本發(fā)明電子滅弧反饋裝置及滅弧裝置屬于電學(xué)領(lǐng)域,特別是一種適合應(yīng)用于接觸器、繼電器、斷路器及其它機(jī)械開關(guān)的電子滅弧裝置中使用的電子滅弧反饋裝置及一種功率器件導(dǎo)通時(shí)間短的滅弧裝置。

背景技術(shù)：

目前在電氣控制系統(tǒng)中,廣泛使用接觸器、繼電器等機(jī)械開關(guān)對(duì)負(fù)載進(jìn)行接通分?jǐn)嗫刂?，但由于普通滅弧用途的滅弧柵，需要電弧拉長(zhǎng)到一定長(zhǎng)度，才能起作用，存在滅弧效果差、分?jǐn)嘭?fù)載時(shí)電弧大、導(dǎo)致觸點(diǎn)容易燒損的缺點(diǎn)。

為此,出現(xiàn)了用于機(jī)械開關(guān)滅弧的電子滅弧裝置，如專利號(hào)為CN01201907.0，名稱為“電子滅弧器”；專利號(hào)為CN200910306608.6，名稱為“基于光耦的混合式交流接觸器無(wú)源開關(guān)驅(qū)動(dòng)控制器”，兩個(gè)專利所揭示的，采用晶閘管（功率器件）與接觸器機(jī)械開關(guān)并聯(lián)的方式，供電電源與接觸器的控制線圈連接，接觸器機(jī)械開關(guān)分?jǐn)嗲?提供一個(gè)控制晶閘管導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在接觸器的控制線圈失電，機(jī)械開關(guān)分離時(shí)，晶閘管導(dǎo)通，通過(guò)供電電路的濾波電容放電延時(shí)，延時(shí)關(guān)斷晶閘管導(dǎo)通的驅(qū)動(dòng)信號(hào), 晶閘管截止，完成無(wú)電弧分?jǐn)噙^(guò)程。

由于從接觸器的控制線圈失電到機(jī)械開關(guān)分?jǐn)?，有一段不確定延時(shí)時(shí)間，為確保機(jī)械開關(guān)分?jǐn)嘀缶чl管才關(guān)斷以保證可靠滅弧，晶閘管需要較長(zhǎng)導(dǎo)通時(shí)間（一般在幾十毫秒以上），這種采用機(jī)械開關(guān)分?jǐn)嗪笱訒r(shí)關(guān)閉控制信號(hào)的控制方式滅弧，勢(shì)必會(huì)增加晶閘管不必要多余的導(dǎo)通工作時(shí)間，晶閘管的導(dǎo)通工作時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致整個(gè)滅弧裝置的過(guò)載能力差、可靠性低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有電子滅弧裝置的不足之處而提供一種能方便在電子滅弧裝置中使用、電路簡(jiǎn)單、性價(jià)比高的電子滅弧反饋裝置，及提供一種具有功率器件導(dǎo)通時(shí)間短、過(guò)載力強(qiáng)的滅弧裝置。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)達(dá)到的：

一種電子滅弧反饋裝置，其包括一電壓檢測(cè)開關(guān)、第一光電耦合器、一整流器件、一電容，所述電壓檢測(cè)開關(guān)與用于滅弧的功率器件連接，檢測(cè)所需滅弧的機(jī)械開關(guān)斷開，工作電源通過(guò)所述整流器件為電容充電，電容通過(guò)第一光電耦合器的控制端、電壓檢測(cè)開關(guān)形成放電回路，第一光電耦合器輸出檢測(cè)信號(hào)，電壓檢測(cè)開關(guān)為半控型開關(guān)或閾值小于功率器件通態(tài)電壓的全控型開關(guān)。

一種電子滅弧反饋裝置，電壓檢測(cè)開關(guān)在檢測(cè)到功率器件的兩端存在電位差時(shí)導(dǎo)通。

一種電子滅弧反饋裝置，還包括第一限流元件、一穩(wěn)壓器件，第一限流元件與整流器件串聯(lián)，穩(wěn)壓器件與電容并聯(lián)或穩(wěn)壓器件通過(guò)整流器件與電容并聯(lián)。

一種電子滅弧反饋裝置，第一限流元件為一電阻，整流器件為一二極管，穩(wěn)壓器件為一穩(wěn)壓二極管。

一種電子滅弧反饋裝置，工作電源由中性線或相對(duì)于功率器件的另一相線提供。

一種電子滅弧反饋裝置，工作電源由一變壓器輸出繞組提供。

一種電子滅弧反饋裝置，功率器件為單向晶閘管或雙向晶閘管。

一種電子滅弧反饋裝置，電壓檢測(cè)開關(guān)包括第二限流元件、半導(dǎo)體器件。

一種電子滅弧反饋裝置，電壓檢測(cè)開關(guān)串聯(lián)在功率器件的驅(qū)動(dòng)回路中，電容為功率器件提供驅(qū)動(dòng)能量。

一種電子滅弧反饋裝置，電壓檢測(cè)開關(guān)包括第二限流元件、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管，第二晶體管的基極通過(guò)第二限流元件與功率器件主回路端連接，第二晶體管的發(fā)射極與第三晶體管的基極連接，第二晶體管的基極與第三晶體管的發(fā)射極連接，第三晶體管的集電極與第四晶體管的基極連接，第二晶體管的集電極、第四晶體管的發(fā)射極與第一晶體管的基極連接，第四晶體管的集電極與第二晶體管的發(fā)射極連接，第一晶體管的集電極與第二晶體管的基極連接，第一晶體管的發(fā)射極、第二晶體管的發(fā)射極串聯(lián)在放電回路中。

一種電子滅弧反饋裝置，電壓檢測(cè)開關(guān)包括第二限流元件、第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管，第二晶體管的基極通過(guò)第二限流元件與功率器件主回路端連接，第二晶體管的發(fā)射極與第三晶體管的基極連接，第二晶體管的基極與第三晶體管的發(fā)射極連接，第三晶體管的集電極與第四晶體管的基極連接，第二晶體管的集電極、第四晶體管的發(fā)射極與第一晶體管的基極連接，第四晶體管的集電極與第二晶體管的發(fā)射極連接，第一晶體管的發(fā)射極、第一晶體管的集電極串聯(lián)在放電回路中。

一種電子滅弧反饋裝置，電壓檢測(cè)開關(guān)還包括第五晶體管，第五晶體管的集電極與第一晶體管的基極連接，第五晶體管的基極與第一晶體管的集電極連接，第一晶體管的發(fā)射極、第五晶體管的發(fā)射極串聯(lián)在放電回路中。

一種電子滅弧反饋裝置，電壓檢測(cè)開關(guān)至少包括一晶閘管，或一晶閘管等效電路。

一種電子滅弧反饋裝置，半控型開關(guān)的閾值小于功率器件通態(tài)電壓。

一種滅弧裝置，其包括以上所述的電子滅弧反饋裝置，還包括控制單元、功率器件、第二光電耦合器，控制單元通過(guò)第二光電耦合器與功率器件的驅(qū)動(dòng)回路連接，第一光電耦合器輸出信號(hào)傳遞至控制單元，控制單元根據(jù)第一光電耦合器輸出信號(hào)關(guān)閉功率器件的導(dǎo)通控制信號(hào)。

一種電子滅弧反饋裝置，如圖1所示，其包括電壓檢測(cè)開關(guān)（A）、第一光電耦合器OPT1、整流器件D1（二極管）、電容C1、第一限流元件R1（電阻）、穩(wěn)壓器件Z1（穩(wěn)壓二極管），電壓檢測(cè)開關(guān)（A）與用于滅弧的功率器件TR1（雙向晶閘管）連接，檢測(cè)所需滅弧的機(jī)械開關(guān)K1斷開，工作電源（圖1工作電源由中性線提供，在三相電使用也可以由相對(duì)于功率器件TR1的另一相線提供）通過(guò)第一限流元件R1、整流器件D1對(duì)電容C1充電，電容C1通過(guò)第一光電耦合器OPT1的控制端、電壓檢測(cè)開關(guān)（A）形成放電回路，第一光電耦合器OPT1輸出檢測(cè)信號(hào)，電壓檢測(cè)開關(guān)（A）為半控型開關(guān)或閾值小于功率器件通態(tài)電壓的全控型開關(guān)，穩(wěn)壓器件Z1通過(guò)整流器件D1與電容C1并聯(lián)（也可以穩(wěn)壓器件Z1直接與電容C1并聯(lián)）。注：當(dāng)工作電源采用一變壓器輸出繞組提供時(shí)，第一限流元件R1、穩(wěn)壓器件Z1可以省略。

一種滅弧裝置，包括以上所述的電子滅弧反饋裝置，還包括控制單元（B）、功率器件TR1，控制單元（B）通過(guò)第二光電耦合器OPT2與功率器件TR1的驅(qū)動(dòng)回路連接，第一光電耦合器OPT1輸出信號(hào)傳遞至控制單元（B）。

工作原理：在機(jī)械開關(guān)K1分?jǐn)鄷r(shí)，控制單元（B）控制功率器件TR1導(dǎo)通，電壓檢測(cè)開關(guān)（A）在檢測(cè)到功率器件TR1的兩端存在電位差（即機(jī)械開關(guān)K1分?jǐn)啵r(shí)導(dǎo)通，控制單元（B）根據(jù)第一光電耦合器OPT1輸出信號(hào)關(guān)閉功率器件TR1的導(dǎo)通控制信號(hào)，達(dá)到減少功率器件TR1滅弧導(dǎo)通時(shí)間的目的。

本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，本發(fā)明電子滅弧反饋裝置具有性價(jià)比高、電路簡(jiǎn)單、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明滅弧裝置具有功率器件滅弧導(dǎo)通時(shí)間短、性價(jià)比高、過(guò)載力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1本發(fā)明電子滅弧反饋裝置及滅弧裝置電路原理圖。

圖2本發(fā)明電子滅弧反饋裝置及滅弧裝置實(shí)施例一電路原理圖一。

圖3本發(fā)明電子滅弧反饋裝置及滅弧裝置實(shí)施例一電路原理圖二。

圖4本發(fā)明電子滅弧反饋裝置及滅弧裝置電壓檢測(cè)開關(guān)電路原理圖一。

圖5本發(fā)明電子滅弧反饋裝置及滅弧裝置電壓檢測(cè)開關(guān)電路原理圖二。

圖6本發(fā)明電子滅弧反饋裝置及滅弧裝置實(shí)施例一電路原理圖三。

圖7本發(fā)明電子滅弧反饋裝置及滅弧裝置電壓檢測(cè)開關(guān)電路原理圖三。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明電子滅弧反饋裝置及滅弧裝置的實(shí)施例一，如圖2所示：

一種電子滅弧反饋裝置，其包括電壓檢測(cè)開關(guān)（A）、第一光電耦合器OPT1、整流器件D1（二極管）、電容C1、第一限流元件R1（電阻）、穩(wěn)壓器件Z1（穩(wěn)壓二極管）、第二光電耦合器OPT2，電壓檢測(cè)開關(guān)（A）與用于滅弧的功率器件TR1（雙向晶閘管）連接，檢測(cè)所需滅弧的機(jī)械開關(guān)K1斷開，工作電源（圖1工作電源由中性線提供，在三相電使用也可以由相對(duì)于功率器件TR1的另一相線提供）通過(guò)第一限流元件R1、整流器件D1為電容C1充電，電容C1通過(guò)第一光電耦合器OPT1的控制端、電壓檢測(cè)開關(guān)（A）、功率器件TR1驅(qū)動(dòng)端形成放電回路，第一光電耦合器OPT1輸出檢測(cè)信號(hào)，電壓檢測(cè)開關(guān)（A）可以為半控型開關(guān)或閾值小于功率器件TR1通態(tài)電壓的全控型開關(guān)，穩(wěn)壓器件Z1通過(guò)整流器件D1與電容C1并聯(lián)（穩(wěn)壓器件Z1也可以直接與電容C1并聯(lián)）。電壓檢測(cè)開關(guān)（A）串聯(lián)在功率器件TR1的驅(qū)動(dòng)回路中，電容C1為功率器件TR1提供驅(qū)動(dòng)能量，考慮到驅(qū)動(dòng)回路電流較大，第一光電耦合器OPT1的控制端也可以與電壓檢測(cè)開關(guān)（A）的內(nèi)部電路連接，或加分流電路。注：當(dāng)工作電源采用一變壓器輸出繞組提供時(shí)（如圖3），第一限流元件R1、穩(wěn)壓器件Z1可以省略。

電壓檢測(cè)開關(guān)（A）：如圖4所示，包括第二限流元件R2、第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4、第五晶體管Q5、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8，第二晶體管Q2的基極通過(guò)第二限流元件R2與功率器件TR1主回路端連接，第二晶體管Q2的發(fā)射極與第三晶體管Q3的基極連接，第二晶體管Q2的基極與第三晶體管Q3的發(fā)射極連接，第三晶體管Q3的集電極與第四晶體管Q4的基極連接，第二晶體管Q2的集電極、第四晶體管Q4的發(fā)射極與第一晶體管Q1的基極連接，第四晶體管Q4的集電極與第二晶體管Q2的發(fā)射極連接，第一晶體管Q1的發(fā)射極、第一晶體管Q1的集電極串聯(lián)在電容C1的放電回路中，第五晶體管Q5的集電極與第一晶體管Q1的基極連接，第五晶體管Q5的基極與第一晶體管Q1的集電極連接，第一晶體管Q1的發(fā)射極、第五晶體管Q5的發(fā)射極串聯(lián)在電容C1的放電回路中。注：第五晶體管Q5省略時(shí)，電壓檢測(cè)開關(guān)（A）為全控型開關(guān)；電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7的兩端分別與相關(guān)晶體管的發(fā)射極、基極連接，電阻R8與第一晶體管Q1的基極串聯(lián)，用于限流，電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8為非原理性元件，根據(jù)需要選用。

一種滅弧裝置，包括以上所述的電子滅弧反饋裝置，還包括控制單元（B）、功率器件TR1，控制單元（B）通過(guò)第二光電耦合器OPT2與功率器件TR1的驅(qū)動(dòng)回路連接，第一光電耦合器OPT1輸出信號(hào)傳遞至控制單元（B）。

工作原理：在機(jī)械開關(guān)K1分?jǐn)鄷r(shí)，控制單元（B）控制功率器件TR1導(dǎo)通，電壓檢測(cè)開關(guān)（A）在檢測(cè)到功率器件TR1的兩端存在電位差時(shí)導(dǎo)通，控制單元（B）根據(jù)第一光電耦合器OPT1輸出信號(hào)關(guān)閉功率器件TR1的導(dǎo)通控制信號(hào)，達(dá)到減少功率器件TR1滅弧導(dǎo)通時(shí)間的目的。

電壓檢測(cè)開關(guān)（A）串聯(lián)在功率器件TR1的驅(qū)動(dòng)回路中，由電容C1為功率器件TR1提供驅(qū)動(dòng)能量，考慮到驅(qū)動(dòng)回路電流較大，第二光電耦合器OPT2的輸出端也可以與電壓檢測(cè)開關(guān)（A）的內(nèi)部電路連接，或第二光電耦合器OPT2的輸出端加晶體管。

電壓檢測(cè)開關(guān)（A）不限于四端電路，也可以為三端電路（更適合圖1使用），如圖5所示，其包括第二限流元件R2、第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4，第二晶體管Q2的基極通過(guò)第二限流元件R2與功率器件TR1主回路端連接，第二晶體管Q2的發(fā)射極與第三晶體管Q3的基極連接，第二晶體管Q2的基極與第三晶體管Q3的發(fā)射極連接，第三晶體管Q3的集電極與第四晶體管Q4的基極連接，第二晶體管Q2的集電極、第四晶體管Q4的發(fā)射極與第一晶體管Q1的基極連接，第四晶體管Q4的集電極與第二晶體管Q2的發(fā)射極連接，第一晶體管Q1的集電極與第二晶體管Q2的基極連接，第一晶體管Q1的發(fā)射極、第二晶體管Q2的發(fā)射極串聯(lián)在電容C1的放電回路中。

本實(shí)施例，功率器件可以為雙向晶閘管或單向晶閘管，當(dāng)采用單向晶閘管時(shí)，只要把相關(guān)器件的極性調(diào)整和晶體管類型（NPN與PNP互調(diào)）調(diào)整即可，原理圖見圖6所示，其電壓檢測(cè)開關(guān)（A）見圖7所示，工作原理相同，在此就不再贅述。

本實(shí)施例，無(wú)需變壓器提供電子滅弧反饋裝置工作電源及晶閘管的驅(qū)動(dòng)能量，直接由機(jī)械開關(guān)所在的交流電網(wǎng)非隔離供電，其采用電容儲(chǔ)能驅(qū)動(dòng)第一光電耦合器OPT1和晶閘管的形式，通過(guò)第一限流元件R1的電流可以設(shè)定為0.1毫安左右，如設(shè)為0.1毫安，當(dāng)工作電壓為220V時(shí)，能耗僅為0.022W。在機(jī)械開關(guān)K1閉合時(shí)，電壓檢測(cè)開關(guān)（A）截止，電容C1處于充電狀態(tài)，當(dāng)需要過(guò)零接通控制時(shí)，只需要增加用于控制電容C1放電的第二光電耦合器OPT2即可。

本實(shí)施例具有電路簡(jiǎn)單、能耗小、性價(jià)比高的優(yōu)點(diǎn)。

如圖3所示，采用一變壓器一繞組提供晶閘管驅(qū)動(dòng)能量和電子滅弧反饋裝置的工作電源，本實(shí)施例的第一限流元件R1、穩(wěn)壓器件Z1省略。

本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，本發(fā)明電子滅弧反饋裝置具有性價(jià)比高、電路簡(jiǎn)單、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明滅弧裝置具有功率器件滅弧導(dǎo)通時(shí)間短、性價(jià)比高、過(guò)載力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。