[發明專利]二極管觸點保護復合開關的控制電路及繼電器的控制方法

有效

• 申請號: 201310265141.1
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN104252995B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 王海
• 申請（專利權）人: 王海
• 主分類號: H01H47/02
• 分類號: H01H47/02;H01H9/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種二極管觸點保護復合開關及具體的實現方法，二極管和輔助繼電器觸點串聯組成主觸點保護電路并聯在開關主觸點的兩端，輔助繼電器的電流容量是主繼電器觸點電流容量的1/10到1/1000，主繼電器驅動電流按照一定規律變化，以縮短繼電器的行程時間。本發明還提供一種縮短繼電器行程時間的控制電路和控制方法：通過繼電器線圈的電流由繼電器控制電路的單片機輸出的PWM波形控制，使用本發明提供的繼電器控制方法，可以在保證繼電器壽命的前提下大大縮短繼電器閉合/斷開時的行程時間。二極管觸點保護復合開關是一種電流過零通/斷的開關，并可以容易的實現過流、過壓保護和遠程操控的功能，實現真正智能開關，這將是交流電源開關的一場革命。

技術領域

本發明涉及一種交流電繼電器開關，特別是一種利用二極管和機械觸點開關串聯實現交流開關觸點在閉合或斷開時不產生電弧的繼電器開關和繼電器驅動電路及控制方法，國際分類號為H01H9/54、H01H9/56。

背景技術

理想的交流電繼電器開關是在電流過零點的瞬間完成觸點的閉合或斷開，但由于機械觸點的運動過程需要時間，所以機械觸點開關從原理上就無法實現過零通/斷，在高壓和大電流的場合，尤其是切換電感和電容負載時打火和拉弧的現象更是尤為嚴重，不僅會造成開關觸點的壽命縮短，還有可能產生對電網有害的浪涌電流或浪涌電壓。由于交流繼電器開關無法實現電流過零通/斷，所以從交流開關應用之日開始，工程師們就一直在尋找解決開關觸點滅弧的辦法。可控硅的出現提供了一種實現在電流零點完成閉合或斷開的交流電子開關，但由于可控硅的功耗和成本問題，可控硅交流開關無法成為實用、可靠的開關。同時也有許多人在研究低功耗、低成本的可控硅和繼電器觸點并聯的復合開關，但由于可控硅在dv/dt很高時容易誤導通和di/dt很高時不易關斷的缺點，所以可控硅復合開關一直沒有得到實際的應用。

美國專利US3223888，US3284684和中國專利申請01111050.3公開了一種用二極管保護繼電器主觸點的方法，這是一種開關斷開后有機械斷點的開關，二極管在主開關觸點閉合或斷開的瞬間保證主開關的觸點只承受二極管的正向電壓，但這些專利公開的電路對輔助繼電器和主繼電器觸點行程時間(觸點從開始動作到動作完全停止的時間)有嚴格的要求：對于電阻和電感負載開關觸點必須在二分之一交流電周期內完成閉合或斷開的過程，而對于電容負載，則要求繼電器觸點的行程時間小于四分之一交流電周期，也就是說50Hz交流電，對于電阻、電感負載觸點的行程時間要小于10mS，對于電容負載觸點行程時間要小于5mS，而60Hz的交流電則要求觸點動作的時間更短，一般開關繼電器觸點的行程時間無法達到這個水平，并且隨著繼電器使用時間的增加，觸點的行程時間會變化并延長，現有的繼電器無法滿足上述專利所提及的用二極管和輔助繼電器觸點串聯實現開關觸點保護的要求，所以上述專利中并未提及使用什么樣的繼電器實現觸點的保護功能，這也是這種二極管觸點保護開關的電路提出超過半個世紀了而一直沒有實用的原因。

交流開關繼電器的觸點閉合時觸點會發生抖動打火，觸點斷開時會發生拉弧，在交流電過零時電弧將熄滅，觸點的動作速度必須要保證電弧熄滅后不會重燃，所以交流開關繼電器觸點的行程時間必須要足夠的短。繼電器觸點閉合時會產生抖動，為了減小觸點的抖動次數，一般在繼電器的機械系統中增加阻尼。為了縮短繼電器觸點的行程時間，不外乎就是提高繼電器線圈的驅動電流和減小機械系統的阻尼，而提高線圈的驅動電流和減小阻尼又會增加觸點閉合時的抖動而影響觸點閉合時的性能并減少繼電器的機械壽命，所以交流開關繼電器很難在保證機械壽命的前提下提高觸點的動作速度。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于實現二極管觸點保護復合開關的方法，主要是一種提高繼電器觸點動作速度、減小行程時間的控制電路及控制方法，這是一種可以使繼電器觸點的行程時間縮短2倍以上的控制電路和控制方法，特別提出一種磁保持繼電器的控制電路和控制方法。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：