[其他]互補開關

無效

• 申請號: 86205676
• 申請日: 1986-08-14
• 公開（公告）號: CN86205676U
• 公開（公告）日: 1987-06-03
• 發明（設計）人: 徐國祥
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍81513部隊
• 主分類號: H01H9/30
• 分類號: H01H9/30
• 代理公司: 兵器工業部專利代理事務所
• 代理人: 王維新

本實用新型公開了一種機電與固體元件互補的開關，尤其是用于切換電功率的互補開關。

互補開關是一種將機電開關和固體開關相互串聯或者并聯而構成的一種開關，本實用新型主要指的是并聯型互補開關。它的基本構成是在機電開關的每一對觸點上并聯一只半導體（固體）開關元件。當需要互補開關閉合時，先使半導體開關元件導通，再閉合機電觸點；當需要互補開關關斷時，先斷開機電觸點，再使半導體開關元件截止。這樣的時序控制使得觸點開閉過程不會產生電弧，觸點閉合后將半導體開關元件短接，因此不產生導通壓降，半導體開關元件發熱量也很小。這種互補開關的突出優點是消除了觸點開閉時的電弧，由此帶來的一系列的好處包括：觸點接觸面積可以大幅度減小，壽命大幅度增加，開關的體積大大減小，允許用很小的開關切換大功率的電路。

西德專利申請DE－3341947－A對這種并聯型互補開關的原理作了詳細的描述。本實用新型的任務是提出一種互補開關的具體結構設計，尤其是提出一種安裝半導體開關元件的方案；這種互補開關的結構簡單，半導體開關元件的安裝不在開關內占用專門的空間。

本實用新型設計的開關與已有的各種開關一樣，具有一組以上的觸點組和傳動定位機構。每一組所說的觸點組包括一個靜觸點簧片、一個動觸點簧片、并聯在它們之間的半導體開關元件，還有一個用于控制半導體開關元件通斷的輔助動觸點簧片。本實用新型的特征在于：所說的半導體開關元件的芯片夾在靜觸點簧片和動觸點簧片之間，該芯片至少有一個端面被焊接在它所應當連接的觸點簧片上。

下面結合附圖更詳細地說明這種互補開關的構成，尤其是它的半導體開關元件芯片的封裝方案。

如前所述，本實用新型的互補開關具有一個傳動定位機構〔1〕、一組以上的觸點組〔2〕。每一個觸點組包括一個靜觸點簧片〔3〕、一個動觸點簧片〔4〕、并聯在靜觸點〔7〕和動觸點〔8〕之間的半導體開關元件〔5或者6〕，和一個用于控制半導體開關元件通斷的輔助動觸點簧片〔9〕。所說的傳動定位機構可以是已有技術中各種開關所經常采用的那些機構，例如手動的撳鈕、電動的電磁系統等等。

本實用新型直接將半導體開關元件〔5或6〕的芯片〔11〕夾在靜觸點簧片〔3〕和動觸點簧片〔4〕之間加以封固，并且至少有一個芯片端面被焊接在它所應當連接的簧片上。芯片〔11〕同簧片的焊接，可以采用晶體管生產工藝中的管芯封裝技術，便于大批量生產。

所選用的半導體開關元件有雙向可控硅（TRIAC）〔5〕和晶體三極管〔6〕兩種，前者用于交流互補開關，后者用于直流互補開關。在這一點上，與西德專利申請DE－3341947－A的解決方案不同。該申請為了使一只開關可用于交直流控制，在雙向可控硅上串接了隔直電容器和放電電阻。這樣的方案帶來的問題是，要求使用無極性和高耐壓的大容量電容器，使開關體積增大，成本增加，并且只限于控制一定大小的負載，開關頻率受到電容充放電時間的限制。本實用新型對于交直流開關并聯不同的半導體開關元件，盡管使每只開關只適用于交流或直流一種情況，但是卻使得開關體積大大減小（因為取消了電容器），負載適應能力強，開關頻率也不會受到電容器的限制。

本實用新型互補開關的觸點組有縱列式和橫列式兩種（圖4和圖3）。兩種排列方式的差別在于輔助動觸點簧片〔9〕的位置。它們的靜觸點簧片〔3〕和動觸點簧片〔4〕都是相互平行地縱向排列。芯片〔11〕夾在兩個簧片的中間，一般是在靠近簧片固定段的位置，或者被封固在簧片固定件〔21〕的里面。至少將芯片〔11〕的陽極〔14〕或集電極〔15〕焊接在它所應當連接的簧片上。在芯片〔11〕的厚度與靜、動觸點簧片之間的距離相近似，并且封裝工藝可以實現的情況下，最好將芯片〔11〕的陰極〔16〕或發射極〔17〕也焊接到它所應當連接的簧片上。這樣做的好處是減少引線，有利于芯片散熱。一般地說，選用大功率的芯片容易實現兩面焊接。

橫列式觸點組〔12〕（圖3）的輔助動觸點簧片〔9〕同動觸點簧片〔4〕橫向并排排列，位于動觸點簧片的一側。靜觸點簧片的寬度與動觸點簧片和輔助動觸點簧片寬度之和相適應，以便動觸點〔8〕和附助動觸點〔10〕都能夠同靜觸點〔7〕接觸。這時的接線關系如圖5或圖6所示。陽極〔14〕或集電極〔15〕同靜觸點簧片〔3〕電連接（焊接在該簧片上）；陰極〔16〕或發射極〔17〕與動觸點簧片〔4〕電連接；控制極〔18〕或基極〔19〕與輔助動觸點簧片〔9〕電連接。