本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置及滅弧裝置屬于電學(xué)領(lǐng)域,特別是一種適合于在機械開關(guān)的電子滅弧裝置中使用的驅(qū)動功率器件的滅弧功率器件驅(qū)動裝置,一種用于機械開關(guān)滅弧的滅弧裝置。
背景技術(shù):
目前在電控系統(tǒng),當(dāng)繼電器等機械開關(guān)對負載進行分?jǐn)嗫刂茣r,其分?jǐn)嚯娀〈?,存在機械開關(guān)的電壽命很短的缺點,為此也出現(xiàn)了利用功率器件與機械開關(guān)并聯(lián)的電子滅弧裝置,如專利號為CN01201907.0,名稱為“電子滅弧器”;專利號為CN200910306608.6,名稱為“基于光耦的混合式交流接觸器無源開關(guān)驅(qū)動控制器”,兩個專利所揭示的,采用晶閘管(功率器件)與接觸器機械開關(guān)并聯(lián)的方式,控制電路與接觸器的控制線圈連接,接觸器機械開關(guān)分?jǐn)嗲?提供有控制晶閘管導(dǎo)通的控制信號,在接觸器的控制線圈失電,當(dāng)機械開關(guān)在分離時,晶閘管導(dǎo)通,通過控制電路的濾波電容放電延時,延時關(guān)斷晶閘管導(dǎo)通的控制信號,晶閘管截止,完成無電弧分?jǐn)噙^程。
以上電子滅弧裝置存在以下缺點:
接觸器機械開關(guān)斷開前,控制電路需要預(yù)先提供控制晶閘管導(dǎo)通的控制信號。
晶閘管(功率器件)的驅(qū)動信號由其主回路通過半導(dǎo)體開關(guān)提供,半導(dǎo)體開關(guān)耐壓要求高,可靠性低、容易擊穿。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有電子滅弧功率器件驅(qū)動的不足之處提供一種無需耐壓要求、且能實時檢測機械開關(guān)斷開、性價比高的一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置及滅弧裝置。
實現(xiàn)本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來達到的:
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,所需驅(qū)動的功率器件與所需滅弧的機械開關(guān)并聯(lián),其包括第一電壓檢測開關(guān),第一電壓檢測開關(guān)的輸入端與功率器件兩端連接,第一電壓檢測開關(guān)串聯(lián)在功率器件的驅(qū)動回路中,第一電壓檢測開關(guān)在檢測到功率器件兩端存在電位差時導(dǎo)通,驅(qū)動信號通過第一電壓檢測開關(guān)傳遞至功率器件,驅(qū)動功率器件導(dǎo)通,第一電壓檢測開關(guān)為半控型開關(guān)或閾值小于功率器件的通態(tài)電壓的全控型開關(guān)。
滅弧功率器件驅(qū)動裝置,第一電壓檢測開關(guān)的輸入回路、第一電壓檢測開關(guān)的輸出回路、功率器件之間非絕緣隔離。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,第一電壓檢測開關(guān)包括第二限流元件、半導(dǎo)體開關(guān),功率器件兩端的電位差信號通過第二限流元件傳遞至半導(dǎo)體開關(guān)的控制端,半導(dǎo)體開關(guān)串聯(lián)在驅(qū)動回路中,第二限流元件為一電阻或一電容。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,半導(dǎo)體開關(guān)為晶體管驅(qū)動晶閘管等效電路的電路,或晶閘管等效電路,或一晶閘管。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,晶閘管等效電路或晶閘管串聯(lián)在驅(qū)動回路中。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,晶閘管等效電路包括一PNP型晶體管、一NPN型晶體管,PNP型晶體管的基極與NPN型晶體管的集電極連接,PNP型晶體管的集電極與NPN型晶體管的基極連接,PNP型晶體管的發(fā)射極、NPN型晶體管的發(fā)射極串聯(lián)在驅(qū)動回路中。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,包括第一電容,第一電壓檢測開關(guān)的控制端與功率器件的第一端連接,第一電容通過第一電壓檢測開關(guān)與功率器件的第二端、第三端形成驅(qū)動回路,第一電容連接一用于對第一電容充電的開關(guān)或第一限流元件。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,第一電壓檢測開關(guān)對第一電容放電至第一電壓檢測開關(guān)最小導(dǎo)通電流。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,功率器件為一單向晶閘管或一雙向晶閘管,還包括一單向?qū)ㄆ骷⒌谝环€(wěn)壓器件,第一限流元件、單向?qū)ㄆ骷?、第一電容串?lián)而成串聯(lián)電路,串聯(lián)電路的一端與供電電源連接,串聯(lián)電路的另一端與功率器件的第三端連接,第一電容通過第一電壓檢測開關(guān)、功率器件的第二端、功率器件的第三端形成驅(qū)動回路,第一穩(wěn)壓器件與第一電容并聯(lián)或第一穩(wěn)壓器件通過單向?qū)ㄆ骷c第一電容并聯(lián)。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,第一電壓檢測開關(guān)為全波電壓檢測電路。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,供電電源由功率器件所在的電網(wǎng)非隔離提供。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,供電電源為中性線或相對于功率器件的第三端的另一相電源。
一種滅弧裝置,包括以上任一所述的滅弧功率器件驅(qū)動裝置,還包括功率器件、第一引腳、第二引腳、第三引腳,滅弧功率器件驅(qū)動裝置、功率器件封裝在一絕緣材料中,第一引腳、第二引腳分別與功率器件的第一端、功率器件的第三端連接,第三引腳與串聯(lián)電路的第一限流元件端連接。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,還包括第二電容、第一光電開關(guān),第一電壓檢測開關(guān)為電壓過零檢測開關(guān),第一電容通過第一光電開關(guān)、第一電壓檢測開關(guān)、功率器件的第二端、功率器件的第三端形成驅(qū)動回路,在機械開關(guān)閉合前,第一光電開關(guān)導(dǎo)通,第一電容的電荷通過第一光電開關(guān)給第二電容儲能,在第一電壓檢測開關(guān)導(dǎo)通時,第一電容的電荷通過第一光電開關(guān)、第一電壓檢測開關(guān)驅(qū)動功率器件導(dǎo)通,然后機械開關(guān)閉合,第一電壓檢測開關(guān)截止,在機械開關(guān)分?jǐn)鄷r,第一光電開關(guān)截止,第一電壓檢測開關(guān)導(dǎo)通,第二電容通過第一電壓檢測開關(guān)驅(qū)動功率器件導(dǎo)通。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,第一光電開關(guān)的控制端通過一限流元件與機械開關(guān)的控制端連接。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,包括第二光電開關(guān),第二光電開關(guān)為帶晶閘管輸出的光電耦合器,或光電耦合器驅(qū)動晶閘管等效電路,第二光電開關(guān)的控制端與第一電壓檢測開關(guān)連接,第二光電開關(guān)輸出端與機械開關(guān)的控制線圈串聯(lián)。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,功率器件為晶閘管,第一電壓檢測開關(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,第二晶體管的集電極與第一晶體管的基極連接,第四晶體管的基極與第三晶體管的集電極連接,第四晶體管的集電極與第二晶體管的發(fā)射極連接,第四晶體管的發(fā)射極與第一晶體管的基極連接,第二晶體管的基極通過第二限流元件與功率器件的第一端連接,第二晶體管的發(fā)射極與功率器件的第三端連接,第一晶體管的發(fā)射極、第一晶體管的集電極串聯(lián)在驅(qū)動回路中。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,還包括第五晶體管,第五晶體管的基極與第一晶體管的集電極連接,第五晶體管的集電極與第一晶體管的基極連接,第五晶體管的發(fā)射極串聯(lián)在驅(qū)動回路中。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,功率器件為晶閘管,第一電壓檢測開關(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,第二晶體管的集電極與第一晶體管的基極連接,第四晶體管的基極與第三晶體管的集電極連接,第四晶體管的集電極與第二晶體管的發(fā)射極連接,第四晶體管的發(fā)射極與第一晶體管的基極連接,第二晶體管的基極通過第二限流元件與功率器件的第一端連接,第一晶體管的集電極與第二晶體管的基極連接,第二晶體管的發(fā)射極與功率器件的第二端連接,第一晶體管的發(fā)射極、第二晶體管的發(fā)射極串聯(lián)在功率器件的驅(qū)動回路中。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,還包括第二電壓檢測開關(guān);第一電壓檢測開關(guān)、功率器件的第二端、功率器件的第三端形成功率器件驅(qū)動回路;第一電壓檢測開關(guān)的控制端與功率器件的第一端連接;第二電壓檢測開關(guān)兩端分別與功率器件的第二端、功率器件的第三端連接。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,第二電壓檢測開關(guān)與第一電壓檢測開關(guān)串聯(lián)而成第一串聯(lián)電路,第二電壓檢測開關(guān)的控制端與第一串聯(lián)電路的第一電壓檢測開關(guān)端連接。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,第二電壓檢測開關(guān)在驅(qū)動信號的電壓不能滿足功率器件飽和導(dǎo)通時導(dǎo)通。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,第二電壓檢測開關(guān)包括電阻、晶體管。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,第二電壓檢測開關(guān)包括第三穩(wěn)壓器件、第六晶體管、第七晶體管、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻,第六晶體管的集電極與第七晶體管的基極連接,第六晶體管的集電極通過第十二電阻與第七晶體管的集電極連接,第七晶體管的集電極、第七晶體管的發(fā)射極為第二電壓檢測開關(guān)的主回路端,第十三電阻、第三穩(wěn)壓器件、第六晶體管的基極與第六晶體管的發(fā)射極串聯(lián)而成第四串聯(lián)電路,第四串聯(lián)電路與第一電容并聯(lián),第十一電阻的兩端分別與第六晶體管的基極、第六晶體管的發(fā)射極連接,第六晶體管的發(fā)射極與第七晶體管的發(fā)射極連接。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,第二電壓檢測開關(guān)包括第三穩(wěn)壓器件、第六晶體管、第七晶體管、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第四電容,第六晶體管的集電極與第七晶體管的基極連接,第六晶體管的集電極通過第十二電阻與第七晶體管的集電極連接,第七晶體管的集電極、第七晶體管的發(fā)射極為第二電壓檢測開關(guān)的主回路端,第十三電阻、第三穩(wěn)壓器件、第六晶體管的基極與第六晶體管的發(fā)射極串聯(lián)而成串聯(lián)電路,串聯(lián)電路與第二電壓檢測開關(guān)的主回路端并聯(lián),第十一電阻的兩端分別與第六晶體管的基極、第六晶體管的發(fā)射極連接,第六晶體管的發(fā)射極與第七晶體管的發(fā)射極連接,第四電容的兩端分別與第七晶體管的基極、第七晶體管的發(fā)射極連接。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,包括第一半導(dǎo)體開關(guān)、第一限流元件、第一電容,第一半導(dǎo)體開關(guān)、第一電容、第一限流元件依次串聯(lián)而成第二串聯(lián)電路,第二串聯(lián)電路與機械開關(guān)的負載并聯(lián),第二串聯(lián)電路的第一半導(dǎo)體開關(guān)端與功率器件的第三端連接,第一半導(dǎo)體開關(guān)、第一電容的共同端與功率器件的第二端連接,第一半導(dǎo)體開關(guān)、第一電容串聯(lián)而成的第三串聯(lián)電路與第一電壓檢測開關(guān)并聯(lián)。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,包括第一穩(wěn)壓器件,第一穩(wěn)壓器件與第一電容并聯(lián)或第一穩(wěn)壓器件通過第一半導(dǎo)體開關(guān)與第一電容并聯(lián)。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,第一半導(dǎo)體開關(guān)為一二極管,二極管陰極與第一電容連接,功率器件用于直流滅弧。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,第一電壓檢測開關(guān)包括一觸發(fā)開關(guān)、一晶體管、第三電容,觸發(fā)開關(guān)與第三串聯(lián)電路并聯(lián),功率器件的第三端、功率器件的第一端之間的電位差信號通過第三電容、晶體管放大后傳遞至觸發(fā)開關(guān)的觸發(fā)極。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,觸發(fā)開關(guān)為一晶閘管或一晶閘管等效電路。
一種滅弧裝置,包括以上所述的滅弧功率器件驅(qū)動裝置,還包括功率器件、第一引腳、第二引腳、第三引腳,滅弧功率器件驅(qū)動裝置、功率器件封裝在一絕緣材料中,第一引腳、第二引腳分別與功率器件的第一端、功率器件的第三端連接,第三引腳與第二串聯(lián)電路的第一限流元件端連接。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,還包括一光電耦合器,光電耦合器用于使能第一電壓檢測開關(guān),光電耦合器的控制端與機械開關(guān)的控制端連接。
一種滅弧裝置,包括以上所述的功率器件驅(qū)動裝置,還包括功率器件、第一引腳、第二引腳、第三引腳、第四引腳、第五引腳,光電耦合器、滅弧功率器件驅(qū)動裝置、功率器件封裝在一絕緣材料中,第一引腳、第二引腳分別與功率器件的第一端、功率器件的第三端連接,第三引腳與第二串聯(lián)電路的第一限流元件端連接,第四引腳、第五引腳與光電耦合器控制端連接。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,還包括一控制單元、第一光電耦合器、第二光電耦合器,第一光電耦合器的輸出端、第二光電耦合器的控制端與第一電壓檢測開關(guān)連接,第二光電耦合器輸出信號連接至控制單元,第一光電耦合器的控制端與控制單元連接。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,功率器件為壓控型器件。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,功率器件為場效應(yīng)管,或IGBT。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,功率器件用于直流滅弧,還包括第一半導(dǎo)體開關(guān)、第一限流元件、第一電容,第一半導(dǎo)體開關(guān)、第一電容、第一限流元件依次串聯(lián)而成第二串聯(lián)電路,第二串聯(lián)電路與機械開關(guān)的負載并聯(lián),第二串聯(lián)電路的第一半導(dǎo)體開關(guān)端與功率器件的第三端連接,第一半導(dǎo)體開關(guān)、第一電容的共同端與功率器件的第二端連接,第一半導(dǎo)體開關(guān)、第一電容串聯(lián)而成的第三串聯(lián)電路與第一電壓檢測開關(guān)并聯(lián)。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,第一電壓檢測開關(guān)包括一觸發(fā)開關(guān)、一晶體管、第三電容,觸發(fā)開關(guān)與第三串聯(lián)電路并聯(lián),功率器件的第三端、功率器件的第一端之間的電位差信號通過第三電容、晶體管放大后傳遞至觸發(fā)開關(guān)的觸發(fā)極。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,觸發(fā)開關(guān)為一晶閘管或一晶閘管等效電路。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,第一半導(dǎo)體開關(guān)為一二極管,二極管陰極與第一電容連接。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,包括第一穩(wěn)壓器件,第一穩(wěn)壓器件與第一電容并聯(lián)或第一穩(wěn)壓器件通過第一半導(dǎo)體開關(guān)與第一電容并聯(lián)。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,還包括第二電壓檢測開關(guān);
第一電壓檢測開關(guān)、功率器件的第二端、功率器件的第三端形成功率器件驅(qū)動回路;
第一電壓檢測開關(guān)的控制端與功率器件的第一端連接;
第二電壓檢測開關(guān)兩端分別與功率器件的第二端、功率器件的第三端連接,第二電壓檢測開關(guān)在驅(qū)動信號的電壓不能滿足功率器件飽和導(dǎo)通時導(dǎo)通。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,功率器件為壓控型器件。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,功率器件為場效應(yīng)管,或IGBT。
一種滅弧裝置,包括以上所述的滅弧功率器件驅(qū)動裝置,還包括功率器件、第一引腳、第二引腳、第三引腳,滅弧功率器件驅(qū)動裝置、功率器件封裝在一絕緣材料中,第一引腳、第二引腳分別與功率器件的第一端、功率器件的第三端連接,第三引腳與第二串聯(lián)電路的第一限流元件端連接。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,還包括一光電耦合器,光電耦合器用于使能第一電壓檢測開關(guān),光電耦合器的控制端與機械開關(guān)的控制端連接。
一種滅弧裝置,以上所述的滅弧功率器件驅(qū)動裝置,還包括功率器件、第一引腳、第二引腳、第三引腳、第四引腳、第五引腳,光電耦合器、滅弧功率器件驅(qū)動裝置、功率器件封裝在一絕緣材料中,第一引腳、第二引腳分別與功率器件的第一端、功率器件的第三端連接,第三引腳與第二串聯(lián)電路的第一限流元件端連接,第四引腳、第五引腳與光電耦合器控制端連接。
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,如圖1所示,所需驅(qū)動的功率器件TR1與所需滅弧的機械開關(guān)K1并聯(lián),其包括第一電壓檢測開關(guān)(A1),第一電壓檢測開關(guān)(A1)的輸入端與功率器件TR1兩端連接,第一電壓檢測開關(guān)(A1)串聯(lián)在功率器件TR1的驅(qū)動回路中,第一電壓檢測開關(guān)(A1)在檢測到功率器件TR1兩端存在電位差時導(dǎo)通,驅(qū)動信號通過第一電壓檢測開關(guān)(A1)傳遞至功率器件TR1,驅(qū)動功率器件TR1導(dǎo)通,第一電壓檢測開關(guān)(A1)為半控型開關(guān)或閾值小于功率器件TR1的通態(tài)電壓的全控型開關(guān)。
工作原理:P4端輸入驅(qū)動信號,在機械開關(guān)K1閉合狀態(tài)下,第一電壓檢測開關(guān)(A1)截止,第一電壓檢測開關(guān)(A1)在檢測到功率器件TR1兩端存在電位差時導(dǎo)通(即實時檢測到機械開關(guān)K1斷開時導(dǎo)通),驅(qū)動信號通過第一電壓檢測開關(guān)(A1)傳遞至功率器件TR1,驅(qū)動功率器件TR1導(dǎo)通,達到功率器件TR1實時導(dǎo)通驅(qū)動滅弧的目的,無需提前給出驅(qū)動能量,減少驅(qū)動信號所需的工作能量。在此第一電壓檢測開關(guān)(A1)可以采用半控型開關(guān),或采用閾值小于功率器件TR1的通態(tài)電壓的全控型開關(guān)。
本實用新型設(shè)計合理,本實用新型具有無需耐壓高的半導(dǎo)體器件,且能實時檢測機械開關(guān)斷開、驅(qū)動能耗低的優(yōu)點。
附圖說明
圖1是本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置電路原理圖。
圖2是本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置及滅弧裝置實施例一電路原理圖一。
圖3是本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的第一電壓檢測開關(guān)電路原理圖一。
圖4是本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的第一電壓檢測開關(guān)電路原理圖二。
圖5是本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置及滅弧裝置實施例一電路原理圖二。
圖6是本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的第一電壓檢測開關(guān)電路原理圖三。
圖7是本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的第一電壓檢測開關(guān)電路原理圖四。
圖8是本實用新型滅弧裝置的封裝示意圖一。
圖9是本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置及滅弧裝置實施例二電路原理圖。
圖10是本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的光電耦合器驅(qū)動晶閘管等效電路原理圖。
圖11是本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置及滅弧裝置實施例三電路原理圖。
圖12是本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的第一電壓檢測開關(guān)電路原理圖五。
圖13是本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的晶閘管等效電路原理圖。
圖14是本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的第二電壓檢測開關(guān)電路原理圖一。
圖15是本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的第二電壓檢測開關(guān)電路原理圖二。
圖16是本實用新型滅弧裝置的封裝示意圖二。
圖17是本實用新型滅弧裝置的實施例四電路原理圖。
具體實施方式
本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的實施例一,如圖2所示:
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,所需驅(qū)動的功率器件TR1(雙向晶閘管)與所需滅弧的機械開關(guān)K1并聯(lián),其包括第一電壓檢測開關(guān)(A1)、第一限流元件R1(電阻)、第一電容C1、單向?qū)ㄆ骷﨑1(二極管)、第一穩(wěn)壓器件Z1(穩(wěn)壓二極管),第一電壓檢測開關(guān)(A1)的控制端與功率器件TR1的第一端(第二陽極)連接,第一限流元件R1、單向?qū)ㄆ骷﨑1、第一電容C1串聯(lián)而成串聯(lián)電路,串聯(lián)電路的一端與供電電源(供電電源可以為中性線或相對于功率器件TR1的第三端的另一相電源)連接,串聯(lián)電路的另一端與功率器件TR1的第三端(第一陽極)連接,第一電容C1通過第一電壓檢測開關(guān)(A1)、功率器件TR1的第二端(觸發(fā)極)、功率器件TR1的第三端形成驅(qū)動回路,第一穩(wěn)壓器件Z1通過單向?qū)ㄆ骷﨑1與第一電容C1并聯(lián)(第一穩(wěn)壓器件Z1也可以直接與第一電容C1并聯(lián),但單向?qū)ㄆ骷﨑1耐壓要求要提高)。
第一電壓檢測開關(guān)(A1),可以按圖3、圖4電路選?。?/p>
如圖3所示,第一電壓檢測開關(guān)(A1)為四端電路,且為全波電壓檢測電路,第一電壓檢測開關(guān)(A1)為半控型開關(guān)(省略第五晶體管Q5時,為一閾值小于功率器件TR1的通態(tài)電壓的全控型開關(guān)),第一電壓檢測開關(guān)(A1)包括第二限流元件R2(電阻)、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、第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8,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,第二晶體管Q2的集電極與第一晶體管Q1的基極連接,第四晶體管Q4的基極與第三晶體管Q3的集電極連接,第四晶體管Q4的集電極與第二晶體管Q2的發(fā)射極連接,第四晶體管Q4的發(fā)射極與第一晶體管Q1的基極連接,第二晶體管Q2的基極通過第二限流元件R2與功率器件TR1的第一端連接,第二晶體管Q2的發(fā)射極與功率器件TR1的第三端連接,第一晶體管Q1的發(fā)射極、第一晶體管Q1的集電極串聯(lián)在功率器件TR1的驅(qū)動回路中,第五晶體管Q5的基極與第一晶體管Q1的集電極連接,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的發(fā)射極串聯(lián)在功率器件TR1的驅(qū)動回路中。第四電阻R4的兩端分別與第二晶體管Q2的基極、第二晶體管Q2的發(fā)射極連接,第五電阻R5的兩端分別與第一晶體管Q1的基極、第一晶體管Q1的發(fā)射極連接,第六電阻R6的兩端分別與第五晶體管Q5的基極、第五晶體管Q5的發(fā)射極連接,第七電阻R7的兩端分別與第四晶體管Q4的基極、第四晶體管Q4的發(fā)射極連接,第八電阻R8為用于限流,第四電阻R4、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8根據(jù)需要選用,第一電壓檢測開關(guān)(A1)包括第二限流元件R2(為一電阻,也可以采用一電容)、半導(dǎo)體開關(guān)(圖3為晶體管電路,也可以用一雙向晶閘管,或如圖4所示的晶體管電路),功率器件TR1兩端的電位差信號通過第二限流元件R2傳遞至半導(dǎo)體開關(guān)的控制端,半導(dǎo)體開關(guān)串聯(lián)在驅(qū)動回路中,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連接成的電路為晶體管驅(qū)動晶閘管等效電路的電路,其中第一晶體管Q1(NPN型晶體管)、第五晶體管Q5(PNP型晶體管)連接成的晶閘管等效電路串聯(lián)在功率器件TR1的驅(qū)動回路中。
如圖4所示,第一電壓檢測開關(guān)(A1)為三端電路,且為全波電壓檢測電路,包括第二限流元件R2(電阻)、第一晶體管Q1、第二晶體管Q2、第三晶體管Q3、第四晶體管Q4、第四電阻R4、第五電阻R5、第七電阻R7,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,第二晶體管Q2的集電極與第一晶體管Q1的基極連接,第四晶體管Q4的基極與第三晶體管Q3的集電極連接,第四晶體管Q4的集電極與第二晶體管Q2的發(fā)射極連接,第四晶體管Q4的發(fā)射極與第一晶體管Q1的基極連接,第二晶體管Q2的基極通過第二限流元件R2與功率器件TR1的第一端連接,第一晶體管Q1的集電極與第二晶體管Q2的基極連接,第二晶體管Q2的發(fā)射極與功率器件TR1的第二端連接,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)在功率器件TR1的驅(qū)動回路中。第四電阻R4的兩端分別與第二晶體管Q2的基極、第二晶體管Q2的發(fā)射極連接,第五電阻R5的兩端分別與第一晶體管Q1的基極、第一晶體管Q1的發(fā)射極連接,第七電阻R7的兩端分別與第四晶體管Q4的基極、第四晶體管Q4的發(fā)射極連接,第四電阻R4、第五電阻R5、第七電阻R7根據(jù)需要選用。其中第一晶體管Q1(NPN型晶體管)、第二晶體管Q2(PNP型晶體管)連接成的晶閘管等效電路串聯(lián)在功率器件TR1的驅(qū)動回路中。
工作原理:機械開關(guān)K1閉合,負載RL得電,負載RL兩端的電壓通過第一限流元件R1、單向?qū)ㄆ骷﨑1對第一電容C1充電至約等于第一穩(wěn)壓器件Z1的穩(wěn)壓值,當(dāng)機械開關(guān)K1分?jǐn)噙^程中,第一電壓檢測開關(guān)(A1)在檢測到功率器件TR1兩端存在電位差時導(dǎo)通(即實時檢測到機械開關(guān)K1斷開時導(dǎo)通),第一電容C1通過第一電壓檢測開關(guān)(A1)、功率器件TR1的第二端(觸發(fā)極)、功率器件TR1的第三端(第一陽極)形成驅(qū)動回路,驅(qū)動功率器件TR1導(dǎo)通,在通過第一電壓檢測開關(guān)(A1)的電流小于其最小保持電流時自行截止,即第一電壓檢測開關(guān)(A1)對第一電容C1快速放電至第一電壓檢測開關(guān)(A1)最小導(dǎo)通電流,功率器件TR1在電流零點自行截止,達到功率器件TR1實時驅(qū)動滅弧且導(dǎo)通時間短的目的。
圖2所示,功率器件為雙向晶閘管,當(dāng)采用單向晶閘管時,如圖5所示,只要把相關(guān)器件極性調(diào)整即可。第一電壓檢測開關(guān)(A1),可以參照如圖6、圖7所示的電路,圖6、圖7所示電路與圖3、圖4所示電路的區(qū)別只是把相關(guān)的PNP型晶體管改為NPN型晶體管,NPN型晶體管改為PNP型晶體管,工作原理完全相同,當(dāng)對反向并聯(lián)的單向晶管驅(qū)動時,只需兩個本實用新型驅(qū)動裝置即可。由于第一電壓檢測開關(guān)(A1)為全波電壓檢測電路,每次機械開關(guān)K1分?jǐn)鄿缁r僅需一個單向晶閘管導(dǎo)通。其中一路實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置在機械開關(guān)K1常開狀態(tài)下,第一電壓檢測開關(guān)(A1)會對第一電容C1保持放電狀態(tài),防止與其對應(yīng)的功率器件導(dǎo)通。
一種滅弧裝置,包括以上的滅弧功率器件驅(qū)動裝置,還包括功率器件、第一引腳、第二引腳、第三引腳,滅弧功率器件驅(qū)動裝置、功率器件封裝在一絕緣材料中,第一引腳、第二引腳分別與功率器件的第一端、功率器件的第三端連接,第三引腳與第一限流元件R1、單向?qū)ㄆ骷﨑1、第一電容C1串聯(lián)電路的第一限流元件R1端(注:第一限流元件R1端為相對于第一電容C1位置)連接,封裝示意圖見圖8所示。其具有使用方便,容易推廣的優(yōu)點。
以上實施例,在機械開關(guān)K1斷開之前,無需提前提供功率器件驅(qū)動能量,采用第一電壓檢測開關(guān)(A1)實時檢測機械開關(guān)K1斷開,大大降低了第一電容C1的容量要求,提高了第一電容C1的充電及放電速度,加快了電子滅弧裝置的滅弧響應(yīng)時間、減少了功率器件的滅弧導(dǎo)通時間(導(dǎo)通時間可小于半個周波),第一電容C1可以采用陶瓷貼片電容,體積小、成本低、耐溫性能好,可以滿足集成化塑封工藝。實際使用時第一電容C1的放電回路可以串聯(lián)一限流電阻,必要時第一電壓檢測開關(guān)(A1)可以采用恒流電路。在交流220V系統(tǒng)中,驅(qū)動幾十安培的晶閘管,可以設(shè)定第一穩(wěn)壓器件穩(wěn)壓值為20V,第一電容C1的容量為一到五微法,第一限流元件R1的阻值為330千歐(功耗僅為0.147W)。晶閘管的驅(qū)動信號直接由交流電網(wǎng)通過第一限流元件R1限流、單向?qū)ㄆ骷﨑1整流、第一電容C1儲能提供,具有晶閘管驅(qū)動無需觸發(fā)變壓器、無需高壓電子開關(guān)、可靠性高、電路簡單、占用空間小、性價比高的優(yōu)點,特別是在交流電本身存在零點的情況下,無需任何同步信號,三端電路即可達到快速準(zhǔn)確滅弧的目的,接線少,使用方便。采用本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的滅弧裝置也可以應(yīng)用在按鈕開關(guān)、行程開關(guān)等無控制線圈的機械開關(guān)滅弧,具有適用范圍廣的優(yōu)點。
本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的實施例二,如圖9所示:
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,所需驅(qū)動的功率器件TR1(雙向晶閘管)與所需滅弧的機械開關(guān)K1并聯(lián),其包括第一電壓檢測開關(guān)(A1)、第一限流元件R1(電阻)、第一電容C1、單向?qū)ㄆ骷﨑1(二極管)、第一穩(wěn)壓器件Z1(穩(wěn)壓二極管)、第二電容C2、第一光電開關(guān)OPT1、第二光電開關(guān)OPT2,第一電壓檢測開關(guān)(A1)的控制端與功率器件TR1的第一端連接,第一限流元件R1、單向?qū)ㄆ骷﨑1、第一電容C1串聯(lián)而成串聯(lián)電路,串聯(lián)電路的一端與供電電源(供電電源可以為中性線或相對于功率器件TR1的第三端的另一相電源)連接,串聯(lián)電路的另一端與功率器件TR1的第三端連接,第一穩(wěn)壓器件Z1通過單向?qū)ㄆ骷﨑1與第一電容C1并聯(lián)(第一穩(wěn)壓器件Z1也可以直接與第一電容C1并聯(lián),但單向?qū)ㄆ骷﨑1耐壓要求要提高)。第一電容C1通過第一光電開關(guān)OPT1、第一電壓檢測開關(guān)(A1)、功率器件TR1的第二端、功率器件TR1的第三端形成驅(qū)動回路,第一光電開關(guān)OPT1的控制端通過限流元件R10與機械開關(guān)K1的控制端連接,第二光電開關(guān)OPT2為帶晶閘管輸出的光電耦合器,或采用如圖10所示的光電耦合器驅(qū)動晶閘管等效電路,第二光電開關(guān)OPT2的控制端與第一電壓檢測開關(guān)(A1)連接,第二光電開關(guān)OPT2輸出端與機械開關(guān)K1的控制線圈串聯(lián)。注:第一電容C1與第二電容C2為方便描述區(qū)分,實際使用時可以交叉定義。
第一電壓檢測開關(guān)(A1):可以為電壓過零檢測開關(guān)。
工作原理:電源通過第一限流元件R1、單向?qū)ㄆ骷﨑1對第一電容C1充電至約等于第一穩(wěn)壓器件Z1的穩(wěn)壓值,在機械開關(guān)K1閉合前,機械開關(guān)K1輸入控制信號,第一光電開關(guān)OPT1導(dǎo)通,第一電容C1的電荷通過第一光電開關(guān)OPT1給第二電容C2儲能,在第一電壓檢測開關(guān)(A1)過零導(dǎo)通時,第一電容C1、第二電容C2的電荷通過第一光電開關(guān)OPT1、第一電壓檢測開關(guān)(A1)驅(qū)動功率器件TR1導(dǎo)通,第二光電開關(guān)OPT2導(dǎo)通,機械開關(guān)K1閉合,第一電壓檢測開關(guān)(A1)截止,在機械開關(guān)K1分?jǐn)鄷r,第一光電開關(guān)OPT1截止,第一電壓檢測開關(guān)(A1)導(dǎo)通,第二電容C2通過第一電壓檢測開關(guān)(A1)驅(qū)動功率器件TR1導(dǎo)通,在通過第一電壓檢測開關(guān)(A1)的電流小于其最小保持電流時自行截止,達到功率器件TR1實時驅(qū)動滅弧且功率器件TR1導(dǎo)通時間短的目的。
本實施例,可以用于繼電器等機械開關(guān)需要過零接通的電子滅弧裝置的驅(qū)動,第二光電開關(guān)OPT2的使用有利于克服機械開關(guān)K1在功率器件TR1過零導(dǎo)通前閉合,當(dāng)機械開關(guān)K1為動作速度大于半個周波時,第二光電開關(guān)OPT2可以省略,第一光電開關(guān)OPT1的應(yīng)用有利于減少功率器件TR1對機械開關(guān)K1分?jǐn)鄿缁〉膶?dǎo)通時間,加快本裝置的二次響應(yīng)速度,同時在過零接通時,由兩個電容同時提供功率器件TR1驅(qū)動能量,保證在機械開關(guān)K1閉合前,功率器件TR1驅(qū)動能量不中斷,第二電容C2的電容量要遠大于第一電容C1的電容量,至少大于10倍,本實施例根據(jù)需要也可以集成化,第二電容C2可外置。
本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的實施例三,如圖11所示:
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,所需驅(qū)動的功率器件QA(場效應(yīng)管,也可以采用IGBT等壓控型器件)與所需滅弧的機械開關(guān)K1并聯(lián),其包括第一電壓檢測開關(guān)(A1)、第二電壓檢測開關(guān)(A2)、光電耦合器OPT1、第一半導(dǎo)體開關(guān)D1(二極管)、第一限流元件R1、第一電容C1、第一穩(wěn)壓器件Z1(穩(wěn)壓二極管)、第三電阻R3,第一電壓檢測開關(guān)(A1)、功率器件QA的第二端、功率器件QA的第三端形成功率器件QA驅(qū)動回路;第一電壓檢測開關(guān)(A1)的控制端與功率器件QA的第一端連接;第二電壓檢測開關(guān)(A2)兩端分別與功率器件QA的第二端、功率器件QA的第三端連接,第二電壓檢測開關(guān)(A2)與第一電壓檢測開關(guān)(A1)串聯(lián)而成第一串聯(lián)電路,第二電壓檢測開關(guān)(A2)的控制端與第一串聯(lián)電路的第一電壓檢測開關(guān)(A1)端連接,第二電壓檢測開關(guān)(A2)在驅(qū)動信號的電壓不能滿足功率器件QA飽和導(dǎo)通時導(dǎo)通,光電耦合器OPT1用于使能第一電壓檢測開關(guān)(A1),光電耦合器OPT1的控制端與機械開關(guān)K1的控制端連接。第一半導(dǎo)體開關(guān)D1、第一電容C1、第一限流元件R1依次串聯(lián)而成第二串聯(lián)電路,第二串聯(lián)電路與機械開關(guān)K1的負載RL并聯(lián),第二串聯(lián)電路的第一半導(dǎo)體開關(guān)D1端與功率器件QA的第三端連接,第一半導(dǎo)體開關(guān)D1、第一電容C1的共同端與功率器件QA的第二端連接,第一半導(dǎo)體開關(guān)D1、第一電容C1串聯(lián)而成的第三串聯(lián)電路與第一電壓檢測開關(guān)(A1)并聯(lián)。第一穩(wěn)壓器件Z1通過第一半導(dǎo)體開關(guān)D1與第一電容C1并聯(lián)(也可以第一穩(wěn)壓器件Z1直接與第一電容C1并聯(lián))。第一半導(dǎo)體開關(guān)D1的陰極與第一電容C1連接;當(dāng)機械開關(guān)K1動作頻率不高的情況下,光電耦合器OPT1可以省略。第三電阻R3的兩端分別與功率器件QA的第二端、功率器件QA的第三端連接,用于提供第一電容C1的放電通道,當(dāng)功率器件QA內(nèi)置電阻時可省略。
第一電壓檢測開關(guān)(A1):如圖12所示,包括觸發(fā)開關(guān)TG1、第八晶體管Q8、第三電容C3、第二電阻R2、第九電阻R9、二極管D2,觸發(fā)開關(guān)TG1與第一半導(dǎo)體開關(guān)D1、第一電容C1串聯(lián)而成的第三串聯(lián)電路并聯(lián),功率器件QA的第三端、功率器件QA的第一端之間的電位差信號通過第二電阻R2、第三電容C3、第八晶體管Q8放大后傳遞至觸發(fā)開關(guān)TG1的觸發(fā)極,第九電阻R9與二極管D2并聯(lián),二極管D2與第八晶體管Q8的基極、第八晶體管Q8的發(fā)射極反向并聯(lián)。第二電阻R2用于限流,第九電阻R9為提高電路抗干擾能力,第二電阻R2、第九電阻R9根據(jù)需要選用。觸發(fā)開關(guān)TG1可以采用一晶閘管或如圖13所示的晶閘管等效電路。
第二電壓檢測開關(guān)(A2):如圖14所示,第二電壓檢測開關(guān)(A2)由電阻、晶體管組成,包括第三穩(wěn)壓器件Z3、第六晶體管Q6、第七晶體管Q7、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13,第六晶體管Q6的集電極與第七晶體管Q7的基極連接,第六晶體管Q6的集電極通過第十二電阻R12與第七晶體管Q7的集電極連接,第七晶體管Q7的集電極、第七晶體管Q7的發(fā)射極為第二電壓檢測開關(guān)(A2)的主回路端,第十三電阻R13、第三穩(wěn)壓器件Z3、第六晶體管Q6的基極與第六晶體管Q6的發(fā)射極串聯(lián)而成第四串聯(lián)電路,第四串聯(lián)電路與第一電容C1并聯(lián),第十一電阻R11的兩端分別與第六晶體管Q6的基極、第六晶體管Q6的發(fā)射極連接,第六晶體管Q6的發(fā)射極與第七晶體管Q7的發(fā)射極連接。
當(dāng)?shù)诙妷簷z測開關(guān)(A2)采用二端電路時,如圖15所示,包括第三穩(wěn)壓器件Z3、第六晶體管Q6、第七晶體管Q7、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第四電容C4,第六晶體管Q6的集電極與第七晶體管Q7的基極連接,第六晶體管Q6的集電極通過第十二電阻R12與第七晶體管Q7的集電極連接,第七晶體管Q7的集電極、第七晶體管Q7的發(fā)射極為第二電壓檢測開關(guān)(A2)的主回路端,第十三電阻R13、第三穩(wěn)壓器件Z3、第六晶體管Q6的基極與第六晶體管Q6的發(fā)射極串聯(lián)而成串聯(lián)電路,該串聯(lián)電路與第二電壓檢測開關(guān)(A2)的主回路端并聯(lián)(即與第七晶體管Q7的集電極、第七晶體管Q7的發(fā)射極并聯(lián)),第十一電阻R11的兩端分別與第六晶體管Q6的基極、第六晶體管Q6的發(fā)射極連接,第六晶體管Q6的發(fā)射極與第七晶體管Q7的發(fā)射極連接,第四電容C4的兩端分別與第七晶體管Q7的基極、第七晶體管Q7的發(fā)射極連接。
一種滅弧裝置,包括以上的滅弧功率器件驅(qū)動裝置(省略光電耦合器OPT1時)、還包括功率器件QA、第一引腳PA、第二引腳PB、第三引腳PC,滅弧功率器件驅(qū)動裝置、功率器件封裝在一絕緣材料中,第一引腳PA、第二引腳PB分別與功率器件的第一端、功率器件的第三端連接,第三引腳PC與第二串聯(lián)電路的第一限流元件R1端連接;封裝示意圖如圖8所示。
當(dāng)包括光電耦合器OPT1時,還包括第四引腳PD、第五引腳PE,第一引腳PA、第二引腳PB分別與功率器件的第一端、功率器件的第三端連接,第三引腳PC與第二串聯(lián)電路的第一限流元件端(供電電源端)連接,第四引腳PD、第五引腳PE與光電耦合器OPT1控制端連接,封裝示意圖如圖16所示。
工作原理:機械開關(guān)K1得電閉合,電源通過第一限流元件R1、第一半導(dǎo)體開關(guān)D1對第一電容C1充電至約等于第一穩(wěn)壓器件Z1的穩(wěn)壓值,在機械開關(guān)K1閉合狀態(tài)下,第一電壓檢測開關(guān)(A1)截止,第二電壓檢測開關(guān)(A2)截止,在機械開關(guān)K1失電時,光電耦合器OPT1截止,第一電壓檢測開關(guān)(A1)被使能,第一電壓檢測開關(guān)(A1)在檢測到功率器件QA兩端存在電位差時(即實時檢測到機械開關(guān)K1斷開),觸發(fā)開關(guān)TG1觸發(fā)導(dǎo)通,第一電容C1的電荷通過第一電壓檢測開關(guān)(A1)傳遞至功率器件QA,驅(qū)動功率器件QA導(dǎo)通,第二電壓檢測開關(guān)(A2)在驅(qū)動信號的電壓不能滿足功率器件QA飽和導(dǎo)通時導(dǎo)通,加快對第一電容C1放電,功率器件QA快速截止,達到功率器件QA導(dǎo)通實時驅(qū)動滅弧的目的。
本實施例滅弧功率器件驅(qū)動裝置具有以下優(yōu)點:
第二電壓檢測開關(guān)(A2)用于防止功率器件工作在放大區(qū),提高功率管過載能力,減少溫升;加快第一電容C1的放電速度及第二電壓檢測開關(guān)(A2)截止,提高滅弧裝置的響應(yīng)速度,功率器件QA用于直流滅弧,第一電容C1充電采用了串聯(lián)一二極管,即第一半導(dǎo)體開關(guān)D1、第一電容C1串聯(lián)而成的第三串聯(lián)電路與第一電壓檢測開關(guān)(A1)并聯(lián)的形式,利用第一電容C1電流上拉驅(qū)動功率器件QA導(dǎo)通,有利于對負載接負極的NPN型三極管、N溝道效應(yīng)管、IGBT的驅(qū)動,加上第一電壓檢測開關(guān)(A1)采用電容(第三電容C3)耦合的形式,其在機械開關(guān)K1斷開狀態(tài)下,功耗為零,有利于汽車等場合使用。同時采用本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的滅弧裝置,可以無需同步信號,可應(yīng)用在按鈕開關(guān)、船型開關(guān)、行程開關(guān)等無控制線圈的機械開關(guān)滅弧,具有適用范圍廣的優(yōu)點。
本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的實施例四,如圖17所示:
一種滅弧功率器件驅(qū)動裝置,所需驅(qū)動的功率器件QA(場效應(yīng)管,也可以采用IGBT等壓控型器件)與所需滅弧的機械開關(guān)K1并聯(lián),其包括第一電壓檢測開關(guān)(A1)、第二電壓檢測開關(guān)(A2)、第一限流元件R1、第一電容C1、第一穩(wěn)壓器件Z1(穩(wěn)壓二極管)、第三電阻R3、控制單元(C)、第一光電耦合器OPT1、第二光電耦合器OPT2,第一電壓檢測開關(guān)(A1)的控制端與功率器件QA的第一端連接;第二電壓檢測開關(guān)(A2)兩端分別與功率器件QA的第二端、功率器件QA的第三端連接,第二電壓檢測開關(guān)(A2)與第一電壓檢測開關(guān)(A1)串聯(lián)而成第一串聯(lián)電路,第二電壓檢測開關(guān)(A2)的控制端與第一串聯(lián)電路的第一電壓檢測開關(guān)(A1)端連接,第一光電耦合器OPT1的輸出端、第二光電耦合器OPT2的控制端與第一電壓檢測開關(guān)(A1)連接,第一光電耦合器OPT1、功率器件QA的驅(qū)動電源由PC端電源通過第一限流元件R1、第一電容C1儲能提供,第二光電耦合器OPT2輸出信號傳遞至控制單元(C),第一光電耦合器OPT1的控制端與控制單元(C)連接;第一穩(wěn)壓器件Z1與第一電容C1并聯(lián)。第三電阻R3的兩端分別與功率器件QA的第二端、功率器件QA的第三端連接,用于提供第一電容C1的放電通道,當(dāng)功率器件QA內(nèi)置電阻時可省略。注:圖17所示,第一光電耦合器OPT1的輸出端、第二光電耦合器OPT2的控制端與第一電壓檢測開關(guān)(A1)串聯(lián)在功率器件QA的驅(qū)動回路中,實際應(yīng)用時也可以與第一電壓檢測開關(guān)(A1)的內(nèi)部電路連接。
工作原理:本裝置得電,電源通過第一限流元件R1對第一電容C1充電至約等于第一穩(wěn)壓器件Z1的穩(wěn)壓值,在機械開關(guān)K1閉合狀態(tài)下,第一電壓檢測開關(guān)(A1)截止,第二電壓檢測開關(guān)(A2)截止,在機械開關(guān)K1失電時,第一電壓檢測開關(guān)(A1)在檢測到功率器件QA兩端存在電位差時(即實時檢測到機械開關(guān)K1斷開時)導(dǎo)通,第一電容C1的電荷通過第一光電耦合器OPT1、第二光電耦合器OPT2的控制端、第一電壓檢測開關(guān)(A1)傳遞至功率器件QA,驅(qū)動功率器件QA導(dǎo)通,第二光電耦合器OPT2輸出信號傳遞至控制單元(C),控制單元(C)通過第一光電耦合器OPT1控制第一電容C1停止放電,第二電壓檢測開關(guān)(A2)在驅(qū)動信號的電壓不能滿足功率器件QA飽和導(dǎo)通時導(dǎo)通,對功率器件QA結(jié)電容放電,功率器件QA快速截止,達到功率器件QA實時驅(qū)動滅弧且功率器件QA導(dǎo)通時間短的目的。注:當(dāng)功率器件QA為晶閘管時,第二電壓檢測開關(guān)(A2)可以省略。
本實施例,利用第一電壓檢測開關(guān)(A1)實時驅(qū)動控制功率器件QA導(dǎo)通滅弧,第二光電耦合器OPT2反饋信號給控制單元(C),再由控制單元(C)通過第一光電耦合器OPT1控制功率器件QA截止,具有功率器件QA滅弧速度快,且功率器件QA滅弧導(dǎo)通時間短的優(yōu)點。
以上實施例,可以根據(jù)需要,電容均可串聯(lián)一電阻,或電容串聯(lián)恒流電路,功率器件等全控型或半控型器件的驅(qū)動端串聯(lián)或并聯(lián)電阻。本實用新型的封裝示意圖并不對引腳做標(biāo)注,是考慮引腳排列順序與對應(yīng)電路的連接關(guān)系可根據(jù)工藝和外部配套產(chǎn)品情況可以任意排列,同時其外形不做限定,可按現(xiàn)有傳統(tǒng)封裝外形及引腳方式。
綜上所述,本實用新型第一電壓檢測開關(guān)實時監(jiān)測機械開關(guān)斷開,可大大減少驅(qū)動功率器件所需的驅(qū)動能量,第一電壓檢測開關(guān)的控制能量由功率器件兩端提供,第一電壓檢測開關(guān)(A1)的輸入回路、第一電壓檢測開關(guān)(A1)的輸出回路、功率器件之間非絕緣隔離,具有成本低、體積小的優(yōu)點;本實用新型實施例的驅(qū)動能量由功率器件所在的電網(wǎng)非隔離提供,采用電容儲能,電容通過第一電壓檢測開關(guān)(實時監(jiān)測機械開關(guān)斷開)放電的方式,驅(qū)動功率器件導(dǎo)通,電容容量要求低(幾微法即可),電容可以采用陶瓷貼片電容,具有電路簡單、功耗小、成本低、響應(yīng)速度快、功率器件導(dǎo)通時間小、容易集成化的優(yōu)點,可以做成集成化滅弧功率器件驅(qū)動集成電路,有利電子滅弧技術(shù)的推廣,同時采用本實用新型滅弧功率器件驅(qū)動裝置的滅弧裝置,在不需要過零接通時,無需同步信號,可應(yīng)用在按鈕開關(guān)、行程開關(guān)等無控制線圈的機械開關(guān)滅弧,具有適用范圍廣的優(yōu)點。本實用新型包括了功率器件的滅弧裝置,具有體積小、使用方便的優(yōu)點。