CN1212511A - 电子开关 - Google Patents

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Abstract

一种含有一个输入端(B1)、一个输出端(B2)的电子开关,包括在上述两端之间的电子开关单元(13),它由从其正极(15)延伸到其触发端(16)之间的控制电路控制,该控制电路由用户可以直接或间接动作的执行机构(17)来控制,一个限流电阻器(18)与控制电路(14)串联,根据本发明,限流电阻器(18)的阻值小于电子开关单元(13)的触发电压值(dV)除以电子开关单元(13)触发所需的最小触发电流值所得的值,例如其阻值最大约为40欧姆。这种开关用于控制负载,而不会产生扰乱电网的寄生谐波。

Description

电子开关
本发明涉及一种电子开关，它由输入端、输出端、电子开关单元组成，通过其输入、输出端可以插入到受控负载的电源电路中，在输入、输出之间的电子开关单元，如三端双向可控硅开关，由用户可直接或间接动作的执行机构控制的控制电路控制。
目前，控制电路通常由直接置于相应电源电路的火线与零线之间的电源供电，这就要用相当多的附加线。实际上，大多数使用的都是这种情况。
尽管在制作从电子开关的正极到触发端之间的控制回路时考虑到尽量避免附加线，以及电流过零点时电子开关单元的自动触发的进一步的改善。
但是这种控制电路仍然不可避免地需要串联限流电阻器，其阻值必须适宜得到所需的触发，并且由此常称之为触发电阻器。目前的解决办法是限流电阻器的阻值必须相当高，实际中大约为100欧姆。
限流电阻器与在电子开关的触发端和正极之间不可避免地存在的内部电容一起构成滤波器。
正如电流与电压之间产生的移相一样，这是不可避免的。
如果限流电阻器的值很高，则当电流通过零点时对应于相当高的电压，这种移相角，即导通角也就足够高，这样就产生触发。
这就导致在电源电路中产生人们不希望的成为相应的电网中的问题的寄生谐波。
为了避免它，这个问题在该领域中必须符合标准要求，目前通用的方法是在电源电路中插入一个平滑线圈。
然而，除了其自身不可忽视的费用及安装费以外，平滑线圈还存在散热过高的严重缺陷。
当用在有限空间里时，例如用在嵌入盒内，对于目的在于保持温度在有限范围内的电子开关单元，这种散热将大大降低其遮断容量。
遮断容量通常降低一半。
另一种已知解决办法本质上是用一个电容器代替限流电阻器。
其缺点是在电流与电压之间引入90度的移相。
本发明总的目的在于消除这些缺陷。
它是基于以往未明确阐明的观测的基础之上的，在没有折衷动作的情况下，选择限流电阻器的值以使导通角只产生可以接受的寄生谐波，观测证明是可行的。
更确切地说，本发明的目的在于提供一种电子开关，它由输入、输出端及电子开关单元组成。该电子开关单元在输入、输出端之间，并受控于处于开关正极和触发器之间由用户直接或间接地动作执行机构来控制的控制电路。它还有一个与控制电路串联的限流电阻器，其阻值小于电子开关的触发电压值除以电子开关触发所需的最小触发电流所得的值。
例如，限流电阻器的阻值最多大约为40欧姆。
通过较小的限流阻值，导通角本身就有一个有限值，实际上大约至多为十分之几度。
结果，当电流通过零点时，电压值比这个电压的最大振幅的十分之一还要小得多，至多为大约几伏特，以使相应的寄生谐波保持在可接受的范围内，而不会在电源电路中产生问题，这就是要达到的理想效果。
本发明的电子开关还有其它一些优点。
首先，只用最少量的元件就能很好地安装它。
通过触敏开关可以很好的控制它，因此有行程范围小、噪音低的优点。
完全在火线输入与输出之间而没有涉及到零线的动作，使得本发明的电子开关可以被遥控。
它还可以低费用的断开大功率电气负载，不论其为发荧光的还是白炽的，并且在触点外形尺寸以内，不会产生电弧而导致任何电触点的严重损坏，甚至是在嵌入盒中也达到了该领域中散热的应用标准。
如果必要的话，通过用一个正温度系数电阻器作为限流电阻器也能提供热保护。
根据该发明的改进，本发明的电子开关为一种双路开关电路结构。
为此，它包含两个并列的其中每个都与独立的输出端相连的电子开关单元，具有一个公用的限流电阻器的控制电路和一个公用的执行机构。执行机构为适用于交替地关闭任一控制电路的一个换向装置。
下面通过结合附图的实施例的描述，将展现本发明的特点和优点。
图1是本发明中电子开关的示意图。
图2是说明其运行的曲线。
图3是使用本发明的双路电子开关的双路开关电路图。
如图1所示，本发明的开关10包括，如所能见到的，一个输入端B1和一个输出端B2，开关可以通过它们插到为受控负载12供电的电源电路11中，和输入、输出端之间由控制电路14控制的电子开关单元13。控制电路14从电子开关单元的正极15延伸到其触发端16，并由用户可以直接或间接动作的执行机构17来控制。一个限流电阻器18串联在控制电路14中。
在图2中，按照一般方式，时间t为横轴，通过电子开关单元13两端的电压V和通过其中的电流I为纵轴。
dV表示电子开关单元13触发时的电压，即当电流I过零点时的电压值V。
根据本发明，限流电阻器18的阻值R小于电子开关单元13触发时的电压值dV除以电子开关单元13触发所需的最小触发电流值IGT所得的值。
即R=dV/IGT
限流电阻器18的阻值R最好至多为大约40欧姆。
由此就有可能得到至多为1V的电压和大约25mA的触发电流。
在所示的实施例中电子开关单元13是一个三端双向可控硅开关。
执行机构17则可以是一个微动开关或者是触敏开关。在任一种情况下用户都可以直接地动作。
在另一变型中，它可以是任何一种间接控制的开关，例如遥控。
需要的话，限流电阻器18可以是一个正温度系数的电阻器，当该系统所在单元温度过高时，通过开关触发电流的饱和来关断电子开关装置13。
如图3所示，本发明的双路开关电路20包含一顺一倒的两个电子开关10′。
对于一个电子开关10′，输入端B1和以前一样，在负载12的相对侧，而对于另一个电子开关10′，输入端B1与负载12在同一侧。
为形成这种双路开关电路20，本发明电子开关10′有两个并列的其中每个分别与独立的输出端B2,B’2相连的电子开关单元13和13′，和具有一个公用的限流电阻器18和一个公用的电流执行机构17的控制电路14,14′。执行机构17为适合来交替地关断控制电路14和14′的一个换向装置。
例如所示，执行机构17的中央接点21与限流电阻器18相连。其侧向接点22,22′则与电子开关单元13,13′的触发端16,16′相接。
两个电子开关10′中的两个输出端B2通过导线24连起来，同时，它们的两个输出端B’2由导线24′相连。
在实际中，导线24,24′属于相应的电气设备部分。
每个电子开关10′中的电子开关单元13和13′可以交替地开关。
当两个电子开关10′中的相同电子开关单元13或13′同时导通时，则该系统导通，否则该系统关断。
在任一种情况下，通过动作其中一个执行机构17可以改变该系统的状态，从而实现给负载12的供电或断电。
每次动作执行机构17，其相应的电子开关10′的电子开关单元13和13′都会改变状态。
例如，在图3中所示出的状态，对于每一个电子开关10′，电子开关单元13导通，而13′关闭，并给负载12供电。
如果，从这种状态起动，动作电子开关10′的其中一个执行机构17，则该电子开关10′的电子开关单元13关断，从而切断向负载12供电。
如果再动作另一电子开关的执行机构17，则两个电子开关10′的电子开关单元13′同时打开，因此再次给负载12供电，其时另一个电子开关10′的电子开关单元13被关断。
从该系统与前一状态相反的新状态开始，只要动作任一电子开关10′的执行机构17，就会发生与上述相同的运行过程。
当然，本发明并不仅仅局限于所述和所示的实施例，还可包括其它变型。

Claims (4)

1．一种含有一个输入端(B1)、一个输出端(B2)的电子开关，包括在上述两端之间的电子开关单元(13)，该电子开关单元(13)由从其正极(15)延伸到其触发端(16)之间的控制电路(14)控制，该控制电路由用户可以直接或间接动作的执行机构(17)来控制，一个限流电阻器(18)与控制电路(14)串联，其特征在于限流电阻器(18)的阻值(R)小于电子开关单元(13)的触发电压值(dV)除以电子开关单元(13)触发所需的最小触发电流值(IGT)所得的值。
2．根据权利要求1所述的电子开关，其特征在于限流电阻器(18)的阻值(R)最大约为40欧姆。
3．根据权利要求1或2所述的电子开关，其特征在于电子开关单元(13)是一个三端双向可控硅开关。
4．根据权利要求1至3中任一项所述的电子开关，其特征在于，为了构成一个双路开关电路，它包含两个并列的电子开关单元(13,13′)，其中每一个分别与不同的输出端(B2,B’2)相连，控制电路(14,14′)具有公用的限流电阻器(18)和执行机构(17)，该执行机构(17)为一个适宜于交替关断两个控制回路(14,14′)的换向装置。
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