CN101442303B - 低损耗交流电子开关电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及同一构思、二种不同电路的低损耗交流电子开关电路，两个VMOS功率场效应管V1和V2是按相反工作电流方向串联连接在交流回路中。优点：只要被控制的交流电流足够小，或者N沟道电阻足够小，那么通态压降可以作到远小于0.7V以下，可以使得开关损耗降到最低限度，这是目前现有任何固态交流电子开关都无可比拟的最大优点。

Description

低损耗交流电子开关电路

技术领域

本发明涉及同一构思、二种不同电路的低损耗交流电子开关电路，可广泛用于低压电器制造行业，特别适合用来制造各种规格的固态交流继电器、固态交流接触器、固态交流控制模块、自复式电子保险器、无火花电磁式交流接触器等之类产品，属电子产品制造领域。

背景技术

目前，市场上销售的固态交流电子开关的电路通常通过两种技术方案实现：一种是直接采用双向可控硅来控制交流电流的通断，另一种则是由桥式整流电路(俗称桥堆)和各种单向的直流电子开关管，诸如晶体三极管、场效应管、单向可控硅等等构成，原理是先将交流电流整流成直流电流，然后再对其直流电流进行通断控制，从而间接达到控制交流电流通断目的。其不足之处：无论采用上述哪种技术方案，都存在一个共同的缺点，就是当交流电子开关处于导通状态时，由于单个硅材料PN结0.7V左右压降的存在，总要导致整个交流电子开关，至少存在1V到1.5V左右的电压降。这个压降虽然很小，但是在控制大功率负载，大电流状况下却是致命的。设想一下如果要控制数百，乃至数千安培的交流电流，导通压降损耗的电能将会达到数百瓦特乃至数千瓦特。这样大的电能损耗，不仅造成极大的电能浪费，而且还会导致器件发热，于是不得不给可控硅，整流桥堆加装体积庞大的散热器，或者提供良好的通风设备，这就大大限制了交流电子开关的应用场合和范围。因此硅材料PN结0.7V左右的压降，确实已经成为限制固态大功率交流电子开关、交流控制模块推广应用的最大的技术瓶颈。

电磁式交流接触器的最大弊病是触点火花，触点火花不仅会大大削减交流接触器的使用寿命，而且还产生较强的电磁干扰造成电磁污染。因此无法适用于自动化控制要求较高的场合。

发明内容

设计目的：避免背景技术中的不足之处，设计一种一是不受硅材料PN结固有的0.7V压降技术瓶颈制约的，全新结构的固态交流电子开关电路；二是对于电磁式交流接触器，改变现有的控制回路电路，使得电磁式交流接触器的触点，在交流电流过零时接通，交流电流过零时断开。

设计方案：为了实现上述设计目的。1、对于N沟道型VMOS功率场效应管来说，当D极(漏极)接正，S极(源极)接负时，为正常工作电压，内部寄生二极管反偏，因此当G极(栅极)栅压为0时，VMOS功率场效应管呈关闭状态，只有当G极(栅极)输入正栅压时，VMOS功率场效应管才处于导通状态。但是VMOS功率场效应管的特性，不同于晶体管，晶体管是不能在反向电压下工作的，而VMOS功率场效应管可以在反向电压状态下工作，即D极(漏极)接负，S极(源极)接正，这时内部的寄生二极管正偏，既处于导通状态，因此无论G极(栅极)是否有正电压信号输入，管子还是导通的，只不过，没有栅压时，电流通过内部寄生二极管，并且产生0.7V压降，当有栅压时，电流通过N沟道电阻，由于N沟道电阻阻值很小，当电流通过N沟道电阻时，如果产生的压降小于PN结固有的0.7V压降时，那么认为，电流已经完全的通过N沟道电阻了。2、参见附图1，在交流回路中，串联着两个按相反工作方向联接的VMOS功率场效应管V1，V2，(为方便起见，仅以N沟道型场效应VMOS管为例)。两个VMOS功率场效应管的栅极正信号电压，由E提供，并通过K控制。当K断开时，两个VMOS功率场效应管的栅极电压为零，因此N沟道电阻都呈开路状态，当交流电流相线为正，零线为负的时候，虽然V2内部的寄生二极管正向导通，但是交流电流因为受V1的阻断，所以还是呈断路状态。反之当交流电流相线为负，零线为正的时候，虽然V1内部的寄生二极管正向导通，但是交流电流因为受V2的阻断，所以仍然呈显断路状态。当K闭合时，此时两个VMOS功率场效应管的栅极电压为正偏，因此N沟道电阻都呈低阻导通状态，因此无论交流的相线零线正负如何变化，交流电流的两个方向电流都能够顺利通过两个VMOS功率场效应管，于是整个交流回路呈开路状态。也就是说，交流回路的通断受栅极信号电压控制，当两个VMOS功率场效应管的栅极电压同时为正偏时，交流回路开路，当两个VMOS功率场效应管的栅极电压同时为零偏时，交流回路断路。

技术方案1：低损耗交流电子开关电路，两个VMOS功率场效应管V1和V2是按相反工作电流方向串联连接在交流回路中。

技术方案2：由低损耗交流电子开关电路构成的单相交流接触器，单片机至少有三个输入端口分别用于连接由电流互感器构成的交流电流过零检测电路，由电源变压器构成的交流电压过零检测电路，由电阻、光偶器构成的控制信号输入电路，单片机至少有一个输出端用于连接两个VMOS功率场效应管V1和V2的栅极。

技术方案3：由低损耗交流电子开关电路构成的三相交流接触器，单片机至少有三个输出端口分别用于连接三相交流回路主控元件VMOS功率场效应管的输入端，单片机至少有5个输入端口分别用于连接C相交流电流过零检测电路、B相交流电流过零检测电路、C相交流电压过零检测电路、AB线交流电压过零检测电路及控制信号输入电路。

本发明与背景技术相比，只要被控制的交流电流足够小，或者N沟道电阻足够小，那么通态压降可以作到远小于0.7V以下，可以使得开关损耗降到最低限度，这是目前现有任何固态交流电子开关都无可比拟的最大优点。

附图说明

图1是低损耗交流电子开关电路第一种实施例的示意图。

图2是低损耗交流电子开关电路第二种实施例的示意图。

图3和图4是低损耗交流电子开关电路第三种实施例的示意图。

图5和图6是低损耗交流电子开关电路第四种实施例的示意图。

图7和图8是低损耗交流电子开关电路第五种实施例的示意图。

图9是无火花电磁式单相交流接触器的程序流程示意图。

图10是无火花电磁式单相交流接触器的流程示意图。

图11是无火花电磁式三相交流接触器的示意图。

图12是无火花三相交流接触器程序流程示意图。

图13是由低损耗交流电子开关电路构成的三相交流接触器的示意图。

具体实施方式

实施例1：参照附图1。低损耗交流电子开关电路，两个VMOS功率场效应管V1和V2是按相反工作电流方向串联连接在交流回路中，交流回路中的负载可以是灯、设备、电机等等，两个VMOS功率场效应管V1和V2的栅极G由触发电压由E提供。

实施例2：参照附图2。在实施例1的基础上，两个VMOS功率场效应管V1和V2的栅极G由触发电压分别由E1和E2提供。也就是说，在附图2中，同样也串联着两个按相反工作方向连接的VMOS功率场效应管V1和V2，它与附图1不同的地方是，在附图1中，两个VMOS功率场效应管，是按S极与S极直接连接串联在交流回路中工作的。而在附图2中，两个VMOS功率场效应管，是按D极与D极直接连接串联在交流回中工作的，不过为了达到等效的控制目的。必须采用两组相互独立隔离的栅极控制电压E1和E2和通过两个互相隔离的同步开关K1-1、K1-2分别对V1和V2的栅极进行同步控制。

实施例3：参照附图3和4。两个VMOS功率场效应管V1和V2的栅极和源极相互隔离独立且分别由2个栅极直流同步开关信号控制。也就是说，在附图3和图4中，也有两个按相反工作方向串联在交流回路中工作的VMOS功率场效应管V1和V2，它与上面图1和图2不同的地方是，两个VMOS功率场效应管，不是直接连接在一起工作，而是被负载隔开再混合串联在交流回路中工作的，虽然电路结构有较大改变，但是工作原理和结果丝毫没有改变。为了达到等效控制目的。也必须采用两个相互独立隔离的栅极控制电压E1和E2，并通过两个互相隔离的同步开关K1-1和K1-2分别对V1和V2的栅极进行同步控制。

实施例4：参照附图5和6。在上述实施例的基础上，实际应用中，有时为了扩展被控制交流回路中的电流，可以通过N个VMOS功率场效应管的并联接法，N表示2个、3个、4个、……N个。达到无限小的N沟道电阻的阻值，从而达到控制无限大的交流电流。附图5作出的是仅用两个VMOS功率场效应管并联充当一个VMOS功率场效应管来用的原理图。有时为了扩展交流电子开关的控制电压，也可以通过N个VMOS功率场效应管的同向串联方法，只要采用互相独立隔离的N个栅极控制电压进行同步控制，并将串联组合成的模块视为一个VMOS功率场效应管来看待，就可以无限止的来提高交流电子开关的工作电压。附图6作出的是仅用两个VMOS功率场效应管串联充当一个VMOS功率场效应管来用的示意图。也就是说，低损耗固态交流电子开关电路主要由两个VMOS功率场效应管V1和V2构成，两个VMOS功率场效应管V1和V2是按相反工作电流方向串联连接在交流回路中，所述的VMOS功率场效应管V1和V2，可以是两个或N个VMOS功率场效应管并联或同向串联后构成的场效应集成模块，V1和V2的栅极和源极根据实际连接方式的不同，既可以直接相互并联，由一个栅极直流开关信号控制，也可以相互隔离独立，分别由2个或N个栅极直流同步开关信号控制。需要说明的是：在实际使用中，有时候需要对交流回路作频繁开关控制，为了更好的降低交流电子开关的动态损耗，确保两个VMOS功率场效应管V1和V2，免受瞬间峰值电压电流的冲击，提高整个交流电子开关的工作可靠性，延长交流电子开关的使用寿命，还需要对两个VMOS功率场效应管V1和V2的栅极直流开关信号，进行交流过零开启，交流过零关闭的辅助控制。关于交流过零控制的原理和方法，在现有技术中，已有很多成熟的用分列元件构成的电路和方法可以采纳移用，限于篇幅不再赘述。

实施例5：参照附图7和图8。由低损耗交流电子开关电路构成的单相交流接触器，单片机至少有三个输入端口分别用于连接由电流互感器构成的交流电流过零检测电路，由电源变压器构成的交流电压过零检测电路，由电阻、光偶器构成的控制信号输入电路，单片机至少有一个输出端用于连接两个VMOS功率场效应管V1和V2的栅极；变压器T、二极管D1和D2、电阻R4和R6、稳压二极管Z2、和电容E构成工作电源电路，T次线线圈分别接D1和D2的正极，D1和D2负极分别接R4一端和R6的一端，R6的另一端接Z2的负极及E的正极，Z2的正极接E负极及接地；电源变压器初级线圈并联连接在交流接触器的输入端子，速饱和电流互感器L的原边与两个VMOS功率场效应管的漏极和源极共同串联在交流主控回路的输入与输出端子之间。从附图7中，可以看到本发明的低损耗单相固态交流接触器主要由两个VMOS功率场效应管V1和V2，单片机C，速饱和电流互感器L，电源变压器T，输入隔离光偶器G，5大部件构成的，其中A1和A2分别代表A相交流接触器的输入和输出端子，G1和G2分别为零线输入、输出端子，变压器T、二极管D1、D2、电阻R6、稳压管Z2、电解电容器E构成单片机C的直流工作电源。单片机P1.2端口，为输出端口，主要为两个VMOS功率场效应管V1和V2提供直流开关驱动信号。单片机的P3.1、P3.2、P3.3均为单片机C的输入端口，其中P3.1端口用于检测交流回路的电流过零信号，电流过零信号的采样，主要靠速饱和电流互感器L完成，交流电流通过速饱和电流互感器L时，当电流过零时，会在次级感应出正负尖脉冲电压，经R1、R2、Z1、限流、限压后，可直接输入单片机检测。由V3、R4、R5构成交流电压过零采样电路，(有的单片机，内部备有比较放大输入端口，V3即可省略)经P3.2端口输入，提供单片机交流电压过零信号。S1、S2分别为固态交流接触器的控制输入端子，直流控制信号通过R7、经光偶器隔离输入后，通过P3.3端口，输入到单片机。其工作原理：程序开始时，S1、S2无直流信号输入时，光偶器3脚与4脚不导通，单片机C P3.3输入高电平，此时单片机C P1.2输出低电压，V1、V2处于关断状态，单片机C作无限循环检测P3.3端口电压动作，当S1、S2有信号输入时，光偶器3脚与4脚导通，当单片机C检测到P3.3端口，由高电位变成低电位时，程序跳变到下一步，此时单片机C作无限循环检测P3.2端口电压动作，由于只有当交流电压过零时，P3.2端口电压才会有高电平输入，当单片机C检测到P3.2端口，由低电位变成高电位时，程序才会跳变到下一步，此时单片机C先指令P1.2端口输出高电平，于是V1和V2导通，交流回路呈接通状态，此时单片机C再作无限循环检测P3.3端口电压的动作，由于当前P3.3端口仍处在低电平状态，只有当S1、S2无信号输入时，P3.3端口才会从低电平转变为高电平，只有当单片机C检测到P3.3端口，由低电位变成高电位时，程序跳变到下一步，此时单片机C作无限循环检测P3.1端口电压的动作，由于P3.1端口电压，只有当交流电流过零时，才有高电平输入，单片机C只有当检测到P3.1端口，由低电位变成高电位时，程序跳变到下一步，此时单片机C先指令P1.2端口输出低电平，于是V1、V2关闭，交流回路呈断路状态，此时程序返回到开头，单片机C再作无限循环检测P3.3端口电压的动作，以此类推，周而复始。为了便于分析，附图8绘出了的是单片机工作程序流程图。低损耗单相固态交流接触器的技术特征主要由两个VMOS功率场效应管V1和V2，一片单片机C，一个速饱和电流互感器L，一个电源变压器T，一个光偶器G，5大元件构成，单片机至少有三个输入端口P3.1、P3.2、P3.3分别用于连接由电流互感器L、R1、R2、Z1构成的交流电流过零检测电路；由电源变压器T、D1、D2、R4、R5、V3构成的交流电压过零检测电路；由R7、光偶器G构成的控制信号输入电路，单片机至少有一个输出端P1.2用于连接两个VMOS功率场效应管V1、V2的G极(栅极)，特征在于由变压器T、D1、D2、R6、Z2、E构成工作电源电路，电源变压器初级线圈并联连接在交流接触器的输入端子，速饱和电流互感器L的原边与两个VMOS功率场效应管的D极(漏极)S极(源极)共同串联在交流主控回路的输入与输出端子之间。

实施例6：参照附图9～10。在实施例5的基础上，参照上面用单片机进行过零开启，过零关闭控制的工作原理，在某些场合为了降低交流电子开关的制造成本，有时也可以用一个直流电磁式继电器来替换固态电路中的两个VMOS功率场效应管V1和V2。参见附图9，虽然电磁式继电器存在开关速度慢且遗留了机械触点的固有弊端，但是在一般场合，由于它导通压降小，耐过载能力强，还是有它适用之地的，不过传统的硬性直接驱动法，由于存在触点打火的缺点，常常导致触点提前损坏，而采用单片机进行过零开启，过零关闭控制后，就可以大大延长触寿命点。通过这项技术改造的交流接触器，也可以称为无火花交流接触器。但是要直接调用上面的单片机控制程序，是绝对行不通的，因为电磁式继电器动作速度慢，跟不上单片机的驱动指令。解决的办法是：交流电流是按一定的频率变化的，在50赫兹交流电源中，交流电流的周期恒等于20毫秒，半个周期就是10毫秒，也就是说，在上面的过零检测电路中，每隔10毫秒就会出现一个脉冲信号，由于在一般的实际使用场合，我们对于交流电子开关的通断控制，在时间上没有特殊要求，也就是说在单片机作出通断指令时，可以允许经过一定时间的延时再执行，而要想单片机作到这一要求，不仅易如反掌，而且延时时间的精度也是非常高的，可以达到微妙级。这样在制造技术上，只要对被选定的电磁式继电器，事先作好吸合时间和释放时间的精密测定(可以通过示波器检测，这个时间因制造厂家，生产工艺，规格、材料不同而不同，一般在4-20毫秒范围内)，如果将这个滞后时间加上预设的延时时间恰好等于交流电半周期的倍率时间时，那么就可以作到在单片机检测到过零信号以后，再加上我们预设的延时时间，在下一个过零时刻到来前，提前驱动电磁式继电器的开启与关闭控制，这样就实现了交流过零开启，过零关闭的目的。还有用直流电磁式继电器来替换VMOS功率场效应管控制的交流电子开关电路，还有它的独到之处，就是线圈直流控制回路和触点交流回路在电路上是隔离分开，那么我们就无须通过采用三个相同结构原理、互相隔离独立的单相交流电子开关电路的组合来实现三相交流电路的通断控制。而只需采用一片单片机的多个端口，同时控制三个直流电磁式继电器，只要将它们的主触点分别串联在A、B、C三相交流回路中即可，当然这个设想，同样适合用于VMOS功率场效应管控制的三相固态交流接触器，只要将分别连接在A、B、C三相交流回路中的三对互相隔离独立的VMOS功率场效应管的、删极、源极直流开关信号，分别通过三个光偶器进行隔离控制即可。参见附图13(三相固态VMOS功率场效应管控制原理图)，因为其控制原理与下面的无火花电磁式三相交流接触器类同，限于篇幅，下面仅以附图11作出的，无火花电磁式三相交流接触器实施例，对其三相控制工作原理与共同的技术特征进行较为详细的描述。

实施例7：参照附图11～13。由低损耗交流电子开关电路构成的三相交流接触器，单片机至少有三个输出端口分别用于连接三相交流回路主控元件VMOS功率场效应管的输入端，单片机至少有5个输入端口分别用于连接C相交流电流过零检测电路、B相交流电流过零检测电路、C相交流电压过零检测电路、AB线交流电压过零检测电路及控制信号输入电路，变压器T、二极管D4和D5、电阻R10和R11构成的A、B线电压交流电压过零检测电路，T次级线圈两端分别接D4和D5的正极，D4和D5负极并接且D5负极接R12一端，D4负极接R10一端，R10另一端与R11一端连接，R11另一端与T次级线圈中间抽头连接；电阻R13、输入隔离光偶器G构成控制信号输入电路；变压器T、D4和D5、电阻R12、稳压二极管Z4、电容E构成工作电源电路，T次级线圈两端分别接D4和D5的正极，D4和D5负极并接且D5负极接R12一端，R12另一端接Z4负极及E正极，Z4的正极接E负极及接地；在三相交流电输入端，有三个按星形接法的电阻RA、RB、RC，以提供三相电压的零电位D端。

在实际使用的三相交流回路中，由于零线电流为零。所以一般采用三相三线制联接，简单的分析可以知道，在三相交流回路三根相线接通前，如果有意在时间上作先后顺序+处理，换言之当需要开启三相交流电时，不是把三根相线同时接通，而是先接通其中一根相线，其次再接通第二根、第三根。但是在接通第一根相线时，因为不成回路，接通瞬间没有电流通过，所以首先接通的继电器触点不会产生火花，因此也无须进行过零检测处理了，但在进行第二根连接时，就要对第二根线与第一根线之间的线电压进行交流过零接通处理，同样在对第三根线连接前，也要对第三根与第二根第一根的中点电压进行相电压过零接通处理。相反当需要关闭三相交流电流时，为了达到过零断开目的，也必须实行先断开第三根线，再断开第二根线，最后断开第一根线，显然在断开第三根线、第二根线之前，必须先对第三根线、第二根线进行电流过零检测，而对最后断开的第一根线就无须作电流检测了，因为在断开第二根线时，电流就已经为零了。通过上面分析得知，对于无火花三相交流接触器的硬件设计，只需设置2个交流电压过零检测电路和2个交流电流过零检测电路就可以满足控制要求了。在附图9中，K1、K2、K3分别是三个直流继电器J1、J2、J3的三个主回路触点，它们分别串联在A、B、C三相交流回路中，通过V1、V2、V3驱动，分别受单片机的P1.2、P1.3、P1.4输出端口控制。L1、L2分别为C相与B相的速饱和电流互感器，电流过零尖脉冲信号分别经R4、R5、Z1；R6、R7、Z2限压处理后，连接单片机的P3.0、P3.1两个输入端口，L3速饱和电流互感器，主要用检测C1与D之间的相电压过零信号，通过R8、R9、Z3限压处理后，连接单片机的P3.2输入端口，三相交流电A与B之间的线电压，经过变压器T变成低电压，经D4、D5全波整流后，一方面经R12、E、Z4滤波稳压，供单片机、继电器提供直流工作电压，另一方面经R10、R11分压连接单片机的P1.1输入端口作A、B间的线电压过零检测处理，处理结果由内部P3.6端口输出。当交流电过零时，内部P3.6端口呈低电平。直流控制信号通过R13、经光偶器G隔离输入后，通过P3.3端口，输入到单片机。根椐上述分析思路，结合附图11，为了更清楚的讲清楚工作原理，下面采用程序流程图表达方式说明，参见附图12。当然这个程序流程图，同样适用于制造三相主回路采用VMOS功率场效应控制的固态三相交流接触器。只要将程序流程图中的设置延时项去掉，或者设置延时时间为零即可。于是对于无火花电磁式交流接触器及低损耗三相固态交流接触器的共同技术特征可以这样概括，一种无火花电磁式或固态三相交流接触器，主要包括三相交流回路主控元件，可以是电磁式继电器，或VMOS功率场效应管，除此还应包括一片单片机、三个速饱和电流互感器L1、L2、L3一个变压器T、一个输入隔离光偶器G，特征在于，单片机至少有三个输出端口，P1.2、P1.3、P1.4分别用于连接三相交流回路主控元件的输入端，特征在于，单片机至少有5个输入端口，P3.0、P3.1、P3.2、P1.1、P3.3分别用于连接由L1、R4、R5、Z1构成的C相交流电流过零检测电路；由L2、R6、R7、Z2构成的B相交流电流过零检测电路；由L3、R8、R9、Z3构成的C相交流电压过零检测电路；由变压器T、D4、D5、R10、R11构成的A、B线电压交流电压过零检测电路；由R13、输入隔离光偶器G构成的控制信号输入电路，特征在于由变压器T、D4、D5、R12、Z4、E构成工作电源电路。特征在于，在三相交流电输入端，还有三个按星形接法的RA、RB、RC，以提供三相电压的零电位D端。

实施例8：在实施例7的基础上，三相交流回路的主控元件为直流电磁式继电器。

需要理解到的是：上述实施例虽然对本发明作了比较详细的文字描述，但是这些文字描述，只是对本发明设计思路的简单文字描述，而不是对本发明设计思路的限制，任何不超出本发明设计思路的组合、增加或修改，均落入本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种由低损耗交流电子开关电路构成的单相交流接触器，其特征是：单片机至少有三个输入端口P3.1、P3.2、P3.3分别用于连接由电流互感器L、电阻R1、电阻R2、稳压二极管Z1构成的交流电流过零检测电路；由电源变压器T、二极管D1、二极管D2、电阻R4、电阻R5、三极管V3构成的交流电压过零检测电路；由电阻R7、光偶器G构成的控制信号输入电路；单片机至少有一个输出端P1.2用于连接两个VMOS功率场效应管V1和V2的栅极；由变压器T、二极管D1、二极管D2、电阻R6、稳压二极管Z2、电容E 构成工作电源电路，电源变压器初级线圈并联连接在交流接触器的输入端子，速饱和电流互感器L的原边与两个VMOS 功率场效应管的漏极、源极共同串联在交流主控回路的输入与输出端子之间。

2.根据权利要求1所述的由低损耗交流电子开关电路构成的单相交流接触器，其特征是：单片机P1.2 端口为输出端口，主要为两个VMOS功率场效应管V1和V2提供直流开关驱动信号；单片机中P3.1端口用于检测交流回路的电流过零信号，电流过零信号的采样，靠速饱和电流互感器L完成，交流电流通过速饱和电流互感器L时，当电流过零时，会在次级感应出正负尖脉冲电压，经电阻R1、电阻R2、稳压二极管Z1、限流、限压后，可直接输入单片机检测；由三极管V3、电阻R4、电阻R5构成交流电压过零采样电路，经P3.2端口输入，提供单片机交流电压过零信号；S1、S2 分别为固态交流接触器的控制输入端子，直流控制信号通过电阻R7、经光偶器隔离输入后，通过 P3.3端口，输入到单片机。

3.根据权利要求1所述的由低损耗交流电子开关电路构成的单相交流接触器，其特征是：两个VMOS 功率场效应管V1和V2可以用直流电磁继电器代替。

4.根据权利要求1所述的由低损耗交流电子开关电路构成的单相交流接触器，其特征是：固态电路中的两个VMOS功率场效应管V1和V2采用一个直流电磁式继电器来替换。

5.一种由低损耗交流电子开关电路构成的三相交流接触器，其特征是：单片机至少有三个输出端口分别用于连接三相交流回路主控元件VMOS功率场效应管的输入端，单片机至少有5个输入端口分别用于连接C相交流电流过零检测电路、B相交流电流过零检测电路、C相交流电压过零检测电路、AB线交流电压过零检测电路及控制信号输入电路，变压器T 、二极管D4和二极管D5、电阻R10和电阻R11构成的 A、B 线电压交流电压过零检测电路，T次级线圈两端分别接二极管D4和二极管D5的正极，二极管D4和二极管D5负极并接且二极管D5负极接电阻R12一端，二极管D4负极接电阻R10一端，电阻R10另一端与电阻R11一端连接，电阻R11另一端与变压器T次级线圈中间抽头连接；电阻R13、输入隔离光偶器 G 构成控制信号输入电路；变压器T 、二极管D4和二极管D5、电阻R12、稳压二极管Z4、电容E构成工作电源电路，变压器T次级线圈两端分别接二极管D4和二极管D5的正极，二极管D4和二极管D5负极并接且二极管D5负极接电阻R12一端，电阻R12另一端接稳压二极管Z4负极及电容E正极，稳压二极管Z4的正极接电容E负极及接地；在三相交流电输入端，有三个按星形接法的电阻RA、电阻RB、电阻RC，以提供三相电压的零电位 D 端。

6.根据权利要求5所述的由低损耗交流电子开关电路构成的三相交流接触器，其特征是：三个直流继电器J1、J2、J3的三个主回路触点K1、K2、K3分别串联在A、B、C三相交流回路中，通过V1、V2、V3驱动，分别受单片机的P1.2、 P1.3、 P1.4输出端口控制。

7.根据权利要求5所述的由低损耗交流电子开关电路构成的三相交流接触器，其特征是： C 相与 B 相的速饱和电流互感器分别为L1、L2，电流过零尖脉冲信号分别经电阻R4、电阻R5、稳压二极管Z1；电阻R6、电阻R7、稳压二极管Z2限压处理后，连接单片机的P3.0、P3.1两个输入端口，速饱和电流互感器L3，主要用检测C1与D 之间的相电压过零信号，通过电阻R8、电阻R9、稳压二极管Z3限压处理后，连接单片机的 P3.2 输入端口，三相交流电 A 与 B 之间的线电压，经过变压器 T变成低电压，经二极管D4、二极管D5全波整流后，一方面经电阻R12、电容E、稳压二极管Z4滤波稳压，供单片机、继电器提供直流工作电压，另一方面经电阻R10、电阻R11分压连接单片机的P1.1输入端口作A、B间的线电压过零检测处理，处理结果由内部P3.6 端口输出；当交流电过零时，内部P3.6 端口呈低电平，直流控制信号通过R13 、经光偶器 G 隔离输入后，通过 P3.3 端口，输入到单片机。

8.一种由低损耗交流电子开关电路构成的三相交流接触器，包括单片机、三个速饱和电流互感器L1、L2、L3 、一个变压器T、一个输入隔离光偶器G，其特征是：三相交流回路主控元件为电磁式继电器或VMOS 功率场效应管，单片机至少有三个输出端口P1.2、P1.3、P1.4 分别用于连接三相交流回路主控元件的输入端，单片机至少有5个输入端口P3.0、P3.1、P3.2、P1.1、P3.3 分别用于连接由速饱和电流互感器L1、电阻R4、电阻R5、稳压二极管Z1构成的 C 相交流电流过零检测电路；由速饱和电流互感器L2、电阻R6、电阻R7、稳压二极管Z2构成的 B 相交流电流过零检测电路；由速饱和电流互感器L3、电阻R8、电阻R9、稳压二极管Z3构成的 C 相交流电压过零检测电路；由变压器T 、二极管D4、二极管D5、电阻R10、电阻R11构成的 A、B 线电压交流电压过零检测电路；由电阻R13、输入隔离光偶器 G 构成的控制信号输入电路，由变压器T 、二极管D4、二极管D5、电阻R12、稳压二极管Z4、电容E构成工作电源电路，在三相交流电输入端有三个按星形接法的RA、RB、RC，以提供三相电压的零电位 D 端。