CN102497184B

CN102497184B - 采用晶闸管自触发技术的多功能固态开关

Info

Publication number: CN102497184B
Application number: CN 201110421764
Authority: CN
Inventors: 肖强晖; 廖无限; 李燕林; 易吉良; 龙永红; 周奎申; 李中启; 吴华良
Original assignee: Hunan University of Technology
Current assignee: Hunan University of Technology
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-07-31
Anticipated expiration: 2031-12-16
Also published as: CN102497184A

Abstract

采用晶闸管自触发技术的多功能固态开关，主要由两个结构相同的反并联晶闸管构成的主回路，以及两个RC充放电路之间串联的温度开关或外接其它保护信号端子构成的自触发控制回路组成，自触发电路的导通与截止受温度开关或外接的其它保护信号控制。本发明实现用小功率的温度开关或外接保护信号的小功率开关间接控制大功率开关的工作方式，扩展了基于晶闸管器件的固态开关的使用范围，具有灵活性好、通用性高、性价比高、运行绝对安全可靠等特点，既可做控制单相负载的单相固态开关，也可经适当组合后做控制三相负载的三相固态开关。

Description

采用晶闸管自触发技术的多功能固态开关

技术领域

本发明涉及采用晶闸管自触发技术的即可用于单相负载，也可用于三相负载的多功能交流固态开关。

背景技术

当前，诸如需要检测温度、压力、位置、声、光等信号而动作的小电流开关运用日益广泛，然而受到材料本身的局限、成本限制等不利影响，这类开关触点的电流容量难以做大，若直接通断功率相对较大的负载特别电感性负载以及频繁通断情况下，会在开关触点上产生电弧（俗称“拉弧”），很容易烧毁，造成设备不能正常工作的后果，从而降低了设备的可靠性。功能单一的大功率固态开关可以解决“拉弧”问题，成本较高而性价比较低，功能也相对简单，不能灵活地实现对不同检测信号的通断，通用性较差。

发明内容

本发明旨在克服上述开关的不足与缺陷，提供了一类灵活多便、通用性强、性价比高、运行绝对安全可靠的多功能固态开关。

本发明所采取的技术方案是：采用晶闸管自触发技术的多功能固态开关，其特征在于：含有两个结构相同的反并联晶闸管Q1和Q2组成主回路；还含有R1和C1、R2和C2组成的两个RC充放电电路，在这两个RC充放电电路之间增加了包含温度开关1、外接端子1和外接端子2的电路，由此构成了晶闸管的自触发控制回路，其中，外接端子1与温度开关1并联后，再与外接端子2串联，温度开关1为常闭开关；还有由R3、R4和C3构成的电阻和电容串联支路，并联接于由两个反并联晶闸管构成的主回路之间；另外，在交流电源输入端的相线L11与中线N之间并联无极性电容，L12和中线N之间接负载；所述的采用晶闸管自触发技术的多功能固态开关做三相固态开关时，用于滤波的电容就会有三个，采用星形接法，星形的公共端接电源的中线，其另一端分别接对应的相线。

本发明的有益效果是：电路简单可靠，制造成本低，实现了弱电流控制强电流功能，寿命长，抗干扰能力和过载能力较强，外接保护信号灵活，通用性强，性价比高，运行绝对安全可靠，因而适用范围非常广泛。

附图说明

图1为本发明的用于单相负载的采用晶闸管自触发技术的多功能固态开关工作原理图。

图2为本发明的用于三相负载的采用晶闸管自触发技术的多功能固态开关工作原理图。

具体实施方式

以下结合附图，对依据本发明提供的具体实施方式，结构、特征、运用实例详述如下：

参见图1，一类用于单相负载的采用晶闸管自触发技术的多功能固态开关工作方式，其特征在于：含有两个结构相同的反并联晶闸管Q1和Q2组成主回路；还含有R1和C1、R2和C2组成的两个RC充放电电路，在这两个RC充放电电路之间增加了包含温度开关1、外接端子1和外接端子2的电路，由此构成了晶闸管的自触发控制回路，其中，外接端子1与温度开关1并联后，再与外接端子2串联，温度开关1为常闭开关，外接端子1用于短接温度开关1，可以使温度开关动作无效，外接端子2用来接检测远端的动作信号，不用时，也可以短接这个端子；还有由R3、R4和C3构成的电阻和电容串联支路，并联接于由两个反并联构成的主回路之间，对两个反并联晶闸管起到吸收缓冲作用；另外，在交流电源输入端的相线L11与中线N之间并联用于滤波的无极性电容，L12和中线N之间接负载。

本发明所述的采用晶闸管自触发技术的多功能固态开关，有四种接线方式。第一种方式，短接外接端子1，外接端子2只接普通开关，构成无检测信号单一的交流固态开关工作方式；第二种方式，外接端子1开路，短接外接端子2，只采用本发明所述的温度开关1，构成只检测所述固态开关工作温度的工作方式；第三种方式，外接端子1短接，外接端子2接较远端的采用常闭开关的检测信号，构成只检测外部信号的工作方式；第四种方式，外接端子1开路，外接端子2接较远端的采用常闭开关的检测信号，构成了即对本发明所述固态开关进行温度保护，又接收来自远端保护检测信号的工作方式。

以所述的第四种工作方式为例，说明其工作原理。正常工作时，在单相交流电源的正负半周总有一个晶闸管能够自动触发导通，电网电源通过两个反并联的晶闸管形成一个完整的正弦波单相电压输出给单相负载。当温度开关温度超出整定值而断开或远端检测的常闭开关信号动作（断开）时，晶闸管立即失去导通条件并且在负载电流反向时自然断开，即处于截止状态，停止向负载供电。

参见图2，一类用于三相负载的采用晶闸管自触发技术的多功能固态开关工作方式，其特征在于：是把上述图1电路进行适当组合，L11、L21、L31为三相开关的电源输入端，L12、L22、L32为三相开关接负载的输出端；所述的每相开关都含有两个结构相同的反并联晶闸管组成主回路，分别是Q11和Q21、Q12和Q22、Q13和Q23；所述的每相开关都还含有两个RC充放电电路，分别是R11、C11和R21、C21，R12、C12和R22、C22，以及R13、C13和R23、C23；所述的每相开关都含有上述RC充放电电路之间增加了包含一个温度开关和两个外接端子电路，由此构成了晶闸管的自触发控制回路，其中，有一个外接端子与并联后，再与另一个外接端子串联，温度开关为常闭开关，分别是温度开关11、外接端子11和外接端子21，温度开关12、外接端子12和外接端子22，以及温度开关13、外接端子13和外接端子23；所述的每相开关都含有上述由电阻和电容串联构成的起吸收缓冲作用的支路，并联接于由每相所述开关的两个反并联晶闸管构成的主回路之间，分别是R31、R41和C31，R32、R42和C32，以及R33、R43和C33；所述用于滤波的三个电容C61、C62和C63采用星形接法，星形的公共端接电源的中线，其另三端分别接对应的相线。其工作原理，与所述的图1相似，其控制回路的外接端子要酌情考虑，这里不再赘述。

以上所述的本发明的实施方式，并非成为本发明保护范围的限定，倘若对本发明实施方式进行各种变形或修改，但尚在本发明的精神和原则之内，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims

1.采用晶闸管自触发技术的多功能固态开关，其特征在于：

1)包含有两个结构相同的反并联晶闸管Q1和Q2组成的主回路；还含有电阻R1和电容C1、电阻R2和电容C2组成的两个RC充放电电路，其中，电阻R1连接晶闸管Q1的门极，电阻R2连接晶闸管Q2的门极；电容C1连接晶闸管Q1的阴极，电容C2连接晶闸管Q2的阴极；

2)在上述的两个RC充放电电路上，电阻R1与电容C1的连接端，和电阻R2与电容C2的连接端之间，还具有一条控制支路，由此构成了晶闸管自触发控制回路；其中，该控制支路包含温度开关1，用于检测晶闸管Q1和Q2的工作温度；所述的温度开关1是常闭开关；另外，在上述的控制支路上，还包含有两个外接端子，分别为外接端子1和外接端子2，外接端子1和上述的温度开关1并联后，再与外接端子2串联，构成上述控制支路；

3)在上述的采用晶闸管自触发技术的多功能固态开关上，还含有由电阻R3、电阻R4和电容C3构成的电阻和电容串联支路，其中该电阻和电容串联支路的一端连接于晶闸管Q1的阴极，该电阻和电容串联支路的另一端连接于晶闸管Q2的阴极；在交流电源输入端的相线L11与中线N之间连接一无极性电容，在输出相线L12和中线N之间接负载。