電子滅弧裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型電子滅弧裝置屬于電學領域，特別是一種適合于對機械開關作為滅弧用途的電子滅弧裝置，包括與機械開關的觸點兩端并聯的功率半導體器件，其特征是：功率半導體器件的主回路連接電壓檢測電路，電壓檢測電路的輸出端與控制電路連接，電壓檢測電路用于檢測觸點閉合；控制電路與功率半導體器件的控制端連接，控制電路在電壓檢測電路檢測到觸點閉合時提供功率半導體器件導通控制信號，用于觸點閉合彈跳滅弧，本實用新型電子滅弧裝置具有導通時間短、過載能力強、使用方便的優點。
【專利說明】電子滅弧裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型電子滅弧裝置屬于電學領域，特別是一種適合應用于接觸器、繼電器、斷路器及其它機械開關中作為滅弧用途的電子滅弧裝置。
【背景技術】
[0002]目前在電氣控制系統中，廣泛使用接觸器、繼電器、斷路器等機械開關對負載進行接通分斷控制，但由于現有技術的滅弧柵，需要將分斷電弧拉到一定長度，才能起作用，存在滅弧效果差，分斷負載時電弧大，導致機械開關容易燒損，電壽命短的缺點。
[0003]為此，出現了用于機械開關滅弧的滅弧裝置，如專利號為CN01201907.0，名稱為“電子滅弧器”的專利；專利號為CN200910306608.6，名稱為“基于光耦的混合式交流接觸器無源開關驅動控制器”，兩個專利所揭示的，采用晶閘管(功率半導體器件)與接觸器的觸點兩端并聯的方式，該電子滅弧裝置的控制電路的工作電源與接觸器的控制線圈連接，在接觸器的觸點閉合前，控制電路提供一個控制晶閘管導通的信號，用于接觸器閉合彈跳滅弧；當接觸器的控制線圈失電，觸點在分斷時，晶閘管導通，通過控制電路的濾波電容放電延時，延時關斷晶閘管導通的驅動信號，晶閘管截止，完成無電弧分斷過程。其存在以下缺點:要達到接觸器閉合彈跳滅弧時必須在觸點閉合提前使晶閘管導通，造成晶閘管需要導通時間較長，并且容易受負載接通瞬間的大電流沖擊損壞。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的在于避免現有電子滅弧裝置的不足之處，提供一種功率半導體器件在機械開關閉合時導通時間短的電子滅弧裝置。
[0005]實現本實用新型的目的是通過以下技術方案來達到的:
[0006]一種電子滅弧裝置，其包括與機械開關的觸點兩端并聯的功率半導體器件，功率半導體器件的主回路連接電壓檢測電路，電壓檢測電路的輸出端與控制電路連接，電壓檢測電路用于檢測觸點閉合；控制電路與功率半導體器件的控制端連接，控制電路在電壓檢測電路檢測到觸點閉合時提供功率半導體器件導通控制信號，用于觸點閉合彈跳滅弧。
[0007]一種電子滅弧裝置，電壓檢測電路為全波電壓檢測電路。
[0008]一種電子滅弧裝置，一電壓檢測電路包括第一電壓檢測電路、第二電壓檢測電路；功率半導體器件包括第一功率半導體器件、第二功率半導體器件；觸點包括第一觸點、第二觸點；第一電壓檢測電路與第一功率半導體器件的主回路并聯，第一功率半導體器件的主回路兩端用于與第一觸點兩端并聯；第二電壓檢測電路與第二功率半導體器件的主回路并聯，第二功率半導體器件的主回路兩端用于與第二觸點兩端并聯。
[0009]一種電子滅弧裝置，電壓檢測電路包括第三電壓檢測電路；功率半導體器件包括第三功率半導體器件；觸點包括第三觸點；第三電壓檢測電路與第三功率半導體器件的主回路并聯，第三功率半導體器件的主回路兩端用于與第三觸點兩端并聯。
[0010]一種電子滅弧裝置，功率半導體器件的主回路連接電流傳感器，電流傳感器的輸出端與控制電路連接，電流傳感器通過檢測功率半導體器件的導通電流，用于檢測觸點斷開，控制電路在電流傳感器檢測到觸點斷開時關閉功率半導體器件導通控制信號。
[0011]一種電子滅弧裝置，電流傳感器為電流互感器。
[0012]一種電子滅弧裝置，控制電路通過至少一電子開關與功率半導體器件的驅動回路連接，驅動功率半導體器件導通的驅動信號由功率半導體器件的主回路通過由電容與電阻組成的串聯電路傳遞至功率半導體器件的控制極，電子開關用于控制驅動信號。
[0013]—種電子滅弧裝置，電子開關為光電親合器。
[0014]一種電子滅弧裝置，電容與電阻組成的串聯電路通過器件并聯在功率半導體器件的主回路的輸入輸出兩端。
[0015]—種電子滅弧裝置，電壓檢測電路包括一電阻、一光電親合器，電阻與光電親合器的控制端連接。
[0016]一種電子滅弧裝置，控制電路內置有可編程器件。
[0017]一種電子滅弧裝置，可編程器件為微控制器。
[0018]一種電子滅弧裝置，控制電路的輸入電源由功率半導體器件的主回路的輸入端提供。
[0019]一種電子滅弧裝置，控制電路有用于輸入機械開關同步信號的輸入端口。
[0020]一種電子滅弧裝置，電壓檢測電路的輸入端與功率半導體器件的主回路的輸入輸出兩端連接。
[0021]一種電子滅弧裝置，電壓檢測電路的輸入端與功率半導體器件的主回路負載端連接。
[0022]—種電子滅弧裝置，電壓檢測電路用于檢測觸點斷開，控制電路在電壓檢測電路檢測到觸點斷開時，提供功率半導體器件脈沖信號。
[0023]一種電子滅弧裝置，電壓檢測電路至少包括一電壓互感器。
[0024]一種電子滅弧裝置，控制電路內置有微控制器，功率半導體器件的主回路連接電流傳感器，電流傳感器檢測功率半導體器件的導通電流，用于檢測觸點斷開，電壓檢測電路和電流傳感器的輸出信號傳遞至微控制器，微控制器至少有一輸出信號傳遞至功率半導體器件的控制端，微控制器在電壓檢測電路檢測到觸點閉合時提供功率半導體器件導通控制信號，微控制器在電流傳感器檢測到觸點斷開時關閉功率半導體器件導通控制信號。
[0025]一種電子滅弧裝置，電壓檢測電路用于檢測機械開關斷開，控制電路在電壓檢測電路檢測到機械開關斷開時，關閉功率半導體器件導通控制信號。
[0026]一種電子滅弧裝置，功率半導體器件為晶閘管。
[0027]其工作原理:本實用新型的電子滅弧裝置，在與之并聯的機械開關閉合工作過程中，電壓檢測電路用于檢測機械開關的觸點閉合，控制電路在機械開關的觸點一發生閉合時，控制功率半導體器件導通，實現對機械開關的閉合彈跳滅弧；機械開關斷開工作過程中，機械開關的觸點先斷開，控制電路控制功率半導體器件截止。
[0028]本實用新型設計合理，其基于機械開關的觸點在接通過程中，只要發生彈跳時才會產生較大的電弧，通過電壓檢測電路用于檢測機械開關的觸點閉合，機械開關閉合過程中，機械開關的觸點一發生閉合，電壓檢測電路再把信號傳遞給控制電路，使得控制電路控制功率半導體器件導通，實現對機械開關閉合彈跳滅弧的目的，由機械開關的觸點先閉合，控制電路再控制功率半導體器件導通，大大減少了功率半導體器件的工作時間，以及減少接通負載大電流對功率半導體器件造成的沖擊，功率半導體器件導通時間極短，即可起到對機械開關的閉合彈跳滅弧的作用，當機械開關斷開工作過程中，機械開關的觸點先斷開，控制電路控制功率半導體器件截止。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型的實施例之一電路原理圖。
[0030]圖2是本實用新型的實施例之二電路原理圖。
[0031]圖3是本實用新型的實施例之三電路原理圖。
[0032]圖4是本實用新型的實施例之四電路原理圖。
[0033]圖5是本實用新型的實施例之五電路原理圖。
【具體實施方式】
[0034]如圖1所示，本實用新型的實施例之一，為一種用于單極機械開關滅弧的電子滅弧裝置，包括與機械開關SWl的觸點兩端并聯的功率半導體器件TRl (為一晶閘管)、控制電路(A)、電壓檢測電路(BI)及電流互感器CT。電壓檢測電路(BI)與功率半導體器件TRl的主回路并聯，電壓檢測電路(BI)輸出端與控制電路(A)連接，電流互感器CT與功率半導體器件TRl的主回路連接，電流互感器CT檢測功率半導體器件TRl的導通電流，用于檢測機械開關SWl的觸點斷開，功率半導體器件TRl的主回路兩端分別與機械開關SWl的觸點兩端連接Jl和J2分別為主回路的輸入輸出端點，機械開關SWl為與本裝置連接的所需滅弧的機械開關，J3為控制電路(A)電源輸入端口。
[0035]電壓檢測電路(BI):包括限流電阻R1、光電耦合器OPTl ;光電耦合器OPTl的輸入端通過限流電阻Rl與功率半導體器件TRl的主回路兩端并聯，光電耦合器OPTl的輸出端與控制電路⑷連接。
[0036]工作過程:按本裝置用于機械開關SWl滅弧為例，控制電路(A)得電，在機械開關Sffl的觸點斷開的情況下，電壓檢測電路(BI)輸入兩端輸入有交變電壓，其輸出端輸出高低電平脈寬較為穩定，控制電路㈧根據電壓檢測電路(BI)提供的信號的脈寬識別出機械開關SWl的閉合，機械開關SWl的觸點出現閉合情況時，控制電路(A)控制功率半導體器件TRl導通，實現對機械開關的觸點閉合彈跳滅弧的目的，在對機械開關SWl的觸點閉合彈跳滅弧過程中功率半導體器件TRl導通時間可短達I毫秒內；機械開關SWl斷開的工作過程中，在電流互感器CT輸出有功率半導體器件TRl導通信號時，即檢測到機械開關SWl的觸點斷開，控制電路(A)控制功率半導體器件TRl截止，實現對機械開關斷開滅弧的目的，功率半導體器件TRl在斷開滅弧導通時間可短達半個周波。
[0037]在本實施例中，電壓檢測(BI)電路要采用全波電壓檢測電路，光電耦合器OPTl采用雙發光二極管光電耦合器，也可以采用二個光電耦合器輸入端反向并聯使用。
[0038]如圖2所示，本實用新型的實施例之二，為一種用于單極機械開關滅弧的電子滅弧裝置，電壓檢測電路(BI)與功率半導體器件TRl (為一晶閘管)的主回路并聯(即與功率半導體器件TRl的主回路的輸入輸出端連接)，電流互感器CT與功率半導體器件TRl的主回路連接，檢測功率半導體器件TRl的導通電流，電流互感器CT的輸出端與控制電路(A)連接，用于檢測機械開關SWl的觸點斷開，機械開關SWl為與本裝置連接的所需滅弧的機械開關，J1、J2為主回路的輸入輸出端點，控制電路㈧通過(圖2為內置，也可以為外置)電子開關0PT2(為一帶晶閘管輸出的光電耦合器)與功率半導體器件TRl的驅動回路連接，功率半導體器件TRl導通的驅動信號由功率半導體器件TRl的主回路通過由電容Cl與電阻R2組成的串聯電路傳遞給功率半導體器件TRl的控制極，電子開關0ΡΤ2串聯在功率半導體器件TRl的驅動回路中，電子開關0ΡΤ2的電壓輸入端連接有限壓器件RVl限壓，用于保護電子開關0ΡΤ2，電壓檢測電路(BI)輸出端與控制電路㈧連接，Jl和J2分別為主回路的輸入輸出端點，J3為控制電路(A)電源輸入端口。
[0039]電壓檢測電路(BI):包括限流電阻R1、光電耦合器ΟΡΤ1，光電耦合器OPTl的輸入端通過限流電阻Rl與功率半導體器件TRl的主回路兩端并聯(即功率半導體器件TRl的主回路的輸入輸出端連接)。
[0040]控制電路㈧:J3端口用于輸入工作電源，輸入電源經變壓器Tl、整流電路BRl整流、電容C2和C3濾波、ICl穩壓、電容C4和C5濾波給微控制器MCU及其相關電路供電，微控制器MCU的P0.3 口連接有LED顯示器件，用于狀態顯示，微控制器MCU的P0.1 口與電子開關0PT2的控制端連接，電流互感器CT的輸出信號經BR2整流傳遞至微控制器MCU的P0.0 P,電壓檢測電路(BI)的輸出信號連接至微控制器MCU的P0.2 口，控制電路(A)通過電子開關0PT2與功率半導體器件TRl的驅動回路連接，J4端口用于輸入機械開關SWl同步信號的輸入端口，本實用新型電子滅弧裝置在雙電源切換或電機正反轉控制應用時，防止主回路被其他開關芳路，引起控制電路(A)誤判。
[0041]工作過程:按本裝置用于機械開關SWl滅弧為例，控制電路(A)得電，在機械開關SWl的觸點斷開的情況下，電壓檢測電路(BI)輸入兩端輸入有交變電壓，電壓檢測電路(BI)的光電耦合器OPTl輸出信號提供給微控制器MCU的P0.2 口，微控制器MCU通過對光電耦合器OPTl輸出的脈寬進行測量和數據保存，保留其在低電平時的脈寬時間和高電平時的脈寬時間，機械開關S WI的觸點出現閉合時，低電平的脈寬時間會變短和高電平的脈寬會變長，控制電路(A)的微控制器給出電子開關0PT2控制信號，用于克服機械開關SWl的觸點閉合前功率半導體器件TRl提前導通，電子開關0PT2輸出導通，在機械開關SWl的觸點閉合的瞬間或出現彈跳，將在功率半導體器件TRl兩端會產生很高的電壓上升速率，電容Cl會通過較高的驅動電流，功率半導體器件TRl觸發導通，實現機械開關SWl的觸點閉合彈跳滅弧的目的；機械開關SWl斷開過程，在機械開關SWl斷開的瞬間，功率半導體器件TRl兩端會產生較高的電壓上升速率，電容Cl會通過較高的驅動電流，功率半導體器件TRl觸發導通，電流通過功率半導體器件TRl旁路，實現機械開關SWl無電弧斷開的目的，微控制器MCU的P0.0 口有電流互感器CT傳遞的電流信號輸入，即檢測到機械開關SWl斷開，關閉電子開關0PT2控制信號；機械開關SWl斷開過程，在機械開關SWl斷開的瞬間，其兩端剛好為電壓的零點，功率半導體器件TRl不觸發導通，電流不用通過功率半導體器件TRl旁路，此時電壓檢測電路(BI)可以用于檢測機械開關SWl斷開，微控制器MCU根據電壓檢測電路(BI)輸入的電壓信號，關閉電子開關0PT2的控制信號，功率半導體器件TRl不觸發導通也可以實現機械開關SWl無電弧斷開的目的。
[0042]在本實施例中，電壓檢測電路(BI)要采用全波電壓檢測電路，光電耦合器OPTl采用雙發光二極管光電耦合器，也可以采用二個光電耦合器輸入端反向并聯使用，功率半導體器件TRl的主回路連接電流互感器CT，電流互感器CT檢測功率半導體器件TRl的導通電流，用于檢測觸點斷開，電壓檢測電路(BI)和電流互感器CT的輸出信號傳遞至微控制器MCU,微控制器MCU至少有一輸出信號傳遞至功率半導體器件TRl的控制端，微控制器MCU在電壓檢測電路(BI)檢測到機械開關SWl的觸點閉合時提供功率半導體器件TRl導通控制信號，微控制器MCU在電流互感器CT檢測到機械開關SWl的觸點斷開時關閉功率半導體器件TRl導通控制信號，在此微控制器MCU也可以用其它可編程器件替代，如可編程陣列等，工作原理相同。
[0043]在本實施例中具有以下優點:
[0044]1.電容Cl、電阻R2組成的串聯電路在滅弧時起對功率半導體器件TRl傳遞驅動信號的作用，在機械開關SWl常開狀態下，還可以起吸收瞬間過電壓(注:該串聯電路為通過器件(限壓器件RVl)與功率半導體器件TRl的主回路的輸入輸出端并聯)，用于保護功率半導體器件TR1，無需另加阻容吸收電路，簡化了電路；利用電容兩端電壓不能突變的物理特征，在機械開關閉合或斷開的瞬間，產生很高的電壓上升速率，這里選用的電容容量很小，可零點幾微法到零點零幾微法即可，也可以通過大的電流驅動功率半導體器件導通，具有元器件不容易損壞、可靠性高、成本低、電路簡單的優點；由于在工頻條件下通過電容的工頻電流較小，采用一限壓器件或采用常閉的電子開關對通過電容的工頻電流旁路，這樣大大減輕了對電子開關的耐壓要求，降低了電子開關的成本和提高了電子開關的可靠性；
[0045]2.控制電路⑷內置有微控制器MCU，可進一步簡化電路。
[0046]3.功率半導體器件TRl的主回路連接電流互感器CT，電流互感器CT檢測功率半導體器件TRl的導通電流，用于檢測觸點斷開，可以大大減少功率半導體器件TRl的分斷滅弧的導通時間。
[0047]4.電壓檢測電路(BI)用于檢測機械開關SWl斷開，在機械開關SWl斷開的瞬間，其兩端剛好為電壓的零點，電流不用通過功率半導體器件TRl旁路，微控制器MCU根據電壓檢測電路(BI)輸入的電壓信號，關閉電子開關OPT2的控制信號，功率半導體器件TRl不觸發導通也可以實現機械開關SWl無電弧斷開的目的。
[0048]如圖3所示，本實用新型的實施例之三，為一種用于三相兩控式機械開關滅弧的電子滅弧裝置(注:其三相負載的一相進線與另一相電源直接連接)，包括控制電路(A)、電流互感器CT、第一功率半導體器件TRl、第二功率半導體器件TR2、第一電壓檢測電路(BI)、第二電壓檢測電路(B2)。第一電壓檢測電路(BI)與第一功率半導體器件TRl的主回路并聯，第二電壓檢測電路(B2)與第二功率半導體器件TR2的主回路并聯，第一電壓檢測電路(BI)、第二電壓檢測電路(B2)的輸出端與控制電路⑷連接，電流互感器CT與第二功率半導體器件TR2的主回路連接，用于檢測第二功率半導體器件TR2的導通電流，第一功率半導體器件TR1、第二功率半導體器件TR2的主回路兩端分別與機械開關SWl的第一觸點SW1-1、第二觸點SW1-2兩端連接，Jl和J3，J2和J4分別為二相主回路的輸入輸出端點，機械開關SWl為與本裝置連接的所需滅弧的機械開關，控制電路(A)電源輸入端與二功率半導體TR1、TR2的主回路的輸入端連接。
[0049]第一電壓檢測電路(BI):包括限流電阻R1、光電耦合器OPTl ;光電耦合器OPTl的輸入端通過限流電阻Rl與第一功率半導體器件TRl的主回路兩端并聯，光電耦合器OPTl的輸出端與控制電路㈧連接。
[0050]第二電壓檢測電路(B2):包括限流電阻R2、光電耦合器OPT2 ;光電耦合器OPT2的輸入端通過限流電阻R2與第二功率半導體器件TR2的主回路兩端并聯，光電耦合器OPT2的輸出端與控制電路㈧連接。
[0051]工作過程:按本裝置用于機械開關SWl滅弧為例，控制電路(A)得電，在機械開關Sffl的閉合工作過程中，由于三相電相位差為120度，在機械開關SWl的觸點SWl-1、SW1-2閉合前，第一電壓檢測電路(BI)、第二電壓檢測電路(B2)輸出回路不同時截止，只要機械開關SWl的觸點SW1-USW1-2出現閉合情況時，第一電壓檢測電路(BI)、第二電壓檢測電路(B2)輸出回路同時截止，控制電路(A)控制二功率半導體器件TR1、TR2導通，實現對機械開關閉合彈跳滅弧的目的，在對機械開關SWl閉合彈跳滅弧過程中二功率半導體器件TR1、TR2導通時間可短達I毫秒內；機械開關SWl斷開的工作過程中，在電流互感器CT輸出有功率半導體器件TR2導通信號時，控制電路(A)控制二功率半導體器件TR1、TR2截止，實現對機械開關斷開滅弧的目的，二功率半導體器件TR1、TR2在斷開滅弧導通時間可短達半個周波。
[0052]在本實施例中，二電壓檢測電路要采用全波電壓檢測電路，光電耦合器OPTl、0PT2采用雙發光二極管光電耦合器，也可以采用二個光電耦合器輸入端反向并聯使用。
[0053]如圖4所示，本實用新型的實施例之四，為一種用于三相三控機械開關滅弧的電子滅弧裝置，包括控制電路(A)、電流互感器CT、第一功率半導體器件TRl、第二功率半導體器件TR2、第三功率半導體器件TR3、第一電壓檢測電路(BI)、第二電壓檢測電路(B2)、第三電壓檢測電路(B3)。第一電壓檢測電路(BI)與第一功率半導體器件TRl的主回路并聯，第二電壓檢測電路(B2)與第二功率半導體器件TR2的主回路并聯，第三電壓檢測電路(B3)與第三功率半導體器件TR3的主回路并聯，第一電壓檢測電路(BI)、第二電壓檢測電路(B2)、第三電壓檢測電路(B3)的輸出端與控制電路(A)連接，電流互感器CT與第二功率半導體器件TR2的主回路連接，用于檢測第二功率半導體器件TR2的導通電流，功率半導體器件TR1、TR2、TR3的主回路兩端分別與機械開關SWl的第一觸點SW1-1、第二觸點SW1-2、第三觸點SW1-3兩端連接，Jl和J4，J2和J5，J3和J6分別為三相主回路的輸入輸出端點，機械開關SWl為與本裝置連接的所需滅弧的機械開關，控制電路(A)電源輸入端與功率半導體的主回路的輸入端連接(注:可以選三功率半導體器件TR1、TR2、TR3的其中兩只的主回路的輸入端作為電源輸入)。
[0054]第一電壓檢測電路(BI):包括限流電阻R1、光電耦合器OPTl ;光電耦合器OPTl的輸入端通過限流電阻Rl與第一功率半導體器件TRl的主回路兩端并聯(即主回路的輸入輸出兩端連接)，光電耦合器OPTl的輸出端與控制電路㈧連接。
[0055]第二電壓檢測電路(B2):包括限流電阻R2、光電耦合器0PT2 ;光電耦合器0PT2的輸入端通過限流電阻R2與第二功率半導體器件TR2的主回路兩端并聯，光電耦合器0PT2的輸出端與控制電路㈧連接。
[0056]第三電壓檢測電路(B3):包括限流電阻R3、光電耦合器0PT3 ;光電耦合器0PT3的輸入端通過限流電阻R3與第三功率半導體器件TR3的主回路兩端并聯，光電耦合器0PT3的輸出端與控制電路㈧連接。
[0057]工作過程:按本裝置用于機械開關SWl滅弧為例，控制電路(A)得電，在機械開關Sffl的閉合工作過程中，在機械開關SWl的閉合前，由于三相電相位差為120度，第一電壓檢測電路(BI)、第二電壓檢測電路(B2)、第三電壓檢測電路(B3)輸出回路不同時截止，只要機械開關SWl的觸點SW1-1、SW1-2、SW1_3出現閉合情況時，在三電壓檢測電路輸出回路同時截止時，控制電路㈧控制三功率半導體器件TR1、TR2、TR3導通，實現對機械開關閉合彈跳滅弧的目的，在對機械開關SWl閉合彈跳滅弧過程中三功率半導體器件TR1、TR2、TR3導通時間可短達I毫秒內；機械開關SWl斷開的工作過程中，在電流互感器CT輸出有功率半導體器件TR2導通信號時，控制電路(A)控制三功率半導體器件TR1、TR2、TR3截止，實現對機械開關斷開滅弧的目的，三功率半導體器件TR1、TR2、TR3在斷開滅弧導通時間可短達半個周波。
[0058]在以上四個實施例中，功率半導體器件采用功率半導體器件為晶閘管，也可以采用其它類型的半導體器件，工作原理相同；電流互感器與功率半導體器件的主回路連接，檢測功率半導體器件的導通電流，其具有以下優點:
[0059]1.利用與功率半導體器件連接的電流互感器反饋的電流信號，用于檢測機械開關斷開，在檢測到機械開關斷開時，控制電路控制功率半導體器件截止，實現功率半導體器件快速截止的目的，大大減少功率半導體器件在斷開滅弧過程中的工作時間。
[0060]2.由于功率半導體器件通過電流工作時間短僅毫秒級，功率半導體器件的主回路導線很小也可以承載極大的工作電流，因此電流互感器可選用微型電流互感器，采用穿心連接方式，也可以直接采用主回路導線與電流互感器串聯連接方式，電流互感器具有體積小、成本低的特點，方便與整個裝置作為一個整體。
[0061]如圖5所示，本實用新型的實施例之五，為一種用于三相兩控式機械開關滅弧的電子滅弧裝置(注:其三相負載的一相進線與另一相電源直接連接)，包括控制電路(A)、第一功率半導體器件TR1、第二功率半導體器件TR2、第一電壓檢測電路(BI)、第二電壓檢測電路(B2)。第一電壓檢測電路(BI)與第一功率半導體器件TRl的主回路并聯，第二電壓檢測電路(B2)與第二功率半導體器件TR2的主回路并聯，第一電壓檢測電路(BI)、第二電壓檢測電路(B2)的輸出端與控制電路㈧連接，功率半導體器件TR1、TR2的主回路兩端分別與機械開關SWl的第一觸點SWl-1、第二觸點SW1-2兩端連接，Jl和J3，J2和J4分別為二相主回路的輸入輸出端點，機械開關SWl為與本裝置連接的所需滅弧的機械開關，控制電路㈧電源輸入端與二功率半導體TR1、TR2的主回路的輸入端連接。
[0062]第一電壓檢測電路(BI):包括限流電阻R1、電壓互感器Tl ;電壓互感器Tl的輸入端通過限流電阻Rl與第一功率半導體器件TRl的主回路兩端并聯，電壓互感器Tl的輸出端與控制電路⑷連接。
[0063]第二電壓檢測電路(B2):包括限流電阻R2、電壓互感器T2 ;電壓互感器T2的輸入端通過限流電阻R2與第二功率半導體器件TR2的主回路兩端并聯，電壓互感器T2的輸出端與控制電路⑷連接。
[0064]工作過程:按本裝置用于機械開關SWl滅弧為例，控制電路(A)得電，在機械開關Sffl的閉合工作過程中，只要機械開關SWl的觸點SW1-USW1-2出現閉合情況時，第一電壓檢測電路(BI)、第二電壓檢測電路(B2)無電信號輸出，控制電路㈧給出脈沖信號控制二功率半導體器件TR1、TR2導通，實現對機械開關閉合彈跳滅弧的目的，在對機械開關SWl閉合彈跳滅弧過程中二功率半導體器件TRl、TR2導通時間可短達I毫秒內；機械開關SWl斷開的工作過程中，在第一電壓檢測電路(BI)、第二電壓檢測電路(B2)任一輸出有電信號時，控制電路(A)給出脈沖信號控制二功率半導體器件TR1、TR2導通，實現對機械開關斷開滅弧的目的，二功率半導體器件TR1、TR2在斷開滅弧導通時間可短達半個周波。
[0065]在本實施例中，第一電壓檢測電路(BI)、第二電壓檢測電路(B2)用于檢測機械開關SWl的觸點SW1-USW1-2閉合和斷開，二電壓檢測電路采用了電壓互感器，對機械開關斷開檢測具有很快的響應速度，減少了本裝置在斷開滅弧的滯后時間。
[0066]以上實施例電壓檢測電路的輸入端都是與功率半導體器件的主回路的輸入輸出兩端連接，當負載不是為電機或電容時或不頻繁投切此類儲能負載時，電壓檢測電路輸入端可以與功率半導體器件的主回路負載端連接，工作原理相同；以上實施例檢測電流的電流傳感器采用了電流互感器，具有成本低的優點，也可以其他檢測電流的電流傳感器，如霍爾傳感器等。
[0067]本實用新型電子滅弧裝置的控制電路由于通過對機械開關的觸點閉合狀態進行了檢測，無需通過接觸器控制線圈得到同步信號，控制電路的輸入電源可由功率半導體器件的主回路的輸入端提供的接線方式，有利于用于斷路器等無操作控制線圈的機械開關滅弧，具有接線少、適應范圍廣的特點。
【權利要求】
1.一種電子滅弧裝置，其包括與機械開關的觸點兩端并聯的功率半導體器件，其特征是: 所述功率半導體器件的主回路連接電壓檢測電路，所述電壓檢測電路的輸出端與控制電路連接，所述電壓檢測電路用于檢測所述觸點閉合； 所述控制電路與所述功率半導體器件的控制端連接，所述控制電路在所述電壓檢測電路檢測到所述觸點閉合時提供所述功率半導體器件導通控制信號，用于所述觸點閉合彈跳滅弧。
2.根據權利要求1所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述電壓檢測電路為全波電壓檢測電路。
3.根據權利要求1所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述電壓檢測電路包括第一電壓檢測電路、第二電壓檢測電路；所述功率半導體器件包括第一功率半導體器件、第二功率半導體器件；所述觸點包括第一觸點、第二觸點；所述第一電壓檢測電路與所述第一功率半導體器件的主回路并聯，所述第一功率半導體器件的主回路兩端用于與所述第一觸點兩端并聯；所述第二電壓檢測電路與所述第二功率半導體器件的主回路并聯，所述第二功率半導體器件的主回路兩端用于與所述第二觸點兩端并聯。
4.根據權利要求3所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述電壓檢測電路包括第三電壓檢測電路；所述功率半導體器件包括第三功率半導體器件；所述觸點包括第三觸點；所述第三電壓檢測電路與所述第三功率半導體器件的主回路并聯，所述第三功率半導體器件的主回路兩端用于與所述第三觸點兩端并聯。
5.根據權利要求1所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述功率半導體器件的主回路連接電流傳感器，所述電流傳感器的輸出端與所述控制電路連接，所述電流傳感器通過檢測所述功率半導體器件的導通電流，用于檢測所述觸點斷開，所述控制電路在所述電流傳感器檢測到所述觸點斷開時關閉所述功率半導體器件導通控制信號。
6.根據權利要求5所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述電流傳感器為電流互感器。
7.根據權利要求1所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述控制電路通過至少一電子開關與所述功率半導體器件的驅動回路連接，驅動所述功率半導體器件導通的驅動信號由所述功率半導體器件的主回路通過由電容與電阻組成的串聯電路傳遞至所述功率半導體器件的控制極，所述電子開關用于控制所述驅動信號。
8.根據權利要求7所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述電子開關為光電耦合器。
9.根據權利要求7所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述串聯電路通過器件并聯在所述功率半導體器件的主回路的輸入輸出兩端。
10.根據權利要求1所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述電壓檢測電路包括一電阻、一光電耦合器，所述電阻與所述光電耦合器的控制端連接。
11.根據權利要求1所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述控制電路內置有可編程器件。
12.根據權利要求11所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述可編程器件為微控制器。
13.根據權利要求1所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述控制電路的輸入電源由所述功率半導體器件的主回路的輸入端提供。
14.根據權利要求1所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述控制電路有用于輸入所述機械開關同步信號的輸入端口。
15.根據權利要求1所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述電壓檢測電路的輸入端與所述功率半導體器件的主回路的輸入輸出兩端連接。
16.根據權利要求1所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述電壓檢測電路的輸入端與所述功率半導體器件的主回路負載端連接。
17.根據權利要求1所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述電壓檢測電路用于檢測所述觸點斷開，所述控制電路在所述電壓檢測電路檢測到所述觸點斷開時，提供所述功率半導體器件脈沖信號。
18.根據權利要求1所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述電壓檢測電路至少包括一電壓互感器。
19.根據權利要求1所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述控制電路內置有微控制器，所述功率半導體器件的主回路連接電流傳感器，所述電流傳感器檢測所述功率半導體器件的導通電流，用于檢測所述觸點斷開，所述電壓檢測電路和所述電流傳感器的輸出信號傳遞至所述微控制器，所述微控制器至少有一輸出信號傳遞至所述功率半導體器件的控制端，所述微控制器在所述電壓檢測電路檢測到所述觸點閉合時提供所述功率半導體器件導通控制信號，所述微控制器在所述電流傳感器檢測到所述觸點斷開時關閉所述功率半導體器件導通控制信號。
20.根據權利要求1所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述電壓檢測電路用于檢測所述機械開關斷開，所述控制電路在所述電壓檢測電路檢測到所述機械開關斷開時，關閉所述功率半導體器件導通控制信號。
21.根據權利要求1至20任一權利要求所述的電子滅弧裝置，其特征是:所述功率半導體器件為晶閘管。
【文檔編號】H01H9/30GK204242870SQ201420737815
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月22日 優先權日:2014年3月7日
【發明者】郭橋石 申請人:廣州市金矢電子有限公司