專利名稱：繼電器滅弧電路和方法
技術領域：
本發明涉及電力設備技術領域，尤其涉及一種繼電器滅弧電路和方法。
背景技術：
繼電器在直流應用場合下，特別是在高壓大電流的直流場合下分斷時很容易在接 觸點處產生電弧，造成繼電器的損壞。傳統的滅弧方式是利用由電阻、電容及開關等組成的 滅弧電路，利用電容的充電電壓過沖，在繼電器分斷時滅弧。但這種滅弧電路在繼電器斷開 過程中，滅弧電容兩端的電壓會很快增加，在負載電流較大時該滅弧電路的可靠性會受到 比較大的影響，同時對電容的容量有很大要求。此外，傳統的滅弧方式所應用的場合都是直 流場合，直流場合下電流都是單向流動，因此傳統的滅弧方式僅實現電流單向的阻斷。
發明內容
本發明的主要目的就是針對現有技術的不足，提供一種繼電器滅弧電路，實現繼 電器在分斷時滅弧，還保證在繼電器及其輔助開關斷開后，無論正向還是反向的電流都無 法流過。 本發明的另一 目的是提供一種繼電器滅弧方法，實現繼電器在分斷時的滅弧，并 保證雙向電流阻斷。 為實現上述目的，本發明采用以下技術方案
—種繼電器滅弧電路，包括 并聯連接在繼電器的觸點兩端的雙向阻斷有源開關；禾口 驅動單元，當所述繼電器需要開通時，用于驅動所述雙向阻斷有源開關先導通，再 驅動所述繼電器導通；當所述繼電器需要關斷時，用于先驅動所述雙向阻斷有源開關導通， 再驅動所述繼電器關斷，然后驅動所述雙向阻斷有源開關關斷。 優選地，所述雙向阻斷有源開關包括第一MOS管(金屬-氧化物半導體場效應 管)、第一二極管和第二二極管，所述第一 M0S管的漏極接繼電器的觸點一端，所述第一 M0S 管的源極接所述第一二極管和所述第二二極管的陽極，所述第一二極管的陰極接所述第一 M0S管的漏極，所述第二二極管的陰極接繼電器的觸點另一端。 優選地，所述雙向阻斷有源開關包括第一 M0S管、第二 M0S管、第一二極管和第 二二極管，所述第一MOS管的漏極接繼電器的觸點一端，所述第二MOS管的漏極接繼電器的 觸點另一端，所述第一、二MOS管的源極相接，所述第一、二MOS管的柵極相接，所述第一二 極管的陽極接所述第一 MOS管的源極，所述第一二極管的陰極接所述第一 MOS管的漏極，所 述第二二極管的陽極接所述第二 MOS管的源極，所述第二二極管的陰極接所述第二 MOS管 的漏極。 —種繼電器滅弧方法，其特征在于，包括以下步驟 1)在繼電器的觸點兩端并聯連接雙向阻斷有源開關； 2)開通繼電器時，先使雙向阻斷有源開關導通再使繼電器導通；
3)關斷繼電器時，先使雙向阻斷有源開關導通再使繼電器關斷，然后關斷雙向阻 斷有源開關。
優選地，所述步驟2)中在使繼電器導通之后還包括關斷雙向阻斷有源開關。
本發明有益的技術效果是 根據本發明，在繼電器的觸點兩端并接有雙向阻斷有源開關，通過適當控制雙向 阻斷有源開關的導通和關斷，就可以實現繼電器在分斷時的滅弧。當繼電器需要導通時，先 使雙向阻斷有源開關導通，此時電流會先經過雙向阻斷有源開關向后端供電，繼電器兩端 電壓等于雙向阻斷有源開關兩端的電壓，在延時一段時間后再使繼電器導通，此時繼電器 屬于零電壓吸合，有效保護了繼電器的觸點可靠性。當繼電器需要關斷時，先使雙向阻斷 有源開關導通，再使繼電器關斷，由于雙向阻斷有源開關處于導通狀態，所以繼電器是零電 壓、零電流分斷。從而，本發明能實現在繼電器分斷時的可靠滅弧，且保證在繼電器及雙向 阻斷有源開關斷開后，利用雙向阻斷有源開關的雙向阻斷性，使得無論正向還是反向的電 流都無法流過，實現電流的雙向阻斷，因而在直流和交流場合下均能應用。
圖1為本發明繼電器滅弧電路一種實施例的電路原理圖；
圖2為本發明繼電器滅弧電路另一種實施例的電路原理圖；
圖3為本發明繼電器滅弧方法一種實施例的流程圖。
具體實施例方式
本發明的特征及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。 繼電器滅弧電路包括雙向阻斷有源開關和驅動單元，該雙向阻斷有源開關作為繼 電器的輔助開關并聯連接在繼電器的觸點兩端；該驅動單元，當所述繼電器需要開通時，用 于驅動所述雙向阻斷有源開關先導通，再驅動所述繼電器導通；當所述繼電器需要關斷時， 用于先驅動所述雙向阻斷有源開關導通，再驅動所述繼電器關斷，然后驅動所述雙向阻斷 有源開關關斷。 請參考圖1 ，在一種實施例中，該雙向阻斷有源開關包括第一 M0S管Ql 、第一二極 管D1和第二二極管D2，第一M0S管Q1的漏極接繼電器RLY觸點的一端，第一M0S管Q1的 源極接第一二極管Dl和第二二極管D2的陽極，第一二極管Dl的陰極接第一 MOS管Ql的 漏極，第二二極管D2的陰極接繼電器RLY觸點的另一端。驅動單元(未圖示)提供驅動信 號Driver 1至第一 MOS管Ql的柵極，并提供驅動信號Driver2至繼電器的驅動端。
當繼電器RLY需要導通時，驅動單元先給出驅動信號Driverl驅動第一 MOS管Ql 導通，此時電流會先經過第一M0S管Q1向后端供電，繼電器兩端電壓等于第一M0S管Q1的 漏極和源極之間的電壓，在延時一段時間后，驅動單元再給出驅動信號Driver2驅動繼電 器RLY導通，此時繼電器屬于零電壓吸合，有效保護了繼電器的觸點可靠性。當繼電器RLY 需要關斷時，驅動單元先驅動第一 MOS管Ql導通，再驅動繼電器RLY關斷，由于第一 MOS管 Ql處于導通狀態，所以繼電器是零電壓、零電流分斷。驅動單元在繼電器RLY關斷后再驅 動雙向阻斷有源開關斷開，則無論正向還是反向的電流都無法流過。如圖l所示，當繼電器 RLY、雙向阻斷有源開關斷開時，與繼電器RLY并聯的對頂的第一二極管D1和第二二極管D2可阻止正向或者反向電流的流動，達到電流雙向阻斷的效果。 雖然圖1中的M0S管是NM0S管，但采用PM0S管也可以實現。另外，第一二極管D1 既可以采用獨立的二極管，也可以是第一 MOS管Ql的體二極管。 應說明，本發明中的驅動單元是一個泛的概念，其可以包含多種相應的驅動電路， 并非限定繼電器和雙向阻斷有源開關都由同一驅動電路提供驅動信號。
請參考圖2，在另一種實施例中，該雙向阻斷有源開關包括第一MOS管Ql 、第二MOS 管Q2、第一二極管Dl和第二二極管D2。第一 MOS管Ql的漏極接繼電器RLY的觸點一端， 第二 MOS管Q2的漏極接繼電器RLY的觸點另一端。第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的源 極相接，第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的柵極相接。第一二極管Dl的陽極接第一 MOS管 Ql的源極，第一二極管D1的陰極接第一M0S管Q1的漏極。第二二極管D2的陽極接第二 MOS管Q2的源極，第二二極管D2的陰極接第二 MOS管Q2的漏極。驅動單元(未圖示)提 供驅動信號Driverl至第一 MOS管Ql和第二 MOS管Q2的柵極，并提供驅動信號Driver2 至繼電器的驅動端。 與前一實施例不同之處在于，本實施例中的雙向阻斷有源開關包括了兩個開關管 第一M0S管Q1和第二M0S管Q2，因此對雙向阻斷有源開關的通斷控制即從對一個開關管的 驅動控制轉變為對兩個開關管的驅動控制，但就雙向阻斷有源開關和繼電器之間而言，在 本實施例二者的驅動時序與前一實施例的驅動時序是完全相同的。 本發明實施例針對上述一種繼電器滅弧電路，還提供了 一種繼電器滅弧方法，下 面結合附圖進行詳細介紹。 參見圖3，該圖為本發明實施例提供的繼電器滅弧方法的流程圖。
本實施例提供的繼電器滅弧方法的可以包括如下步驟
步驟Sl、在繼電器觸點兩端并聯連接雙向阻斷有源開關； 步驟S2、當繼電器需要導通時，先下發雙向電流阻斷開關的導通信號Driver 1， 此時電流會經過雙向電流阻斷開關向后端供電，繼電器兩端電壓等于雙向電流阻斷開關的 源極漏極間電壓； 步驟S3、在延時一段時間后再下發繼電器的導通信號Driver2，此時繼電器屬于 零電壓吸合，有效保護了繼電器的觸點可靠性； 此后下發雙向電流阻斷開關的關斷信號Driverl(也可以不發關斷信號)；
步驟S4、當繼電器需要關斷時，先下發雙向電流阻斷開關的導通信號Driverl (如 果在上一步中沒有關斷雙向電流阻斷開關，則不需要此步驟)； 這一步驟是可選的，只要保證繼電器關斷時，雙向電流阻斷開關是導通的即可。
步驟S5、接著再下發繼電器的關斷信號Driver2，由于雙向電流阻斷開關處于導 通狀態，所以繼電器是零電壓、零電流分斷； 步驟S6、繼電器關斷后最后再下發雙向電流阻斷開關的關斷信號Driverl。
需要說明的是，步驟S2-S3和步驟S4-S6之間沒有先后順序，只要保證繼電器在關 斷時，雙向電流阻斷開關處于導通狀態；當繼電器閉合時，雙向電流阻斷開關先閉合即可。
本發明不但可以實現繼電器分斷時的滅弧，而且，還可以保證在繼電器及雙向阻 斷有源開關斷開后，利用雙向阻斷有源開關的雙向阻斷性，例如在上述實施例中利用與繼 電器并聯的兩個對頂的二極管，使得無論正向還是反向的電流都無法流過，實現了電流的雙向阻斷，從而在直流和交流場合下均能應用。 以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發明的具體實施只局限于這些說明。例如除了采用兩個對頂的二極管，還可以采用本領 域的其他慣用手段來實現雙向阻斷有源開關的雙向阻斷性。對于本發明所屬技術領域的普 通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當 視為屬于本發明的保護范圍。
權利要求
一種繼電器滅弧電路，其特征在于，包括并聯連接在繼電器的觸點兩端的雙向阻斷有源開關；和驅動單元，當所述繼電器需要開通時，用于驅動所述雙向阻斷有源開關先導通，再驅動所述繼電器導通；當所述繼電器需要關斷時，用于先驅動所述雙向阻斷有源開關導通，再驅動所述繼電器關斷，然后驅動所述雙向阻斷有源開關關斷。
2. 如權利要求1所述的繼電器滅弧電路，其特征在于，所述雙向阻斷有源開關包括第 一MOS管、第一二極管和第二二極管，所述第一MOS管的漏極接繼電器觸點的一端，所述第 一MOS管的源極接所述第一二極管的陽極和所述第二二極管的陽極，所述第一二極管的陰 極接所述第一 MOS管的漏極，所述第二二極管的陰極接所述繼電器觸點的另一端。
3. 如權利要求1所述的繼電器滅弧電路，其特征在于，所述雙向阻斷有源開關包括第 一 MOS管、第二 MOS管、第一二極管和第二二極管，所述第一 MOS管的漏極接繼電器觸點的 一端，所述第二MOS管的漏極接繼電器觸點的另一端，所述第一MOS管和第二MOS管的源極 相接，所述第一 MOS管和第二 MOS管的柵極相接，所述第一二極管的陽極接所述第一 MOS管 的源極，所述第一二極管的陰極接所述第一MOS管的漏極，所述第二二極管的陽極接所述 第二 MOS管的源極，所述第二二極管的陰極接所述第二 MOS管的漏極。
4. 根據權利要求2所述的繼電器滅弧電路，其特征在于，所述第一 MOS管為NMOS管。
5. 根據權利要求3所述的繼電器滅弧電路，其特征在于，所述第一 MOS管和第二MOS管 為NMOS管。
6. —種繼電器滅弧方法，其特征在于，包括以下步驟1) 在繼電器觸點的兩端并聯連接雙向阻斷有源開關；2) 開通繼電器時，先使所述雙向阻斷有源開關導通再使所述繼電器導通；3) 關斷繼電器時，先使所述雙向阻斷有源開關導通再使所述繼電器關斷，然后關斷所 述雙向阻斷有源開關。
7. 如權利要求6所述的繼電器滅弧方法，其特征在于，所述步驟2)中在使繼電器導通 之后還包括關斷所述雙向阻斷有源開關。
全文摘要
本發明公開了一種繼電器滅弧電路和方法，所述電路包括并聯連接在繼電器的觸點兩端的雙向阻斷有源開關；驅動單元，當所述繼電器需要開通時，用于驅動所述雙向阻斷有源開關先導通，再驅動所述繼電器導通；當所述繼電器需要關斷時，用于先驅動所述雙向阻斷有源開關導通，再驅動所述繼電器關斷，然后驅動所述雙向阻斷有源開關關斷。所述方法包括以下步驟在繼電器的觸點兩端并聯連接雙向阻斷有源開關；開通繼電器時，先使雙向阻斷有源開關導通再使繼電器導通；關斷繼電器時，先使雙向阻斷有源開關導通再使繼電器關斷，然后關斷雙向阻斷有源開關。本發明能實現繼電器在分斷時的滅弧，同時保證雙向電流阻斷。
文檔編號H01H9/30GK101710548SQ200910188639
公開日2010年5月19日 申請日期2009年12月1日 優先權日2009年12月1日
發明者李 杰, 石浩, 茹永剛 申請人:艾默生網絡能源有限公司