号互锁电路中的所述译码器的第一信号输出引脚电连接；所述连接器cn13的1号引脚还与所述a相单刀双掷继电器的合闸线圈电连接，所述连接器cn13的3号引脚还与所述a相单刀双掷继电器的分闸线圈电连接；
31.在所述b相继电器分合闸驱动电路中，所述电阻r139的另一端与所述合闸驱动信号互锁电路中的所述译码器的第二信号输出引脚电连接，所述电阻r149的另一端与所述分闸驱动信号互锁电路中的所述译码器的第二信号输出引脚电连接；所述连接器cn13的1号引脚还与所述b相单刀双掷继电器的合闸线圈电连接，所述连接器cn13的3号引脚还与所述b相单刀双掷继电器的分闸线圈电连接；
32.在所述c相继电器分合闸驱动电路中，所述电阻r139的另一端与所述合闸驱动信号互锁电路中的所述译码器的第三信号输出引脚电连接，所述电阻r149的另一端与所述分闸驱动信号互锁电路中的所述译码器的第三信号输出引脚电连接；所述连接器cn13的1号引脚还与所述c相单刀双掷继电器的合闸线圈电连接，所述连接器cn13的3号引脚还与所述c相单刀双掷继电器的分闸线圈电连接。
33.进一步：所述分合闸驱动装置还包括a相分合闸状态反馈电路、b相分合闸状态反馈电路和c相分合闸状态反馈电路；
34.所述a相分合闸状态反馈电路分别与所述控制装置和所述a相单刀双掷继电器电连接，所述b相分合闸状态反馈电路分别与所述控制装置和所述b相单刀双掷继电器电连接，所述c相分合闸状态反馈电路分别与所述控制装置和所述c相单刀双掷继电器电连接。
35.进一步：所述a相分合闸状态反馈电路、所述b相分合闸状态反馈电路和所述c相分合闸状态反馈电路均具有相同的第三电路结构；
36.所述第三电路结构包括三极管q14、电阻r147、电阻r151、电阻r157和电容c62；所述三极管q14的发射极接地，所述三极管q14的集电极与所述控制装置电连接，所述三极管q14的集电极还通过所述电阻r151与3.3v电源端电连接，所述电阻r147的一端连接在所述电阻r151与3.3v电源端之间的公共端上，所述电容c62的一端连接在所述三极管q14的集电极与所述控制装置的公共端上，所述电容c62的另一端接地；
37.在所述a相分合闸状态反馈电路中，所述电阻r147的另一端与所述a相继电器分合闸驱动电路中的连接器的5号引脚电连接，所述三极管q14的基极通过对应的所述电阻r157与所述a相继电器分合闸驱动电路中的连接器的5号引脚电连接；
38.在所述b相分合闸状态反馈电路中，所述电阻r147的另一端与所述b相继电器分合闸驱动电路中的连接器的5号引脚电连接，所述三极管q14的基极通过对应的所述电阻r157与所述b相继电器分合闸驱动电路中的连接器的5号引脚电连接；
39.在所述c相分合闸状态反馈电路中，所述电阻r147的另一端与所述c相继电器分合闸驱动电路中的连接器的5号引脚电连接，所述三极管q14的基极通过对应的所述电阻r157与所述c相继电器分合闸驱动电路中的连接器的5号引脚电连接。
40.进一步：所述控制装置具体为stm32f407vgt6型号的mcu。
41.本发明的有益效果是：控制装置用于根据预设的计算机程序，分别向驱动电源开关装置和分合闸驱动装置下发控制指令；驱动电源开关装置用于根据控制装置下发的控制指令来控制分合闸驱动装置的开关；分合闸驱动装置用于根据下发的控制指令，在驱动电源开关装置的驱动下，控制串联式三相双线圈磁保持继电器中各继电器的分合闸；
42.本发明中的应用于换相开关的磁保持继电器驱动控制系统，基于串联式三相双线圈磁保持继电器来实现换相开关的功能，可靠性高，可以有效杜绝因异常驱动信号造成的相间短路问题，同时减小因继电器开路原因造成的负荷失电现象，满足换相开关的技术需
求。
附图说明
43.图1为传统的并联式三相磁保持继电器的结构示意图；
44.图2为本发明实施例中一种应用于换相开关的磁保持继电器驱动控制系统的结构示意图；
45.图3-1、图3-2和图3-3均为本发明实施例中mcu的电路设计图；
46.图4为本发明实施例中开关控制电路和升压电路的电路设计图；
47.图5为本发明实施例中合闸驱动信号互锁电路和分闸驱动信号互锁电路的电路设计图；
48.图6为本发明实施例中a相继电器分合闸驱动电路、b相继电器分合闸驱动电路和c相继电器分合闸驱动电路的电路设计图；
49.图7为本发明实施例中另一种应用于换相开关的磁保持继电器驱动控制系统的结构示意图。
具体实施方式
50.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
51.下面结合附图，对本发明进行说明。
52.实施例、如图2所示，一种应用于换相开关的磁保持继电器驱动控制系统，包括控制装置、驱动电源开关装置、分合闸驱动装置和串联式三相双线圈磁保持继电器；
53.所述控制装置分别与所述驱动电源开关装置和所述分合闸驱动装置电连接，所述驱动电源开关装置与所述分合闸驱动装置电连接，所述分合闸驱动装置与所述串联式三相双线圈磁保持继电器电连接。
54.本实施例磁保持继电器驱动控制系统的工作原理为：
55.控制装置根据预设的计算机程序，分别向驱动电源开关装置和分合闸驱动装置下发控制指令；驱动电源开关装置根据控制装置下发的控制指令来控制分合闸驱动装置的开关；分合闸驱动装置根据下发的控制指令，在驱动电源开关装置的驱动下，控制串联式三相双线圈磁保持继电器中各继电器的分合闸；进而实现换相开关的换相功能。
56.本实施例的应用于换相开关的磁保持继电器驱动控制系统，基于串联式三相双线圈磁保持继电器来实现换相开关的功能，可靠性高，可以有效杜绝因异常驱动信号造成的相间短路问题，同时减小因继电器开路原因造成的负荷失电现象，满足换相开关的技术需求。
57.对于图1所示的传统的并联式三相磁保持继电器(图1从上到下依次为a相继电器、b相继电器和c相继电器)，其换相原理说明如下：
58.当a相继电器合闸，b和c相继电器都分闸时，a相进线为负荷端供电；
59.当b相继电器合闸，a和c相继电器都分闸时，b相进线为负荷端供电；
60.当c相继电器合闸，a和b相继电器都分闸时，c相进线为负荷端供电；
61.当三相不平衡治理过程中需要实现将负荷端的进线从a相换至b相时，必须先执行
a相继电器分闸，确保a相分闸成功后再执行b相继电器合闸，才可以保证换相过程的稳定。同理，可实现另外5种换相方式：a相换至c相，b相换至a相，b相换至c相，c相换至a相和c相换至b相。
62.将给合闸驱动线圈施加正向直流驱动信号用1表示，不施加合闸驱动信号用0表示；给分闸驱动线圈施加正向直流驱动信号用1表示，不施加分闸驱动信号用0表示，即可得到图1所示的并联式三相磁保持继电器对应的驱动信号逻辑表，如表1所示。
63.表1并联式三相磁保持继电器对应的驱动信号逻辑表
[0064][0065]
从表1可以知晓，当合闸控制信号中出现2个或2个以上的1时，就会造成进线相间短路现象；当出现分闸控制信号中出现3个1时，就会造成负荷端开路现象。
[0066]
具体地，本实施例中控制装置具体为stm32f407vgt6型号的mcu，为了展示方便，本实施例该mcu分为三个区进行展示，三个区的核心芯片分别为u22a、u22b和u22c，三个区的核心芯片及其外围电路的电路设计图分别如图3-1～图3-2所示。该mcu内嵌1mb flash及192kb ram，图3-2中mcu的pd4引脚被配置为驱动电源开关装置的控制信号引脚vcc_relay_ctl，另外，引脚pe10～pe12被配置为分合闸驱动装置中合闸控制逻辑的芯片输入信号cs_1～cs_3，引脚pe13～pe15被配置为分合闸驱动装置中分闸控制逻辑的芯片输入信号cs_4～cs_6。
[0067]
优选地，如图2所示，所述串联式三相双线圈磁保持继电器包括a相单刀双掷继电器、b相单刀双掷继电器和c相单刀双掷继电器；
[0068]
所述a相单刀双掷继电器、所述b相单刀双掷继电器和所述c相单刀双掷继电器均包括分闸线圈、合闸线圈、动触头、第一静触头和第二静触头；
[0069]
所述a相单刀双掷继电器的分闸线圈、所述a相单刀双掷继电器的合闸线圈、所述b相单刀双掷继电器的分闸线圈、所述b相单刀双掷继电器的合闸线圈、所述c相单刀双掷继电器的分闸线圈和所述c相单刀双掷继电器的合闸线圈均与所述分合闸驱动装置电连接；
[0070]
所述a相单刀双掷继电器的第一静触头悬空，所述a相单刀双掷继电器的第二静触头与三相电的a相电连接，所述a相单刀双掷继电器的动触头与所述b相单刀双掷继电器的第一静触头电连接，所述b相单刀双掷继电器的第二静触头与所述三相电的b相电连接，所述b相单刀双掷继电器的动触头与所述c相单刀双掷继电器的第一静触头电连接，所述c相单刀双掷继电器的第二静触头与所述三相电的c相电连接，所述c相单刀双掷继电器的动触头与负载电连接。
[0071]
图1所示的并联式三相磁保持继电器只允许存在一个合闸驱动信号，故超过一个以上合闸信号都认为是异常合闸驱动信号，本实施例图2所示的串联式三相双线圈磁保持继电器，在异常合闸驱动信号的情况下，负荷l端的状态具体如下表2所示：(动触点con倒向第一静触点no对应为分闸，动触点con倒向第二静触点nc对应为合闸)
[0072]
表2合闸驱动信号异常造成的情况
[0073][0074]
因此通过本实施例的串联式三相双线圈磁保持继电器，不会出现负荷端短路现象；此外，只有a相单刀双掷继电器、b相单刀双掷继电器和c相单刀双掷继电器同时分闸(即三个动触点con均倒向对应的第一静触点no)，才会出现负荷端开路现象，与传统技术相比，大大减小了负荷端开路的概率。
[0075]
优选地，如图2所示，所述驱动电源开关装置包括开关控制电路和升压电路，所述控制装置通过所述开关控制电路与所述升压电路电连接，所述升压电路与所述分合闸驱动装置电连接。
[0076]
通过上述结构的驱动电源开关装置，便于实现后级的分合闸驱动装置的电源开关控制，同时还能为该分合闸驱动装置提高合适的驱动电压，进而便于提高串联式三相双线圈磁保持继电器的可靠性。
[0077]
具体地，如图4所示，所述开关控制电路包括pmos管q1、三极管q2、电阻r6、电阻r7、电阻r11和电阻r12；
[0078]
所述pmos管q1的栅极通过所述电阻r7与所述三极管q2的集电极电连接，所述pmos管q1的源极与24v电源端电连接，所述电阻r6的一端连接在所述pmos管q1的源极与24v电源端之间的公共端上，所述电阻r6的另一端连接在所述pmos管q1的栅极与所述电阻r7的公共端上，所述pmos管q1的漏极与所述升压电路电连接；所述三极管q2的基极通过所述电阻r10与所述控制装置电连接，所述三极管q2的发射极接地，所述电阻r12的一端连接在所述电阻r10与所述控制装置之间的公共端上，所述电阻r12的另一端接地。
[0079]
上述开关控制电路为由pmos管q1和npn三极管q2构成的高边开关控制电路，当控制信号vcc_relay_ctl为低电平或开漏状态时，由于连接了下拉电阻r12，使得三极管q2的基极为低电平，三极管处于截止状态，同时pmos管q1栅极电压被电阻r6上拉，从而pmos也是截止状态。当控制信号vcc_relay_ctl为高电平时，三极管q2导通，pmos的栅极电压被拉低，
pmos管q1导通，vdd_24v可为后级的升压电路提供输入电压。
[0080]
具体地，如图4所示，所述升压电路包括稳压芯片u1、电容cd1、电容cd2、电容cd3、电容c1、电容c2、电容c3、电感l1、电阻r4、电阻r8、电阻r9和肖特基二极管d3；
[0081]
所述稳压芯片u1的第一接地引脚gnd1和第二接地引脚gnd2均接地，所述稳压芯片u1的电压输入引脚vin与所述pmos管q1的漏极电连接，所述稳压芯片u1的电压输入引脚vin还通过所述电容c2接地，所述电容cd1的一端与所述pmos管q1的漏极电连接，所述电容cd1的另一端接地；所述稳压芯片u1的相位补偿引脚comp依次通过所述电阻r8和所述电容c3接地；
[0082]
所述电感l1的一端与所述稳压芯片u1的电压输入引脚vin电连接，所述电感l1的另一端与所述稳压芯片u1的开关引脚sw电连接；所述稳压芯片u1的开关引脚sw还通过所述肖特基二极管d3与所述分合闸驱动装置电连接，所述电阻r4的一端连接在所述肖特基二极管d3与所述分合闸驱动装置之间的公共端上，所述电阻r4的另一端通过所述电阻r9接地，所述稳压芯片u1的反馈引脚fb连接在所述电阻r4与所述电阻r9的公共端上；
[0083]
所述电容cd2的一端、所述电容cd3的一端和所述电容c1的一端均连接所述肖特基二极管d3与所述分合闸驱动装置之间的公共端上，所述电容cd2的另一端、所述电容cd3的另一端和所述电容c1的另一端均接地。
[0084]
具体地，本实施例中稳压芯片u1的型号具体为lm2577s。
[0085]
上述升压电路为由lm2577s稳压芯片u1构成的脉宽调制型boost升压电路。其中，电解电容cd1和陶瓷电容c2起到输入信号滤波作用；电阻r8和c3形成一个零极点补偿网络使系统提供稳定的52khz开关频率；功率电感l1起到储能作用，当内部开关打开时储能，内部开关关断时，将储存的能量通过肖特基二极管d3形成的回路提供给负载；电阻r4和r9为系统提供电压负反馈，从而保证输出电压的稳定；电容cd2、cd3及c1起到输出电压滤波作用；芯片lm2577s内部的电流采集和比较器还能实现输出电源过载保护。
[0086]
本实施例通过图4所示的开关控制电路和升压电路，能更好地控制分合闸驱动装置的电源开关并实现输出电源过载保护，进一步提高整个驱动控制系统的可靠性。
[0087]
优选地，如图2所示，所述分合闸驱动装置包括合闸驱动信号互锁电路、分闸驱动信号互锁电路、a相继电器分合闸驱动电路、b相继电器分合闸驱动电路和c相继电器分合闸驱动电路；
[0088]
所述控制装置分别与所述合闸驱动信号互锁电路和所述分闸驱动信号互锁电路电连接，所述合闸驱动信号互锁电路分别与所述a相继电器分合闸驱动电路、所述b相继电器分合闸驱动电路和所述c相继电器分合闸驱动电路电连接，所述分闸驱动信号互锁电路分别与所述a相继电器分合闸驱动电路、所述b相继电器分合闸驱动电路和所述c相继电器分合闸驱动电路电连接；所述a相继电器分合闸驱动电路分别与所述升压电路、所述a相单刀双掷继电器的分闸线圈和所述a相单刀双掷继电器的合闸线圈电连接，所述b相继电器分合闸驱动电路分别与所述升压电路、所述b相单刀双掷继电器的分闸线圈和所述b相单刀双掷继电器的合闸线圈电连接，所述c相继电器分合闸驱动电路分别与所述升压电路、所述c相单刀双掷继电器的分闸线圈和所述c相单刀双掷继电器的合闸线圈电连接。
[0089]
通过合闸驱动信号互锁电路和分闸驱动信号互锁电路，结合每个单刀双掷继电器一一对应的分合闸驱动电路(即a相继电器分合闸驱动电路、b相继电器分合闸驱动电路和c
相继电器分合闸驱动电路)，一方面可以实现三相单刀双掷继电器之间的互锁功能，可以有效避免出现因三个三相单刀双掷继电器同时被驱动而导致的负荷端开路问题；另一方面能有效提高输出带载能力，便于实现后级三个三相单刀双掷继电器的合闸驱动；同时，上述结构所构成的分合闸驱动装置与串联式三相双线圈磁保持继电器的组合，能够有效解决因控制信号异常造成的负荷端短路问题。
[0090]
具体地，如图5所示，所述合闸驱动信号互锁电路和所述分闸驱动信号互锁电路具有相同的第一电路结构；
[0091]
所述第一电路结构包括一个74hc138型号的译码器；所述译码器的三个信号输入引脚均与所述控制装置电连接，所述译码器的第一信号输出引脚与所述a相继电器分合闸驱动电路电连接，所述译码器的第二信号输出引脚与所述b相继电器分合闸驱动电路电连接，所述译码器的第三信号输出引脚与所述c相继电器分合闸驱动电路电连接。
[0092]
由于合闸驱动信号互锁电路和分闸驱动信号互锁电路具有相同的第一电路结构，本实施例以合闸驱动信号互锁电路为例进行说明，即图5具体为合闸驱动信号互锁电路，分闸驱动信号互锁电路与此同理。在图5中，合闸驱动信号互锁电路主要由74hc138型号的译码器组成，通过3个上拉电阻r119、r120、r121为输入信号cs_1、cs_2、cs_3提供默认高电平，ka_on为a相单刀双掷继电器的合闸控制信号、kb_on为b相单刀双掷继电器的合闸控制信号、kc_on为c相单刀双掷继电器的合闸控制信号，该译码器的逻辑关系表如下表3所示。图5中其它不用的信号y0～y2、y4、y7通过下拉电阻r125、r126、r128、r131、r134接至gnd，提高该译码器的抗干扰能力。
[0093]
表3 74hc138型号的译码器的逻辑关系表
[0094][0095]
由表3可以得到合闸驱动信号互锁电路的驱动逻辑关系如表4所示(1表示高电平，0表示低电平)。
[0096]
表4合闸驱动信号互锁电路的驱动逻辑关系
[0097]
cs_1cs_2cs_3ka_onkb_onkc_on说明
110011a相合闸101101b相合闸011110c相合闸
[0098]
分闸驱动信号互锁电路的电路结构和原理与合闸驱动信号互锁电路均相同，具体细节此处不再赘述。将分闸驱动信号互锁电路的输入信号分别用cs_4～cs_6表示，a相单刀双掷继电器的分闸控制信号、b相单刀双掷继电器的分闸控制信号和c相单刀双掷继电器的分闸控制信号分别用ka_off、kb_off为和kc_off表示，得到分闸驱动信号互锁电路的驱动逻辑关系如表5所示(1表示高电平，0表示低电平)。
[0099]
表5分闸驱动信号互锁电路的驱动逻辑关系
[0100]
cs_6cs_5cs_4ka_offkb_offkc_off说明110011a相分闸101101b相分闸011110c相分闸
[0101]
优选地，如图6所示，所述a相继电器分合闸驱动电路、所述b相继电器分合闸驱动电路和所述c相继电器分合闸驱动电路均具有相同的第二电路结构；
[0102]
所述第二电路结构包括nmos管q6、nmos管q10、三极管q8、三极管q12、电阻r137、电阻r139、电阻r140、电阻r143、电阻r145、电阻r149、电阻r150、电阻r155、二极管d15、二极管d17和一个5引脚的连接器cn13；
[0103]
所述电阻r139的一端与所述三极管q8的基极电连接，所述电阻r139的另一端通过所述电阻r143与3.3v电源端电连接；所述三极管q8的发射极接地，所述三极管q8的集电极与所述nmos管q6的栅极电连接；所述nmos管q6的栅极还通过所述电阻r137接地，所述电阻r140的一端连接在所述nmos管q6的栅极与所述电阻r137的公共端上，所述电阻r140的另一端与所述升压电路电连接，所述nmos管q6的源极接地；所述nmos管q6的漏极与所述连接器cn13的1号引脚电连接，所述nmos管q6的漏极还通过所述二极管d15与所述连接器cn13的2号引脚电连接；所述连接器cn13的2号引脚还与所述升压电路电连接，所述连接器cn13的4号引脚接地；
[0104]
所述电阻r149的一端与所述三极管q12的基极电连接，所述电阻r149的另一端通过所述电阻r155与3.3v电源端电连接；所述三极管q12的发射极接地，所述三极管q12的集电极与所述nmos管q10的栅极电连接，所述nmos管q10的栅极还通过所述电阻r145连接在所述升压装置与所述电阻r140的公共端上，所述电阻r150的一端连接在所述nmos管q10的栅极与所述电阻r145的公共端上，所述电阻r150的另一端接地，所述nmos管q10的源极接地；所述nmos管q10的漏极与所述连接器cn13的3号引脚电连接，所述nmos管q10的漏极还通过所述二极管d17与所述连接器cn13的2号引脚电连接；
[0105]
在所述a相继电器分合闸驱动电路中，所述电阻r139的另一端与所述合闸驱动信号互锁电路中的所述译码器的第一信号输出引脚电连接，所述电阻r149的另一端与所述分闸驱动信号互锁电路中的所述译码器的第一信号输出引脚电连接；所述连接器cn13的1号引脚还与所述a相单刀双掷继电器的合闸线圈电连接，所述连接器cn13的3号引脚还与所述a相单刀双掷继电器的分闸线圈电连接；
[0106]
在所述b相继电器分合闸驱动电路中，所述电阻r139的另一端与所述合闸驱动信
号互锁电路中的所述译码器的第二信号输出引脚电连接，所述电阻r149的另一端与所述分闸驱动信号互锁电路中的所述译码器的第二信号输出引脚电连接；所述连接器cn13的1号引脚还与所述b相单刀双掷继电器的合闸线圈电连接，所述连接器cn13的3号引脚还与所述b相单刀双掷继电器的分闸线圈电连接；
[0107]
在所述c相继电器分合闸驱动电路中，所述电阻r139的另一端与所述合闸驱动信号互锁电路中的所述译码器的第三信号输出引脚电连接，所述电阻r149的另一端与所述分闸驱动信号互锁电路中的所述译码器的第三信号输出引脚电连接；所述连接器cn13的1号引脚还与所述c相单刀双掷继电器的合闸线圈电连接，所述连接器cn13的3号引脚还与所述c相单刀双掷继电器的分闸线圈电连接。
[0108]
由于a相继电器分合闸驱动电路、b相继电器分合闸驱动电路和c相继电器分合闸驱动电路均具有相同的第二电路结构，本实施例以a相继电器分合闸驱动电路为例进行说明，即图6具体包含了a相继电器分合闸驱动电路，b相继电器分合闸驱动电路和c相继电器分合闸驱动电路与此同理。
[0109]
在图6中，ka_on与合闸驱动信号互锁电路中74hc138译码器的y3引脚连接，ka_off与分闸驱动信号互锁电路中74hc138译码器的y3引脚连接，vdd_reply与升压电路连接。该a相继电器分合闸驱动电路通过连接器cn13与a相单刀双掷继电器连接，其结构分为上下两个部分，上半部分代表a相合闸驱动子电路，下半部分代表a相分闸驱动子电路。a相合闸驱动子电路主要由npn三极管q8和nmos管q6组成，当ka_on信号为低电平时，三极管q8截止，由电阻r140和r137将vdd_relay分压，得到vdd_vrelay/2，一方面为nmos管q6提供栅极电压，从而使得nmos管q6导通，另一方面为连接在连接器c13的1号、2号引脚间的a相单刀双掷继电器的合闸线圈提供正向驱动信号，反之ka_on为高电平时，q8导通，q6截止，不提供a相合闸信号。a相分闸驱动子电路的原理与此类似。统计可得到a相继电器分合闸驱动电路的逻辑关系表如表6所示(1表示高电平，0表示低电平)。
[0110]
表6a相继电器分合闸驱动电路的逻辑关系表
[0111]
ka_onka_off继电器状态01合闸10分闸11不动作00不允许出现
[0112]
b相继电器分合闸驱动电路、c相继电器分合闸驱动电路的电路结构和原理与a相继电器分合闸驱动电路均相同，具体细节此处不再赘述。同理，可得到b相继电器分合闸驱动电路和c相继电器分合闸驱动电路的逻辑关系表分别如表7和表8所示。
[0113]
表7b相继电器分合闸驱动电路的逻辑关系表
[0114]
kb_onkb_off继电器状态01合闸10分闸11不动作00不允许出现
[0115]
表8c相继电器分合闸驱动电路的逻辑关系表
[0116]
kc_onkc_off继电器状态01合闸10分闸11不动作00不允许出现
[0117]
通过上述图6所示的a相继电器分合闸驱动电路以及与此结构相同的b相继电器分合闸驱动电路、c相继电器分合闸驱动电路，结合图5所示的74hc138译码器所构成的合闸驱动信号互锁电路和分闸驱动信号互锁电路，可以得出，74hc138输出信号中有且仅有一个l电平信号输出。因此，能有效避免因三个三相单刀双掷继电器同时被驱动而导致的负荷端开路问题。
[0118]
优选地，如图7所示，所述分合闸驱动装置还包括a相分合闸状态反馈电路、b相分合闸状态反馈电路和c相分合闸状态反馈电路；
[0119]
所述a相分合闸状态反馈电路分别与所述控制装置和所述a相单刀双掷继电器电连接，所述b相分合闸状态反馈电路分别与所述控制装置和所述b相单刀双掷继电器电连接，所述c相分合闸状态反馈电路分别与所述控制装置和所述c相单刀双掷继电器电连接。
[0120]
通过上述三相分合闸状态反馈电路可以分别实现三个单刀双掷继电器的分合闸状态反馈，进一步提高mcu对串联式三相双线圈磁保持继电器的控制驱动能力，进而提高整个驱动控制系统的可靠性。
[0121]
具体地，如图6所示，所述a相分合闸状态反馈电路、所述b相分合闸状态反馈电路和所述c相分合闸状态反馈电路均具有相同的第三电路结构；
[0122]
所述第三电路结构包括三极管q14、电阻r147、电阻r151、电阻r157和电容c62；所述三极管q14的发射极接地，所述三极管q14的集电极与所述控制装置电连接，所述三极管q14的集电极还通过所述电阻r151与3.3v电源端电连接，所述电阻r147的一端连接在所述电阻r151与3.3v电源端之间的公共端上，所述电容c62的一端连接在所述三极管q14的集电极与所述控制装置的公共端上，所述电容c62的另一端接地；
[0123]
在所述a相分合闸状态反馈电路中，所述电阻r147的另一端与所述a相继电器分合闸驱动电路中的连接器的5号引脚电连接，所述三极管q14的基极通过对应的所述电阻r157与所述a相继电器分合闸驱动电路中的连接器的5号引脚电连接；
[0124]
在所述b相分合闸状态反馈电路中，所述电阻r147的另一端与所述b相继电器分合闸驱动电路中的连接器的5号引脚电连接，所述三极管q14的基极通过对应的所述电阻r157与所述b相继电器分合闸驱动电路中的连接器的5号引脚电连接；
[0125]
在所述c相分合闸状态反馈电路中，所述电阻r147的另一端与所述c相继电器分合闸驱动电路中的连接器的5号引脚电连接，所述三极管q14的基极通过对应的所述电阻r157与所述c相继电器分合闸驱动电路中的连接器的5号引脚电连接。
[0126]
由于a相分合闸状态反馈电路、b相分合闸状态反馈电路和c相分合闸状态反馈电路均具有相同的第三电路结构，本实施例以a相继电器分合闸驱动电路为例进行说明，即图6具体包含了a相分合闸状态反馈电路，b相分合闸状态反馈电路和c相分合闸状态反馈电路与此同理，具体细节此处不再赘述。在图6中，/ka_on_b为a相分合闸状态反馈给mcu的反馈引脚，当a相单刀双掷继电器的触点闭合，连接器cn13上的4号、5号脚短接，三极管q14的基
极电压由3.3v变为0v，三极管q14的状态由导通变为截止，故/ka_on_b信号状态由高电平变为低电平，mcu就可以采用gpio去读取这个信号的状态来判断a相单刀双掷继电器触点的状态。
[0127]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。