CN102136380A

CN102136380A - 一种带有整流管消弧的复合开关

Info

Publication number: CN102136380A
Application number: CN2011100678177A
Authority: CN
Inventors: 闫春勇; 关慧军
Original assignee: QIQIHAR QILIDA ELECTRIC CO Ltd
Current assignee: QIQIHAR QILIDA ELECTRIC CO Ltd
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2011-07-27

Abstract

本发明涉及一种带有整流管消弧的复合开关。主要解决了以可控硅为开关元件因可控硅的导通角的影响致使不能输出标准正弦波的问题。包括控制电路（7）、机械开关驱动电路（8）、开关元件（9），控制电路（7）依次连接机械开关驱动电路（8）、开关元件（9），开关元件（9）连接控制电路（7），其特征在于：所述的开关元件（9）由整流管（6）与机械开关（5）并联构成。以单片机或数字信号处理芯片为核心控制元件，对来自开关元件两端的采样信号进行分析处理，当整流管（6）呈正向偏压时，使机械开关闭合。该复合开关利用整流管代替可控硅，消除了可控硅导通角的影响，输出波形更接近标准正弦波，投切中无电弧操作，控制方式简单。

Description

一种带有整流管消弧的复合开关

技术领域

本发明涉及一种低压开关技术领域中所用的复合开关，特别是一种带有整流管消弧的复合开关。

背景技术

低压开关技术领域中，无功功率因数补偿装置，一般采用交流接触器、可控硅和复合开关作为投切开关。交流接触器作为机械开关，具有较强的抗过电压、过电流能力，但其缺点是在闭合及分断过程中，会产生浪涌电流和电弧，并且随电压的升高和电流的加大，电弧也会变强，可造成触点全部或部分熔融，降低开关使用寿命，危及电气设备的安全运行。可控硅作为电子开关，具有无触点、寿命长的特点，但因可控硅是一种四层三结的可控整流器件，工作中结压降较大，会产生较大的功率耗散，需为电子开关配备良好的散热条件。

在中国专利CN200710111270.X中，描述了一种用于无功功率补偿的智能复合开关，以可控硅为开关元件。过零检测电路为可控硅提供触发信号，可控硅导通后，通过电流互感器为继电器或接触器提供控制信号，使继电器或接触器闭合；利用电容放电延时，使继电器或接触器分断后可控硅断开。过零检测电路控制可控硅导通，不足之处在于，可控硅的导通角一般不超过176°，因此不能输出标准正弦波。

发明内容

本发明在于克服背景技术中存在的以可控硅为开关元件因可控硅的导通角的影响致使不能输出标准正弦波的问题而提供一种带有整流管消弧的复合开关，该装置利用整流管代替可控硅，消除了可控硅导通角的影响，输出波形更接近标准正弦波，投切中无电弧操作，控制方式简单。

本发明解决其问题可通过如下技术方案来达到：该带有整流管消弧的复合开关包括控制电路、机械开关驱动电路、开关元件，控制电路依次连接机械开关驱动电路、开关元件，开关元件连接控制电路，所述的开关元件由整流管与机械开关并联构成。

本发明与上述背景技术相比较可具有如下有益效果：该带有整流管消弧的复合开关由于利用整流管与机械开关并联，应用于功率因数补偿装置，代替现有的开关执行元件进行电容投入与切除，投切中无电弧操作；利用整流管代替可控硅，消除了可控硅导通角的影响，输出波形更接近标准正弦波，减少了电路元件数量，控制方式简单。

附图说明：

附图1是本发明的控制线路原理框图；

附图2是开关元件电原理示意图；

附图3是附图1所示的控制线路的电原理图。

图中：1-投切指令，2-处理信号，3-驱动信号，4-采样信号，5-机械开关，6-整流管，7-控制电路，8-机械开关驱动电路，9-开关元件。

具体实施方式：

下面结合附图将对本发明作进一步说明：

如附图1所示，该带有整流管消弧的复合开关包括控制电路7、机械开关驱动电路8、开关元件9，控制电路7依次连接机械开关驱动电路8、开关元件9，开关元件9连接控制电路7，所述的开关元件9由整流管6与机械开关5并联构成，所述的机械开关5为继电器或交流接触器。所述的控制电路7包括至少一个数字信号处理芯片和/或单片机。所述的控制电路7接收系统的投切指令1，控制电路7获得开关元件9的采样信号4，控制电路7向机械开关驱动电路8输出处理信号2，驱动电路8向开关元件9输出驱动信号3。

图1是本发明的控制线路原理框图，机械开关驱动电路8和开关元件9构成本发明的执行装置，控制电路7用于控制执行装置。附图3是附图1所示的控制线路的电原理图，附图2是开关元件电原理示意图，示意性示出机械开关5和整流管6之间的电连接关系，及其与驱动信号3、采样信号4的相互作用，机械开关5为继电器或交流接触器。所述的继电器是上海万佳联众电子有限公司生产的磁保持继电器，型号是WJ308/DC9V。

如图3所示，所述的控制电路7包括至少一个数字信号处理芯片或单片机，或至少一个数字信号处理芯片和单片机。控制电路7以单片机为核心控制元件时，按设定的程序对采样信号4与设定的阈值进行比较，采样信号4不小于设定的阈值时则向机械开关驱动电路8发出处理信号2；开关元件9由机械开关5和整流管6并联构成，机械开关5采用公知的电子驱动式电磁开关，可以是继电器或交流接触器；机械开关驱动电路8采用公知的电子驱动电路，用于控制机械开关的闭合或分断。机械开关5闭合状态的电压降很小，因此设定的阈值通常为几毫伏至几十毫伏。所述的单片机是美国爱特梅尔半导体公司生产的8位AVR微处理器，型号是ATmega48V-10PU。

附图1结合附图2、图3所示，该带有整流管消弧的复合开关使用时：系统需要投入电容时，控制电路7接收到系统的投切指令1，所述控制电路7对整流管6的两端电压进行采样，获得采样信号4，采样信号4通常为电压信号。控制电路7对采样信号4进行电压比较，整流管6呈反向偏压时，机械开关5保持原来状态不变；整流管6呈正向偏压时则输出处理信号2，该处理信号2可以是电压信号或电流信号。机械开关驱动电路8接收到来自控制电路7的处理信号2，转换为驱动信号3，该驱动信号3通常为电流信号。开关元件9从机械开关驱动电路8接收驱动信号3，机械开关5闭合。机械开关驱动电路8持续输出驱动信号3，机械开关5保持接通状态。因整流管6处于正向偏压而导通，机械开关5闭合时，其触点间电压不超过1.5 V，不会产生电弧。

系统需要切除电容时，控制电路7接收到系统的投切指令1，控制电路7对整流管6的两端电压进行采样，该采样信号4是机械开关的接触压降，整流管6呈现正向偏压时则输出处理信号2，该处理信号2可以是电压信号或电流信号。机械开关驱动电路8接收到来自控制电路7的处理信号2，断开驱动信号3，机械开关5分断。因整流管6处于正向偏压，机械开关5分断时，整流管6导通，使机械开关5触点间电压不超过1.5 V，不会产生电弧。

Claims

1.一种带有整流管消弧的复合开关，包括控制电路（7）、机械开关驱动电路（8）、开关元件（9），控制电路（7）依次连接机械开关驱动电路（8）、开关元件（9），开关元件（9）连接控制电路（7），其特征在于：所述的开关元件（9）由整流管（6）与机械开关（5）并联构成。

2.根据权利要求1所述的一种带有整流管消弧的复合开关，其特征在于：所述的机械开关（5）为继电器或交流接触器。

3.根据权利要求1所述的一种带有整流管消弧的复合开关，其特征在于：所述的控制电路（7）接收系统的投切指令（1），控制电路（7）获得开关元件（9）的采样信号（4），控制电路（7）向机械开关驱动电路（8）输出处理信号（2），驱动电路（8）向开关元件（9）输出驱动信号（3）。

4.根据权利要求1所述的一种带有整流管消弧的复合开关，其特征在于：所述的控制电路（7）包括至少一个数字信号处理芯片和/或单片机。