[其他]交流互補(bǔ)開關(guān)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000007250
• 申請日: 1986-10-23
• 公開（公告）號: CN86107250B
• 公開（公告）日: 1988-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐國祥
• 申請（專利權(quán)）人: 紅山機(jī)電研究所
• 代理公司: 兵器工業(yè)部專利代理事務(wù)所
• 代理人: 王維新

本發(fā)明提出了一種新的互補(bǔ)開關(guān)。在與主觸點(diǎn)并聯(lián)的雙向可控硅的第一主端子和門極之間接入一個(gè)ＲＣ串聯(lián)回路，控制觸點(diǎn)接在門極和第二主端子之間，并且主觸點(diǎn)同控制觸點(diǎn)反相同步動作，使開關(guān)動作時(shí)間變短。即接入的ＲＣ回路在可控硅截止時(shí)被控制觸點(diǎn)接在第一和第二主端子之間，構(gòu)成阻容吸收回路，并且將門極電位封鎖，起保護(hù)可控硅的作用。當(dāng)需要導(dǎo)通可控硅時(shí)，控制觸點(diǎn)斷開，ＲＣ回路只接在第一主端子和門極之間，保證可控硅可靠導(dǎo)通。

本發(fā)明提出了一種新的交流互補(bǔ)開關(guān)，屬于有消弧或防弧裝置的大電流開關(guān)。

互補(bǔ)開關(guān)是在機(jī)械開關(guān)的觸點(diǎn)上并聯(lián)固體開關(guān)元件，并使該固體開關(guān)領(lǐng)先于機(jī)械開關(guān)導(dǎo)通，滯后于機(jī)械開關(guān)關(guān)斷而構(gòu)成的一種無電弧開關(guān)。

實(shí)現(xiàn)上述時(shí)序控制的方案，依據(jù)控制信號取自主回路電流或電壓，可以分為電流控制和電壓控制兩類。本申請屬于電壓控制方案。

在已有技術(shù)中，比較好的采用電壓控制方案的互補(bǔ)開關(guān)是US-3389301和DE-2835045A1所描述的機(jī)械電子開關(guān)。

US-3389301是在單刀雙擲的機(jī)械開關(guān)上并聯(lián)雙向可控硅（TRIAC）元件，使TRIAC的第二主端子固定同機(jī)械開關(guān)的動刀電連接，第一主端子和門極分別同一個(gè)靜觸點(diǎn)電連接，并且在兩個(gè)靜觸點(diǎn)（也就是TRIAC第一主端子和門極之間）接有一個(gè)用來控制TRIAC的控制回路。在該對比文獻(xiàn)中，這種控制回路就是一個(gè)電阻器。

西德專利DE-2835045A1所描述的機(jī)械電子開關(guān)同美國專利US-3389301基本上是一樣的，不同之處僅在于其控制回路是一個(gè)電容器。

這兩種互補(bǔ)開關(guān)都是將控制回路接在第一主端子和門極之間，使機(jī)械開關(guān)動觸點(diǎn)在門極和第一主端子之間轉(zhuǎn)換。在互補(bǔ)開關(guān)分?jǐn)酄顟B(tài)時(shí)，機(jī)械開關(guān)的動觸點(diǎn)投向門極所連的靜觸點(diǎn)，將門極同第二主端子短路，保證TRIAC不會因?yàn)殚T極受到干擾而誤觸發(fā)。這樣安排的好處是，對門極提供了良好的保護(hù)，使它的抗干擾能力增強(qiáng)，并且不容易出現(xiàn)門極過荷的事故。

這兩種互補(bǔ)開關(guān)的工作過程在已有技術(shù)文獻(xiàn)中作了詳細(xì)的描述，它們都能夠可靠地實(shí)現(xiàn)所要求的控制時(shí)序。并且由于采取了門極短路措施，在互補(bǔ)開關(guān)分?jǐn)酄顟B(tài)時(shí)，不會因?yàn)殚T極受到干擾而誤導(dǎo)通。

但是，眾所周知，TRIAC不能承受高的電壓上升率（dv/dt），或者說它承受跳變電壓的能力很低。當(dāng)其兩端的電壓突然跳變時(shí)，處于截止?fàn)顟B(tài)的TRIAC將會由于結(jié)間電容的耦合作用而使之自然導(dǎo)通。在互補(bǔ)開關(guān)應(yīng)用中，這不僅導(dǎo)致一次誤觸發(fā)，如果此時(shí)并聯(lián)的機(jī)械開關(guān)沒有及時(shí)閉合，全部負(fù)荷都將由TRIAC承擔(dān)。因此，在互補(bǔ)開關(guān)的設(shè)計(jì)中，人們將會面臨這樣一種選擇：如果要求在這種情況下TRIAC不會被燒毀，就必須在選用TRIAC時(shí)留有充分的余量，并且必須設(shè)置足夠的散熱裝置。這樣一來，互補(bǔ)開關(guān)的體積、制造成本都將無法降低，它的主要優(yōu)點(diǎn)也就受到了削弱;如果希望保留互補(bǔ)開關(guān)體積小、成本低的優(yōu)點(diǎn)，就必須選用小容量的TRIAC，使之處于盡限應(yīng)用狀態(tài)。可是小容量的TRIAC顯然不可能長時(shí)間地全部承受整個(gè)開關(guān)的負(fù)荷，那么在發(fā)生自然導(dǎo)通的情況時(shí)，TRIAC就將被燒毀，造成整個(gè)互補(bǔ)開關(guān)失效。

由此可以看出，對互補(bǔ)開關(guān)的TRIAC設(shè)置dv/dt吸收回路進(jìn)行保護(hù)是必要的。在已有技術(shù)中，盡管已經(jīng)考慮了TRIAC門極的保護(hù)問題，并采取了行之有效的措施，使TRIAC不會因?yàn)殚T極受到干擾而誤觸發(fā)。但是，卻未考慮對TRIAC的dv/dt吸收保護(hù)。西德專利由于接線上的問題，分割了電阻電容吸收回路，仍未能對TRIAC提供可靠的dv/dt吸收保護(hù)。

本發(fā)明的任務(wù)就在于找到一種最簡單的保護(hù)方案，使得在很少或者不增加元件數(shù)量的情況下對互補(bǔ)開關(guān)的TRIAC提供可靠的dv/dt吸收保護(hù)。

本發(fā)明的任務(wù)通過下面的描述得以實(shí)現(xiàn)：