CN107430958B - 开关装置 - Google Patents
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Abstract
提供了一种开关装置,该开关装置允许稳定地供应和中断电力,并且限制当将机械继电器与固态继电器组合时以及当执行电力的供应和中断时由机械继电器引起的抖动的影响。该开关装置包括:半导体继电器,用于在供应和中断来自电源的电力之间切换;机械继电器,并联连接到半导体继电器并且机械继电器的一端连接到半导体继电器的控制端子;以及开关,用于在向半导体继电器供应和中断电流之间切换。在电流循环进入机械继电器的线圈的情况下切换触点之后,允许向控制端子施加高态电压时,半导体继电器进入接通状态。在电流循环进入机械继电器的线圈的情况下中断切换触点之后,允许向控制端子施加低态电压时,半导体继电器进入关断状态。
Description
技术领域
本公开涉及一种开关装置。
背景技术
已经公开了将机械继电器与固态继电器(SSR,半导体继电器)组合以便在供应和中断来自电源的电力之间切换的技术(例如,参见专利文献1和2等)。
引用列表
专利文献
专利文献1:JP 2005-100924A
专利文献2:JP 2003-338239A
发明内容
技术问题
在通过将机械继电器与固态继电器组合而供应和中断电力的情况下,需要考虑来自机械继电器的抖动。
因此,本公开提出了一种新型的和改进的开关装置,该开关装置在通过将机械继电器与固态继电器组合而供应和中断电力时,抑制来自机械继电器的抖动的影响,并且因此使能够稳定地供应和中断电力。
问题的解决方案
根据本公开,提供了一种开关装置,包括:半导体继电器,被配置为在供应和中断来自电源的电力之间切换;机械继电器,被配置为并联连接到半导体继电器以在供应和中断来自电源的电力之间切换,并且该机械继电器的一端连接到半导体继电器的控制端子;以及开关,被配置为在向半导体继电器供应和中断电流之间切换。在电流流过机械继电器的线圈并且切换触点之后,半导体继电器通过施加到控制端子的高电压而接通,并且在电流停止流过机械继电器的线圈并且切换触点之后,半导体继电器通过施加到控制端子的低电压而关断。
另外,根据本公开,提供了一种开关装置,包括:第一半导体继电器,被配置为在供应和中断来自第一电源的电力之间切换;第二半导体继电器,被配置为在供应和中断来自第二电源的电力之间切换;第一机械继电器,被配置为并联连接到第一半导体继电器以在供应和中断来自第一电源的电力之间切换;第二机械继电器,被配置为并联连接到第二半导体继电器以在供应和中断来自第二电源的电力之间切换;第一触发器电路,被配置为控制第一机械继电器和第二机械继电器的操作;以及第二触发器电路,被配置为向第一半导体继电器的控制端子和第二半导体继电器的控制端子输出高电压或低电压。在电流已经停止流向第一机械继电器与第二机械继电器中的一个之后,第一触发器电路使电流流向另一个,并且第二触发器电路在电流已经停止流向第一机械继电器与第二机械继电器中的一个之后,使到第一半导体继电器的控制端子和第二半导体继电器的控制端子的输出反相。
另外,根据本公开,提供了一种开关装置,包括:第一半导体继电器,被配置为在供应和中断来自第一交流电源的电力之间切换;第二半导体继电器,被配置为在供应和中断来自第二交流电源的电力之间切换;第一机械继电器,被配置为并联连接到第一半导体继电器以在供应和中断来自第一交流电源的电力之间切换;第二机械继电器,被配置为并联连接到第二半导体继电器以在供应和中断来自第二交流电源的电力之间切换;第一触发器电路,被配置为控制第一机械继电器和第二机械继电器的操作;第二触发器电路,被配置为向第一半导体继电器的控制端子和第二半导体继电器的控制端子输出高电压或低电压;第一触发电路,被配置为使用第一交流电源的输出产生第一触发信号;以及第二触发电路,被配置为使用第二交流电源的输出产生第二触发信号。在电流已经停止流动到第一机械继电器与第二机械继电器中的一个之后,第一触发器电路使电流流向另一个。第二触发器电路将输出反馈到第一触发器电路的输出,并且在电流已经停止流动到第一机械继电器与第二机械继电器中的一个且电流流向另一个之后,第二触发器电路基于第一触发信号或第二触发信号使到第一半导体继电器的控制端子和第二半导体继电器的控制端子的输出反相。
另外,根据本公开,提供了一种开关装置,包括:半导体继电器,被配置为在供应和中断来自电源的电力之间切换;机械继电器,被配置为并联连接到半导体继电器以在供应和中断来自电源的电力之间切换;以及电容器,被配置为并联连接到机械继电器并且该电容器的一端连接到半导体继电器的控制端子。半导体继电器通过在机械继电器从关断切换到接通之前施加到控制端子的高电压而接通,并且半导体继电器通过在机械继电器从接通切换到关断之后施加到控制端子的低电压而关断。电容器在机械继电器接通时存储电力,并且电容器在机械继电器已关断后输出电力以保持半导体继电器接通。
发明的有益效果
如上所述,根据本公开,可以提供一种开关装置,该开关装置在通过将机械继电器与固态继电器组合而供应和中断电力时,抑制来自机械继电器的抖动的影响,并且因此使能够稳定地供应和中断电力。
注意,上述效果不必是限制性的。具有上述效果或代替上述效果,可以实现本说明书中描述的任一种效果或可从本说明书中掌握的其他效果。
附图说明
[图1]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图2]是示出图1所示的开关装置100的操作的时序图(timing chart)。
[图3]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图4]是示出图3所示的开关装置100的操作的时序图。
[图5]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图6]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图7]是示出图6所示的开关装置100的操作的时序图。
[图8]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图9]是示出图8所示的开关装置100的操作的时序图。
[图10]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图11]是示出图10所示的开关装置100的操作的时序图。
[图12]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图13]是示出触发信号生成单元151和152的操作的说明性视图。
[图14]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图15]是当开关装置100输出来自直流电源的电力的SSR的配置示例。
[图16]是示出图15所示的SSR的操作的说明性视图。
[图17]是没有极性的SSR的配置示例。
[图18]是当开关装置100输出来自直流电源的电力的SSR的配置示例。
[图19]是示出图18所示的将光敏可控硅(phototriac)用作绝缘方法的SSR的操作的说明性视图。
[图20]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图21]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图22]是示出图21所示的开关装置100的操作的时序图。
[图23]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图24]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图25]是示出图24所示的开关装置100的操作的时序图。
[图26]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图27]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图28]是示出图27所示的开关装置100的操作的时序图。
[图29]是示出设置有开关装置100的移动体200的功能配置示例的说明性视图。
[图30]是示出根据本公开的实施方式的开关装置1000的配置示例的说明性视图。
[图31]是示出图30所示的开关装置1000的操作的时序图。
[图32]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图33]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
[图34]是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。
具体实施方式
在下文中,将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在本说明书和附图中,具有基本相同的功能和结构的结构元件用相同的附图标记表示,并且省略对这些结构元件的重复说明。
注意,描述将按照以下顺序给出。
1.本公开的实施方式
1.1.背景
1.2.配置示例
2.总结
<1.本公开的实施方式>
[1.1.背景]
在详细描述本公开的实施方式之前,将描述本公开的实施方式的背景。
存在使用固态继电器(SSR)以便在供应和中断来自直流电源或交流电源的电力之间切换的技术。当使用SSR执行在供应和中断来自电源的电力时,在SSR接通时发生电压降。例如,在SSR接通的情况下当由于SSR引起大约1.6V的电压降时,如果继续施加50A的负载,则将在SSR中发生1.6V×50A=80W的功耗。然后由于此功耗,SSR将产生热量。为了耗散SSR产生的热量,需要提供一种散热机构,但这种散热机构将会造成装置的尺寸增加。
因此,已经提出了将机械继电器与SSR并联连接以抑制SSR的功耗以及SSR中伴随该功耗的热生成的技术。然而,当切换触点时,在机械继电器中发生抖动。专利文献1公开了将机械继电器的切换延迟预定时间段的技术,以抑制在机械继电器中发生的抖动的影响。然而,将机械继电器的切换延迟预定时间段,导致切换花费长的时间段,使得SSR也产生更多的热量。
因此,鉴于上述背景,本公开的公开方已经深入研究了在将机械继电器并联连接到SSR以便在供应和中断来自电源的电力之间切换的情况下,防止在机械继电器中切换触点时产生的抖动影响切换的技术。结果,本公开的公开方设计出如下所述的技术:在机械继电器并联连接到SSR以便在供应和中断来自电源的电力之间切换的情况下,通过结合机械继电器中的触点的切换来接通和关断SSR,防止在机械继电器中切换触点时产生的抖动影响切换。
迄今为止,已经描述了本公开的实施方式的背景。接下来,将描述本公开的实施方式。
[1.2.配置示例]
图1是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图1所示的开关装置100是在供应和中断来自电源(例如,输出直流电力的直流电源)的电力之间切换的装置。如图1所示,根据本公开实施方式的开关装置100包括固态继电器(SSR)101、机械继电器RY1和开关SW1。
SSR 101是使用半导体的非接触式继电器。在图1所示的开关装置100中,SSR 101设置在从电源到输出端子的电源路径中。在该实施方式中,SSR 101被配置为当对控制端子施加高电压时接通,并且当对控制端子施加低电压时关断。
机械继电器RY1是具有两个触点1a和1b的继电器。当开关SW1接通(闭合)时,电流流过设置在机械继电器RY1内部的线圈,并且由于该电流产生的电磁力,机械继电器RY1切换以连接到触点1a。另外,当开关SW1关断(断开)时,电流停止流过设置在机械继电器RY1内部的线圈,并且由于电磁力的损失,机械继电器RY1自动切换以连接到触点1b。即,机械继电器RY1是当开关SW1接通并且机械继电器RY1连接到触点1a时,电流从电源绕过SSR 101流向输出端子的自动复位继电器。
开关SW1是控制机械继电器RY1的操作的开关。当开关SW1接通时,来自电源Vss的电流流向机械继电器RY1,并且电流流过机械继电器RY1的线圈。当电流流过机械继电器RY1的线圈时,由于该电流产生的电磁力,机械继电器RY1切换以连接到触点1a。当机械继电器RY1切换以连接到触点1a时,来自电源Vss的高电位通过电阻器R1施加到SSR 101的控制端子,并且当来自电源Vss的高电位施加到SSR 101的控制端子时,SSR 101接通。
另一方面,当开关SW1关断时,来自电源Vss的电流停止流向机械继电器RY1,使得电流停止流过机械继电器RY1的线圈。当电流停止流过机械继电器RY1的线圈时,机械继电器RY1失去由该电流产生的电磁力并且因此切换以连接到触点1b。当机械继电器RY1切换以连接到触点1b时,低电位施加到SSR 101的控制端子,并且当低电位施加到SSR 101的控制端子时,SSR 101关断。
图2是示出图1所示的开关装置100的操作的时序图。如上所述,在开关SW1关断的情况下,电流不流向机械继电器RY1,所以机械继电器RY1连接到触点1b。因此,机械继电器RY1的触点1b闭合,并且触点1a断开。
当开关SW1从关断切换到接通时,机械继电器RY1逐渐产生电磁力。当由机械继电器RY1产生的电磁力达到一定程度时,机械继电器RY1断开与触点1b的连接。当电磁力进一步增加时,机械继电器RY1连接到触点1a。注意,当机械继电器RY1连接到触点1a时,发生抖动。当机械继电器RY1切换以连接到触点1a时,来自电源Vss的高电位通过电阻器R1施加到SSR 101的控制端子,并且当来自电源Vss的高电位被施加到SSR 101的控制端子时,SSR101接通。
另一方面,当开关SW1从接通切换到关断时,机械继电器RY1逐渐减小电磁力。当由机械继电器RY1产生的电磁力开始下降时,机械继电器RY1断开与触点1a的连接。当电磁力进一步下降时,机械继电器RY1连接到触点1b,但是当连接到该触点1b时,发生抖动。
此处,当机械继电器RY1断开与触点1a的连接时,原本将产生电弧。然而,由于开关装置100将SSR 101与机械继电器RY1并联连接,因此紧接在机械继电器RY1断开与触点1a的连接之后,SSR 101仍然保持接通。因此,利用图1所示的开关装置100,即使开关SW1从接通切换到关断并且机械继电器RY1断开与触点1a的连接,也可以抑制电弧。
利用图1所示的开关装置100,即使机械继电器RY1断开与触点1a的连接,也可以抑制电弧。然而,当机械继电器RY1连接到触点1a和1b时,发生抖动。虽然当机械继电器RY1连接到触点1a时没有特别的抖动问题,但是当机械继电器RY1连接到触点1b时发生的抖动变为施加到SSR 101的控制端子的电位的抖动,并且也最终导致SSR 101在短时间内重复接通和关断的抖动。
因此,下面将描述通过消除当机械继电器RY1连接到触点1b时的抖动的影响来对图1所示的开关装置进行改进的开关装置100的配置示例。
图3是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图3所示的开关装置100是在供应和中断来自电源(例如,输出直流电力的直流电源)的电力之间切换的装置。该开关装置100的特征在于,机械继电器RY1的触点数增加到3个,并且RS触发器电路RSFF1连接在机械继电器RY1与开关SW1之间,并且RS触发器电路RSFF2连接在机械继电器RY1与SSR 101之间。
图3所示的开关装置100的机械继电器RY1具有三个触点1a、2a和2b。机械继电器RY1是自动复位继电器,当电流流过线圈时,该继电器操作以便由于由电流产生的电磁力而切换以连接到触点1a和2a,并且当电流停止流过线圈时,该继电器操作以便由于电磁力的损失而切换以自动连接到触点2b。
RS触发器电路RSFF1是控制机械继电器RY1的操作的RS型触发器电路。设置在开关SW1与机械继电器RY1之间的RS触发器电路RSFF1被设计成吸收开关SW1的抖动。另外,RS触发器电路RSFF2是控制SSR 101的操作的电路。
图4是示出图3所示的开关装置100的操作的时序图。在下文中,将使用图4中的时序图来描述图3所示的开关装置100的操作。
在开关SW1连接到触点b的状态下,RS触发器电路RSFF1输出低电位,因此电流不流过机械继电器RY1。由于电流没有流过机械继电器RY1,所以机械继电器RY1连接到触点2b。因此,机械继电器RY1的触点2b闭合,并且触点1a和2a断开。
当开关SW1切换以离开触点b并连接到触点a时,RS触发器电路RSFF1向机械继电器RY1输出高电位,并且电流流过机械继电器RY1。机械继电器RY1由于从RS触发器电路RSFF1输出的电流而逐渐产生电磁力。当由机械继电器RY1产生的电磁力达到一定程度时,机械继电器RY1断开与触点2b的连接。当电磁力进一步增大时,机械继电器RY1连接到触点1a和2a,但是当连接到这些触点1a和2a时,发生抖动。
当机械继电器RY1切换以连接到触点2a时,从电源Vss向SSR 101的控制端子施加高电位,并且当来自电源Vss的高电位被施加到SSR 101的控制端子时,SSR 101接通。由于SSR 101接通,所以从输出端子输出来自电源1的电力。虽然当机械继电器RY1连接到触点1a和2a时,发生抖动,但如上所述,由于SSR 101接通,所以电力输出不会中断。另外,由于机械继电器RY1连接到触点1a,接通的SSR 101短路,因此抑制了SSR 101中的热生成。
另一方面,当开关SW1切换以离开触点a并连接到触点b时,RS触发器电路RSFF1输出低电位,因此电流停止流过机械继电器RY1。由于RS触发器电路RSFF1阻止电流流过机械继电器RY1,所以机械继电器RY1逐渐降低电磁力。当机械继电器RY1开始降低电磁力时,机械继电器RY1断开与触点1a和2a的连接。当机械继电器RY1进一步降低电磁力时,机械继电器RY1连接到触点2b,但是当连接到该触点2b时,发生抖动。
此处,当机械继电器RY1断开与触点1a和2a的连接时,原本将产生电弧。然而,开关装置100将SSR 101与机械继电器RY1并联连接,因此紧接在机械继电器RY1断开与触点1a和2a的连接之后,SSR 101仍然保持接通。因此,利用图3所示的开关装置100,即使开关SW1切换以离开触点a并连接到触点b,并且机械继电器RY1断开与触点1a和2a的连接,也可以抑制电弧。
图5是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图5所示的开关装置100是在供应和中断来自电源(例如,输出直流电力的直流电源)的电力之间切换的装置。以类似于图3所示的开关装置的方式,图5所示的开关装置100的特征在于,机械继电器RY1的触点数增加到3个,并且RS触发器电路RSFF1连接在机械继电器RY1与开关SW1之间,并且RS触发器电路RSFF2连接在机械继电器RY1与SSR 101之间。此外,图5所示的开关装置100将RS触发器电路RSFF1的输出输入到RS触发器电路RSFF2。通过将RS触发器电路RSFF1的输出输入到RS触发器电路RSFF2,当开关SW1切换以离开触点b并且连接到触点a时,可以使SSR 101接通的定时更早。
即,图5所示的开关装置100是当开关SW1切换以离开触点b并且连接到触点a时即使机械继电器RY1连接到触点1a和触点2a的定时偏离也可以事先接通SSR 101的装置。通过在开关SW1切换以离开触点b并且连接到触点a时预先接通SSR 101,当机械继电器RY1连接到触点1a和触点2a时,图5所示的开关装置100能够抑制火花。
到目前为止,示出了在输出和中断来自单个电源的电力之间切换的开关装置100的配置示例。接下来,将描述切换以输出来自两个电源中的一个电源的电力的开关装置100的配置示例。
图6是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图6所示的开关装置100是切换以输出来自两个电源1和2中的一个的电力的装置。
图6所示的开关装置100包括SSR 101和SSR 102、机械继电器RY1和RY2、开关SW1、RS触发器电路RSFF1和RSFF2、以及反相器111和112。
图6中的开关SW1是用于切换从开关装置100输出电力的电源的开关。开关装置100在开关SW1连接到触点a的状态下输出来自电源1的电力,并且在开关SW1连接到触点b的状态下输出来自电源2的电力。例如,电源1和电源2都是供应直流电力的直流电源。
设置在开关SW1与机械继电器RY1和RY2之间的RS触发器电路RSFF1被设计成吸收开关SW1的抖动。RS触发器电路RSFF1将电流输出到机械继电器RY1和RY2,以驱动机械继电器RY1和RY2。另外,设置在机械继电器RY1和RY2下游的RS触发器电路RSFF2是控制SSR 101和102的操作的电路。
作为图6所示的开关装置100的机械继电器RY1和RY2的切换特性,假设对于接通和断开几乎同时执行切换。
图7是示出图6所示的开关装置100的操作的时序图。在下文中,将使用图7中的时序图来描述图6所示的开关装置100的操作。
在开关SW1连接到触点a的状态下,在RS触发器电路RSFF1的a侧的输出高,并且在RS触发器电路RSFF1的b侧的输出低。由于在RS触发器电路RSFF1的a侧的输出高,因此电流流向机械继电器RY1,但是电流不流向机械继电器RY2。
由于电流流过机械继电器RY1,所以机械继电器RY1连接到触点1a。另外,由于电流流过机械继电器RY2,所以机械继电器RY2连接到触点1a。由于机械继电器RY1连接到触点1a,所以触点1b不接地。因此,从机械继电器RY1的触点1b向RS触发器电路RSFF2输出高电位。由于机械继电器RY2连接到触点1b,所以触点1b接地。因此,从机械继电器RY2的触点1b向RS触发器电路RSFF2输出低电位。
RS触发器电路RSFF2从a侧输出低状态,从b侧输出高状态。反相器111和112设置在RS触发器电路RSFF2的下游,因此RS触发器电路RSFF2的输出被各自反相并供应到SSR 101和102。因此,高电位被供应给SSR 101,并且低电位被供应给SSR 102。SSR 101接通并且SSR102关断,因此图6所示的开关装置100输出来自电源1的电力。
当开关SW1从该状态切换以离开触点a并连接到触点b时,RS触发器电路RSFF1逐渐使电流通过机械继电器RY2,并且机械继电器RY2通过从RS触发器电路RSFF1输出的电流逐渐产生电磁力。当由机械继电器RY2产生的电磁力达到一定程度时,机械继电器RY2断开与触点1b的连接。当电磁力进一步增加时,机械继电器RY2连接到触点1a,但是当连接到该触点1a时,发生抖动。然而,当机械继电器RY2连接到触点1a时,已经开始经由SSR 102输出电力,因此,即使在机械继电器RY2连接到触点1a时发生抖动,输出侧也不会变得不稳定。
另一方面,RS触发器电路RSFF1逐渐阻止电流流过机械继电器RY1,因此机械继电器RY1逐渐降低电磁力。当由机械继电器RY1产生的电磁力开始降低时,机械继电器RY1断开与触点1a的连接。当电磁力进一步降低时,机械继电器RY1连接到触点1b,但是当连接到该触点1b时发生抖动。
机械继电器的特征在于,触点的复位时间比驱动时间短。因此,图6所示的开关装置100操作以使得当开关SW1切换以离开触点a并连接到触点b时,机械继电器RY1首先连接到触点1b,并且然后机械继电器RY2连接到触点1a。即,利用图6所示的开关装置100,当开关SW1切换以离开触点a并连接到触点b时,开关装置100切换到输出来自电源2的电力。
当机械继电器RY1断开与触点1a的连接时,原本将产生电弧。然而,图6所示的开关装置100将SSR 101与机械继电器RY1并联连接,因此紧接在机械继电器RY1断开与触点1a的连接之后,SSR 101仍然保持接通。因此,利用图6所示的开关装置100,即使开关SW1切换以离开触点a并连接到触点b、并且机械继电器RY1断开与触点1a的连接,也可以抑制电弧。
开关装置100也在开关SW1切换以离开触点b并连接到触点a的情况下执行类似的操作。即,图6所示的开关装置100操作以使得当开关SW1切换以离开触点b并连接到触点a时,机械继电器RY2首先连接到触点1b,然后机械继电器RY1连接到触点1a。
当机械继电器RY2断开与触点1a的连接时,原本将产生电弧。然而,图6所示的开关装置100将SSR 102与机械继电器RY2并联连接,因此紧接在机械继电器RY2断开与触点1a的连接之后,SSR 102仍然保持接通。因此,利用图6所示的开关装置100,即使开关SW1切换以离开触点b并连接到触点a、并且机械继电器RY2断开与触点1a的连接,也可以抑制电弧。
即使当开关SW1的连接在触点a与触点b之间切换时,图6所示的开关装置100也能够通过吸收机械继电器RY1和RY2中的抖动而继续稳定地输出电力,并且抑制机械继电器RY1和RY2中的电弧。
图8是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图8所示的开关装置100是切换以输出来自两个电源1和2中的一个的电力的装置。
图8所示的开关装置100包括SSR 101和102、机械继电器RY1和RY2、开关SW1、RS触发器电路RSFF1和RSFF2、以及反相器121和122。
图8所示的RS触发器电路RSFF1被配置为使得来自开关SW1的输出、相对的与非门的输出、以及来自相对的继电器的断开触点的信号被输入,并且输出根据这些输入的状态而切换。图8所示的开关装置100利用开关SW1的切换来链接机械继电器RY1和RY2的操作信号。图8所示的开关装置100通过输入来自与RS触发器电路RSFF1相对的继电器的断开触点的信号,即使在机械继电器RY1和RY2的操作时间显著偏离的情况下也实现可靠的切换顺序。
图9是示出图8所示的开关装置100的操作的时序图。在下文中,将使用图9中的时序图来描述图8所示的开关装置100的操作。
当图8所示的开关SW1连接到触点a时,由于机械继电器RY1的触点1b断开使得在RS触发器电路RSFF2的a侧的输出高,因此开关装置100使SSR 101接通。由于机械继电器RY2的触点1b闭合使得在RS触发器电路RSFF2的b侧的输出低,因此开关装置100使SSR 102断开。当图8所示的开关SW1连接到触点a时,开关装置100通过使电流通过机械继电器RY1并且接通SSR 101,而输出来自电源1的电力。
当图8所示的开关SW1从该状态切换以离开触点a并连接到触点b时,RS触发器电路RSFF1逐渐使电流通过机械继电器RY2,并且机械继电器RY2通过从RS触发器电路RSFF1输出的电流逐渐产生电磁力。当由机械继电器RY2产生的电磁力达到一定程度时,机械继电器RY2断开与触点1b的连接。当电磁力进一步增加时,机械继电器RY2连接到触点1a,但是当连接到该触点1a时,发生抖动。然而,当机械继电器RY2连接到触点1a时,已经开始经由SSR102输出电力,因此,即使在机械继电器RY2连接到触点1a时发生抖动,输出侧也不会变得不稳定。
另一方面,RS触发器电路RSFF1逐渐阻止电流流过机械继电器RY1,因此机械继电器RY1逐渐降低电磁力。当由机械继电器RY1产生的电磁力开始降低时,机械继电器RY1断开与触点1a的连接。当电磁力进一步降低时,机械继电器RY1连接到触点1b,但是当连接到该触点1b时,发生抖动。
当机械继电器RY1和RY2切换触点时,与在接触侧的触点发生抖动,但是与在分离侧的触点不发生抖动。因此,图8所示的开关装置100被配置为使得RS触发器电路RSFF1的输出状态响应于来自首先执行分离操作的触点的信号而切换。由于机械继电器RY1和RY2的触点而产生的抖动包含在SSR 101和102的激活时间内,因此图8所示的开关装置100使得机械继电器RY1和RY2的抖动不会影响电力的输出。
同样,原本在机械继电器RY1和RY2的触点分离时发生的电弧也在SSR 101和102的操作时间内被吸收,因此图8所示的开关装置100能够防止电弧。
此外,即使机械继电器RY1和RY2的操作时间由于老化而发生改变,RS触发器电路RSFF1也基于机械继电器RY1和RY2的操作而被激活,因此图8所示的开关装置100将不会受到机械继电器RY1和RY2由于老化而造成的改变的影响。
图10是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图10所示的开关装置100是切换以输出来自两个电源1和2中的一个的电力的装置。
图10所示的开关装置100包括SSR 101和102、机械继电器RY1和RY2、开关SW1、RS触发器电路RSFF1和RSFF2、反相器131和132、与门133、以及与非门141和142。
图10所示的RS触发器电路RSFF1被配置为使得来自开关SW1的输出、相对的与非门的输出、以及来自RS触发器电路RSFF2的信号被输入,并且输出根据这些输入的状态而切换。反相器131和132分别将机械继电器RY1和RY2的触点1b的输出反相。通过使机械继电器RY1和RY2的触点1b的输出经由反相器131和132而经过与门133输出,图10所示的开关装置100通过在机械继电器RY1和RY2同时关断(即都连接到触点1b)时切换RS触发器电路RSFF2的状态,而能够控制RS触发器电路RSFF2的操作,使得RS触发器电路RSFF2的输出都不变高。
图11是示出图10所示的开关装置100的操作的时序图。在下文中,将使用图11中的时序图来描述图10所示的开关装置100的操作。
当图10所示的开关SW1连接到触点a时,开关装置100使得机械继电器RY1的触点1b断开,因此与门133的输出(图10的配置中的点e的状态)低,并且与非门141和142的输出变高。结果,由于在RS触发器电路RSFF2的a侧的输出变高,所以图10所示的开关装置100使SSR101接通。另外,由于在RS触发器电路RSFF2的b侧的输出变低,所以图10所示的开关装置100使SSR 102关断。当图10所示的开关SW1连接到触点a时,开关装置100通过使电流通过机械继电器RY1并且接通SSR101,而输出来自电源1的电力。
当图10所示的开关SW1从该状态切换以离开触点a并连接到触点b时,RS触发器电路RSFF1逐渐使电流通过机械继电器RY2,并且机械继电器RY2通过从RS触发器电路RSFF1输出的电流逐渐产生电磁力。当由机械继电器RY2产生的电磁力达到一定程度时,机械继电器RY2断开与触点1b的连接。
另一方面,RS触发器电路RSFF1逐渐阻止电流流过机械继电器RY1,因此机械继电器RY1逐渐降低电磁力。当由机械继电器RY1产生的电磁力开始降低时,机械继电器RY1断开与触点1a的连接。当电磁力进一步降低时,机械继电器RY1连接到触点1b。
此处,在图10的开关装置100中,机械继电器RY1和RY2同时关断(即都连接到触点1b),因此与门133的输出在这时变高。结果,由于在RS触发器电路RSFF2的a侧的输出变低,所以图10所示的开关装置100使SSR 101关断。然后,在SSR 101已经关断之后,由于在RS触发器电路RSFF2的b侧的输出变高,所以图10所示的开关装置100使SSR 102接通。
然后,仅当机械继电器RY1关断时,即仅当机械继电器RY1连接到触点1b时,与门133的输出变低。
即使当开关SW1的连接在触点a与触点b之间切换时,图10所示的开关装置100也能够通过吸收机械继电器RY1和RY2中的抖动而继续稳定地输出电力,并且抑制机械继电器RY1和RY2中的电弧。
另外,在确认机械继电器RY1和RY2同时关断之后,图10所示的开关装置100将开关SW1的输出传输到RS触发器电路RSFF2,并且因此能够控制RS触发器电路RSFF2的操作,使得RS触发器电路RSFF2的输出将都不高。即,通过在确认机械继电器RY1和RY2同时关断之后将开关SW1的输出传输到RS触发器电路RSFF2,图10所示的开关装置100能够防止同时从两个电源1和2输出电力。
图12是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图12所示的开关装置100是切换以输出来自交流(AC)电源1和2中的一个的电力的装置。
图12所示的开关装置100包括SSR 101和102、机械继电器RY1和RY2、开关SW1、RS触发器电路RSFF1和RSFF2、反相器131和132、与门133、与非门141和142、以及触发信号生成单元(EDG)151和152。注意,图12中的SSR 101和102是零交叉控制继电器。
触发信号生成单元151和152从AC电源1和2输入AC电力并产生边沿脉冲。图13是示出触发信号生成单元151和152的操作的说明性视图。触发信号生成单元151和152在其中AC电源1和2的电压超过阈值th1和th2(其中,th2<th1)的时段内采取异或,即产生其中AC电源1和2的电压在阈值th2与th1之间的时间段高的脉冲。另外,触发信号生成单元151和152分别在该脉冲的上升和下降时间产生边沿脉冲。由这些触发信号生成单元151和152产生的边沿脉冲用作用于切换RS触发器电路RSFF2的状态的触发信号。由触发信号生成单元151和152输出的触发信号分别输入到与非门141和142。
即,如图13所示,在AC电源1和2的电压超过阈值th2的定时和在AC电源1和2的电压下降为低于阈值th1的定时,输出上升沿,并且在AC电源1和2的电压超过阈值th1的定时和在AC电源1和2的电压下降为低于阈值th2的定时,输出下降沿。
当图12所示的开关SW1连接到触点a时,开关装置100使得机械继电器RY1的触点1b断开,因此与门133的输出为低,并且与非门141和142的输出为高。结果,由于在RS触发器电路RSFF2的a侧的输出变高,所以图12所示的开关装置100使SSR 101接通。另外,由于在RS触发器电路RSFF2的b侧的输出变低,所以图12所示的开关装置100使SSR 102关断。当开关SW1连接到触点a时,图12所示的开关装置100通过使电流通过机械继电器RY1并接通SSR 101,而输出来自电源1的电力。
当图12所示的开关SW1从该状态切换以离开触点a并连接到触点b时,RS触发器电路RSFF1逐渐使电流通过机械继电器RY2,并且机械继电器RY2通过从RS触发器电路RSFF1输出的电流逐渐产生电磁力。当由机械继电器RY2产生的电磁力达到一定程度时,机械继电器RY2断开与触点1b的连接。
另一方面,RS触发器电路RSFF1逐渐阻止电流流过机械继电器RY1,因此机械继电器RY1逐渐降低电磁力。当由机械继电器RY1产生的电磁力开始降低时,机械继电器RY1断开与触点1a的连接。当电磁力进一步降低时,机械继电器RY1连接到触点1b。
此处,在图12的开关装置100中,机械继电器RY1和RY2同时关断(即都连接到触点1b),因此与门133的输出在这时变高。结果,由于在RS触发器电路RSFF2的a侧的输出变低,所以图12所示的开关装置100使SSR 101关断。然后,在SSR 101已关断之后,由于在RS触发器电路RSFF2的b侧的输出变高,所以图12所示的开关装置100使SSR 102接通。
利用图12所示的开关装置100,触发信号生成单元151和152的输出分别输入到与非门141和142。通过将触发信号生成单元151和152的输出分别输入到与非门141和142,RS触发器电路RSFF2的输出由触发信号生成单元151和152输出的触发信号切换,而机械继电器RY1和RY2同时关断。由于RS触发器电路RSFF2切换的输出,所以SSR 101从接通切换到关断,并且SSR 102从关断切换到接通。然后,RS触发器电路RSFF1的栅极切换以使得机械继电器RY2接通。
即使当开关SW1的连接在触点a与触点b之间切换时,图12所示的开关装置100也能够通过吸收机械继电器RY1和RY2中的抖动来继续稳定地输出电力,并且抑制机械继电器RY1和RY2中的电弧。
另外,在确认机械继电器RY1和RY2同时关断之后,图12所示的开关装置100将开关SW1的输出传输到RS触发器电路RSFF2,并且因此能够控制RS触发器电路RSFF2的操作,使得RS触发器电路RSFF2的输出将都不高。即,通过在确认机械继电器RY1和RY2同时关断之后将开关SW1的输出传输到RS触发器电路RSFF2,图12所示的开关装置100能够防止同时从两个电源1和2输出电力。
另外,图12所示的开关装置100设置有触发信号生成单元151和152,并且能够通过在电源1和2的电压超过预定阈值th2的定时和在电源1和2的电压下降为低于阈值th1的定时输出触发信号,利用电源1和2的电压接近0V来接通和关断作为零交叉控制继电器的SSR101和102。
图14是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图14所示的开关装置100是切换以输出来自交流(AC)电源1和2中的一个的电力的装置。
图14所示的开关装置100包括SSR 101和102、机械继电器RY1和RY2、开关SW1、RS触发器电路RSFF1和RSFF2、反相器131和132、与门133、与非门141、142、153和154、以及触发信号生成单元151和152。注意,图12中的SSR 101和102是零交叉控制继电器。
图14所示的触发信号生成单元151和152输出图13所示的上升沿和下降沿。触发信号生成单元151和152将上升沿输出到与非门141和142,并将下降沿输出到与非门153和154。与非门153和154输入分别由触发信号生成单元151和152输出的下降沿以及RS触发器电路RSFF2的输出,并将与这些输入相对应的输出供应给RS触发器电路RSFF1。
通过使触发信号生成单元151和152将下降沿输出到与非门153和154,图14所示的开关装置100能够将由触发信号生成单元151和152输出的下降沿用作触发器,以切换RS触发器电路RSFF1。通过将由触发信号生成单元151和152输出的下降沿用作触发器以切换RS触发器电路RSFF1,与图12所示的配置相比,开关装置100能够延长SSR 101和102接通和关断的时间段。
现在将描述SSR 101和102的配置示例。图15是当开关装置100输出来自直流电源的电力的SSR的配置示例,并且是使用MOSFET驱动器作为绝缘方法的SSR的配置示例。另外,图16是示出图15所示的SSR的操作的说明性视图。如图16所示,图15所示的SSR仅在输入信号接通时输出负载电流。
图17是没有极性的SSR的配置示例,并且是在开关装置100从直流电源输出电力的情况下以及在开关装置100从交流电源输出电力的情况下可以应用的SSR的配置示例。
图18是当开关装置100输出来自直流电源的电力的SSR的配置示例,并且是将光敏可控硅用作绝缘方法的SSR的配置示例。另外,图19是说明图18所示的将光敏可控硅用作绝缘方法的SSR的操作的说明性视图。图18所示的SSR设置有零交叉电路,并且因此仅在输入信号接通时输出负载电流,如图19所示,但是在从交流电源输出的电压达到0V时开始和停止负载电流的输出。
自然地,SSR 101和102的配置不限于上述配置。
在此之前描述的开关装置100中,已经描述了自动复位继电器用于机械继电器RY1和RY2的情况,但是本公开不限于该示例。开关装置100还可以使用闭锁继电器来供应和中断电力。
图20是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图20示出的开关装置100的配置示例是闭锁继电器用于机械继电器RY1的情况的示例。
图20所示的开关装置100包括SSR 101、机械继电器RY1、开关SW1以及电阻器R1。图20所示的开关装置100中的开关SW1是瞬时开关。当图20所示的开关SW1连接到触点a时,电流流过机械继电器RY1的复位线圈(R线圈)。当电流流过机械继电器RY1的复位线圈(R线圈)时,机械继电器RY1连接到触点1r。当机械继电器RY1连接到触点1r时,接地电位被供应给SSR 101,所以SSR 101关断。因此,当开关SW1连接到触点a时,图20所示的开关装置100中断来自电源的电力。
另一方面,当图20所示的开关SW1连接到触点b时,电流流过机械继电器RY1的置位线圈(S线圈)。当电流流过机械继电器RY1的置位线圈(S线圈)时,机械继电器RY1连接到触点1s。当机械继电器RY1连接到触点1s时,预定电位Vcc被供应给SSR 101,所以SSR 101接通。另外,当机械继电器RY1连接到触点1s时,可以绕过SSR 101输出来自电源的电力。因此,当开关SW1连接到触点1b时,图20所示的开关装置100不中断地输出来自电源的电力。
通过在此之前描述的开关装置100,需要至少五个端子,即电源输入、输出、继电器电源、接地以及开关SW1的输入。在下文中,将描述通过使端子数为4而可以通过与通常继电器相同的方式连接的开关装置。
图21是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图21所示的开关装置100的配置示例是通过使端子数为4而可以通过与通常继电器相同的方式进行连接的情况的示例。
图21所示的开关装置100包括SSR 101、机械继电器RY1、二极管D1、D2和D3、电容器C1和C2、以及电阻器R1。机械继电器RY1操作以利用从端子V+流到端子V-的电流产生的电磁力来切换触点。机械继电器RY1在电流不从端子V+流到端子V-的情况下连接到触点1b,并且在电流从端子V+流到端子V-的情况下使用电磁力连接到触点1a。SSR 101设置在从端子A到端子B的电源路径中。在本实施方式中,SSR 101被配置为当向控制端子施加高电压时接通,并且当向控制端子施加低电压时关断。
图22是示出图21所示的开关装置100的操作的时序图。如上所述,在电流没有从端子V+流到端子V-的情况下,电流不流过机械继电器RY1,所以机械继电器RY1连接到触点1b。因此,机械继电器RY1的触点1b闭合,并且触点1a断开。
然后,当电压施加到端子V+并且电流从端子V+流到端子V-时,机械继电器RY1逐渐产生电磁力。当由机械继电器RY1产生的电磁力达到一定程度时,机械继电器RY1断开与触点1b的连接。当电磁力进一步增加时,机械继电器RY1连接到触点1a,但是当连接到该触点1a时发生抖动。此外,当电压被施加到端子V+时,该电压被施加到SSR 101的控制端子,并且SSR 101接通。然后,当电流从端子V+流到端子V-时,电荷通过二极管D1存储在电容器C1中。
并且此后,当电压停止施加到端子V+并且电流停止从端子V+流到端子V-时,机械继电器RY1逐渐降低电磁力。当由机械继电器RY1产生的电磁力开始下降时,机械继电器RY1断开与触点1a的连接。当电磁力进一步降低时,机械继电器RY1连接到触点1b,但是当连接到该触点1b时发生抖动。
此时,期望电容器C1能够存储足够的电力以接通SSR 101,直到机械继电器RY1连接到触点1b。同样此时,二极管D2从反向偏压中释放并导通电力,并且电容器C2通过机械继电器RY1的线圈操作。换言之,电容器C2吸收当机械继电器RY1连接到触点1b时发生的抖动。另外,电容器C2还通过二极管D3形成电容器C1的放电电路,并且吸收机械继电器RY1中的浪涌。
因此,即使当电流停止从端子V+流到端子V-并且机械继电器RY1断开与触点1a的连接时,图21所示的开关装置100也能够抑制电弧并且吸收浪涌。另外,图21所示的开关装置100可以通过使端子数为4而通过与通常继电器相同的方式连接,并且因此可以用于代替现有的继电器。
图23是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图23所示的开关装置100的配置示例是通过使端子数为4而可以通过与通常继电器相同的方式进行连接的情况的示例。
图23所示的开关装置100包括SSR 101、机械继电器RY1、二极管D1和D3、电容器C1、以及RS触发器电路RSFF2。机械继电器RY1操作以利用从端子V+流到端子V-的电流产生的电磁力来切换触点。机械继电器RY1在电流不从端子V+流到端子V-的情况下连接到触点1b,并且在电流从端子V+流到端子V-的情况下使用电磁力连接到触点1a和2a。SSR 101设置在从端子A到端子B的电源路径中。在本实施方式中,SSR 101被配置为当向控制端子施加高电压时接通,并且当向控制端子施加低电压时关断。
RS触发器电路RSFF2是控制SSR 101的操作的电路,并且是用作图21所示的开关装置100的电容器C1的电路。
在图23所示的开关装置100中,在电流不从端子V+流到端子V-的情况下,电流不流过机械继电器RY1,所以机械继电器RY1连接到触点1b。
然后,当电压施加到端子V+并且电流从端子V+流到端子V-时,机械继电器RY1逐渐产生电磁力。当由机械继电器RY1产生的电磁力达到一定程度时,机械继电器RY1断开与触点1b的连接。当电磁力进一步增加时,机械继电器RY1连接到触点1a和2a,但是当连接到这些触点1a和2a时,发生抖动。另外,当电压施加到端子V+时,该电压经由RS触发器电路RSFF2而施加到SSR 101的控制端子,并且SSR 101接通。然后,当电流从端子V+流到端子V-时,电荷通过二极管D1存储在电容器C1中。
并且此后,当电压停止施加到端子V+并且电流停止从端子V+流到端子V-时,机械继电器RY1逐渐降低电磁力。当由机械继电器RY1产生的电磁力开始下降时,机械继电器RY1断开与触点1a和2a的连接。当电磁力进一步降低时,机械继电器RY1连接到触点1b,但是当连接到该触点1b时,发生抖动。此时,存储在电容器C1中的电力能够经由Vcc通过RS触发器电路RSFF2而保持SSR 101接通。
因此,即使当电流停止从端子V+流到端子V-并且机械继电器RY1断开与触点1a的连接时,图23所示的开关装置100也能够抑制电弧。另外,图23所示的开关装置100可以通过使端子数为4而通过与通常继电器相同的方式连接,并且因此可以用于代替现有的继电器。
在此之前描述的开关装置100使用利用继电器线圈来中断来自电源的电力的机械继电器。在下文中,将描述使用手动开关来中断来自电源的电力的开关装置。
图24是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图24所示的开关装置100的配置示例是通过使端子数为4而可以通过与通常继电器相同的方式进行连接的情况的示例,并且此外,使用手动开关来中断来自电源的电力。
图24所示的开关装置100包括SSR 101、开关SW1、二极管D1、D2和D3、齐纳二极管Dz1、电容器C1和C2、电阻器R1和R2、以及MOSFET T1。开关SW1是例如按钮式开关,并且被配置为在不处于推入状态时连接到触点1b,并且在处于推入状态时连接到触点1a。SSR 101设置在从端子A到端子B的电源路径中。在本实施方式中,SSR 101被配置为当向控制端子施加高电压时接通,并且当向控制端子施加低电压时关断。
图25是示出图24所示的开关装置100的操作的时序图。如上所述,在开关SW1未被推入的状态下,开关SW1连接到触点1b。因此,开关SW1的触点1b闭合,并且触点1a断开。
然后,当开关SW1被推入时,开关SW1断开与触点1b的连接。注意,当开关SW1被推入并已断开与触点1b的连接时,电容器C1中没有存储电荷,因此SSR 101不能接通。当开关SW1被进一步推入时,开关SW1连接到触点1a,但是当连接到该触点1a时,发生抖动。当开关SW1连接到触点1a时,电容器C1经由MOSFET T1和二极管D2充电。当电容器C1被充电时,SSR 101能够经由电阻器R1通过电容器C1中的电压接通。
并且此后,当开关SW1断开与触点1a的连接时,触点1a被中断。当开关SW1断开与触点1a的连接时,存储在电容器C1中的电荷经由电阻器R1继续保持SSR 101接通。因此,当开关SW1已断开与触点1a的连接时的电极间电压小于或等于由于SSR 101接通而将发生电弧的条件(14V)。
并且此后,当开关SW1连接到触点1b时,SSR 101关断,并且进一步,MOSFET T1也关断。当开关SW1连接到触点1b时,MOSFET T1的反向二极管以及二极管D2和D3的反向偏置电压消失,并且形成由电阻器R1和电容器C2形成的滤波电路。由电阻器R1和电容器C2形成的滤波器电路具有当开关SW1连接到触点1b时减小抖动的效果。
因此,利用图24所示的开关装置100,即使开关SW1断开与触点1a和2a的连接,也可以抑制电弧。另外,图24所示的开关装置100可以通过使端子数为4而通过与通常继电器相同的方式进行连接,并且因此可以用于代替现有的继电器。
图26是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图26所示的开关装置100的配置示例是通过使端子数为4而可以通过与通常继电器相同的方式进行连接的情况的示例,并且此外,使用手动开关来中断来自电源的电力。
图26所示的开关装置100包括SSR 101、开关SW1、二极管D1、齐纳二极管Dz1、电容器C1、电阻器R1、MOSFET T1以及RS触发器电路RSFF2。开关SW1是例如按钮式开关,并且被配置为在不处于推入状态时连接到触点2b,并且在处于推入状态时连接到触点1a和2a。SSR101设置在从端子A到端子B的电源路径中。在本实施方式中,SSR 101被配置为当向控制端子施加高电压时接通,并且当向控制端子施加低电压时关断。
RS触发器电路RSFF2是控制SSR 101的操作的电路,并且是用作图24所示的开关装置100的电容器C1的电路。
图26所示的开关装置100在开关SW1不处于推入状态时连接到触点2b。
然后,当开关SW1被推入时,开关SW1断开与触点1b的连接。当开关SW1被进一步推入时,开关SW1连接到触点1a和2a,但是当连接到该触点1a时,发生抖动。当开关SW1连接到触点1a和2a时,通过RS触发器电路RSFF2将高电位施加到SSR 101的控制端子,并且SSR 101接通。然后,当电流从端子A流到端子B时,电荷通过MOSFET T1和二极管D1存储在电容器C1中。
并且此后,在开关SW1断开与触点1a和2a的连接并连接到触点2b时,当连接到该触点2b时,发生抖动。此时,存储在电容器C1中的电力能够经由Vcc通过RS触发器电路RSFF2保持SSR 101接通。
因此,利用图26所示的开关装置100,即使开关SW1断开与触点1a和2a的连接,也可以抑制电弧。另外,图26所示的开关装置100可以通过使端子数为4而通过与通常继电器相同的方式进行连接,并且因此可以用于代替现有的继电器。
图27是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图27所示的开关装置100的配置示例是通过使端子数为4而可以通过与通常继电器相同的方式进行连接的情况的示例。
图27所示的开关装置100包括SSR 101、机械继电器RY1、二极管D1、D2和D3、电容器C1和C2以及电阻器R1。图27所示的开关装置100被设计成仅在机械继电器RY1切换时驱动SSR 101,并且然后通过机械继电器RY1导通电力。机械继电器RY1操作以使用从端子V+流到端子V-的电流产生的电磁力来切换触点。机械继电器RY1在电流不从端子V+流到端子V-的情况下连接到触点1b,并且在电流从端子V+流到端子V-的情况下使用电磁力连接到触点1a和2a。SSR 101设置在从端子A到端子B的电源路径中。在本实施方式中,SSR 101被配置为当向控制端子施加高电压时接通,并且当向控制端子施加低电压时关断。
图28是示出图27所示的开关装置100的操作的时序图。在电流不从端子V+流到端子V-的情况下,电流不流过机械继电器RY1,所以机械继电器RY1连接到触点1b。因此,机械继电器RY1的触点1b闭合,并且触点1a和2a断开。
然后,当电压施加到端子V+并且电流从端子V+流到端子V-时,机械继电器RY1逐渐产生电磁力。当由机械继电器RY1产生的电磁力达到一定程度时,机械继电器RY1断开与触点1b的连接。当机械继电器RY1断开与触点1b的连接时,电流i1变为从SSR 101流出的电流ISSR。
当电磁力进一步增加时,机械继电器RY1连接到触点1a和2a,但是当连接到这些触点1a和2a时,发生抖动。另外,当电压施加到端子V+时,该电压被施加到SSR 101的控制端子,并且SSR 101接通。然后,当电流从端子V+流到端子V-时,电荷通过二极管D1存储在电容器C1中。注意,当机械继电器RY1连接到触点1a和2a时,电流i1变为流过机械继电器RY1的触点2a的电流IRY。
并且此后,当电压停止施加到端子V+并且电流停止从端子V+流到端子V-时,机械继电器RY1逐渐降低电磁力。当由机械继电器RY1产生的电磁力开始下降时,机械继电器RY1断开与触点1a和2a的连接。当机械继电器RY1断开与触点1a和2a的连接时,电流i1变为从SSR 101流出的电流ISSR。当电磁力进一步降低时,机械继电器RY1连接到触点1b,但是当连接到该触点1b时,发生抖动。
此时,期望电容器C1能够存储足够的电力以接通SSR 101,直到机械继电器RY1连接到触点1b。同样此时,二极管D2从反向偏压中释放并导通电力,并且电容器C2通过机械继电器RY1的线圈操作。换言之,电容器C2吸收当机械继电器RY1连接到触点1b时发生的抖动。另外,电容器C2还通过二极管D3形成电容器C1的放电电路,并且吸收机械继电器RY1中的浪涌。
因此,即使当电流停止从端子V+流到端子V-并且机械继电器RY1断开与触点1a和2a的连接时,图27所示的开关装置100也能够抑制电弧并且吸收浪涌。另外,图27所示的开关装置100可以通过使端子数为4而通过与通常继电器相同的方式连接,并且因此可以用于代替现有的继电器。
另外,在机械继电器RY1被驱动并且触点切换使得机械继电器RY1连接到触点1a和2a之后,图27所示的开关装置100通过仅在机械继电器RY1与触点2a之间的接触而导通电力。此时,即使机械继电器RY1的触点2a已由于氧化膜等劣化,机械继电器RY1通过破坏在触点2a处产生的膜的暂时火花也显示自清洁效果。
图29是示出设置有开关装置100的移动体200的功能配置示例的说明性视图。移动体200可以是例如使用汽油作为电源的移动体(诸如,汽油动力车辆)、或主要使用可充电/放电电池作为电源的移动体(诸如,电动车辆、混合动力车辆或电动摩托车)。图29示出了在移动体200中设置有电池210和由电池供应的电力驱动的驱动单元220的情况的示例。驱动单元220可以包括设置在车辆中的设备,诸如刮水器、电动车窗、灯、汽车导航系统以及空调,和驱动移动体200的装置,诸如马达。
另外,在图29所示的移动体200中,开关装置100设置在从电池210向驱动单元220供应直流电力的路径的中途。例如,通过在从电池210向驱动单元220供应直流电力的路径中设置限流电路30,图29所示的移动体200能够在诸如暂时安装和拆卸电池210时,抑制电弧放电。
注意,图29示出了移动体200仅设置有一个开关装置100的示例,但是本公开不限于该示例。即,多个开关装置100可以设置在供应直流电力的路径的中途。另外,开关装置100可以不仅设置在从电池210向驱动单元220供应直流电力的路径的中途,而且可以设置在另一位置,例如,沿着用直流电力给电池210充电时的路径的中途。通过在沿着用直流电力给电池210充电时的路径的中途设置限流电路30,移动体200能够用直流电力安全地给电池210充电。
图30是示出根据本公开的实施方式的开关装置1000的配置示例的说明性视图。图30所示的开关装置1000是双切复合型继电器,并且被设计成通过将SSR 1020与两个自保持机械继电器MC1和MC2中的一个组合,来抑制由于机械继电器的抖动而引起的电弧放电和电流中断。图30所示的开关装置1000被配置为能够在使用单个SSR 1020切断双线电源时抑制电弧并可靠地切断电源。
图30所示的开关装置1000包括:自保持机械继电器MC1和MC2,开关SW1,RS触发器电路RSFF1、RSFF2和RSFF3,与门1001、1002、1003、1004、1005和1006,与非门1011、1012、1013、1014,SSR 1020,二极管D9到D12,电容器C1到C4,以及电阻器R1到R8。RS触发器电路RSFF1、RSFF2和RSFF3、与门1001至1006以及与非门1011、1012、1013和1014用作本公开的定时调整电路的一个示例。
在下文中,将描述图30所示的开关装置1000的操作。图31是示出图30所示的开关装置1000的操作的时序图。
不从两个电源1p和1m输出电力的状态是初始状态。在初始状态下,开关SW1关断,并且自保持机械继电器MC1处于复位状态。在初始状态下,自保持机械继电器MC1的触点1b短路,所以电位低(L)。在初始状态下,自保持机械继电器MC2也处于复位状态,并且自保持机械继电器MC2的触点2b短路,所以电位低(L)。
当开关SW1从初始状态切换到接通时,RS触发器电路RSFF1的输出a2变高(H)。当RS触发器电路RSFF1的输出a2变为H时,与非门1014的输出d2变为L,并且致动自保持机械继电器MC2的置位线圈。
当自保持机械继电器MC2的置位线圈被致动时,触点2b开始分离并从L切换到H。此时,通过电阻器R4开始对电容器C3充电,但RS触发器电路RSFF1的输出a2和自保持机械继电器MC2的触点2a的状态均为H,因此与门1006的输出变为H。当与门1006的输出变为H时,通过二极管D12添加电阻器R8,并且与电阻器R3形成并联电路。因此,作为电阻器R3与电容器C3的乘积的时间常数变小。由于作为电阻器R3与电容器C3的乘积的时间常数变小,所以自保持机械继电器MC2的触点2b的电压升高变得更快。
然后,自保持机械继电器MC2的触点2a变为L,但是当触点2a变为L时,发生抖动。然而,由触点2a中的该抖动引起的电压变化被由电容器C4和电阻器R4形成的充电/放电电路抑制。然后,与非门1014的输出d2变为H,自保持机械继电器MC2的置位线圈停止驱动,并且RS触发器电路RSFF3的输出e2从L切换到H。
当RS触发器电路RSFF3的输出e2变为H时,RS触发器电路RSFF1的输出a2也变为H,因此与门1001的输出a1变为H,并且自保持机械继电器MC1的触点1a变为H,并且因此,致动自保持机械继电器MC1的置位线圈。
当自保持机械继电器MC1的置位线圈被致动时,自保持机械继电器MC1的触点1b开始分离并变为H,并且开始从电阻器R1到电容器C1的充电。然而,由于与门1001的输出a1和自保持机械继电器MC1的触点1a的状态均为H,所以与门1004的输出变为H。当与门1004的输出变为H时,通过二极管D10添加电阻器R6,并且与电阻器R1形成并联电路。因此,作为电阻器R1与电容器C1的乘积的时间常数变小。由于作为电阻器R1与电容器C1的乘积的时间常数变小,所以自保持机械继电器MC1的触点1b中的电压上升变得更快。
然后,自保持机械继电器MC1的触点1a变为L,当触点1a变为L时,发生抖动,并且由该抖动引起的电压变化被由电容器C2和电阻器R2形成的充电/放电电路抑制。然后,与非门1012的输出d1变为H,自保持机械继电器MC1的置位线圈停止驱动,并且自保持机械继电器MC1的触点1a变为L,因此,RS触发器电路RSFF2的输出e1从H切换到L。
当RS触发器电路RSFF2的输出e1从H切换到L时,RS触发器电路RSFF1的输出b1保持为L,并且经由与门1003连接的二极管D9关断。当二极管D9关断时,电阻器R5不起作用,并且自保持机械继电器MC1的抖动被基于电容器C1和电阻器R1的乘积的时间常数抑制。这完成了该系列接通序列。
当开关SW1从接通切换到关断时,RS触发器电路RSFF1的输出b1变为H。由于自保持机械继电器MC1的触点1b为H,所以与门1011的输出c1变为L,并且自保持机械继电器MC1的复位线圈被致动。当自保持机械继电器MC1的复位线圈被致动时,触点1a开始分离并变为L。然后,当触点1b短路并变为L时,与非门1011的输出c1变为H。当与非门1011的输出c1变为H时,自保持机械继电器MC1的复位线圈停止驱动,并且RS触发器电路RSFF2的输出e1从L切换到H。
在RS触发器电路RSFF2的输出e1变为H的时间点,RS触发器电路RSFF1的输出b1已经是H,因此与门1002的输出b2变为H。由于自动保持机械继电器MC2的触点2b在与门1002的输出b2变为H的点处已经为H,所以与非门1013的输出c2变为L,并且自保持机械继电器MC2的复位线圈被致动。
当自保持机械继电器MC2的复位线圈被致动时,自保持机械继电器MC2的触点2a开始分离并变为H,并且然后触点2b变为L,因此与非门1013的输出c2变为H,自保持机械继电器MC2的复位线圈停止驱动,并且RS触发器电路RSFF3的输出e2从L切换到H,从而完成该系列关断序列。此处,抖动抑制电路通过与上述接通序列的情况相似地切换的时间常数,来适当地起作用。
在上述每个序列中,自保持机械继电器MC1的触点1b的电压传输到SSR 1020。在接通序列中,自保持机械继电器MC2接通,SSR 1020接通,并且自保持机械继电器MC1接通。在关断序列中,自保持机械继电器MC1关断,SSR 1020关断,并且自保持机械继电器MC2关断。
因此,在自保持机械继电器MC1的触点1c断开时,自保持机械继电器MC2的触点2c短路,因此没有电流流过。在SSR 1020短路时,自保持机械继电器MC1的触点1c短路,因此即使存在抖动,电路电流也不会受到影响。在关断序列期间,当SSR 1020接通时,自保持机械继电器MC1的触点1c断开,因此触点之间的电压低,并且在断开时将不会产生电弧。另外,SSR 1020关断,并且然后自保持机械继电器MC2的触点2c断开,因此在触点2c不产生电压,并且因此当自保持机械继电器MC2中断时,也将不会产生电弧。
当断开双线电源时,图30所示的开关装置1000通过仅使用一个SSR来抑制电弧并可靠地断开电源,而能够在降低成本的同时可靠地断开电源。
图32是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图32所示的开关装置100的配置示例是图21所示的开关装置100的配置的变形。注意,图32所示的开关装置100以与图22所示的时序图所示的方式类似的方式操作。
图32所示的开关装置100包括SSR 101、机械继电器RY1、二极管D1、D2、D3和D4、电容器C1、C2和C3、以及电阻器R1和R2。图32所示的二极管D2设置用于吸收机械继电器RY1中的浪涌。当电力停止供应给机械继电器RY1时,除了电容器C2和电阻器R1之外,图32所示的开关装置100还经由二极管D4添加电阻器R2,而能够缩短设置在SSR 101中的RC电路的时间常数。二极管D4和电容器C3形成当不再向机械继电器RY1供应电力时存储电力的电路。
因此,即使当电流停止从端子V+流到端子V-并且机械继电器RY1断开与触点1a的连接时,图32所示的开关装置100也能够抑制电弧并且吸收浪涌。此外,图32所示的开关装置100可以通过使端子数为4而通过与通常继电器相同的方式连接,并且因此可以用于代替现有的继电器。
图33是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图33所示的开关装置100的配置示例是图24所示的开关装置100的配置的变形。注意,图33所示的开关装置100以与图25所示的时序图所示的方式类似的方式操作。
图33所示的开关装置100包括SSR 101、开关SW1、二极管D1、D2和D3、齐纳二极管Dz1、电容器C1和C2、电阻器R1、R2和R3以及MOSFET T1。当开关SW1的触点1b分离时,图33所示的二极管D3负责切换设置在SSR 101中的RC电路的时间常数。即,当开关SW1的触点1b分离时,二极管D3通过将电阻器R3添加到电阻器R1和电容器C2的滤波器中来缩短时间常数。二极管D2和电容器C3形成当开关SW1的触点1b分离时供电的电路。
因此,利用图33所示的开关装置100,即使开关SW1断开与触点1a和2a的连接,也可以抑制电弧。另外,图33所示的开关装置100可以通过使端子数为4而通过与通常继电器相同的方式连接,并且因此可以用于代替现有的继电器。
图34是示出根据本公开的实施方式的开关装置100的配置示例的说明性视图。图34所示的开关装置100的配置示例是图27所示的开关装置100的配置的变形。注意,图34所示的开关装置100以与图28所示的时序图所示的方式类似的方式操作。
图34所示的开关装置100包括SSR 101、机械继电器RY1、二极管D1、D2、D3和D4、电容器C1、C2和C3以及电阻器R1和R2。当电力停止供应给机械继电器RY1时,除了电容器C2和电阻器R1之外,图34所示的开关装置100还将电阻器R2添加到电阻器R1和电容器C2的滤波器中,而切换设置在SSR 101中的RC电路的时间常数。即,当电力停止供应给机械继电器RY1时,除了电容器C2和电阻器R1之外,图34所示的开关装置100还将电阻器R2添加到电阻器R1和电容器C2的滤波器中,而缩短RC电路的时间常数。二极管D2和电容器C3形成当开关SW1的触点1b分离时供电的电路。二极管D4和电容器C3形成当不再向机械继电器RY1供电时存储电力的电路。
因此,即使当电流停止从端子V+流到端子V-并且机械继电器RY1断开与触点1a和2a的连接时,图34所示的开关装置100也能够抑制电弧并且吸收浪涌。另外,图34所示的开关装置100可以通过使端子数为4而通过与通常继电器相同的方式连接,并且因此可以用于代替现有的继电器。
此外,在机械继电器RY1被驱动并且触点切换使得机械继电器RY1连接到触点1a和2a之后,图34所示的开关装置100通过仅在机械继电器RY1与触点2a之间的接触而导通电力。此时,即使机械继电器RY1的触点2a已由于氧化膜等而劣化,机械继电器RY1也通过破坏在触点2a处产生的膜的暂时火花显示自清洁效果。
<2.总结>
如上所述,根据本公开的实施方式,提供了当SSR和机械继电器并联连接时,在供应和中断电力之间切换时抑制电弧的开关装置。
例如,根据本公开的实施方式,提供了SSR并联连接到机械继电器的开关装置。根据本公开的实施方式的开关装置通过将SSR并联连接到机械继电器而能够抑制在分离机械继电器的触点时发生的电弧,而不存在机械继电器的触点连接时发生的抖动影响电力的输出。
另外,通过使用触发器电路和电容器等,将SSR并联连接到机械继电器并适当地控制SSR的状态切换的定时,根据本公开的实施方式的开关装置能够抑制在分离机械继电器的触点时发生的电弧,而不需要提供使得操作不稳定的延迟电路等。
另外,根据本公开的实施方式的开关装置也可以像现有的继电器一样以四个端子操作。在启用四个端子操作时,通过抑制切断电力时的电弧而能够利用四个端子进行操作的开关装置可以用于代替现有的继电器。
上面参照附图已经描述了本公开的优选实施方式,而本公开不限于以上示例。本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内发现各种变更和修改,并且应当理解,这些变更和修改将自然地落入本公开的技术范围内。
此外,本说明书中描述的效果仅仅是说明性或示例性的效果,并不是限制性的。即,具有或者代替以上效果,根据本公开的技术可以实现本领域技术人员通过本说明书的描述而清楚的其他效果。
另外,也可以如下配置本技术。
(1)一种开关装置,包括:
半导体继电器,被配置为在供应和中断来自电源的电力之间切换;
机械继电器,被配置为并联连接到半导体继电器以在供应和中断来自电源的电力之间切换,并且机械继电器的一端连接到半导体继电器的控制端子;以及
开关,被配置为在向半导体继电器供应和中断电流之间切换,
其中,在电流流过机械继电器的线圈并且切换触点之后,半导体继电器通过施加到控制端子的高电压而接通,并且在电流停止流过机械继电器的线圈并且切换触点之后,半导体继电器通过施加到控制端子的低电压而关断。
(2)根据(1)所述的开关装置,进一步包括:
第一触发器电路,被配置为控制机械继电器的操作;以及
第二触发器电路,被配置为向半导体继电器的控制端子输出高电压或低电压,
其中,在电流已由于第一触发器电路而停止流过机械继电器的线圈之后,第二触发器电路使到半导体继电器的控制端子的输出反相。
(3)根据(2)所述的开关装置,
其中,第一触发器电路的反相输出被输出到第二触发器电路。
(4)根据(1)到(3)中任一项所述的开关装置,
其中,电源是直流电源。
(5)根据(1)到(4)中任一项所述的开关装置,
其中,机械继电器是自动复位继电器。
(6)根据(1)到(4)中任一项所述的开关装置,
其中,机械继电器是闭锁继电器。
(7)一种开关装置,包括:
第一半导体继电器,被配置为在供应和中断来自第一电源的电力之间切换;
第二半导体继电器,被配置为在供应和中断来自第二电源的电力之间切换;
第一机械继电器,被配置为并联连接到第一半导体继电器以在供应和中断来自第一电源的电力之间切换;
第二机械继电器,被配置为并联连接到第二半导体继电器以在供应和中断来自第二电源的电力之间切换;
第一触发器电路,被配置为控制第一机械继电器和第二机械继电器的操作;以及
第二触发器电路,被配置为向第一半导体继电器的控制端子和第二半导体继电器的控制端子输出高电压或低电压,
其中,在电流已经停止流向第一机械继电器与第二机械继电器中的一个之后,第一触发器电路使电流流向另一个,并且第二触发器电路在电流已经停止流向第一机械继电器与第二机械继电器中的一个之后,使到第一半导体继电器的控制端子和第二半导体继电器的控制端子的输出反相。
(8)根据(7)所述的开关装置,
其中,在第一机械继电器或第二机械继电器关断的情况下,来自相对的断开触点的信号被输入到第一触发器电路。
(9)根据(7)或(8)所述的开关装置,
其中,第二触发器电路将输出反馈到第一触发器电路的输出,并且第一触发器电路接收第二触发器电路的输出并使电流流向第一机械继电器与第二机械继电器中的另一个,其中电流已经停止流动到第一机械继电器与第二机械继电器中的一个。
(10)一种开关装置,包括:
第一半导体继电器,被配置为在供应和中断来自第一交流电源的电力之间切换;
第二半导体继电器,被配置为在供应和中断来自第二交流电源的电力之间切换;
第一机械继电器,被配置为并联连接到第一半导体继电器以在供应和中断来自第一交流电源的电力之间切换;
第二机械继电器,被配置为并联连接到第二半导体继电器以在供应和中断来自第二交流电源的电力之间切换;
第一触发器电路,被配置为控制第一机械继电器和第二机械继电器的操作;
第二触发器电路,被配置为向第一半导体继电器的控制端子和第二半导体继电器的控制端子输出高电压或低电压;
第一触发电路,被配置为使用第一交流电源的输出产生第一触发信号;以及
第二触发电路,被配置为使用第二交流电源的输出产生第二触发信号,
其中,在电流已经停止流动到第一机械继电器与第二机械继电器中的一个之后,第一触发器电路使电流流向另一个,并且
第二触发器电路将输出反馈到第一触发器电路的输出,并且在电流已经停止流动到第一机械继电器与第二机械继电器中的一个且电流流向另一个之后,该第二触发器电路基于第一触发信号或第二触发信号使到第一半导体继电器的控制端子和第二半导体继电器的控制端子的输出反相。
(11)根据(10)所述的开关装置,
其中,第一触发电路和第二触发电路分别在第一交流电源和第二交流电源变为小于或等于预定的第一阈值电压的定时以及在第一交流电源和第二交流电源超过低于第一阈值电压的第二阈值电压的定时,产生第一触发信号和第二触发信号。
(12)根据(11)所述的开关装置,
其中,第一触发电路和第二触发电路还分别在第一交流电源和第二交流电源超过第一阈值电压的定时以及在第一交流电源和第二交流电源变为小于或等于第二阈值电压的定时,产生第三触发信号和第四触发信号,并且
开关装置进一步包括:第一与非门,被配置为将第二触发器电路的输出与第三触发信号的与非输出到第一触发器电路;以及第二与非门,被配置为将第二触发器电路的输出与第四触发信号的与非输出到第一触发器电路。
(13)一种开关装置,包括:
半导体继电器,被配置为在供应和中断来自电源的电力之间切换;
机械继电器,被配置为并联连接到半导体继电器,以在供应和中断来自电源的电力之间切换;以及
电容器,被配置为并联连接到机械继电器并且该电容器的一端连接到半导体继电器的控制端子,
其中,半导体继电器通过在机械继电器从关断切换到接通之前施加到控制端子的高电压而接通,并且半导体继电器通过在机械继电器从接通切换到关断之后施加到控制端子的低电压而关断,并且
电容器在机械继电器接通时存储电力,并且电容器在机械继电器已关断后输出电力以保持半导体继电器接通。
(14)根据(13)所述的开关装置,进一步包括:
触发器电路,被配置为向半导体继电器的控制端子输出高电压或低电压。
(15)根据(13)或(14)所述的开关装置,
其中,机械继电器是自动复位继电器。
(16)根据(13)或(14)所述的开关装置,
其中,机械继电器是手动复位继电器。
(17)根据(13)所述的开关装置,
其中,当机械继电器的关断状态被取消时,通过半导体继电器的通电开始,并且当机械继电器在关断状态被取消之后已经过预定时间段以后切换为接通时,通电切换为仅通过机械继电器通电。
(18)根据(13)到(17)中任一项所述的开关装置,
其中,当机械继电器的状态切换时,设置在半导体继电器上游的RC电路的时间常数改变。
(19)一种开关装置,包括:
半导体继电器,被配置为在供应和中断来自第一电源的电力之间切换;
第一自保持机械继电器,被配置为并联连接到半导体继电器以在供应和中断来自第一电源的电力之间切换,并且第一自保持机械继电器的一端连接到半导体继电器的控制端子;
第二自保持机械继电器,被配置为在供应和中断来自第二电源的电力之间切换;
开关,被配置为控制到第一自保持机械继电器和第二自保持机械继电器的电力的供应和中断;以及
定时调整电路,被配置为设置在开关与第一和第二自保持机械继电器之间,
其中,定时调整电路调整定时以使得在来自第一电源和第二电源的电力供应响应于开关的操作而开始的情况下,第二自保持机械继电器、半导体继电器和第一自保持机械继电器接通,并且在来自第一电源和第二电源的电力供应响应于开关的操作而停止的情况下,第一自保持机械继电器、半导体继电器和第二自保持机械继电器关断。
(20)根据(18)所述的开关装置,
其中,当来自第一电源和第二电源的电力响应于开关的操作而开始或停止时,定时调整电路切换设置在第一自保持机械继电器上游的第一RC电路和设置在第二自保持机械继电器上游的第二RC电路的时间常数。
(21)一种移动体,包括:
根据(1)到(20)中任一项所述的开关装置。
(22)一种供电系统,包括:
电池,被配置为供应直流电力;
驱动单元,被配置为由从电池供应的直流电力驱动;以及
至少一个根据(1)到(20)中任一项所述的开关装置,该开关装置设置在电池与驱动单元之间。
附图标记列表
100:开关装置
111:反相器
112:反相器
121:反相器
122:反相器
131:反相器
132:反相器
133:与门
141:与非门
142:与非门
151:触发信号生成单元
152:触发信号生成单元
153:与非门
154:与非门
RSFF1:RS触发器电路
RSFF2:RS触发器电路
RY1:机械继电器
RY2:机械继电器
SW1:开关。
Claims (21)
1.一种开关装置,包括:
半导体继电器,被配置为在供应和中断来自电源的电力之间切换;
机械继电器,被配置为并联连接到所述半导体继电器以在供应和中断来自所述电源的电力之间切换,并且所述机械继电器的一端连接到所述半导体继电器的控制端子;以及
开关,被配置为在向所述半导体继电器供应和中断电流之间切换,
其中,在电流流过所述机械继电器的线圈并且切换触点之后,所述半导体继电器通过施加到所述控制端子的高电压而接通,并且在电流停止流过所述机械继电器的线圈并且切换触点之后,所述半导体继电器通过施加到所述控制端子的低电压而关断;
并且所述开关装置进一步包括:
第一触发器电路,被配置为控制所述机械继电器的操作;以及
第二触发器电路,被配置为向所述半导体继电器的所述控制端子输出高电压或低电压,
其中,在电流已由于所述第一触发器电路而停止流过所述机械继电器的线圈之后,所述第二触发器电路使到所述半导体继电器的所述控制端子的输出反相。
2.根据权利要求1所述的开关装置,
其中,所述第一触发器电路的反相输出被输出到所述第二触发器电路。
3.根据权利要求1所述的开关装置,
其中,所述电源是直流电源。
4.根据权利要求1所述的开关装置,
其中,所述机械继电器是自动复位继电器。
5.根据权利要求1所述的开关装置,
其中,所述机械继电器是闭锁继电器。
6.一种开关装置,包括:
第一半导体继电器,被配置为在供应和中断来自第一电源的电力之间切换;
第二半导体继电器,被配置为在供应和中断来自第二电源的电力之间切换;
第一机械继电器,被配置为并联连接到所述第一半导体继电器以在供应和中断来自所述第一电源的电力之间切换;
第二机械继电器,被配置为并联连接到所述第二半导体继电器以在供应和中断来自所述第二电源的电力之间切换;
第一触发器电路,被配置为控制所述第一机械继电器和所述第二机械继电器的操作;以及
第二触发器电路,被配置为向所述第一半导体继电器的控制端子和所述第二半导体继电器的控制端子输出高电压或低电压,
其中,在电流已经停止流向所述第一机械继电器与所述第二机械继电器中的一个之后,所述第一触发器电路使电流流向所述第一机械继电器与所述第二机械继电器中的另一个,并且所述第二触发器电路在电流已经停止流向所述第一机械继电器与所述第二机械继电器中的一个之后,使到所述第一半导体继电器的所述控制端子和所述第二半导体继电器的所述控制端子的输出反相。
7.根据权利要求6所述的开关装置,
其中,在所述第一机械继电器或所述第二机械继电器关断的情况下,来自相对的断开触点的信号被输入到所述第一触发器电路。
8.根据权利要求6所述的开关装置,
其中,所述第二触发器电路将输出反馈到所述第一触发器电路的输出,并且所述第一触发器电路接收所述第二触发器电路的输出并使电流流向所述第一机械继电器与所述第二机械继电器中的另一个,其中电流已经停止流动到所述第一机械继电器与所述第二机械继电器中的所述一个。
9.一种开关装置,包括:
第一半导体继电器,被配置为在供应和中断来自第一交流电源的电力之间切换;
第二半导体继电器,被配置为在供应和中断来自第二交流电源的电力之间切换;
第一机械继电器,被配置为并联连接到所述第一半导体继电器以在供应和中断来自所述第一交流电源的电力之间切换;
第二机械继电器,被配置为并联连接到所述第二半导体继电器以在供应和中断来自所述第二交流电源的电力之间切换;
第一触发器电路,被配置为控制所述第一机械继电器和所述第二机械继电器的操作;
第二触发器电路,被配置为向所述第一半导体继电器的控制端子和所述第二半导体继电器的控制端子输出高电压或低电压;
第一触发电路,被配置为使用所述第一交流电源的输出产生第一触发信号;以及
第二触发电路,被配置为使用所述第二交流电源的输出产生第二触发信号,
其中,在电流已经停止流动到所述第一机械继电器与所述第二机械继电器中的一个之后,所述第一触发器电路使电流流向所述第一机械继电器与所述第二机械继电器中的另一个,并且
所述第二触发器电路将输出反馈到所述第一触发器电路的输出,并且在电流已经停止流动到所述第一机械继电器与所述第二机械继电器中的一个且电流流向所述第一机械继电器与所述第二机械继电器中的另一个之后,所述第二触发器电路基于所述第一触发信号或所述第二触发信号使到所述第一半导体继电器的所述控制端子和所述第二半导体继电器的所述控制端子的输出反相。
10.根据权利要求9所述的开关装置,
其中,所述第一触发电路和所述第二触发电路分别在所述第一交流电源和所述第二交流电源变为小于或等于预定的第一阈值电压的定时以及在所述第一交流电源和所述第二交流电源超过低于所述第一阈值电压的第二阈值电压的定时,产生所述第一触发信号和所述第二触发信号。
11.根据权利要求10所述的开关装置,
其中,所述第一触发电路和所述第二触发电路还分别在所述第一交流电源和所述第二交流电源超过所述第一阈值电压的定时以及在所述第一交流电源和所述第二交流电源变为小于或等于所述第二阈值电压的定时,产生第三触发信号和第四触发信号,并且
所述开关装置进一步包括:第一与非门,被配置为将所述第二触发器电路的输出与所述第三触发信号的与非输出到所述第一触发器电路;以及第二与非门,被配置为将所述第二触发器电路的输出与所述第四触发信号的与非输出到所述第一触发器电路。
12.一种开关装置,包括:
半导体继电器,被配置为在供应和中断来自电源的电力之间切换;
机械继电器,被配置为并联连接到所述半导体继电器以在供应和中断来自所述电源的电力之间切换;以及
电容器,被配置为并联连接到所述机械继电器,并且所述电容器的一端连接到所述半导体继电器的控制端子,
其中,所述半导体继电器通过在所述机械继电器从关断切换到接通之前施加到所述控制端子的高电压而接通,并且所述半导体继电器通过在所述机械继电器从接通切换到关断之后施加到所述控制端子的低电压而关断,并且
所述电容器在所述机械继电器接通时存储电力,并且所述电容器在所述机械继电器已关断后输出电力以保持所述半导体继电器接通。
13.根据权利要求12所述的开关装置,进一步包括:
触发器电路,被配置为向所述半导体继电器的所述控制端子输出高电压或低电压。
14.根据权利要求12所述的开关装置,
其中,所述机械继电器是自动复位继电器。
15.根据权利要求12所述的开关装置,
其中,所述机械继电器是手动复位继电器。
16.根据权利要求12所述的开关装置,
其中,当所述机械继电器的关断状态被取消时,通过所述半导体继电器的通电开始,并且当所述机械继电器在所述关断状态被取消之后已经过预定时间段以后切换为接通时,通电切换为仅通过所述机械继电器通电。
17.根据权利要求12所述的开关装置,
其中,当所述机械继电器的状态切换时,设置在所述半导体继电器上游的RC电路的时间常数改变。
18.一种开关装置,包括:
半导体继电器,被配置为在供应和中断来自第一电源的电力之间切换;
第一自保持机械继电器,被配置为并联连接到所述半导体继电器以在供应和中断来自所述第一电源的电力之间切换,并且所述第一自保持机械继电器的一端连接到所述半导体继电器的控制端子;
第二自保持机械继电器,被配置为在供应和中断来自第二电源的电力之间切换;
开关,被配置为控制到所述第一自保持机械继电器和所述第二自保持机械继电器的电力的供应和中断;以及
定时调整电路,被配置为设置在所述开关与所述第一自保持机械继电器和所述第二自保持机械继电器之间,
其中,所述定时调整电路调整定时以使得在来自所述第一电源和所述第二电源的电力供应响应于所述开关的操作而开始的情况下,所述第二自保持机械继电器、所述半导体继电器和所述第一自保持机械继电器接通,并且在来自所述第一电源和所述第二电源的电力供应响应于所述开关的操作而停止的情况下,所述第一自保持机械继电器、所述半导体继电器和所述第二自保持机械继电器关断。
19.根据权利要求18所述的开关装置,
其中,当来自所述第一电源和所述第二电源的电力供应响应于所述开关的操作而开始或停止时,所述定时调整电路切换设置在所述第一自保持机械继电器上游的第一RC电路的时间常数和设置在所述第二自保持机械继电器上游的第二RC电路的时间常数。
20.一种移动体,包括:
根据权利要求1所述的开关装置。
21.一种供电系统,包括:
电池,被配置为供应直流电力;
驱动单元,被配置为由从所述电池供应的直流电力驱动;以及
至少一个根据权利要求1所述的开关装置,所述开关装置设置在所述电池与所述驱动单元之间。
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