一种开关消弧电路及其控制方法技术

一种开关消弧电路，包括有主触头，主触头的第一电极端和第二电极端之间并联辅助电路，其特征在于：辅助电路包括辅触头；限流电阻以及包括有第一电压端、第二电压端和控制端的三端可控电路；第一电压端和第一电极端相连，第二电压端和第二电极端相连，控制端和辅触头第一端相连，辅触头第二端经限流电阻和第一电压端相连，当第一电压端和第二电压端加正向电压，且控制端接收触发信号时，可控电路导通；当第一电压端和第二电压端加负向电压，且控制端收触发信号时，可控电路导通；当第一电压端和第二电压端之间加正向或负向电压，而控制端无触发信号时，可控电路截止。与现有技术相比，本发明专利技术采用一带控制端的三端可控电路，在辅触头闭合的同时接收触发信号而导通，使得工作电流从可控电路流过，破坏了主触头的起弧条件，有效消除主触头闭合时的电弧；电路结构简单、安装使用方便、消弧效果好，有利于普遍推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种防止开关电器在闭合或断开时拉弧的开关消弧电路及其控制方法。
技术介绍
负荷开关、插座、分断器、交流接触器、继电器等是常用的开关电器，这类开关电 器多采用机械触点的接触与断开来实现工作电路的导通或分断。但是，上述开关电器的 机械触点在闭合和分离的瞬间由于触点间距离很小而电场强度很大，这时便会产生拉弧 (放电)现象，频繁拉弧会烧毁开关触头，进而影响开关使用寿命，也降低了电路的可 靠性，因此，如何有效熄灭电弧是开关电器在实际应用中需要亟待解决的一个问题。为了消除开关电器的拉弧现象，现有技术中广泛采用真空灭弧室或SF6灭弧装置来 消除电弧，尤其是高压大电流领域，这种灭弧装置虽然克服了打火、拉弧现象，能够达 到较好的灭弧效果，但其本身结构复杂，制造成本较高，维修困难，而且开关电器的载 流量和使用寿命受到灭弧能力的限制，不利于普遍推广使用。另一种较为常见的消除拉弧现象的方法是在主开关两端并联一个等效电阻分流电 路来实现消弧的目的，如申请号为200810034835.3的中国专利技术专利《基于可变电容的无 弧分断电路及其方法》就公开了一种基于可变电容的无弧分断电路及其方法，包括开关 电器的主触头、辅助触点、可变电容、限流电阻，辅助触点、可变电容和限流电阻串联 在一起形成辅助通道，辅助通道与主触头并联。在上述专利中，采用了由辅助触点、可 变电容和限流电阻串连形成的辅助电路来消除主触头在断开时的电弧，利用可变电容的 充电特性来转移电弧能量，使得主触头在最小起弧电压下断开。但是，由于电容本身除了充电特性之外，同时具有放电的功能，上述专利中的电容 对充放电时间的设计要求较高，若在主触头还未完全断开之前己经饱和，则此时电容就 会释放电荷，于是，会有部分电能又转移到主触头回路上，当主触头断开时仍会产生电 弧，不能达到较好的灭弧效果，也不利于普遍使用；而且，该专利中的辅助电路只能够 消除主开关在断开时的电弧，当主开关再次闭合时仍然会产生拉弧现象，因此，不能够4同时保证开关在断开和闭合时均能实现消除，灭弧效果不理想，还有待于作进一步的改 进。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种能够保证开关无弧 闭合和无弧分断且灭弧效果更佳的开关消弧电路，该开关消弧电路的电路结构简单，有 利于普遍推广使用。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为该开关消弧电路，包括有可串接在 直流或交流电路中的开关电器主触头，该主触头具有第一电极端和第二电极端，所述主 触头的第一电极端和第二电极端之间还并联有一辅助电路，其特征在于所述的辅助电 路包括有一辅触头，该辅触头与所述主触头为具有先后逻辑控制关系的联动开关； 一限流电阻；以及一三端可控电路，包括有第一电压端、第二电压端和控制端；其中，所述可控电路的第一电压端和所述主触头的第一电极端相连，所述可控电路 的第二电压端和所述主触头的第二电极端相连，所述可控电路的控制端和所述辅触头的 第一端相连，该辅触头的第二端经所述限流电阻和所述可控电路的第一电压端相连，并 且，所述可控电路的第一电压端、第二电压端和控制端之间具有如下的逻辑关系-当所述第一电压端相对于第二电压端加正向电压，且所述控制端同时接收触发信号 时，所述的可控电路导通；当所述第一电压端相对于第二电压端加负向电压，且所述控制端同时接收触发信号 时，所述的可控电路导通；当所述第一电压端和第二电压端之间加正向或负向电压，而所述控制端无触发信号 时，所述的可控电路截止。所述的辅助电路可以仅包括有一个可控电路，也可以包括有两个或者两个以上多级 并联的可控电路，其中，每一所述可控电路的第一电压端和第二电压端分别和所述主触 头的第一电极端和第二电极端相连，并且，每一所述可控电路的控制端共接为一点并和 所述辅触头的第一端相连。简单地，所述的可控电路可以为一双向可控硅，该双向可控硅的阳极和所述主触头 的第一电极端相连，该双向可控硅的阴极和所述主触头的第二电极端相连，该双向可控 硅的控制端和所述辅触头的第一端相连。作为优选，也可以将双向可控硅用两个单向可控硅替代，所述可控电路包括有第一 单向可控硅和第二单向可控硅，其中，所述第一单向可控硅的阳极和所述主触头的第一电极端相连，该第一单向可控硅的阴极和所述主触头的第二电极端相连，该第一单向可 控硅的控制端和所述辅触头的第一端相连；所述第二单向可控硅的阳极和所述主触头的 第二电极端相连，该第二单向可控硅的阴极和所述主触头的第一电极端相连，该第二单 向可控硅的控制端和所述辅触头的第一端相连。作为另一优选，所述可控电路还可以为包括有电容、延时电阻、NPN型三极管、 第一稳压管和第二稳压管，其中，所述三极管的基极一路和所述辅触头的第一端相连， 另一路和所述第一稳压管的阴极相连，所述三极管的发射极和所述主触头的第二电极端 相连，该三极管的集电极一路经依次串接的延时电阻和电容后和所述第一电极端相连， 该三极管的集电极另一路和所述第二稳压管的阴极相连，所述第一稳压管的阳极和第二 稳压管的阳极共接后和所述主触头的第二电极端相连。本专利技术的开关消弧电路中的主触头和辅触头为同步或异步动作的联动开关，该主触 头和辅触头的控制方法如下，包括合闸和分闸过程，其特征在于合闸过程为令所述辅助电路的辅触头先闭合；然后，在延迟时间At后，令所述的主触头闭合，其中，At大于所选主触头的开 关电弧起弧时间； 分闸过程为 令所述主触头先断开；然后，在延迟时间At后，令所述辅触头断开，其中，At大于所选主触头的开关 电弧起弧时间。与现有技术相比，本专利技术的优点在于采用了辅助电路来消除开关电器在断开或闭 合时产生的电弧，该辅助电路同时适用于交流电路和直流电路，无需设置专门的灭弧装 置即可达到灭弧的目的，使得开关电器本身的结构简单，开关电器的载流量不会受到灭 弧装置的限制，提高性能的同时也降低了制造成本；其次，辅助电路中采用了一带控制端的三端可控电路，该可控电路在控制端和辅触 头的第一端相连，可控电路在控制端的作用下实现导通和截止；当辅触头先闭合时，控 制端即接收到触发信号并进而导通该可控电路，可控电路的导通使得直接加在主触头两 端的工作电流从可控电路流过，破坏了主触头的起弧条件，可以有效消除主触头闭合时 的电弧，而当主触头先断开时，由于辅触头仍然闭合，可控电路保持导通，仍然破坏主 触头的起弧条件，同样可消除主触头在断开时的电弧，而且，可控电路自由在辅触头闭 合时才导通，保证了电路工作的可靠性；另外，在本专利技术中，由于辅触头的其中一端是和可控电路的控制端相连的，辅触头 的两端并没有直接加工作电压，在有效地消除主触头在开闸和合闸时的拉弧现象的前提 下，当辅触头闭合或断开时，该辅触头也不会产生拉弧现象，因此，能够同时保证主触头和辅触头的使用寿命，提高了产品性能，而且，本专利技术的消弧电路结构简单、安装使 用方便、消弧效果好，有利于普遍推广使。附图说明图1为本专利技术的电路原理框图之一； 图2为本专利技术的电路原理框图之二； 图3为本专利技术实施例一的电路结构图； 图4为本专利技术实施例二的电路结构图； 图5为本专利技术实施例三的电路结构图； 图6为本专利技术实施例四的电路结构具体实施例方式以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。如图l、图2所示，为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关消弧电路，包括有可串接在直流或交流电路中的开关电器主触头（Ｋ１），该主触头（Ｋ１）具有第一电极端（Ｐ１）和第二电极端（Ｐ２），所述主触头（Ｋ１）的第一电极端（Ｐ１）和第二电极端（Ｐ２）之间还并联有一辅助电路（Ｂ），其特征在于：所述的辅助电路（Ｂ）包括有　一辅触头（Ｋ２），该辅触头与所述主触头为具有先后逻辑控制关系的联动开关；　一限流电阻（Ｒ１）；以及　一三端可控电路（Ａ１），包括有第一电压端（ｔ１１）、第二电压端（ｔ１２）和控制端（ｃｔｒ１）；　 　其中，所述可控电路的第一电压端（ｔ１１）和所述主触头（Ｋ１）的第一电极端（Ｐ１）相连，所述可控电路的第二电压端（ｔ１２）和所述主触头（Ｋ１）的第二电极端（Ｐ２）相连，所述可控电路的控制端（ｃｔｒ１）和所述辅触头（Ｋ２）的第一端（ａ）相连，该辅触头（Ｋ２）的第二端（ｂ）经所述限流电阻（Ｒ１）和所述可控电路的第一电压端（ｔ１１）相连，并且，所述可控电路的第一电压端（ｔ１１）、第二电压端（ｔ１２）和控制端（ｃｔｒ１）之间具有如下的逻辑关系：　当所述第一电压端（ｔ１１）相对于 第二电压端（ｔ１２）加正向电压，且所述控制端（ｃｔｒ１）同时接收触发信号时，所述的可控电路导通；　当所述第一电压端（ｔ１１）相对于第二电压端（ｔ１２）加负向电压，且所述控制端（ｃｔｒ１）同时接收触发信号时，所述的可控电路导通；　 当所述第一电压端（ｔ１１）和第二电压端（ｔ１２）之间加正向或负向电压，而所述控制端（ｃｔｒ１）无触发信号时，所述的可控电路截止。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：沈永年，顾诚，
申请(专利权)人：沈永年，顾诚，
类型：发明
国别省市：97[中国|宁波]