CN102208814B - 电容补偿投切开关 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电容补偿投切开关，包括散热底座、两到三个可控硅模块和直流电源装置。每个可控硅模块结构均相同，均设有指示灯，通过指示灯的点亮和熄灭可以清楚地判断可控硅模块是否处于工作状态。本投切开关在使用时，一旦发生无功功率不足的情况时，连接于直流电源装置的相应的外部控制装置发出的直流电流流入线路板后，输至每个相应的可控硅模块的控制电路，不仅能点亮指示灯，而且还使得控制电路的光电耦合器处于工作状态，而使得两只反向并联的大功率晶闸管分别在相应的正、负电压时处于导通状态，由于本投切开关的各可控硅模块与相应的电容器组相连接，故在本投切开关导通的情况下，而对电网进行了无功功率的补偿。

Description

电容补偿投切开关

技术领域

本发明涉及一种电容补偿投切开关。

背景技术

电容补偿投切开关应用范围非常广泛，例如可应用于低压无功功率补偿装置中，对低压并联电容器进行快速过零投切，能够达到无涌流、无火花，以及工况时无噪音的效果。

中国专利文献CN101667733A（申请号200910035447.1）公开了一种“电容补偿投切开关”，该电容补偿投切开关中的可控硅模块采用的是双向可控硅，是将两个单向可控硅通过连接片并由紧固螺钉反向并联，使用时，将外围控制电路的输出端与线路板的PCB端子电连接，再将电容补偿投切开关与负载电连接。由此可以看出该结构在将两个单向可控硅电连接的连接片处会产生电压降，而且投切反应速度慢，连接片螺丝如果松动，则会导致电流流过时产生高温，严重时将整个模块烧毁；其次，如果想知道可控硅的工作状态，必须用相关的工具进行测试，较为麻烦；最后该电容补偿投切开关的每个可控硅的控制端与线路板的输出端的电连接件有4组，使得在安装一次线时容易与二次线碰到一起，在一次线松动时，一次线上的导线与二次线容易短路，导致模块烧毁，而且安装连接较繁。

发明内容

本发明的目的是：提供一种安装方便、牢固，投切速度快而且能方便地判断可控硅模块的工作状态的电容补偿投切开关。

实现本发明目的的基本技术方案是：一种电容补偿投切开关，包括散热底座、可控硅模块和直流电源装置。散热底座包括散热支架部，安装台板部，安装脚部和散热片。安装台板部位于散热支架部的上方且水平设置。所述安装台板部的上侧分左右设有开口向上的沿前后方向设置的上左T型槽和上右T型槽。安装脚部呈八字形设置在散热支架部的下部左右两侧；安装脚部包括左安装脚和右安装脚。左安装脚的下部设有开口向下的沿前后方向设置的下左T型槽，右安装脚的下部设有开口向下的沿前后方向设置的下右T型槽。散热底座的散热片从左右两侧和下侧连接在散热支架部上，左右两侧的散热片均沿水平方向相互平行设置，下侧的散热片均沿铅垂方向相互平行设置。 

上述可控硅模块有两个或三个，其结构均相同。每个可控硅模块均通过铆接固定在安装座上的相应的空心铆钉和设置在左T型槽上的紧固件以及设置在右T型槽上的紧固件固定连接在散热底座的安装台板部上，且各个可控硅模块的安装座相互之间平行设置。

上述直流电源装置包括安装有相应的元器件的线路板、盒体、电源输入接线块和直流电源输出引线；线路板的主体固定安装在盒体固定在散热底座的右侧上。

其结构特点是：每个可控硅模块均由安装座组件和座盖组件组成；每个可控硅模块对应2根直流电源输出引线。

上述安装座组件包括安装座、导热铜板、绝缘塑料片、大功率晶闸管、铜制第一连接片和铜制第二连接片。导热铜板从下方固定在安装座上，且导热铜板的下部向下露出安装座。绝缘塑料片和大功率晶闸管均为两个；2片绝缘塑料片分左右分别粘结固定在导热铜板的上表面上。铜制第一连接片和铜制第二连接片分别粘结固定在2片绝缘塑料片上，2只大功率晶闸管分别由其阳极焊接固定在相应的铜制第一连接片和铜制第二连接片上，2只大功率晶闸管采用反向并联方式连接形成相应的双向可控硅。

上述座盖组件包括座盖和控制电路。座盖组件由其座盖从上固定在安装座组件的安装座上。控制电路由电路板和连接在电路板上的相应的元器件组成；电路板从下方固定在座盖上。控制电路设有6个对外连接端，分别与相应的直流电源装置的输出引线和相应的大功率晶闸管相连，由控制电路控制双向可控硅的导通与关闭。

以上述基本技术方案为基础的进一步技术方案是：上述可控硅模块的安装座组件的还包括两片桥接铜板，两片桥接铜板分为第一桥接铜板和第二桥接铜板。可控硅模块的安装座组件的铜制第一连接片和铜制第二连接片在装配时，均为只经过一个折弯的直角形板件，且上部均设有安装孔，铜制第一连接片由其位于下方的水平设置的下折弯部粘结固定在位于右侧的绝缘塑料片上，铜制第二连接片由其位于下方的水平设置的下折弯部粘结固定在位于左侧的绝缘塑料片上。

上述第一大功率晶闸管由其阳极焊接固定在铜制第一连接片的下折弯部的上表面上，第二大功率晶闸管由其阳极焊接固定在铜制第二连接片的下折弯部的上表面上。将第一桥接铜板的一端焊接固定在第一大功率晶闸管的位于上表面上的阴极上，而将第一桥接铜板的另一端焊接固定在铜制第二连接片的下折弯部的上表面上。再将第二桥接铜板的一端焊接固定在第二大功率晶闸管的位于上表面上的阴极上，而将第二桥接铜板的另一端焊接固定在铜制第一连接片的下折弯部的上表面上；从而使得2只片状的大功率晶闸管通过两片桥接铜板和铜制第一连接片以及铜制第二连接片形成反向并联的连接方式。

上述控制电路包括第一限流电路、第二限流电路和控制主电路。控制主电路由2只过零双向可控硅输出光电耦合器、2个二极管、2个电阻和指示灯构成。指示灯设置在座盖中且向上露出。

上述2只光电耦合器分为第一光电耦合器和第二光电耦合器。第二光电耦合器的3脚与二极管的正极相连，二极管的负极与第一光电耦合器的1脚相连。一个电阻连接在第一光电耦合器的6脚与第二光电耦合器的4脚之间。指示灯的一端与第二光电耦合器的1脚相连，另一端为控制电路的第一对外连接端，第一对外连接端与直流电源装置的电源输出端的相应一组的2根直流电源输出引线中的正极端相连；另一个电阻的一端与第一光电耦合器的3脚相连，其另一端为控制电路的第二对外连接端，第二对外连接端与上述直流电源装置的电源输出端的相应一组的2根直流电源输出引线中的负极端相连。第一限流电路由位于右侧的二极管和电阻并联组成；二极管的正极和电阻的公共接点为控制电路的第三对外连接端，第三对外连接端与第一大功率晶闸管的阴极相连；二极管的负极和电阻的公共接点与第一光电耦合器的4脚相连，且同时还是控制电路的第四对外连接端，第四对外连接端与第一大功率晶闸管的控制极相连。第二限流电路由位于左侧的二极管和电阻并联组成；二极管的正极和电阻的公共接点为控制电路的第五对外连接端，第五对外连接端与第二大功率晶闸管的阴极相连；二极管的负极和电阻的公共接点与第二光电耦合器的6脚相连，且同时还是控制电路的第六对外连接端，第六对外连接端与第二大功率晶闸管的控制极相连。

以上述进一步技术方案为基础的技术方案是：上述散热底座的安装台板的右侧设有两个台板安装螺孔。右安装脚的下部右侧还设有位于下右T型槽上方的开口向右的安装螺孔。

上述线路板的伸出盒体的上端板体的前后角上均设有一个连接孔，线路板的伸出盒体的下端板体的前后角上也均设有一个连接孔；由安装螺钉依次穿过线路板的上端板体的相应一个连接孔后旋紧在散热底座的安装台板右侧的相应一个台板安装螺孔上，而将线路板的上端固定连接在散热底座的上部；由安装螺钉依次穿过线路板的下端板体的相应一个连接孔后旋紧在散热底座的右安装脚下部右侧的相应一个安装螺孔上，而将线路板的下端固定连接在散热底座的下部。

以上述进一步技术方案为基础的技术方案是：上述散热底座的安装台板的右侧设有开口向右的沿前后方向设置的右上T型槽。右安装脚的下部还设有位于下右T形槽上方的开口向右的沿前后方向设置的右下T型槽。线路板的两个伸出端通过设置在右上T型槽和右下T型槽中的紧固件固定连接在散热底座上。

以上述各相应技术方案为基础的技术方案是：上述每片散热片的左右两侧均连续设有作为散热筋的凸起部。     以上述技术方案为基础的技术方案是：所述散热底座中部的连接支架上具有腰圆形通孔）。

以上述相应技术方案为基础的技术方案是：所述线路板的两个伸出端与安装台板的侧面之间以及与安装脚的侧面之间均设有绝缘管柱，该绝缘管柱套装在安装螺钉上。

以上述相应技术方案为基础的技术方案是：所述散热底座的安装台板与可控硅模块之间具有导热硅脂层。

以上述相应技术方案为基础的技术方案是：上述可控硅模块有三个，直流电源装置的电源输入接线块为两位电源输入接线块或四位电源输入接线块。

以上述相应技术方案为基础的技术方案是：上述可控硅模块有两个，直流电源装置的电源输入接线块为两位电源输入接线块。

本发明具有积极的效果：（1）本发明的电容补偿投切开关（以下简称本投切开关）的可控硅模块具有指示灯，通过指示灯的点亮和熄灭可以清楚地判断可控硅模块是否处于工作状态。（2）本发明的电容补偿投切开关的线路板的两个伸出端通过旋入相应的安装台板和安装脚的侧面的螺丝孔的安装螺钉固定在散热座上，安装更加牢固不易松动。（3）本发明的电容补偿投切开关由各可控硅模块的2只反向并联的大功率晶闸管对输入的交流电是否能通过进行控制，也即只有在大功率晶闸管处于导通的情况下，交流电才能通过本投切开关；而大功率晶闸管是否能导通则由控制电路进行控制。本投切开关在使用时，一旦发生无功功率不足的情况时，连接于电源输入接线块上外部引线传输由相应的外部控制装置发出的直流电流，该直流电流流入线路板后，由相应的直流电源输出引线输至每个可控硅模块的控制电路，不仅能点亮指示灯外，而且还使得控制电路的光电耦合器处于工作状态，而使得2只反向并联的大功率晶闸管中的一只处于所输入的交流电为正电压时则导通的状态，而另一只大功率晶闸管则处于所输入的交流电为负电压时则导通的状态，由于本投切开关的各可控硅模块与相应的电容器组相连接，故在本投切开关导通的情况下，而对电网进行了无功功率的补偿。（4）由于直流电源装置的线路板的输出端与每个可控硅模块进行电连接时，只有2根引线，故与交流电的线路不容易相碰，更加安全，而且连接简便。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的右视图；

图4为图1的俯视图；

图5为图2中A处的放大示意图；

图6为图1中的散热底座的立体示意图；

图7为图3中B-B处的可控硅模块的剖视示意图；

图8为图7所示的可控硅模块在安装时的结构示意图；

图9为可控硅模块的安装座组件和座盖组件相互关系的分解示意图；

图10为图7所示的可控硅模块的电路原理图；

图11为本发明的散热底座的另一种结构的立体示意图；

图12为本发明的实施例4的立体结构示意图。

 上述附图中的标记如下：

散热底座1，散热支架部1-1，散热孔1-1-1，安装台板部1-2，上左T型槽1-2-1，上右T型槽1-2-2，台板安装螺孔1-2-3，左上T型槽1-2-4，右上T型槽1-2-5，

安装脚部1-3，左安装脚1-3-1，右安装脚1-3-2，下左T型槽1-3-3，下右T形槽1-3-4，左下T型槽1-3-5，右下T型槽1-3-6，安装螺孔1-3-7，散热片1-4，散热筋1-4-1，

可控硅模块2，安装座2-l，座盖2-2，指示灯孔座2-2-1，左连接片插孔2-2-2，右连接片插孔2-2-3，左接线件座2-2-4，右接线件座2-2-5，导热铜板2-3、绝缘塑料片2-4、大功率晶闸管2-5、桥接铜板2-6、铜制第一连接片2-7，铜制第二连接片2-8，电路板2-9，元器件2-10，控制电路2-11，第一限流电路2-11-1，第二限流电路2-11-2，控制主电路2-11-3，空心铆钉2-12，直流电接线柱2-13，

直流电源装置3，线路板3-l，盒体3-2，电源输入接线块3-3，直流电源输出引线3-4，

紧固件4，安装螺钉5，绝缘管柱6，接线件7。

具体实施方式

以下的描述以图2所示的方位进行描述，即图2的上下左右方向为描述的上下左右方向，面向图2的一方为前侧，背离图2的一方为后侧。

（实施例1）

见图1和图2，本实施例的电容补偿投切开关（以下简称本投切开关）包括散热底座1、可控硅模块2和直流电源装置3。

见图6，所述散热底座1由铝合金型材经过割断、钻孔后加工制得。所述的铝合金型材为由牌号为6063的铝合金棒材在一定温度下采用挤压的方式经过相应形状的模具而得到。散热底座1包括散热支架部1-1，安装台板部1-2，安装脚部1-3和散热片1-4。散热支架部1-1的截面基本呈矩形，中间设有腰圆形的散热孔1-1-1；安装台板部1-2位于散热支架部1-1的上方且水平设置；所述安装台板部1-2的上侧分左右设有开口向上的沿前后方向设置的上左T型槽1-2-1和上右T型槽1-2-2；安装台板部1-2的右侧设有两个台板安装螺孔1-2-3；安装台板部1-2的左侧设有开口向左的沿前后方向设置的左上T型槽1-2-4。安装脚部1-3呈八字形设置在散热支架部1-1的下部左右两侧；安装脚部1-3包括左安装脚1-3-1和右安装脚1-3-2；左安装脚1-3-1的下部设有开口向下的沿前后方向设置的下左T型槽1-3-3，右安装脚1-3-2的下部设有开口向下的沿前后方向设置的下右T型槽1-3-4；左安装脚1-3-1的下部还设有位于下左T形槽1-3-3上方的开口向左的沿前后方向设置的左下T型槽1-3-5；右安装脚1-3-2的下部右侧还设有位于下右T型槽1-3-4上方的开口向右的安装螺孔1-3-7。

散热底座1的散热片1-4从左右两侧和下侧连接在散热支架部1-1上，左右两侧的散热片1-4均沿水平方向相互平行设置，下侧的散热片1-4均沿铅垂方向相互平行设置；位于左右两侧的每片散热片1-4的上下两侧和位于下侧的每片散热片1-4的左右两侧均连续设有作为散热筋的凸起部1-4-1（见图5）。

见图1至图4及图7至图10，可控硅模块2有三个，每个可控硅模块2均由安装座组件和座盖组件组成。安装座组件包括安装座2-1、导热铜板2-3、绝缘塑料片2-4、大功率晶闸管2-5、桥接铜板2-6、铜制第一连接片2-7和铜制第二连接片2-8。座盖组件包括座盖2-2和控制电路2-11。控制电路2-11由电路板2-9和连接在电路板上的相应的元器件2-10组成。

安装座组件的安装座2-1为一体式的热固性酚醛塑料制品，由左座部、右座部和将左座部和右座部连接在一起的前侧连接板部和后侧连接板部组成，从而在安装座2-1的中部形成上下贯通的中部腔体，在安装座2-1的底部的边缘部位还设有位于中部腔体下方的台阶状嵌槽，且安装座2-1的左座部和右座部上各设有一个上下向的连接孔。导热铜板2-3为长方形的板体，导热铜板2-3的左右两端也各设有一个与安装座2-1的连接孔相对应的连接孔，导热铜板2-3的上部从下方嵌入安装座2-1的台阶状嵌槽中，且由2个空心铆钉2-12从上向下依次穿过安装座2-1和导热铜板2-3的相应一个连接孔而将安装座2-1与导热铜板2-3铆接固定连接在一起，且导热铜板2-3的下部向下伸出安装座2-1的下端面。每个可控硅模块2均通过铆接固定在安装座2-1上的相应的空心铆钉2-12和设置在左T型槽1-2-1上的紧固件4以及设置在右T型槽1-2-2上的紧固件4固定连接在散热底座1的安装台板部1-2上，且各个可控硅模块2的安装座2-1相互之间平行设置；各个可控硅模块2由各自的导热铜板2-3的下表面贴合在散热底座1的安装台板部1-2的上表面上，且安装台板部1-2的上表面与可控硅模块2的导热铜板2-3之间涂有一层导热硅脂。

见图7，安装座组件的绝缘塑料片2-4、大功率晶闸管2-5和桥接铜板2-6均为两片；绝缘塑料片2-4、大功率晶闸管2-5、桥接铜板2-6和控制电路2-11均位于安装座2-1的中部腔体中。2片绝缘塑料片2-4分左右分别粘结固定在导热铜板2-3的上表面上。

见图8，铜制第一连接片2-7和铜制第二连接片2-8在装配时，均为只经过一个折弯的直角形板件，且上部均设有安装孔，铜制第一连接片2-7由其位于下方的水平设置的下折弯部粘结固定在位于右侧的绝缘塑料片2-4上，铜制第二连接片2-8由其位于下方的水平设置的下折弯部粘结固定在位于左侧绝缘塑料片2-4上。

所述2只片状的大功率晶闸管2-5分为第一大功率晶闸管VT1和第二大功率晶闸管VT2，所述的两片桥接铜板2-6也分为第一桥接铜板2-6-1和第二桥接铜板2-6-2。第一大功率晶闸管VT1由其阳极焊接固定在铜制第一连接片2-7的下折弯部的上表面上，第二大功率晶闸管VT2由其阳极焊接固定在铜制第二连接片2-8的下折弯部的上表面上；将第一桥接铜板2-6-1的一端焊接固定在第一大功率晶闸管VT1的位于上表面上的阴极上，而将第一桥接铜板2-6-1的另一端焊接固定在铜制第二连接片2-8的下折弯部的上表面上；再将第二桥接铜板2-6-2的一端焊接固定在第二大功率晶闸管VT2的位于上表面上的阴极上，而将第二桥接铜板2-6-2的另一端焊接固定在铜制第一连接片2-7的下折弯部的上表面上；从而使得2只片状的大功率晶闸管2-5通过两片桥接铜板2-6和铜制第一连接片2-7以及铜制第二连接片2-8实现了反向并联的连接方式。

座盖组件的座盖2-2为一体式的热固性酚醛塑料制品。座盖2-2中部设有指示灯孔座2-2-1；座盖2-2的左端设有与安装座组件的铜制第二连接片2-8相应的上下方向上贯穿座盖2-2的左连接片插孔2-2-2；座盖2-2的右端设有与安装座组件的铜制第一连接片2-7相应的上下方向上贯穿座盖2-2的右连接片插孔2-2-3；座盖2-2的左部设有上大下小的左接线件座2-2-4，左接线件座2-2-4位于左连接片插孔2-2-2的右侧；座盖2-2的右部设有上大下小的右接线件座2-2-5，右接线件座2-2-5位于右连接片插孔2-2-3的左侧。左接线件座2-2-4和右接线件座2-2-5的上部均为与接线件7的六角形螺母相应的六棱柱形，下部为圆柱形。座盖2-2的底部边缘部位的下端面与安装座2-1的中部腔体的上部边缘部位的上端面相对应，且座盖2-2的底部边缘部位的内侧的前后侧设有下凸的用于限位的限位板。

控制电路2-11的元器件2-10构成了与2只片状的大功率晶闸管2-5进行控制的电路。该控制电路2-11设有6个对外连接端，控制电路2-11包括第一限流电路2-11-1、第二限流电路2-11-2和控制主电路2-11-3。控制主电路2-11-3由2只过零双向可控硅输出光电耦合器为主要器件再配合其它辅助器件构成，所述的其它辅助器件为二极管D1、电阻R1、电阻R4和指示灯HL。指示灯HL的引脚穿过座盖2-2的指示灯孔座2-2-1的座底板后焊接固定在电路板2-9上，且指示灯HL位于座盖2-2的指示灯孔座2-2-1中，且指示灯的下端面被座盖2-2的指示灯孔座2-2-1的座底板阻挡。

过零双向可控硅输出光电耦合器（以下简称为光电耦合器）的型号为MOC3081或MOC3082或MOC3083（本实施例采用MOC3081），由摩托罗拉公司或其它有关公司制造。该光电耦合器的内部电路结构是在作为输入端的1脚和2脚之间连接有作为发光源的发光二极管，而在作为输出端的4脚和6脚之间连接有作为受光器的光敏双向可控硅。光电耦合器的1脚与内部的发光二极管的正极相连，从而1脚为输入端的正极，2脚与内部的发光二极管的负极相连，故2脚为输入端的负极。光电耦合器的4脚和6脚为输出端的2个引脚，在光电耦合器内部的发光二极管导通的情况下，光电耦合器的4脚和6脚之间的电路也导通，因此无论是直流电还是交流电均能在发光二极管导通的情况下，由光电耦合器的输出端的2个引脚4脚和6脚之间的电路上通过。2只光电耦合器分为第一光电耦合器U1和第二光电耦合器U2。第二光电耦合器U2的3脚与二极管D1的正极相连，二极管D1的负极与第一光电耦合器U1的1脚相连；电阻R1连接在第一光电耦合器U1的6脚与第二光电耦合器U2的4脚之间。指示灯HL的一端与第二光电耦合器U2的1脚相连，另一端为控制电路2-11的第一对外连接端s1（与直流电源装置3的电源输出端的正极相连）；电阻R4的一端与第一光电耦合器U1的3脚相连，电阻R4的另一端为控制电路2-11的第二对外连接端s2（与直流电源装置3的电源输出端的负极相连）。第一限流电路2-11-1由二极管D2和电阻R2并联组成；二极管D2的正极和电阻R2的公共接点为控制电路2-11的第三对外连接端s3（与第一大功率晶闸管VT1的阴极相连）；二极管D2的负极和电阻R2的公共接点与第一光电耦合器U1的4脚相连，且同时还是控制电路2-11的第四对外连接端s4（与第一大功率晶闸管VT1的控制极相连）。第二限流电路2-11-2由二极管D3和电阻R3并联组成；二极管D3的正极和电阻R3的公共接点为控制电路2-11的第五对外连接端s5（与第二大功率晶闸管VT2的阴极相连）；二极管D3的负极和电阻R3的公共接点与第二光电耦合器U2的6脚相连，且同时还是控制电路2-11的第六对外连接端s6（与第二大功率晶闸管VT2的控制极相连）。

见图7至图9，在装配可控硅模块2时，先通过引线将控制电路2-11的六个对外连接端与2只片状的大功率晶闸管2-5以及直流电接线柱2-13进行相应的电连接。再将安装座组件的铜制第二连接片2-8和铜制第一连接片2-7分别穿过相应的座盖组件的座盖2-2的左连接片插孔2-2-2和右连接片插孔2-2-3后，座盖组件的座盖2-2的限位板插入相应的安装座组件的安装座2-1的中部腔体中，且座盖组件的座盖2-2由其底部边缘部位的下端面粘结固定在相应的安装座组件的安装座2-1的中部腔体的上部缘部位的上端面上。然后将相应的两组接线件7的螺母分别装入相应的座盖2-2的左接线件座2-2-4和右接线件座2-2-5的上部中，再将铜制第一连接片2-7伸出座盖2-2的部分向左方折成水平状，且使铜制第一连接片2-7上的安装孔与接线件7的螺母相对应，然后将接线件7的螺钉穿过铜制第一连接片2-7上的安装孔后旋入相应的螺母中；将铜制第二连接片2-8伸出座盖2-2的部分向右方折成水平状，且使铜制第二连接片2-8上的安装孔与接线件7的螺母相对应，然后将接线件7的螺钉穿过铜制第二连接片2-8上的安装孔后旋入相应的螺母中，从而完成可控硅模块2的装配。

直流电源装置3包括安装有相应的元器件的线路板3-1、盒体3-2、电源输入接线块3-3和3组6根直流电源输出引线3-4；线路板3-1的主体固定安装在盒体3-2中，且线路板3-1的上下两端的板体伸出盒体3-2外。电源输入接线块3-3为四位电源输入接线块，电源输入接线块3-3固定连接在线路板3-1的伸出盒体3-2的上端板体上，直流电源装置3由其电源输入接线块3-3作为与外界电源连接的端口器件。线路板3-1设有直流电源输出端，并引出3组6根直流电源输出引线3-4，每组2根直流电源输出引线3-4与相应一个可控硅模块2的第一对外连接端s1和第二对外连接端s2相连接。线路板3-1的伸出盒体3-2的上端板体的前后角上均设有一个连接孔，线路板3-1的伸出盒体3-2的下端板体的前后角上也均设有一个连接孔。上述的每个连接孔与一个安装螺钉5和一个绝缘管柱6相对应。由安装螺钉5依次穿过线路板3-1的上端板体的相应一个连接孔以及相应一个绝缘管柱6后旋紧在散热底座1的安装台板1-2右侧的相应一个台板安装螺孔1-2-3上，而将线路板3-1的上端固定连接在散热底座1的上部；由安装螺钉5依次穿过线路板3-1的下端板体的相应一个连接孔以及相应一个绝缘管柱6后旋紧在散热底座1的右安装脚1-3-2下部右侧的相应一个安装螺孔1-3-7上，而将线路板3-1的下端固定连接在散热底座1的下部。

工作原理：本投切开关可做为三相分补型电容补偿投切开关使用，使用时在各可控硅模块2的铜制第一连接片2-7上连接三相交流电源的一相，使铜制第二连接片2-8与相应的呈星接（Y）的电容器组的相应一个接点上，再将外接的直流电源接入直流电源装置3的电源输入接线块3-3上。接通电源后，直流电源装置3的输出端将12V或5V电源（本实施例采用12V电源）通过3组6根直流电源输出引线3-4输至每个可控硅模块2的控制电路2-11的第一对外连接端s1和第二对外连接端s2上，直流电从直流电源装置3的正极出发后，依次通过指示灯HL、第二光电耦合器U2的1脚和3脚、二极管D1、第一光电耦合器U1的1脚和3脚、电阻R4后回到直流电源装置3的负极，当直流电经过第二光电耦合器U2的1脚和3脚以及第一光电耦合器U1的1脚和3脚时，相应的光电耦合器中的发光二极管发光，从而使得该光电耦合器的受光器被导通，而使得每个光电耦合器的输出端的2个引脚之间处于导通的状态。

当2个光电耦合器的输出端的2个引脚之间处于导通的状态时，对于某一个可控硅模块2的铜制第一连接片2-7来说，在某一瞬间所输入的交流电A的电压为正值时，该正值电压的电流先由控制电路2-11的第二限流电路2-11-2的二极管D3降压后，输至第二大功率晶闸管VT2的控制极和第二光电耦合器U2的6脚；由于所述的正值电压的电流作用在第二大功率晶闸管VT2的控制极的电压与作用在第二大功率晶闸管VT2的阴极的电压有了一个压降，所以第二大功率晶闸管VT2继续保持截止的状态；输至第二光电耦合器U2的6脚的正值电压的电流依次经过第二光电耦合器U2、电阻R1后由第一光电耦合器U1的6脚流入第一光电耦合器U1再由第一光电耦合器U1的4脚流出第一光电耦合器U1，流出第一光电耦合器U1的正值电压的电流分为2路，一路输至第一大功率晶闸管VT1的控制极，另一路经过控制电路2-11的第一限流电路2-11-1的电阻R2降压后输至第一大功率晶闸管VT1的负极，由于所述正值电压的电流作用在第一大功率晶闸管VT1的控制极的电压高于作用在第一大功率晶闸管VT1的负极上的电压，而使得第一大功率晶闸管VT1导通，从而在铜制第一连接片2-7处输入的处于正值电压的交流电A流过铜制第一连接片2-7后，由第一大功率晶闸管VT1的阳极流入第一大功率晶闸管VT1，再由第一大功率晶闸管VT1的阴极流出，再依次流过第一桥接铜板2-6-1和铜制第二连接片2-8后而流出本投切开关，实现了可控硅模块2在输入的交流电为正值电压时的导通。

对于上述可控硅模块2的铜制第一连接片2-7来说，当所输入的交流电A由正值电压变为零电压时，第二大功率晶闸管VT2继续保持截止的状态，第一大功率晶闸管VT1则由导通状态变为截至状态。随即，所输入的交流电A则由零电压变为负电压的电流，此时，该负值电压的电流先由控制电路2-11的第二限流电路2-11-2的电阻R3升压后，输至第二大功率晶闸管VT2的控制极和第二光电耦合器U2的6脚；由于所述的负值电压的电流作用在第二大功率晶闸管VT2的控制极的电压与作用在第二大功率晶闸管VT2的阴极的电压有了一个升压，而使得第二大功率晶闸管VT2导通，从而在铜制第一连接片2-7处输入的处于负值电压的交流电A依次流过铜制第一连接片2-7和第二桥接铜板2-6-2后，由第二大功率晶闸管VT2的阴极流入第二大功率晶闸管VT2，再由第二大功率晶闸管VT2的阳极流出，再流过铜制第二连接片2-8后而流出本投切开关，实现了可控硅模块2在输入的交流电为负值电压时的导通。上述输至第二光电耦合器U2的6脚的负值电压的电流依次经过第二光电耦合器U2、电阻R1后由第一光电耦合器U1的6脚流入第一光电耦合器U1再由第一光电耦合器U1的4脚流出第一光电耦合器U1，流出第一光电耦合器U1的负值电压的电流分为2路，一路输至第一大功率晶闸管VT1的控制极，另一路经过控制电路2-11的第一限流电路2-11-1的二极管D2升压后输至第一大功率晶闸管VT1的负极，由于所述的负值电压的电流作用在第一大功率晶闸管VT1的负极的电压高于作用在第一大功率晶闸管VT1的控制极上的电压，而使得第一大功率晶闸管VT1不能导通，仍处于截至状态，从而输入的处于负值电压的交流电A不能通过第一大功率晶闸管VT1，只能从上述的第二大功率晶闸管VT2流过。

（实施例2）

见图11，本实施例其余部分与实施例1相同，其不同之处在于：散热底座1的安装台板部1-2的右侧设有开口向右的沿前后方向设置的右上T型槽1-2-5，且两个台板安装螺孔1-2-3也相应去掉。右安装脚1-3-2的下部还设有位于下右T形槽1-3-4上方的开口向右的沿前后方向设置的右下T型槽1-3-6，且两个安装螺孔1-3-7也相应去掉。线路板3-1通过设置在右上T型槽1-2-5和右下T型槽1-3-6中的紧固件4固定连接在散热底座1上。

（实施例3）

本实施例其余部分与实施例1相同，其不同之处在于：直流电源装置3的电源输入接线块3-3为两位电源输入接线块，直流电源输出引线3-4为相应的3组6根。本投切开关可做为三相共补型电容补偿投切开关使用。使用时在各可控硅模块2的铜制第一连接片2-7上连接三相交流电源的一相，使铜制第二连接片2-8与相应的呈角接（△）的电容器组的相应一个接点连接。

（实施例4）

见图12，本实施例其余部分与实施例1相同，其不同之处在于：可控硅模块2有两个，直流电源装置3的电源输入接线块3-3为两位电源输入接线块，直流电源输出引线3-4为相应的2组4根。本投切开关可做为三相共补型电容补偿投切开关使用。使用时在两个可控硅模块2的铜制第一连接片2-7上连接三相交流电源的相应的两相，再使2个可控硅模块2的铜制第二连接片2-8与相应的呈角接（△）的电容器组的相应一个接点连接，三相交流电源的第三相则与所述的呈角接（△）的电容器组的第三个接点相连。

Claims (10)

1.一种电容补偿投切开关，包括散热底座（1）、可控硅模块（2）和直流电源装置（3）；散热底座（1）包括散热支架部（1-1），安装台板部（1-2），安装脚部（1-3）和散热片（1-4）；安装台板部（1-2）位于散热支架部（1-1）的上方且水平设置；所述安装台板部（1-2）的上侧分左右设有开口向上的沿前后方向设置的上左T型槽（1-2-1）和上右T型槽（1-2-2）；安装脚部（1-3）呈八字形设置在散热支架部（1-1）的下部左右两侧；安装脚部（1-3）包括左安装脚（1-3-1）和右安装脚（1-3-2）；左安装脚（1-3-1）的下部设有开口向下的沿前后方向设置的下左T型槽（1-3-3），右安装脚（1-3-2）的下部设有开口向下的沿前后方向设置的下右T型槽（1-3-4）；散热底座（1）的散热片（1-4）从左右两侧和下侧连接在散热支架部（1-1）上，左右两侧的散热片（1-4）均沿水平方向相互平行设置，下侧的散热片（1-4）均沿铅垂方向相互平行设置；

可控硅模块（2）有两个或三个，其结构均相同；每个可控硅模块（2）均通过铆接固定在安装座（2-1）上的相应的空心铆钉（2-12）和设置在左T型槽（1-2-1）上的紧固件（4）以及设置在右T型槽（1-2-2）上的紧固件（4）固定连接在散热底座（1）的安装台板部（1-2）上，且各个可控硅模块（2）的安装座（2-1）相互之间平行设置；

直流电源装置（3）包括安装有相应的元器件的线路板（3-1）、盒体（3-2）、电源输入接线块（3-3）和直流电源输出引线（3-4）；线路板（3-1）的主体固定安装在盒体（3-2）固定在散热底座（1）的右侧上；

其特征在于：每个可控硅模块（2）均由安装座组件和座盖组件组成；每个可控硅模块（2）对应2根直流电源输出引线（3-4）；

安装座组件包括安装座（2-1）、导热铜板（2-3）、绝缘塑料片（2-4）、大功率晶闸管（2-5）、铜制第一连接片（2-7）和铜制第二连接片（2-8）；导热铜板（2-3）从下方固定在安装座（2-1）上，且导热铜板（2-3）的下部向下伸出安装座（2-1）的下端面；绝缘塑料片（2-4）和大功率晶闸管（2-5）均为两个；2片绝缘塑料片（2-4）分左右分别粘结固定在导热铜板（2-3）的上表面上；铜制第一连接片（2-7）和铜制第二连接片（2-8）分别粘结固定在2片绝缘塑料片（2-4）上，2只大功率晶闸管（2-5）分别通过其阳极焊接固定在相应的铜制第一连接片（2-7）和铜制第二连接片（2-8）上，2只大功率晶闸管（2-5）采用反向并联方式连接形成相应的双向可控硅；

座盖组件包括座盖（2-2）和控制电路（2-11）；座盖组件由其座盖（2-2）从上固定在安装座组件的安装座（2-1）上；控制电路（2-11）由电路板（2-9）和连接在电路板上的相应的元器件（2-10）组成；电路板（2-9）从下方固定在座盖（2-2）上；控制电路（2-11）设有6个对外连接端，分别与相应的直流电源装置（3）的输出引线（3-4）和相应的大功率晶闸管（2-5）相连，由控制电路（2-11）控制双向可控硅的导通与关闭。

2.根据权利要求1所述的电容补偿投切开关，其特征在于：可控硅模块（2）的安装座组件还包括两片桥接铜板（2-6），两片桥接铜板（2-6）分为第一桥接铜板（2-6-1）和第二桥接铜板（2-6-2）；可控硅模块（2）的安装座组件的铜制第一连接片（2-7）和铜制第二连接片（2-8）在装配时，均为只经过一个折弯的直角形板件，且上部均设有安装孔，铜制第一连接片（2-7）由其位于下方的水平设置的下折弯部粘结固定在位于右侧的绝缘塑料片（2-4）上，铜制第二连接片（2-8）由其位于下方的水平设置的下折弯部粘结固定在位于左侧的绝缘塑料片（2-4）上；

第一大功率晶闸管（VT1）通过其阳极焊接固定在铜制第一连接片（2-7）的下折弯部的上表面上，第二大功率晶闸管（VT2）通过其阳极焊接固定在铜制第二连接片（2-8）的下折弯部的上表面上；将第一桥接铜板（2-6-1）的一端焊接固定在第一大功率晶闸管（VT1）的位于上表面上的阴极上，而将第一桥接铜板（2-6-1）的另一端焊接固定在铜制第二连接片（2-8）的下折弯部的上表面上；再将第二桥接铜板（2-6-2）的一端焊接固定在第二大功率晶闸管（VT2）的位于上表面上的阴极上，而将第二桥接铜板（2-6-2）的另一端焊接固定在铜制第一连接片（2-7）的下折弯部的上表面上；从而使得2只片状的大功率晶闸管（2-5）通过两片桥接铜板（2-6）和铜制第一连接片（2-7）以及铜制第二连接片（2-8）形成反向并联的连接方式；

所述控制电路（2-11）包括第一限流电路（2-11-1）、第二限流电路（2-11-2）和控制主电路（2-11-3）；控制主电路（2-11-3）由2只过零双向可控硅输出光电耦合器、二极管D1、电阻R1、电阻R4和指示灯（HL）构成；指示灯（HL）设置在座盖（2-2）中且向上露出；2只光电耦合器分为第一光电耦合器（U1）和第二光电耦合器（U2）；第二光电耦合器（U2）的3脚与二极管D1的正极相连，二极管D1的负极与第一光电耦合器（U1）的1脚相连；电阻R1连接在第一光电耦合器（U1）的6脚与第二光电耦合器（U2）的4脚之间；指示灯（HL）的一端与第二光电耦合器（U2）的1脚相连，另一端为控制电路（2-11）的第一对外连接端（s1），第一对外连接端（s1）与直流电源装置（3）的电源输出端的相应一组的2根直流电源输出引线（3-4）中的正极端相连；电阻R4的一端与第一光电耦合器（U1）的3脚相连，电阻R4的另一端为控制电路（2-11）的第二对外连接端（s2），第二对外连接端（s2）与上述直流电源装置（3）的电源输出端的相应一组的2根直流电源输出引线（3-4）中的负极端相连；第一限流电路（2-11-1）由二极管D2和电阻R2并联组成；二极管D2的正极和电阻R2的公共接点为控制电路（2-11）的第三对外连接端（s3），第三对外连接端（s3）与第一大功率晶闸管（VT1）的阴极相连；二极管D2的负极和电阻R2的公共接点与第一光电耦合器（U1）的4脚相连，且同时还是控制电路（2-11）的第四对外连接端（s4），第四对外连接端（s4）与第一大功率晶闸管（VT1）的控制极相连；第二限流电路（2-11-2）由二极管D3和电阻R3并联组成；二极管D3的正极和电阻R3的公共接点为控制电路（2-11）的第五对外连接端（s5），第五对外连接端（s5）与第二大功率晶闸管（VT2）的阴极相连；二极管D3的负极和电阻R3的公共接点与第二光电耦合器（U2）的6脚相连，且同时还是控制电路（2-11）的第六对外连接端（s6），第六对外连接端（s6）与第二大功率晶闸管（VT2）的控制极相连。

3.根据权利要求2所述的电容补偿投切开关，其特征在于：散热底座（1）的安装台板（1-2）的右侧设有两个台板安装螺孔（1-2-3）；右安装脚（1-3-2）的下部右侧还设有位于下右T型槽（1-3-4）上方的开口向右的安装螺孔（1-3-7）；

线路板（3-1）的伸出盒体（3-2）的上端板体的前后角上均设有一个连接孔，线路板（3-1）的伸出盒体（3-2）的下端板体的前后角上也均设有一个连接孔；由安装螺钉（5）依次穿过线路板（3-1）的上端板体的相应一个连接孔后旋紧在散热底座（1）的安装台板（1-2）右侧的相应一个台板安装螺孔（1-2-3）上，而将线路板（3-1）的上端固定连接在散热底座（1）的上部；由安装螺钉（5）依次穿过线路板（3-1）的下端板体的相应一个连接孔后旋紧在散热底座（1）的右安装脚（1-3-2）下部右侧的相应一个安装螺孔（1-3-7）上，而将线路板（3-1）的下端固定连接在散热底座（1）的下部。

4.根据权利要求2所述的电容补偿投切开关，其特征在于：散热底座（1）的安装台板（1-2）的右侧设有开口向右的沿前后方向设置的右上T型槽（1-2-5）；右安装脚（1-3-2）的下部还设有位于下右T形槽（1-3-4）上方的开口向右的沿前后方向设置的右下T型槽（1-3-6）；线路板（3-1）的两个伸出端通过设置在右上T型槽（1-2-5）和右下T型槽（1-3-6）中的紧固件（4）固定连接在散热底座（1）上。

5.根据权利要求3或4所述的电容补偿投切开关，其特征在于：每片散热片(1-4）的左右两侧均连续设有作为散热筋的凸起部（1-4-1）。

6.根据权利要求5所述的电容补偿投切开关，其特征在于：所述散热底座（l）中部的连接支架（1-1）上具有腰圆形通孔（1-1-l）。

7.根据权利要求5所述的电容补偿投切开关，其特征在于：所述线路板（3-1）的两个伸出端与安装台板（1-2）的侧面之间以及与安装脚（1-3）的侧面之间均设有绝缘管柱（6），该绝缘管柱（6）套装在安装螺钉（5）上。

8.根据权利要求5所述的电容补偿投切开关，其特征在于：所述散热底座（1）的安装台板（1-2）与可控硅模块（2）之间具有导热硅脂层。

9.根据权利要求5所述的电容补偿投切开关，其特征在于：所述可控硅模块（2）有三个，直流电源装置（3）的电源输入接线块（3-3）为两位电源输入接线块或四位电源输入接线块。

10.根据权利要求5所述的电容补偿投切开关，其特征在于：所述可控硅模块（2）有两个，直流电源装置（3）的电源输入接线块（3-3）为两位电源输入接线块。

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