CN204242870U - 电子灭弧装置 - Google Patents

电子灭弧装置 Download PDF

Info

Publication number
CN204242870U
CN204242870U CN201420737815.3U CN201420737815U CN204242870U CN 204242870 U CN204242870 U CN 204242870U CN 201420737815 U CN201420737815 U CN 201420737815U CN 204242870 U CN204242870 U CN 204242870U
Authority
CN
China
Prior art keywords
power semiconductor
voltage detecting
contact
circuit
detecting circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn - After Issue
Application number
CN201420737815.3U
Other languages
English (en)
Inventor
郭桥石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GUANGZHOU JINSHI ELECTRONICS CO Ltd
Original Assignee
GUANGZHOU JINSHI ELECTRONICS CO Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GUANGZHOU JINSHI ELECTRONICS CO Ltd filed Critical GUANGZHOU JINSHI ELECTRONICS CO Ltd
Priority to CN201420737815.3U priority Critical patent/CN204242870U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN204242870U publication Critical patent/CN204242870U/zh
Withdrawn - After Issue legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/541—Contacts shunted by semiconductor devices
    • H01H9/542—Contacts shunted by static switch means
    • H01H2009/545—Contacts shunted by static switch means comprising a parallel semiconductor switch being fired optically, e.g. using a photocoupler

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)

Abstract

本实用新型电子灭弧装置属于电学领域，特别是一种适合于对机械开关作为灭弧用途的电子灭弧装置，包括与机械开关的触点两端并联的功率半导体器件，其特征是：功率半导体器件的主回路连接电压检测电路，电压检测电路的输出端与控制电路连接，电压检测电路用于检测触点闭合；控制电路与功率半导体器件的控制端连接，控制电路在电压检测电路检测到触点闭合时提供功率半导体器件导通控制信号，用于触点闭合弹跳灭弧，本实用新型电子灭弧装置具有导通时间短、过载能力强、使用方便的优点。

Description

电子灭弧装置
技术领域
本实用新型电子灭弧装置属于电学领域，特别是一种适合应用于接触器、继电器、断路器及其它机械开关中作为灭弧用途的电子灭弧装置。
背景技术
目前在电气控制***中，广泛使用接触器、继电器、断路器等机械开关对负载进行接通分断控制，但由于现有技术的灭弧栅，需要将分断电弧拉到一定长度，才能起作用，存在灭弧效果差，分断负载时电弧大，导致机械开关容易烧损，电寿命短的缺点。
为此，出现了用于机械开关灭弧的灭弧装置，如专利号为CN01201907.0，名称为“电子灭弧器”的专利；专利号为CN200910306608.6，名称为“基于光耦的混合式交流接触器无源开关驱动控制器”，两个专利所揭示的，采用晶闸管(功率半导体器件)与接触器的触点两端并联的方式，该电子灭弧装置的控制电路的工作电源与接触器的控制线圈连接，在接触器的触点闭合前，控制电路提供一个控制晶闸管导通的信号，用于接触器闭合弹跳灭弧；当接触器的控制线圈失电，触点在分断时，晶闸管导通，通过控制电路的滤波电容放电延时，延时关断晶闸管导通的驱动信号，晶闸管截止，完成无电弧分断过程。其存在以下缺点：要达到接触器闭合弹跳灭弧时必须在触点闭合提前使晶闸管导通，造成晶闸管需要导通时间较长，并且容易受负载接通瞬间的大电流冲击损坏。
发明内容
本实用新型的目的在于避免现有电子灭弧装置的不足之处，提供一种功率半导体器件在机械开关闭合时导通时间短的电子灭弧装置。
实现本实用新型的目的是通过以下技术方案来达到的：
一种电子灭弧装置，其包括与机械开关的触点两端并联的功率半导体器件，功率半导体器件的主回路连接电压检测电路，电压检测电路的输出端与控制电路连接，电压检测电路用于检测触点闭合；控制电路与功率半导体器件的控制端连接，控制电路在电压检测电路检测到触点闭合时提供功率半导体器件导通控制信号，用于触点闭合弹跳灭弧。
一种电子灭弧装置，电压检测电路为全波电压检测电路。
一种电子灭弧装置，一电压检测电路包括第一电压检测电路、第二电压检测电路；功率半导体器件包括第一功率半导体器件、第二功率半导体器件；触点包括第一触点、第二触点；第一电压检测电路与第一功率半导体器件的主回路并联，第一功率半导体器件的主回路两端 用于与第一触点两端并联；第二电压检测电路与第二功率半导体器件的主回路并联，第二功率半导体器件的主回路两端用于与第二触点两端并联。
一种电子灭弧装置，电压检测电路包括第三电压检测电路；功率半导体器件包括第三功率半导体器件；触点包括第三触点；第三电压检测电路与第三功率半导体器件的主回路并联，第三功率半导体器件的主回路两端用于与第三触点两端并联。
一种电子灭弧装置，功率半导体器件的主回路连接电流传感器，电流传感器的输出端与控制电路连接，电流传感器通过检测功率半导体器件的导通电流，用于检测触点断开，控制电路在电流传感器检测到触点断开时关闭功率半导体器件导通控制信号。
一种电子灭弧装置，电流传感器为电流互感器。
一种电子灭弧装置，控制电路通过至少一电子开关与功率半导体器件的驱动回路连接，驱动功率半导体器件导通的驱动信号由功率半导体器件的主回路通过由电容与电阻组成的串联电路传递至功率半导体器件的控制极，电子开关用于控制驱动信号。
一种电子灭弧装置，电子开关为光电耦合器。
一种电子灭弧装置，电容与电阻组成的串联电路通过器件并联在功率半导体器件的主回路的输入输出两端。
一种电子灭弧装置，电压检测电路包括一电阻、一光电耦合器，电阻与光电耦合器的控制端连接。
一种电子灭弧装置，控制电路内置有可编程器件。
一种电子灭弧装置，可编程器件为微控制器。
一种电子灭弧装置，控制电路的输入电源由功率半导体器件的主回路的输入端提供。
一种电子灭弧装置，控制电路有用于输入机械开关同步信号的输入端口。
一种电子灭弧装置，电压检测电路的输入端与功率半导体器件的主回路的输入输出两端连接。
一种电子灭弧装置，电压检测电路的输入端与功率半导体器件的主回路负载端连接。
一种电子灭弧装置，电压检测电路用于检测触点断开，控制电路在电压检测电路检测到触点断开时，提供功率半导体器件脉冲信号。
一种电子灭弧装置，电压检测电路至少包括一电压互感器。
一种电子灭弧装置，控制电路内置有微控制器，功率半导体器件的主回路连接电流传感器，电流传感器检测功率半导体器件的导通电流，用于检测触点断开，电压检测电路和电流传感器的输出信号传递至微控制器，微控制器至少有一输出信号传递至功率半导体器件的控制端，微控制器在电压检测电路检测到触点闭合时提供功率半导体器件导通控制信号，微控制器在电流传感器检测到触点断开时关闭功率半导体器件导通控制信号。
一种电子灭弧装置，电压检测电路用于检测机械开关断开，控制电路在电压检测电路检测到机械开关断开时，关闭功率半导体器件导通控制信号。
一种电子灭弧装置，功率半导体器件为晶闸管。
其工作原理：本实用新型的电子灭弧装置，在与之并联的机械开关闭合工作过程中，电压检测电路用于检测机械开关的触点闭合，控制电路在机械开关的触点一发生闭合时，控制功率半导体器件导通，实现对机械开关的闭合弹跳灭弧；机械开关断开工作过程中，机械开关的触点先断开，控制电路控制功率半导体器件截止。
本实用新型设计合理，其基于机械开关的触点在接通过程中，只要发生弹跳时才会产生较大的电弧，通过电压检测电路用于检测机械开关的触点闭合，机械开关闭合过程中，机械开关的触点一发生闭合，电压检测电路再把信号传递给控制电路，使得控制电路控制功率半导体器件导通，实现对机械开关闭合弹跳灭弧的目的，由机械开关的触点先闭合，控制电路再控制功率半导体器件导通，大大减少了功率半导体器件的工作时间，以及减少接通负载大电流对功率半导体器件造成的冲击，功率半导体器件导通时间极短，即可起到对机械开关的闭合弹跳灭弧的作用，当机械开关断开工作过程中，机械开关的触点先断开，控制电路控制功率半导体器件截止。
附图说明
图1是本实用新型的实施例之一电路原理图。
图2是本实用新型的实施例之二电路原理图。
图3是本实用新型的实施例之三电路原理图。
图4是本实用新型的实施例之四电路原理图。
图5是本实用新型的实施例之五电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的实施例之一，为一种用于单极机械开关灭弧的电子灭弧装置，包括与机械开关SW1的触点两端并联的功率半导体器件TR1(为一晶闸管)、控制电路(A)、电压检测电路(B1)及电流互感器CT。电压检测电路(B1)与功率半导体器件TR1的主回路并联，电压检测电路(B1)输出端与控制电路(A)连接，电流互感器CT与功率半导体器件TR1的主回路连接，电流互感器CT检测功率半导体器件TR1的导通电流，用于检测机械开关SW1的触点断开，功率半导体器件TR1的主回路两端分别与机械开关SW1的触点两端连接J1和J2分别为主回路的输入输出端点，机械开关SW1为与本装置连接的所需灭弧的机械开关， J3为控制电路(A)电源输入端口。
电压检测电路(B1)：包括限流电阻R1、光电耦合器OPT1；光电耦合器OPT1的输入端通过限流电阻R1与功率半导体器件TR1的主回路两端并联，光电耦合器OPT1的输出端与控制电路(A)连接。
工作过程：按本装置用于机械开关SW1灭弧为例，控制电路(A)得电，在机械开关SW1的触点断开的情况下，电压检测电路(B1)输入两端输入有交变电压，其输出端输出高低电平脉宽较为稳定，控制电路(A)根据电压检测电路(B1)提供的信号的脉宽识别出机械开关SW1的闭合，机械开关SW1的触点出现闭合情况时，控制电路(A)控制功率半导体器件TR1导通，实现对机械开关的触点闭合弹跳灭弧的目的，在对机械开关SW1的触点闭合弹跳灭弧过程中功率半导体器件TR1导通时间可短达1毫秒内；机械开关SW1断开的工作过程中，在电流互感器CT输出有功率半导体器件TR1导通信号时，即检测到机械开关SW1的触点断开，控制电路(A)控制功率半导体器件TR1截止，实现对机械开关断开灭弧的目的，功率半导体器件TR1在断开灭弧导通时间可短达半个周波。
在本实施例中，电压检测(B1)电路要采用全波电压检测电路，光电耦合器OPT1采用双发光二极管光电耦合器，也可以采用二个光电耦合器输入端反向并联使用。
如图2所示，本实用新型的实施例之二，为一种用于单极机械开关灭弧的电子灭弧装置，电压检测电路(B1)与功率半导体器件TR1(为一晶闸管)的主回路并联(即与功率半导体器件TR1的主回路的输入输出端连接)，电流互感器CT与功率半导体器件TR1的主回路连接，检测功率半导体器件TR1的导通电流，电流互感器CT的输出端与控制电路(A)连接，用于检测机械开关SW1的触点断开，机械开关SW1为与本装置连接的所需灭弧的机械开关，J1、J2为主回路的输入输出端点，控制电路(A)通过(图2为内置，也可以为外置)电子开关OPT2(为一带晶闸管输出的光电耦合器)与功率半导体器件TR1的驱动回路连接，功率半导体器件TR1导通的驱动信号由功率半导体器件TR1的主回路通过由电容C1与电阻R2组成的串联电路传递给功率半导体器件TR1的控制极，电子开关OPT2串联在功率半导体器件TR1的驱动回路中，电子开关OPT2的电压输入端连接有限压器件RV1限压，用于保护电子开关OPT2，电压检测电路(B1)输出端与控制电路(A)连接，J1和J2分别为主回路的输入输出端点，J3为控制电路(A)电源输入端口。
电压检测电路(B1)：包括限流电阻R1、光电耦合器OPT1，光电耦合器OPT1的输入端通过限流电阻R1与功率半导体器件TR1的主回路两端并联(即功率半导体器件TR1的主回路的输入输出端连接)。
控制电路(A)：J3端口用于输入工作电源，输入电源经变压器T1、整流电路BR1整流、 电容C2和C3滤波、IC1稳压、电容C4和C5滤波给微控制器MCU及其相关电路供电，微控制器MCU的P0.3口连接有LED显示器件，用于状态显示，微控制器MCU的P0.1口与电子开关OPT2的控制端连接，电流互感器CT的输出信号经BR2整流传递至微控制器MCU的P0.0口，电压检测电路(B1)的输出信号连接至微控制器MCU的P0.2口，控制电路(A)通过电子开关OPT2与功率半导体器件TR1的驱动回路连接，J4端口用于输入机械开关SW1同步信号的输入端口，本实用新型电子灭弧装置在双电源切换或电机正反转控制应用时，防止主回路被其他开关旁路，引起控制电路(A)误判。
工作过程：按本装置用于机械开关SW1灭弧为例，控制电路(A)得电，在机械开关SW1的触点断开的情况下，电压检测电路(B1)输入两端输入有交变电压，电压检测电路(B1)的光电耦合器OPT1输出信号提供给微控制器MCU的P0.2口，微控制器MCU通过对光电耦合器OPT1输出的脉宽进行测量和数据保存，保留其在低电平时的脉宽时间和高电平时的脉宽时间，机械开关SW1的触点出现闭合时，低电平的脉宽时间会变短和高电平的脉宽会变长，控制电路(A)的微控制器给出电子开关OPT2控制信号，用于克服机械开关SW1的触点闭合前功率半导体器件TR1提前导通，电子开关OPT2输出导通，在机械开关SW1的触点闭合的瞬间或出现弹跳，将在功率半导体器件TR1两端会产生很高的电压上升速率，电容C1会通过较高的驱动电流，功率半导体器件TR1触发导通，实现机械开关SW1的触点闭合弹跳灭弧的目的；机械开关SW1断开过程，在机械开关SW1断开的瞬间，功率半导体器件TR1两端会产生较高的电压上升速率，电容C1会通过较高的驱动电流，功率半导体器件TR1触发导通，电流通过功率半导体器件TR1旁路，实现机械开关SW1无电弧断开的目的，微控制器MCU的P0.0口有电流互感器CT传递的电流信号输入，即检测到机械开关SW1断开，关闭电子开关OPT2控制信号；机械开关SW1断开过程，在机械开关SW1断开的瞬间，其两端刚好为电压的零点，功率半导体器件TR1不触发导通，电流不用通过功率半导体器件TR1旁路，此时电压检测电路(B1)可以用于检测机械开关SW1断开，微控制器MCU根据电压检测电路(B1)输入的电压信号，关闭电子开关OPT2的控制信号，功率半导体器件TR1不触发导通也可以实现机械开关SW1无电弧断开的目的。
在本实施例中，电压检测电路(B1)要采用全波电压检测电路，光电耦合器OPT1采用双发光二极管光电耦合器，也可以采用二个光电耦合器输入端反向并联使用，功率半导体器件TR1的主回路连接电流互感器CT，电流互感器CT检测功率半导体器件TR1的导通电流，用于检测触点断开，电压检测电路(B1)和电流互感器CT的输出信号传递至微控制器MCU，微控制器MCU至少有一输出信号传递至功率半导体器件TR1的控制端，微控制器MCU在电压检测电路(B1)检测到机械开关SW1的触点闭合时提供功率半导体器件TR1导通控制信号，微控制器MCU在电流互感器CT检测到机械开关SW1的触点断开时关闭功率半导体器件TR1导通控 制信号，在此微控制器MCU也可以用其它可编程器件替代，如可编程阵列等，工作原理相同。
在本实施例中具有以下优点：
1.电容C1、电阻R2组成的串联电路在灭弧时起对功率半导体器件TR1传递驱动信号的作用，在机械开关SW1常开状态下，还可以起吸收瞬间过电压(注：该串联电路为通过器件(限压器件RV1)与功率半导体器件TR1的主回路的输入输出端并联)，用于保护功率半导体器件TR1，无需另加阻容吸收电路，简化了电路；利用电容两端电压不能突变的物理特征，在机械开关闭合或断开的瞬间，产生很高的电压上升速率，这里选用的电容容量很小，可零点几微法到零点零几微法即可，也可以通过大的电流驱动功率半导体器件导通，具有元器件不容易损坏、可靠性高、成本低、电路简单的优点；由于在工频条件下通过电容的工频电流较小，采用一限压器件或采用常闭的电子开关对通过电容的工频电流旁路，这样大大减轻了对电子开关的耐压要求，降低了电子开关的成本和提高了电子开关的可靠性；
2.控制电路(A)内置有微控制器MCU，可进一步简化电路。
3.功率半导体器件TR1的主回路连接电流互感器CT，电流互感器CT检测功率半导体器件TR1的导通电流，用于检测触点断开，可以大大减少功率半导体器件TR1的分断灭弧的导通时间。
4.电压检测电路(B1)用于检测机械开关SW1断开，在机械开关SW1断开的瞬间，其两端刚好为电压的零点，电流不用通过功率半导体器件TR1旁路，微控制器MCU根据电压检测电路(B1)输入的电压信号，关闭电子开关OPT2的控制信号，功率半导体器件TR1不触发导通也可以实现机械开关SW1无电弧断开的目的。
如图3所示，本实用新型的实施例之三，为一种用于三相两控式机械开关灭弧的电子灭弧装置(注：其三相负载的一相进线与另一相电源直接连接)，包括控制电路(A)、电流互感器CT、第一功率半导体器件TR1、第二功率半导体器件TR2、第一电压检测电路(B1)、第二电压检测电路(B2)。第一电压检测电路(B1)与第一功率半导体器件TR1的主回路并联，第二电压检测电路(B2)与第二功率半导体器件TR2的主回路并联，第一电压检测电路(B1)、第二电压检测电路(B2)的输出端与控制电路(A)连接，电流互感器CT与第二功率半导体器件TR2的主回路连接，用于检测第二功率半导体器件TR2的导通电流，第一功率半导体器件TR1、第二功率半导体器件TR2的主回路两端分别与机械开关SW1的第一触点SW1-1、第二触点SW1-2两端连接，J1和J3，J2和J4分别为二相主回路的输入输出端点，机械开关SW1为与本装置连接的所需灭弧的机械开关，控制电路(A)电源输入端与二功率半导体TR1、TR2的主回路的输入端连接。
第一电压检测电路(B1)：包括限流电阻R1、光电耦合器OPT1；光电耦合器OPT1的输入 端通过限流电阻R1与第一功率半导体器件TR1的主回路两端并联，光电耦合器OPT1的输出端与控制电路(A)连接。
第二电压检测电路(B2)：包括限流电阻R2、光电耦合器OPT2；光电耦合器OPT2的输入端通过限流电阻R2与第二功率半导体器件TR2的主回路两端并联，光电耦合器OPT2的输出端与控制电路(A)连接。
工作过程：按本装置用于机械开关SW1灭弧为例，控制电路(A)得电，在机械开关SW1的闭合工作过程中，由于三相电相位差为120度，在机械开关SW1的触点SW1-1、SW1-2闭合前，第一电压检测电路(B1)、第二电压检测电路(B2)输出回路不同时截止，只要机械开关SW1的触点SW1-1、SW1-2出现闭合情况时，第一电压检测电路(B1)、第二电压检测电路(B2)输出回路同时截止，控制电路(A)控制二功率半导体器件TR1、TR2导通，实现对机械开关闭合弹跳灭弧的目的，在对机械开关SW1闭合弹跳灭弧过程中二功率半导体器件TR1、TR2导通时间可短达1毫秒内；机械开关SW1断开的工作过程中，在电流互感器CT输出有功率半导体器件TR2导通信号时，控制电路(A)控制二功率半导体器件TR1、TR2截止，实现对机械开关断开灭弧的目的，二功率半导体器件TR1、TR2在断开灭弧导通时间可短达半个周波。
在本实施例中，二电压检测电路要采用全波电压检测电路，光电耦合器OPT1、OPT2采用双发光二极管光电耦合器，也可以采用二个光电耦合器输入端反向并联使用。
如图4所示，本实用新型的实施例之四，为一种用于三相三控机械开关灭弧的电子灭弧装置，包括控制电路(A)、电流互感器CT、第一功率半导体器件TR1、第二功率半导体器件TR2、第三功率半导体器件TR3、第一电压检测电路(B1)、第二电压检测电路(B2)、第三电压检测电路(B3)。第一电压检测电路(B1)与第一功率半导体器件TR1的主回路并联，第二电压检测电路(B2)与第二功率半导体器件TR2的主回路并联，第三电压检测电路(B3)与第三功率半导体器件TR3的主回路并联，第一电压检测电路(B1)、第二电压检测电路(B2)、第三电压检测电路(B3)的输出端与控制电路(A)连接，电流互感器CT与第二功率半导体器件TR2的主回路连接，用于检测第二功率半导体器件TR2的导通电流，功率半导体器件TR1、TR2、TR3的主回路两端分别与机械开关SW1的第一触点SW1-1、第二触点SW1-2、第三触点SW1-3两端连接，J1和J4，J2和J5，J3和J6分别为三相主回路的输入输出端点，机械开关SW1为与本装置连接的所需灭弧的机械开关，控制电路(A)电源输入端与功率半导体的主回路的输入端连接(注：可以选三功率半导体器件TR1、TR2、TR3的其中两只的主回路的输入端作为电源输入)。
第一电压检测电路(B1)：包括限流电阻R1、光电耦合器OPT1；光电耦合器OPT1的输入端通过限流电阻R1与第一功率半导体器件TR1的主回路两端并联(即主回路的输入输出两端 连接)，光电耦合器OPT1的输出端与控制电路(A)连接。
第二电压检测电路(B2)：包括限流电阻R2、光电耦合器OPT2；光电耦合器OPT2的输入端通过限流电阻R2与第二功率半导体器件TR2的主回路两端并联，光电耦合器OPT2的输出端与控制电路(A)连接。
第三电压检测电路(B3)：包括限流电阻R3、光电耦合器OPT3；光电耦合器OPT3的输入端通过限流电阻R3与第三功率半导体器件TR3的主回路两端并联，光电耦合器OPT3的输出端与控制电路(A)连接。
工作过程：按本装置用于机械开关SW1灭弧为例，控制电路(A)得电，在机械开关SW1的闭合工作过程中，在机械开关SW1的闭合前，由于三相电相位差为120度，第一电压检测电路(B1)、第二电压检测电路(B2)、第三电压检测电路(B3)输出回路不同时截止，只要机械开关SW1的触点SW1-1、SW1-2、SW1-3出现闭合情况时，在三电压检测电路输出回路同时截止时，控制电路(A)控制三功率半导体器件TR1、TR2、TR3导通，实现对机械开关闭合弹跳灭弧的目的，在对机械开关SW1闭合弹跳灭弧过程中三功率半导体器件TR1、TR2、TR3导通时间可短达1毫秒内；机械开关SW1断开的工作过程中，在电流互感器CT输出有功率半导体器件TR2导通信号时，控制电路(A)控制三功率半导体器件TR1、TR2、TR3截止，实现对机械开关断开灭弧的目的，三功率半导体器件TR1、TR2、TR3在断开灭弧导通时间可短达半个周波。
在以上四个实施例中，功率半导体器件采用功率半导体器件为晶闸管，也可以采用其它类型的半导体器件，工作原理相同；电流互感器与功率半导体器件的主回路连接，检测功率半导体器件的导通电流，其具有以下优点：
1.利用与功率半导体器件连接的电流互感器反馈的电流信号，用于检测机械开关断开，在检测到机械开关断开时，控制电路控制功率半导体器件截止，实现功率半导体器件快速截止的目的，大大减少功率半导体器件在断开灭弧过程中的工作时间。
2.由于功率半导体器件通过电流工作时间短仅毫秒级，功率半导体器件的主回路导线很小也可以承载极大的工作电流，因此电流互感器可选用微型电流互感器，采用穿心连接方式，也可以直接采用主回路导线与电流互感器串联连接方式，电流互感器具有体积小、成本低的特点，方便与整个装置作为一个整体。
如图5所示，本实用新型的实施例之五，为一种用于三相两控式机械开关灭弧的电子灭弧装置(注：其三相负载的一相进线与另一相电源直接连接)，包括控制电路(A)、第一功率半导体器件TR1、第二功率半导体器件TR2、第一电压检测电路(B1)、第二电压检测电路(B2)。第一电压检测电路(B1)与第一功率半导体器件TR1的主回路并联，第二电压检测电路(B2) 与第二功率半导体器件TR2的主回路并联，第一电压检测电路(B1)、第二电压检测电路(B2)的输出端与控制电路(A)连接，功率半导体器件TR1、TR2的主回路两端分别与机械开关SW1的第一触点SW1-1、第二触点SW1-2两端连接，J1和J3，J2和J4分别为二相主回路的输入输出端点，机械开关SW1为与本装置连接的所需灭弧的机械开关，控制电路(A)电源输入端与二功率半导体TR1、TR2的主回路的输入端连接。
第一电压检测电路(B1)：包括限流电阻R1、电压互感器T1；电压互感器T1的输入端通过限流电阻R1与第一功率半导体器件TR1的主回路两端并联，电压互感器T1的输出端与控制电路(A)连接。
第二电压检测电路(B2)：包括限流电阻R2、电压互感器T2；电压互感器T2的输入端通过限流电阻R2与第二功率半导体器件TR2的主回路两端并联，电压互感器T2的输出端与控制电路(A)连接。
工作过程：按本装置用于机械开关SW1灭弧为例，控制电路(A)得电，在机械开关SW1的闭合工作过程中，只要机械开关SW1的触点SW1-1、SW1-2出现闭合情况时，第一电压检测电路(B1)、第二电压检测电路(B2)无电信号输出，控制电路(A)给出脉冲信号控制二功率半导体器件TR1、TR2导通，实现对机械开关闭合弹跳灭弧的目的，在对机械开关SW1闭合弹跳灭弧过程中二功率半导体器件TR1、TR2导通时间可短达1毫秒内；机械开关SW1断开的工作过程中，在第一电压检测电路(B1)、第二电压检测电路(B2)任一输出有电信号时，控制电路(A)给出脉冲信号控制二功率半导体器件TR1、TR2导通，实现对机械开关断开灭弧的目的，二功率半导体器件TR1、TR2在断开灭弧导通时间可短达半个周波。
在本实施例中，第一电压检测电路(B1)、第二电压检测电路(B2)用于检测机械开关SW1的触点SW1-1、SW1-2闭合和断开，二电压检测电路采用了电压互感器，对机械开关断开检测具有很快的响应速度，减少了本装置在断开灭弧的滞后时间。
以上实施例电压检测电路的输入端都是与功率半导体器件的主回路的输入输出两端连接，当负载不是为电机或电容时或不频繁投切此类储能负载时，电压检测电路输入端可以与功率半导体器件的主回路负载端连接，工作原理相同；以上实施例检测电流的电流传感器采用了电流互感器，具有成本低的优点，也可以其他检测电流的电流传感器，如霍尔传感器等。
本实用新型电子灭弧装置的控制电路由于通过对机械开关的触点闭合状态进行了检测，无需通过接触器控制线圈得到同步信号，控制电路的输入电源可由功率半导体器件的主回路的输入端提供的接线方式，有利于用于断路器等无操作控制线圈的机械开关灭弧，具有接线少、适应范围广的特点。

Claims (21)

1.一种电子灭弧装置，其包括与机械开关的触点两端并联的功率半导体器件，其特征是：
所述功率半导体器件的主回路连接电压检测电路，所述电压检测电路的输出端与控制电路连接，所述电压检测电路用于检测所述触点闭合；
所述控制电路与所述功率半导体器件的控制端连接，所述控制电路在所述电压检测电路检测到所述触点闭合时提供所述功率半导体器件导通控制信号，用于所述触点闭合弹跳灭弧。
2.根据权利要求1所述的电子灭弧装置，其特征是：所述电压检测电路为全波电压检测电路。
3.根据权利要求1所述的电子灭弧装置，其特征是：所述电压检测电路包括第一电压检测电路、第二电压检测电路；所述功率半导体器件包括第一功率半导体器件、第二功率半导体器件；所述触点包括第一触点、第二触点；所述第一电压检测电路与所述第一功率半导体器件的主回路并联，所述第一功率半导体器件的主回路两端用于与所述第一触点两端并联；所述第二电压检测电路与所述第二功率半导体器件的主回路并联，所述第二功率半导体器件的主回路两端用于与所述第二触点两端并联。
4.根据权利要求3所述的电子灭弧装置，其特征是：所述电压检测电路包括第三电压检测电路；所述功率半导体器件包括第三功率半导体器件；所述触点包括第三触点；所述第三电压检测电路与所述第三功率半导体器件的主回路并联，所述第三功率半导体器件的主回路两端用于与所述第三触点两端并联。
5.根据权利要求1所述的电子灭弧装置，其特征是：所述功率半导体器件的主回路连接电流传感器，所述电流传感器的输出端与所述控制电路连接，所述电流传感器通过检测所述功率半导体器件的导通电流，用于检测所述触点断开，所述控制电路在所述电流传感器检测到所述触点断开时关闭所述功率半导体器件导通控制信号。
6.根据权利要求5所述的电子灭弧装置，其特征是：所述电流传感器为电流互感器。
7.根据权利要求1所述的电子灭弧装置，其特征是：所述控制电路通过至少一电子开关与所述功率半导体器件的驱动回路连接，驱动所述功率半导体器件导通的驱动信号由所述功率半导体器件的主回路通过由电容与电阻组成的串联电路传递至所述功率半导体器件的控制极，所述电子开关用于控制所述驱动信号。
8.根据权利要求7所述的电子灭弧装置，其特征是：所述电子开关为光电耦合器。
9.根据权利要求7所述的电子灭弧装置，其特征是：所述串联电路通过器件并联在所述功率半导体器件的主回路的输入输出两端。
10.根据权利要求1所述的电子灭弧装置，其特征是：所述电压检测电路包括一电阻、一光电耦合器，所述电阻与所述光电耦合器的控制端连接。
11.根据权利要求1所述的电子灭弧装置，其特征是：所述控制电路内置有可编程器件。
12.根据权利要求11所述的电子灭弧装置，其特征是：所述可编程器件为微控制器。
13.根据权利要求1所述的电子灭弧装置，其特征是：所述控制电路的输入电源由所述功率半导体器件的主回路的输入端提供。
14.根据权利要求1所述的电子灭弧装置，其特征是：所述控制电路有用于输入所述机械开关同步信号的输入端口。
15.根据权利要求1所述的电子灭弧装置，其特征是：所述电压检测电路的输入端与所述功率半导体器件的主回路的输入输出两端连接。
16.根据权利要求1所述的电子灭弧装置，其特征是：所述电压检测电路的输入端与所述功率半导体器件的主回路负载端连接。
17.根据权利要求1所述的电子灭弧装置，其特征是：所述电压检测电路用于检测所述触点断开，所述控制电路在所述电压检测电路检测到所述触点断开时，提供所述功率半导体器件脉冲信号。
18.根据权利要求1所述的电子灭弧装置，其特征是：所述电压检测电路至少包括一电压互感器。
19.根据权利要求1所述的电子灭弧装置，其特征是：所述控制电路内置有微控制器，所述功率半导体器件的主回路连接电流传感器，所述电流传感器检测所述功率半导体器件的导通电流，用于检测所述触点断开，所述电压检测电路和所述电流传感器的输出信号传递至所述微控制器，所述微控制器至少有一输出信号传递至所述功率半导体器件的控制端，所述微控制器在所述电压检测电路检测到所述触点闭合时提供所述功率半导体器件导通控制信号，所述微控制器在所述电流传感器检测到所述触点断开时关闭所述功率半导体器件导通控制信号。
20.根据权利要求1所述的电子灭弧装置，其特征是：所述电压检测电路用于检测所述机械开关断开，所述控制电路在所述电压检测电路检测到所述机械开关断开时，关闭所述功率半导体器件导通控制信号。
21.根据权利要求1至20任一权利要求所述的电子灭弧装置，其特征是：所述功率半导体器件为晶闸管。
CN201420737815.3U 2014-03-07 2014-11-22 电子灭弧装置 Withdrawn - After Issue CN204242870U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201420737815.3U CN204242870U (zh) 2014-03-07 2014-11-22 电子灭弧装置

Applications Claiming Priority (15)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2014100934552 2014-03-07
CN201420115758 2014-03-07
CN201420116613 2014-03-07
CN2014201166137 2014-03-07
CN201410093471 2014-03-07
CN201410093455 2014-03-07
CN2014201157585 2014-03-07
CN2014100934711 2014-03-07
CN201420178613 2014-04-04
CN201410150333 2014-04-04
CN2014101503332 2014-04-04
CN201420178613X 2014-04-04
CN201410399658 2014-08-07
CN2014103996584 2014-08-07
CN201420737815.3U CN204242870U (zh) 2014-03-07 2014-11-22 电子灭弧装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN204242870U true CN204242870U (zh) 2015-04-01

Family

ID=52610742

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201420737815.3U Withdrawn - After Issue CN204242870U (zh) 2014-03-07 2014-11-22 电子灭弧装置
CN201410719920.9A Active CN104392859B (zh) 2014-03-07 2014-11-22 电子灭弧装置
CN201610410574.5A Active CN106024520B (zh) 2014-03-07 2014-11-22 电子灭弧装置

Family Applications After (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410719920.9A Active CN104392859B (zh) 2014-03-07 2014-11-22 电子灭弧装置
CN201610410574.5A Active CN106024520B (zh) 2014-03-07 2014-11-22 电子灭弧装置

Country Status (2)

Country Link
CN (3) CN204242870U (zh)
WO (1) WO2015131718A1 (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104392859A (zh) * 2014-03-07 2015-03-04 广州市金矢电子有限公司 电子灭弧装置
WO2020233151A1 (zh) * 2019-05-18 2020-11-26 Guo Qiaoshi 灭弧电路及装置
CN114540774A (zh) * 2022-01-29 2022-05-27 深圳市瀚强科技股份有限公司 电源以及电弧处理方法
US12014893B2 (en) 2018-09-19 2024-06-18 Qiaoshi Guo Arc-extinguishing circuit with two power supplies and apparatus
CN112243555B (zh) * 2019-05-18 2024-06-28 广州市金矢电子有限公司 灭弧电路及装置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105428117B (zh) * 2014-12-11 2017-06-30 广州市金矢电子有限公司 灭弧器件
CN106158460B (zh) * 2015-05-13 2018-06-22 广州市金矢电子有限公司 二端灭弧装置及混合式开关
CN106712756B (zh) * 2016-01-24 2018-02-09 广州市金矢电子有限公司 混合式开关
WO2017125057A1 (zh) * 2016-01-24 2017-07-27 广州市金矢电子有限公司 功率器件驱动装置
CN106253256B (zh) * 2016-08-04 2018-12-04 浙江大学 一种高压脉冲电场液态食品灭菌的处理室击穿消弧电路
CN109003851B (zh) * 2017-07-24 2020-01-14 广州市金矢电子有限公司 直流灭弧电路及装置
WO2019029550A1 (zh) * 2017-08-10 2019-02-14 广州市金矢电子有限公司 灭弧方法及装置
WO2019052458A1 (zh) * 2017-09-14 2019-03-21 广州市金矢电子有限公司 直流灭弧装置
CN109216070A (zh) * 2018-10-12 2019-01-15 东莞立讯智连电子科技有限公司 一种灭弧直流接触器
CN112753084B (zh) * 2018-10-22 2023-06-16 广州市金矢电子有限公司 交流灭弧电路及装置、开关***
CN110223810B (zh) * 2019-06-12 2020-08-25 西南交通大学 一种自熄弧装置
CN110967577B (zh) * 2019-10-30 2022-07-08 浙江工业大学 一种灭弧器灭弧效果的评定装置与其评定方法
CN113791340A (zh) * 2021-08-31 2021-12-14 武汉船用电力推进装置研究所（中国船舶重工集团公司第七一二研究所） 一种高压直流真空断路器的双向弧压测量装置及方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2085092U (zh) * 1991-03-01 1991-09-18 赵为政 交流灭弧电子模块
JPH08148072A (ja) * 1994-11-18 1996-06-07 Alps Electric Co Ltd ブレーカ内蔵スイッチ
FR2794890B1 (fr) * 1999-06-08 2001-08-10 Crouzet Automatismes Relais electromecanique assiste a la commutation par semi-conducteur
CN2720596Y (zh) * 2004-08-10 2005-08-24 黄苹 三相交流动态开关
CN101266888B (zh) * 2008-04-30 2010-07-07 哈尔滨工业大学 一种大功率混合直流接触器及其控制方法
CN201440390U (zh) * 2009-06-03 2010-04-21 郭桥石 无浪涌灭弧装置
CN103021739B (zh) * 2012-11-30 2014-10-15 西安交通大学 混合式直流断路器
CN204242870U (zh) * 2014-03-07 2015-04-01 广州市金矢电子有限公司 电子灭弧装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104392859A (zh) * 2014-03-07 2015-03-04 广州市金矢电子有限公司 电子灭弧装置
US12014893B2 (en) 2018-09-19 2024-06-18 Qiaoshi Guo Arc-extinguishing circuit with two power supplies and apparatus
WO2020233151A1 (zh) * 2019-05-18 2020-11-26 Guo Qiaoshi 灭弧电路及装置
CN112243555A (zh) * 2019-05-18 2021-01-19 郭桥石 灭弧电路及装置
CN112243555B (zh) * 2019-05-18 2024-06-28 广州市金矢电子有限公司 灭弧电路及装置
CN114540774A (zh) * 2022-01-29 2022-05-27 深圳市瀚强科技股份有限公司 电源以及电弧处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106024520A (zh) 2016-10-12
CN104392859A (zh) 2015-03-04
CN106024520B (zh) 2018-05-29
WO2015131718A1 (zh) 2015-09-11
CN104392859B (zh) 2017-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN204242870U (zh) 电子灭弧装置
CN204204692U (zh) 电流监控式电子灭弧装置
CN204242871U (zh) 电容耦合式灭弧电路及装置
CN204189670U (zh) 电流反馈式电子灭弧装置
CN105428118A (zh) 灭弧装置及无弧开关
CN104362751A (zh) 一种智能切换开关
CN102946106B (zh) 可控硅复合开关
CN102306933B (zh) 一种可靠性高的短路电流限制器及其方法
CN201985519U (zh) 电容脉冲放电装置、电容投切开关
CN100477047C (zh) 智能复合开关
CN102611090B (zh) 电容脉冲放电装置、电容投切开关
CN203826290U (zh) 一种带有辅助触点的无触点接触器
CN106229963B (zh) 一种可控硅多待压切换的控制电路
CN102957157B (zh) 智能过零投切的可控硅复合开关
CN203368014U (zh) 软启动保护装置及包含其的压缩机诊断保护装置
CN203747367U (zh) 一种采用双向晶闸管的交流电路分合装置
CN203839288U (zh) 一种提高电磁接触器响应速度的控制电路
CN103326372A (zh) 低压电容智能同步过零开关及控制电容器组投切的方法
CN203243055U (zh) 低压电容智能同步过零开关
CN203504136U (zh) 新型断路器
WO2020083181A1 (zh) 交流灭弧电路及装置、开关***
CN2476868Y (zh) 复合投切开关
CN106158460A (zh) 二端灭弧装置及混合式开关
CN103745882A (zh) 一种提高电磁接触器响应速度的控制电路
CN103532089A (zh) 一种新型断路器

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
AV01 Patent right actively abandoned
AV01 Patent right actively abandoned

Granted publication date: 20150401

Effective date of abandoning: 20170405