專利名稱：低損耗交流電子開關電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及同一構思、二種不同電路的低損耗交流電子開關電路，可廣泛用于 低壓電器制造行業(yè)，特別適合用來制造各種規(guī)格的固態(tài)交流繼電器、固態(tài)交流接觸器、 固態(tài)交流控制模塊、自復式電子保險器、無火花電磁式交流接觸器等之類產(chǎn)品，屬電子 產(chǎn)品制造領域。
背景技術：
目前，市場上銷售的固態(tài)交流電子開關的電路通常通過兩種技術方案實現(xiàn) 一種是 直接采用雙向可控硅來控制交流電流的通斷，另一種則是由橋式整流電路(俗稱橋堆) 和各種單向的直流電子開關管，諸如晶體三極管、場效應管、單向可控硅等等構成，原
理是先將交流電流整流成直流電流，然后再對其直流電流進行通斷控制，從而間接達到 控制交流電流通斷目的。其不足之處無論采用上述哪種技術方案，都存在一個共同的 缺點，就是當交流電子開關處于導通狀態(tài)時，由于單個硅材料PN結0.7V左右壓降的存
在，總要導致整個交流電子開關，至少存在IV到1.5V左右的電壓降。這個壓降雖然很
小，但是在控制大功率負載，大電流狀況下卻是致命的。設想一下如果要控制數(shù)百，乃 至數(shù)千安培的交流電流，導通壓降損耗的電能將會達到數(shù)百瓦特乃至數(shù)千瓦特。這樣大 的電能損耗，不僅造成極大的電能浪費，而且還會導致器件發(fā)熱，于是不得不給可控硅， 整流橋堆加裝體積龐大的散熱器，或者提供良好的通風設備，這就大大限制了交流電子
開關的應用場合和范圍。因此硅材料PN結0.7V左右的壓降，確實已經(jīng)成為限制固態(tài)大 功率交流電子開關、交流控制模塊推廣應用的最大的技術瓶頸。
電磁式交流接觸器的最大弊病是觸點火花，觸點火花不僅會大大削減交流接觸器的 使用壽命，而且還產(chǎn)生較強的電磁干擾造成電磁污染。因此無法適用于自動化控制要求 較高的場合。
發(fā)明內(nèi)容設計目的避免背景技術中的不足之處，設計一種一是不受硅材料PN結固有的 0. 7V壓降技術瓶頸制約的，全新結構的固態(tài)交流電子開關電路；二是對于電磁式交流接 觸器，改變現(xiàn)有的控制回路電路，使得電磁式交流接觸器的觸點，在交流電流過零時接 通，交流電流過零時斷開。
設計方案為了實現(xiàn)上述設計目的。1、對于N溝道型VMOS功率場效應管來說，當 D極(漏極)接正，S極(源極)接負時，為正常工作電壓，內(nèi)部寄生二極管反偏，因此 當G極(柵極)柵壓為0時，VMOS功率場效應管呈關閉狀態(tài)，只有當G極(柵極)輸 入正柵壓時，VMOS功率場效應管才處于導通狀態(tài)。但是VMOS功率場效應管的特性，不 同于晶體管，晶體管是不能在反向電壓下工作的，而VMOS功率場效應管可以在反向電 壓狀態(tài)下工作，即D極(漏極)接負，S極(源極)接正，這時內(nèi)部的寄生二極管正偏， 既處于導通狀態(tài)，因此無論G極(柵極)是否有正電壓信號輸入，管子還是導通的，只 不過，沒有柵壓時，電流通過內(nèi)部寄生二極管，并且產(chǎn)生0.7V壓降，當有柵壓時，電 流通過N溝道電阻，由于N溝道電阻阻值很小，當電流通過N溝道電阻時，如果產(chǎn)生的 壓降小于PN結固有的0.7V壓降時，那么認為，電流已經(jīng)完全的通過N溝道電阻了。 2、 參見附圖l，在交流回路中，串聯(lián)著兩個按相反工作方向聯(lián)接的VM0S功率場效應管V1， V2，(為方便起見，僅以N溝道型場效應VMOS管為例)。兩個VMOS功率場效應管的柵極 正信號電壓，由E提供，并通過K控制。當K斷開時，兩個VMOS功率場效應管的柵極 電壓為零，因此N溝道電阻都呈開路狀態(tài)，當交流電流相線為正，零線為負的時候，雖 然V2內(nèi)部的寄生二極管正向導通，但是交流電流因為受V1的阻斷，所以還是呈斷路狀 態(tài)。反之當交流電流相線為負，零線為正的時候，雖然V1內(nèi)部的寄生二極管正向導通， 但是交流電流因為受V2的阻斷，所以仍然呈顯斷路狀態(tài)。當K閉合時，此時兩個VMOS 功率場效應管的柵極電壓為正偏，因此N溝道電阻都呈低阻導通狀態(tài)，因此無論交流的 相線零線正負如何變化，交流電流的兩個方向電流都能夠順利通過兩個VMOS功率場效應 管，于是整個交流回路呈開路狀態(tài)。也就是說，交流回路的通斷受柵極信號電壓控制， 當兩個VMOS功率場效應管的柵極電壓同時為正偏時，交流回路開路，當兩個VMOS功 率場效應管的柵極電壓同時為零偏時，交流回路斷路。
技術方案l:低損耗交流電子開關電路，兩個VMOS功率場效應管V1和V2是按相 反工作電流方向串聯(lián)連接在交流回路中。技術方案2:由低損耗交流電子開關電路構成的單相交流接觸器，單片機至少有三 個輸入端口分別用于連接由電流互感器構成的交流電流過零檢測電路，由電源變壓器構
成的交流電壓過零檢測電路，由電阻、光偶器構成的控制信號輸入電路，單片機至少有 一個輸出端用于連接兩個VM0S功率場效應管VI和V2的柵極。
技術方案3:由低損耗交流電子開關電路構成的三相交流接觸器，單片機至少有三
個輸出端口分別用于連接三相交流回路主控元件VMOS功率場效應管的輸入端，單片機至 少有5個輸入端口分別用于連接C相交流電流過零檢測電路、B相交流電流過零檢測電 路、C相交流電壓過零檢測電路、AB線交流電壓過零檢測電路及控制信號輸入電路。
本實用新型與背景技術相比，只要被控制的交流電流足夠小，或者N溝道電阻足夠 小，那么通態(tài)壓降可以作到遠小于0.7V以下，可以使得開關損耗降到最低限度，這是目 前現(xiàn)有任何固態(tài)交流電子開關都無可比擬的最大優(yōu)點。


圖1是低損耗交流電子開關電路第一種實施例的示意圖。
圖2是低損耗交流電子開關電路第二種實施例的示意圖。
圖3和圖4是低損耗交流電子開關電路第三種實施例的示意圖。
圖5和圖6是低損耗交流電子開關電路第四種實施例的示意圖。
圖7和圖8是低損耗交流電子開關電路第五種實施例的示意圖。
圖9是無火花電磁式單相交流接觸器的程序流程示意圖。
圖io是無火花電磁式單相交流接觸器的流程示意圖。
圖11是無火花電磁式三相交流接觸器的示意圖。
圖12是無火花三相交流接觸器程序流程示意圖。
圖13是由低損耗交流電子開關電路構成的三相交流接觸器的示意圖。
具體實施方式
實施例l:參照附圖l。低損耗交流電子開關電路，兩個VMOS功率場效應管VI和 V2是按相反工作電流方向串聯(lián)連接在交流回路中，交流回路中的負載可以是燈、設備、 電機等等，兩個VMOS功率場效應管VI和V2的柵極G由觸發(fā)電壓由E提供。
實施例2:參照附圖2。在實施例1的基礎上，兩個VMOS功率場效應管VI和V2
的柵極G由觸發(fā)電壓分別由E1和E2提供。也就是說，在附圖2中，同樣也串聯(lián)著兩個按相反工作方向連接的VM0S功率場效應管V1和V2，它與附圖l不同的地方是，在附 圖l中，兩個VMOS功率場效應管，是按S極與S極直接連接串聯(lián)在交流回路中工作的。 而在附圖2中，兩個VM0S功率場效應管，是按D極與D極直接連接串聯(lián)在交流回中工作 的，不過為了達到等效的控制目的。必須采用兩組相互獨立隔離的柵極控制電壓El和 E2和通過兩個互相隔離的同步開關Kl-l、 Kl-2分別對VI和V2的柵極進行同步控制。
實施例3:參照附圖3和4。兩個VM0S功率場效應管VI和V2的柵極和源極相互 隔離獨立且分別由2個柵極直流同步開關信號控制。也就是說，在附圖3和圖4中，也 有兩個按相反工作方向串聯(lián)在交流回路中工作的VM0S功率場效應管VI和V2，它與上面 圖1和圖2不同的地方是，兩個VMOS功率場效應管，不是直接連接在一起工作，而是被 負載隔開再混合串聯(lián)在交流回路中工作的，雖然電路結構有較大改變，但是工作原理和 結果絲毫沒有改變。為了達到等效控制目的。也必須采用兩個相互獨立隔離的柵極控制 電壓El和E2，并通過兩個互相隔離的同步開關Kl-l和Kl-2分別對VI和V2的柵極 進行同步控制。
實施例4:參照附圖5和6。在上述實施例的基礎上，實際應用中，有時為了擴展被控 制交流回路中的電流，可以通過N個VMOS功率場效應管的并聯(lián)接法，N表示2個、3個、4 個、……N個。達到無限小的N溝道電阻的阻值，從而達到控制無限大的交流電流。附圖5 作出的是僅用兩個VMOS功率場效應管并聯(lián)充當一個VMOS功率場效應管來用的原理圖。有時 為了擴展交流電子開關的控制電壓，也可以通過N個VMOS功率場效應管的同向串聯(lián)方法， 只要采用互相獨立隔離的N個柵極控制電壓進行同步控制，并將串聯(lián)組合成的模塊視為一 個VMOS功率場效應管來看待，就可以無限止的來提高交流電子開關的工作電壓。附圖6作 出的是僅用兩個VMOS功率場效應管串聯(lián)充當一個VMOS功率場效應管來用的示意圖。也就是 說，低損耗固態(tài)交流電子開關電路主要由兩個VM0S功率場效應管V1和V2構成，兩個VMOS功 率場效應管V1和V2是按相反工作電流方向串聯(lián)連接在交流回路中，所述的VMOS功率場效應 管V1和V2，可以是兩個或N個VMOS功率場效應管并聯(lián)或同向串聯(lián)后構成的場效應集成模 塊，V1和V2的柵極和源極根據(jù)實際連接方式的不同，既可以直接相互并聯(lián)，由一個柵極 直流開關信號控制，也可以相互隔離獨立，分別由2個或N個柵極直流同步開關信號控制。 需要說明的是在實際使用中，有時候需要對交流回路作頻繁開關控制，為了更好的降低交流電子開關的動態(tài)損耗，確保兩個VM0S功率場效應管V1和V2，免受瞬間峰值電壓電流的
沖擊，提高整個交流電子開關的工作可靠性，延長交流電子開關的使用壽命，還需要對兩
個VM0S功率場效應管V1和V2的柵極直流開關信號，進行交流過零開啟，交流過零關閉的輔
助控制。關于交流過零控制的原理和方法，在現(xiàn)有技術中，已有很多成熟的用分列元件構
成的電路和方法可以采納移用，限于篇幅不再贅述。
實施例5:參照附圖7和圖8。由低損耗交流電子開關電路構成的單相交流接觸器，
單片機至少有三個輸入端口分別用于連接由電流互感器構成的交流電流過零檢測電路，
由電源變壓器構成的交流電壓過零檢測電路，由電阻、光偶器構成的控制信號輸入電路，
單片機至少有一個輸出端用于連接兩個VMOS功率場效應管V1和V2的柵極；變壓器T、
二極管D1和D2、電阻R4和R6、穩(wěn)壓二極管Z2、和電容E構成工作電源電路，T次線線
圈分別接Dl和D2的正極，Dl和D2負極分別接R4 —端和R6的一端，R6的另一端接Z2
的負極及E的正極，Z2的正極接E負極及接地；電源變壓器初級線圈并聯(lián)連接在交流接
觸器的輸入端子，速飽和電流互感器L的原邊與兩個VM0S功率場效應管的漏極和源極共
同串聯(lián)在交流主控回路的輸入與輸出端子之間。從附圖7中，可以看到本實用新型的低
損耗單相固態(tài)交流接觸器主要由兩個VM0S功率場效應管V1和V2，單片機C，速飽和電
流互感器L，電源變壓器T，輸入隔離光偶器G， 5大部件構成的，其中A1和A2分別代
表A相交流接觸器的輸入和輸出端子，Gl和G2分別為零線輸入、輸出端子，變壓器T、
二極管D1、 D2、電阻R6、穩(wěn)壓管Z2、電解電容器E構成單片機C的直流工作電源。單
片機P1.2端口，為輸出端口，主要為兩個VM0S功率場效應管V1和V2提供直流開關驅
動信號。單片機的P3.1、 P3.2、 P3.3均為單片機C的輸入端口，其中P3.1端口用于檢
測交流回路的電流過零信號，電流過零信號的采樣，主要靠速飽和電流互感器L完成，
交流電流通過速飽和電流互感器L時，當電流過零時，會在次級感應出正負尖脈沖電壓，
經(jīng)R1、 R2、 Zl、限流、限壓后，可直接輸入單片機檢測。由V3、 R4、 R5構成交流電壓
過零采樣電路，(有的單片機，內(nèi)部備有比較放大輸入端口， V3即可省略)經(jīng)P3.2端口
輸入，提供單片機交流電壓過零信號。Sl、 S2分別為固態(tài)交流接觸器的控制輸入端子，
直流控制信號通過R7、經(jīng)光偶器隔離輸入后，通過P3.3端口，輸入到單片機。其工作
原理程序開始時，Sl、 S2無直流信號輸入時，光偶器3腳與4腳不導通，單片機C P3. 3
輸入高電平，此時單片機C P1.2輸出低電壓，VI、 V2處于關斷狀態(tài)，單片機C作無限循環(huán)檢測P3.3端口電壓動作，當S1、 S2有信號輸入時，光偶器3腳與4腳導通，當單 片機C檢測到P3.3端口，由高電位變成低電位時，程序跳變到下一步，此時單片機C 作無限循環(huán)檢測P3.2端口電壓動作，由于只有當交流電壓過零時，P3.2端口電壓才會 有高電平輸入，當單片機C檢測到P3.2端口，由低電位變成高電位時，程序才會跳變到 -下一步，此時單片機C先指令P1.2端口輸出高電平，于是V1和V2導通，交流回路呈接 通狀態(tài)，此時單片機C再作無限循環(huán)檢測P3.3端口電壓的動作，由于當前P3.3端口仍 處在低電平狀態(tài)，只有當S1、 S2無信號輸入時，P3.3端口才會從低電平轉變?yōu)楦唠娖剑?只有當單片機C檢測到P3.3端口，由低電位變成高電位時，程序跳變到下一步，此時單 片機C作無限循環(huán)檢測P3. l端口電壓的動作，由于P3.1端口電壓，只有當交流電流過 零時，才有高電平輸入，單片機C只有當檢測到P3. l端口，由低電位變成高電位時，程 序跳變到下一步，此時單片機C先指令P1.2端口輸出低電平，于是V1、 V2關閉，交 流回路呈斷路狀態(tài)，此時程序返回到開頭，單片機C再作無限循環(huán)檢測P3.3端口電壓 的動作，以此類推，周而復始。為了便于分析，附圖8繪出了的是單片機工作程序流程 圖。低損耗單相固態(tài)交流接觸器的技術特征主要由兩個VM0S功率場效應管VI和V2， 一 片單片機C， 一個速飽和電流互感器L， 一個電源變壓器T， 一個光偶器G， 5大元件構 成，單片機至少有三個輸入端口P3. 1、 P3.2、 P3.3分別用于連接由電流互感器L、 Rl、 R2、 Zl構成的交流電流過零檢測電路；由電源變壓器T、 Dl、 D2、 R4、 R5、 V3構成的交 流電壓過零檢測電路；由R7、光偶器G構成的控制信號輸入電路，單片機至少有一個輸 出端P1.2用于連接兩個VM0S功率場效應管V1、 V2的G極(柵極)，特征在于由變壓器 T、 Dl、 D2、 R6、 Z2、 E構成工作電源電路，電源變壓器初級線圈并聯(lián)連接在交流接觸器 的輸入端子，速飽和電流互感器L的原邊與兩個VMOS功率場效應管的D極(漏極)S 極(源極)共同串聯(lián)在交流主控回路的輸入與輸出端子之間。
實施例6:參照附圖9 10。在實施例5的基礎上，參照上面用單片機進行過零開啟， 過零關閉控制的工作原理，在某些場合為了降低交流電子開關的制造成本，有時也可以用 一個直流電磁式繼電器來替換固態(tài)電路中的兩個VM0S功率場效應管V1和V2。參見附圖9， 雖然電磁式繼電器存在開關速度慢且遺留了機械觸點的固有弊端，但是在一般場合，由于 它導通壓降小，耐過載能力強，還是有它適用之地的，不過傳統(tǒng)的硬性直接驅動法，由于存在觸點打火的缺點，常常導致觸點提前損壞，而采用單片機進行過零開啟，過零關閉控 制后，就可以大大延長觸壽命點。通過這項技術改造的交流接觸器，也可以稱為無火花交 流接觸器。但是要直接調(diào)用上面的單片機控制程序，是絕對行不通的，因為電磁式繼電器 動作速度慢，跟不上單片機的驅動指令。解決的辦法是交流電流是按一定的頻率變化的， 在50赫茲交流電源中，交流電流的周期恒等于20毫秒，半個周期就是10毫秒，也就是說， 在上面的過零檢測電路中，每隔10毫秒就會出現(xiàn)一個脈沖信號，由于在一般的實際使用場 合，我們對于交流電子開關的通斷控制，在時間上沒有特殊要求，也就是說在單片機作出 通斷指令時，可以允許經(jīng)過一定時間的延時再執(zhí)行，而要想單片機作到這一要求，不僅易 如反掌，而且延時時間的精度也是非常高的，可以達到微妙級。這樣在制造技術上，只要 對被選定的電磁式繼電器，事先作好吸合時間和釋放時間的精密測定(可以通過示波器檢 測，這個時間因制造廠家，生產(chǎn)工藝，規(guī)格、材料不同而不同， 一般在4-20毫秒范圍內(nèi))，
如果將這個滯后時間加上預設的延時時間恰好等于交流電半周期的倍率時間時，那么就可 以作到在單片機檢測到過零信號以后，再加上我們預設的延時時間，在下一個過零時刻到
來前，提前驅動電磁式繼電器的開啟與關閉控制，這樣就實現(xiàn)了交流過零開啟，過零關閉
的目的。還有用直流電磁式繼電器來替換VMOS功率場效應管控制的交流電子開關電路，還
有它的獨到之處，就是線圈直流控制回路和觸點交流回路在電路上是隔離分開，那么我們
就無須通過采用三個相同結構原理、互相隔離獨立的單相交流電子開關電路的組合來實現(xiàn)
三相交流電路的通斷控制。而只需采用一片單片機的多個端口，同時控制三個直流電磁式
繼電器，只要將它們的主觸點分別串聯(lián)在A、 B、 C三相交流回路中即可，當然這個設想，
同樣適合用于VMOS功率場效應管控制的三相固態(tài)交流接觸器，只要將分別連接在A、 B、 C
三相交流回路中的三對互相隔離獨立的VMOS功率場效應管的、刪極、源極直流開關信號，
分別通過三個光偶器進行隔離控制即可。參見附圖13 (三相固態(tài)VMOS功率場效應管控制原
理圖)，因為其控制原理與下面的無火花電磁式三相交流接觸器類同，限于篇幅，下面僅
以附圖ll作出的，無火花電磁式三相交流接觸器實施例，對其三相控制工作原理與共同的
技術特征進行較為詳細的描述。
實施例7:參照附圖11 13。由低損耗交流電子開關電路構成的三相交流接觸器，
單片機至少有三個輸出端口分別用于連接三相交流回路主控元件VMOS功率場效應管的
輸入端，單片機至少有5個輸入端口分別用于連接C相交流電流過零檢測電路、B相交流電流過零檢測電路、C相交流電壓過零檢測電路、AB線交流電壓過零檢測電路及控制
信號輸入電路，變壓器T 、 二極管D4和D5、電阻R10和R11構成的A、 B線電壓交流
電壓過零檢測電路，T次級線圈兩端分別接D4和D5的正極，D4和D5負極并接且D5負
極接R12—端，D4負極接R10—端，RlO另一端與Rll—端連接，Rll另一端與T次級
線圈中間抽頭連接；電阻R13、輸入隔離光偶器G構成控制信號輸入電路；變壓器T 、
D4和D5、電阻R12、穩(wěn)壓二極管Z4、電容E構成工作電源電路，T次級線圈兩端分別接
D4和D5的正極，D4和D5負極并接且D5負極接R12 —端，R12另一端接Z4負極及E正
極，Z4的正極接E負極及接地；在三相交流電輸入端，有三個按星形接法的電阻RA、 RB、
RC，以提供三相電壓的零電位D端。
在實際使用的三相交流回路中，由于零線電流為零。所以一般采用三相三線制聯(lián)接，
簡單的分析可以知道，在三相交流回路三根相線接通前，如果有意在時間上作先后順序+
處理，換言之當需要開啟三相交流電時，不是把三根相線同時接通，而是先接通其中一
根相線，其次再接通第二根、第三根。但是在接通第一根相線時，因為不成回路，接通
瞬間沒有電流通過，所以首先接通的繼電器觸點不會產(chǎn)生火花，因此也無須進行過零檢
測處理了，但在進行第二根連接時，就要對第二根線與第一根線之間的線電壓進行交流
過零接通處理，同樣在對第三根線連接前，也要對第三根與第二根第一根的中點電壓進
行相電壓過零接通處理。相反當需要關閉三相交流電流時，為了達到過零斷開目的，也
必須實行先斷開第三根線，再斷開第二根線，最后斷開第一根線，顯然在斷開第三根線、
第二根線之前，必須先對第三根線、第二根線進行電流過零檢測，而對最后斷開的第一
根線就無須作電流檢測了，因為在斷開第二根線時，電流就已經(jīng)為零了。通過上面分析
得知，對于無火花三相交流接觸器的硬件設計，只需設置2個交流電壓過零檢測電路和
2個交流電流過零檢測電路就可以滿足控制要求了。在附圖9中，Kl、 K2、 K3分別是三
個直流繼電器Jl、 J2、 J3的三個主回路觸點，它們分別串聯(lián)在A、 B、 C三相交流回路中，
通過V1、 V2、 V3驅動，分別受單片機的P1.2、 P1.3、 P1.4輸出端口控制。Ll、 L2分
別為C相與B相的速飽和電流互感器，電流過零尖脈沖信號分別經(jīng)R4、 R5、 Zl; R6、
R7、 Z2限壓處理后，連接單片機的P3.0、 P3.1兩個輸入端口， L3速飽和電流互感器，
主要用檢測C1與D之間的相電壓過零信號，通過R8、 R9、 Z3限壓處理后，連接單片機
的P3.2輸入端口，三相交流電A與B之間的線電壓，經(jīng)過變壓器T變成低電壓，經(jīng)
11D4、 D5全波整流后， 一方面經(jīng)R12、 E、 Z4濾波穩(wěn)壓，供單片機、繼電器提供直流工作 電壓，另一方面經(jīng)RIO、 R11分壓連接單片機的P1.1輸入端口作A、 B間的線電壓過零檢 測處理，處理結果由內(nèi)部P3.6端口輸出。當交流電過零時，內(nèi)部P3.6端口呈低電平。 直流控制信號通過R13 、經(jīng)光偶器G隔離輸入后，通過P3.3端口，輸入到單片機。 根椐上述分析思路，結合附圖ll，為了更清楚的講清楚工作原理，下面采用程序流程圖 表達方式說明，參見附圖12。當然這個程序流程圖，同樣適用于制造三相主回路采用 VM0S功率場效應控制的固態(tài)三相交流接觸器。只要將程序流程圖中的設置延時項去掉， 或者設置延時時間為零即可。于是對于無火花電磁式交流接觸器及低損耗三相固態(tài)交流 接觸器的共同技術特征可以這樣概括， 一種無火花電磁式或固態(tài)三相交流接觸器，主要 包括三相交流回路主控元件，可以是電磁式繼電器，或VM0S功率場效應管，除此還應 包括一片單片機、三個速飽和電流互感器L1、 L2、 L3 —個變壓器T、 一個輸入隔離光偶 器G，特征在于，單片機至少有三個輸出端口， P1.2、 P1.3、 P1.4分別用于連接三相交 流回路主控元件的輸入端，特征在于，單片機至少有5個輸入端口， P3.0、 P3.1、 P3.2、 Pl.l、 P3.3分別用于連接由Ll、 R4、 R5、 Zl構成的C相交流電流過零檢測電路；由 L2、 R6、 R7、 Z2構成的B相交流電流過零檢測電路；由L3、 R8、 R9、 Z3構成的C相 交流電壓過零檢測電路；由變壓器T 、 D4、 D5、 RIO、 Rll構成的A、 B線電壓交流電壓 過零檢測電路；由R13、輸入隔離光偶器G構成的控制信號輸入電路，特征在于由變壓 器T 、 D4、 D5、 R12、 Z4、 E構成工作電源電路。特征在于，在三相交流電輸入端，還有 三個按星形接法的RA、 RB、 RC，以提供三相電壓的零電位D端。
實施例8:在實施例7的基礎上，三相交流回路的主控元件為直流電磁式繼電器。 需要理解到的是上述實施例雖然對本實用新型作了比較詳細的文字描述，但是這 些文字描述，只是對本實用新型設計思路的簡單文字描述，而不是對本實用新型設計思 路的限制，任何不超出本實用新型設計思路的組合、增加或修改，均落入本實用新型的 保護范圍內(nèi)。
權利要求1、一種低損耗交流電子開關電路，其特征是兩個VMOS功率場效應管V1和V2是按相反工作電流方向串聯(lián)連接在交流回路中。
2、 根據(jù)權利要求l所述的低損耗交流電子開關電路，其特征是兩個VMOS功率場效應 管VI和V2是兩個或N個VM0S功率場效應管并聯(lián)或同向串聯(lián)構成的場效應集成模塊。
3、 根據(jù)權利要求1所述的低損耗交流電子開關電路，其特征是兩個VMOS功率場效應 管VI和V2的柵極和源極可以相互并聯(lián)且由一個柵極直流開關信號控制，或兩個VM0S 功率場效應管VI和V2的柵極和源極可以相互隔離獨立且分別由2個或N個柵極直流 同步開關信號控制。
4、 一種由低損耗交流電子開關電路構成的單相交流接觸器，其特征是單片機至少有三 個輸入端口分別用于連接由電流互感器構成的交流電流過零檢測電路，由電源變壓器構 成的交流電壓過零檢測電路，由電阻、光偶器構成的控制信號輸入電路，單片機至少有 一個輸出端用于連接兩個VM0S功率場效應管VI和V2的柵極。
5、 根據(jù)權利要求4所述的由低損耗交流電子開關電路構成的單相交流接觸器，其特征是 變壓器T、 二極管Dl和D2、電阻R4和R6、穩(wěn)壓二極管Z2、和電容E構成工作電源電路， T次線線圈分別接Dl和D2的正極，Dl和D2負極分別接R4 —端和R6的一端，R6的另 一端接Z2的負極及E的正極，Z2的負極接E正極及接地。
6、 根據(jù)權利要求4所述的由低損耗交流電子開關電路構成的單相交流接觸器，其特征是 電源變壓器初級線圈并聯(lián)連接在交流接觸器的輸入端子，速飽和電流互感器L的原邊與 兩個VM0S功率場效應管的漏極和源極共同串聯(lián)在交流主控回路的輸入與輸出端子之間。
7、 一種由低損耗交流電子開關電路構成的三相交流接觸器，其特征是單片機至少有三 個輸出端口分別用于連接三相交流回路主控元件VMOS功率場效應管的輸入端，單片機至 少有5個輸入端口分別用于連接C相交流電流過零檢測電路、B相交流電流過零檢測電 路、C相交流電壓過零檢測電路、AB線交流電壓過零檢測電路及控制信號輸入電路。
8、 根據(jù)權利要求7所述的由低損耗交流電子開關電路構成的三相交流接觸器，其特征是 變壓器T 、 二極管D4和D5、電阻R10和R11構成的A、 B線電壓交流電壓過零檢測電 路，T次級線圈兩端分別接D4和D5的正極，D4和D5負極并接且D5負極接R12—端，D4負極接R10—端，R10另一端與R11—端連接，Rll另一端與T次級線圈中間抽頭連 接；電阻R13、輸入隔離光偶器G構成控制信號輸入電路；變壓器T 、 D4和D5、電阻 R12、穩(wěn)壓二極管Z4、電容E構成工作電源電路，T次級線圈兩端分別接D4和D5的正極， D4和D5負極并接且D5負極接R12 —端，R12另一端接Z4負極及E正極，Z4的正極接E 負極及接地，D4負極接R10—端，R10另一端與R11—端連接，R11另一端與T次級線 圈中間抽頭連接；在三相交流電輸入端，有三個按星形接法的電阻RA、 RB、 RC，以提供 三相電壓的零電位D端。
9、根據(jù)權利要求7所述的由低損耗交流電子開關電路構成的三相交流接觸器，其特征是 三相交流回路的主控元件為直流電磁式繼電器。
專利摘要本實用新型涉及同一構思、二種不同電路的低損耗交流電子開關電路，兩個VMOS功率場效應管V1和V2是按相反工作電流方向串聯(lián)連接在交流回路中。優(yōu)點只要被控制的交流電流足夠小，或者N溝道電阻足夠小，那么通態(tài)壓降可以作到遠小于0.7V以下，可以使得開關損耗降到最低限度，這是目前現(xiàn)有任何固態(tài)交流電子開關都無可比擬的最大優(yōu)點。
文檔編號H03K17/06GK201378830SQ20082017129
公開日2010年1月6日 申請日期2008年12月27日 優(yōu)先權日2008年12月27日
發(fā)明者夏小勇 申請人:夏小勇