一种开关元件保护电路、保护方法及保护装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种开关元件保护电路、方法及装置，其中电路包括：开关元件以及灭弧电路，其中，所述灭弧电路并联于所述开关元件的两端，用于在检测到所述开关元件产生电弧的情况下，使所述开关元件两端短路，以达到快速、主动灭弧的作用，保护开关元件。开关元件保护方法为通过处理器多次检测控制开关元件断开的断开信号的发出时间与开关元件产生的电弧信号持续时长之间的关系，确定断开信号的最佳发送时刻以使电弧信号的持续时间小于预设时长，达到控制开关元件断开时间以保护开关元件的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种开关元件保护电路、保护方法及保护装置
本专利技术涉及电子电路
，尤其涉及一种开关元件保护电路、保护方法以及保护装置。
技术介绍
继电器和接触器等电气开关在没有连接负载的情况下，可以进行上千万次开关操作，然而在带电并连接感性负载的条件下，其开关次数将减小到几百万次甚至几十万次，使用寿命会严重缩短。究其原因主要是继电器或者接触器的触点在开关时，两个触点之间会产生电弧从而对触点表面造成严重的损坏，导致触点粘连、触点材料融化后永久开路等。因此，研究快速有效的灭弧方法对于提高继电器和接触器等电气开关的使用寿命至关重要。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种开关元件保护电路及保护方法，可以在电路中开关元件断开时，降低开关元件产生的电弧的持续时间。第一方面，本专利技术实施例提供了一种开关元件保护电路，该电路包括：开关元件以及灭弧电路，其中，所述灭弧电路并联于所述开关元件的两端，用于在检测到所述开关元件产生电弧的情况下，使所述开关元件两端短路。可选地，所述灭弧电路包括：电弧检测子电路、光驱动双向可控硅子电路、功率双向可控硅子电路，其中，所述电弧检测子电路与所述光驱动双向可控硅子电路连接，所述光驱动双向可控硅子电路与所述功率双向可控硅子电路连接，所述功率双向可控硅子电路与所述开关元件连接；所述电弧检测子电路用于在所述开关元件两端产生电弧的情况向所述光驱动双向可控硅子电路发送第一电信号；所述光驱动双向可控硅子电路用于在所述第一电信号的作用下产生第二电信号；所述功率双向可控硅子电路用于在所述第二电信号的触发下使所述开关元件两端短路。可选地，所述电弧检测子电路包括光敏三极管和第一电阻，其中，所述光敏三极管的集电极接入所述直流电源，所述光敏三极管的发射极与所述第一电阻的第一端连接；所述第一电阻的第二端连接所述光驱动双向可控硅子电路；所述光敏三极管用于在所述负载子电路中开关元件断开产生电弧的情况下导通；所述第一电阻用于在所述光敏三级管导通时，限制所述电弧检测子电路中的电流。可选地，所述光驱动双向可控硅子电路包括发光二极管和光驱动双向可控硅，其中，所述发光二极管的正极与所述第一电阻的第二端连接，负极接地，所述光驱动双向可控硅的第一极和第二极与所述功率双向可控硅子电路连接；所述发光二极管用于在所述第一电信号的作用下发光，所述光驱动双向可控硅用于在接收到所述发光二极管发出的光线时产生光电流。可选地，所述功率双向可控硅子电路包括功率双向可控硅、第二电阻、第一电容以及第三电阻，其中，所述功率双向可控硅的第一极与所述开关元件的第一端连接，第二极与所述开关元件的第二端连接，门极与所述光驱动双向可控硅的第一端连接；所述第二电阻的第一端与所述功率双向可控硅的第二极连接，第二端与所述光驱动双向可控硅的第二端连接；所述第一电容第一端与所述第二电阻的第二端连接，第二端与所述功率双向可控硅的第一极连接；所述第三电阻的第一端与所述功率双向可控硅的门极连接，第二端与所述功率双向可控硅的第一极连接；所述功率双向可控硅用于在所述光电流的触发下导通，使所述开关元件的两端短路。第二方面，本专利技术实施例提供一种灭弧装置，该装置包括用于执行上述第一方面功能的电路。第三方面，本专利技术实施例提供一种开关元件保护方法，该方法包括：在当前时刻发送断开信号，所述断开信号用于指示电路中的开关元件断开；检测电弧信号的持续时长，其中，所述电弧信号为所述开关元件断开时电弧产生的信号；若所述电弧信号的持续时长大于预设时长，则根据所述电弧信号的持续时长，调整断开信号的下一次发送时刻，将下一次发送时刻作为新的当前时刻，重复上述步骤，直至电弧信号的持续时长小于预设时长；或者，若所述电弧信号的持续时长小于或者等于预设时长，则记录所述当前时刻在交流电压一个周期中对应的时间点；在需要断开开关元件时，在当前时刻在所述交流电压一个周期中对应的时间点处发送断开信号。可选地，所述根据所述电弧信号的持续时长，调整断开信号的下一次发送时刻，包括：在所述电弧信号的持续时长小于或者等于预设持续时长的情况下，根据所述当前时刻、所述电弧信号的持续时长以及第一系数调整断开信号的下一次发送时刻；或者，在所述电弧信号的持续时长大于预设持续时长的情况下，根据所述当前时刻、所述电弧信号的持续时长以及第二系数调整断开信号的下一次发送时刻。可选地，在所述电弧信号的持续时长小于或者等于预设持续时长的情况下，根据当前时刻、电弧信号的持续时长以及第一系数调整断开信号的下一次发送时刻，具体包括：在所述电弧信号的持续时长小于或者等于四分之一的交流电压周期的情况下，调整断开信号的下一次发送时刻至tn+1时刻，其中，tn+1＝tn+aTn，tn为当前时刻，Tn为所述电弧信号的持续时长，a为小于1的正数；在所述电弧信号的持续时长大于预设持续时长的情况下，根据当前时刻、电弧信号的持续时长以及第二系数调整断开信号的下一次发送时刻，具体包括：在所述电弧信号的持续时长大于四分之一的交流电压周期的情况下，调整断开信号的下一次发送时刻至tn+1时刻，其中，tn+1＝tn+bTn，b为小于1的正数，b>a。第四方面，本专利技术实施例提供一种开关元件保护装置，该装置包括用于执行上述第三方面的方法的单元。本专利技术实施例通过在电路中安装灭弧电路，可以在检测到开关元件产生电弧的情况下使灭弧电路导通，从而使开关元件两端短路，达到主动灭弧的左右。具体地，灭弧电路中的光敏三极管检测到电弧产生的弧光从而导通，进而使发光二极管发光，光驱动双向可控硅在接收到发光二极管发出的光的作用下产生光电流，光电流通过导线流入功率双向可控硅电路中的功率双向可控硅的门极，触发功率双向可控硅导通，使开关元件的两端短路，从而使负载元件中的能量通过功率双向可控硅回路释放，达到快速灭弧的作用。另一方面，本专利技术提供的开关元件保护方法通过处理器多次检测控制开关元件断开的断开信号的发出时间与开关元件产生的电弧信号持续时长之间的关系，确定断开信号的最佳发送时刻以使电弧信号的持续时间小于预设时长，达到控制开关元件断开时间以保护开关元件的目的。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术第一实施例提供的一种开关保护电路的结构示意图；图2是本专利技术第二实施例提供的一种灭弧电路的结构图；图3是本专利技术第三实施例提供的一种灭弧电路的连接示意图；图4是本专利技术第四实施例提供的一种开关元件保护方法的流程示意图；图5是本专利技术第四实施例提供的开关元件断开信号和电弧信号的示意图；图6是本专利技术第四实施例提供的断开信号调整前后电弧信号的对比示意图；图7是本专利技术第五实施例提供的一种开关元件保护装置的结构示意图；图8是本专利技术第六实施例提供的另一种开关元件保护装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关元件保护电路，其特征在于，包括：开关元件以及灭弧电路，其中，所述灭弧电路并联于所述开关元件的两端，用于在检测到所述开关元件产生电弧的情况下，使所述开关元件两端短路。

【技术特征摘要】
1.一种开关元件保护电路，其特征在于，包括：开关元件以及灭弧电路，其中，所述灭弧电路并联于所述开关元件的两端，用于在检测到所述开关元件产生电弧的情况下，使所述开关元件两端短路。2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述灭弧电路包括：电弧检测子电路、光驱动双向可控硅子电路、功率双向可控硅子电路，其中，所述电弧检测子电路与所述光驱动双向可控硅子电路连接，所述光驱动双向可控硅子电路与所述功率双向可控硅子电路连接，所述功率双向可控硅子电路与所述开关元件连接；所述电弧检测子电路用于在所述开关元件两端产生电弧的情况下向所述光驱动双向可控硅子电路发送第一电信号；所述光驱动双向可控硅子电路用于在所述第一电信号的作用下产生第二电信号；所述功率双向可控硅子电路用于在所述第二电信号的触发下使所述开关元件两端短路。3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述电弧检测子电路包括光敏三极管和第一电阻，其中，所述光敏三极管的集电极接入直流电源，所述光敏三极管的发射极与所述第一电阻的第一端连接；所述第一电阻的第二端连接所述光驱动双向可控硅子电路；所述光敏三极管用于在所述开关元件断开产生电弧的情况下导通，使所述直流电源与所述光驱动双向可控硅子电路连接；所述第一电阻用于在所述光敏三级管导通时，限制所述电弧检测子电路中的电流。4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述光驱动双向可控硅子电路包括发光二极管和光驱动双向可控硅，其中，所述发光二极管的正极与所述第一电阻的第二端连接，负极接地，所述光驱动双向可控硅的第一极和第二极与所述功率双向可控硅子电路连接；所述发光二极管用于在所述第一电信号的作用下发光，所述光驱动双向可控硅用于在接收到所述发光二极管发出的光线时产生第二电信号。5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述功率双向可控硅子电路包括功率双向可控硅、第二电阻、第一电容以及第三电阻，其中，所述功率双向可控硅的第一极与所述开关元件的第一端连接，第二极与所述开关元件的第二端连接，门极与所述光驱动双向可控硅的第一端连接；所述第二电阻的第一端与所述功率双向可控硅的第二极连接，第二端与所述光驱动双向可控硅的第二端连接；所述第一电容第一端与所述第二电阻的第二端连接，第二端与所述功率双向可控硅的第一极连接；所述第三电阻的第一端与所述功率双向可控硅的门...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴训江，
申请(专利权)人：加码技术有限公司，茂硕电源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44