[實用新型]一種電子開關設備

有效

• 申請號: 201320382208.5
• 申請日: 2013-06-28
• 公開（公告）號: CN203368428U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 朱煜;胡金春;陳龍敏;尹文生;張鳴;楊開明
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H03K17/687
• 分類號: H03K17/687
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術領域

本實用新型涉及一種實現控制電路通斷的電子開關設備，屬于電控設備技術領域。

背景技術

在機電系統中，控制系統通常為小電流（總電流小于10A）系統，而被控制系統通常為大電流（總電流大于100A）系統，兩者之間需通過特定的連接設備相連，目前最常用的此類連接設備就是電子開關。

電子開關是指利用電力電子元器件實現電路通斷的運行設備，常用的有繼電器和可控硅開關等。繼電器雖然可以控制較大電流的系統，但其響應速度慢，切換時間長，且控制系統和被控制系統存在電氣連接，容易使前者受到后者的干擾，甚至后者大電流流向前者導致前者器件毀壞；而可控硅開關連接的被控制系統電流較小。因此，保證電氣隔離，又同時具有切換時間短和被控系統電流較大的電子開關設備亟待提出。

利用場效應管的開關特性，輔以其他電子元件，設計一種開關單元，由若干開關單元并聯組成電子開關設備，連接小電流的控制系統和大電流的被控制系統，將兩者的電氣關系隔離，同時保證被控制系統的快速響應和較大電流能力，滿足機電系統的要求，具有非常高的工程應用價值。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種實現電路通斷控制的電子開關設備，用于連接小電流的控制系統和大電流的被控制系統，隔離兩者的電氣接觸，同時解決被控制系統大電流卻難以保證快速響應的問題。

為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種電子開關設備，其特征在于，所述設備包括m個相同的開關單元，m=1，2,3,4,…,該m個開關單元相互并聯，每個開關單元包括：電源模塊、高速光耦合器、推挽電路和場效應管開關組；

所述電源模塊供電給所述高速光耦合器和所述推挽電路，且兩者的電源部分在電源模塊中相互獨立，如此可避免由于共用電源導致信號互相干擾，從而引起開關狀態紊亂；

所述高速光耦合器包括發光二極管、光電探測器和放大器三部分，與所述電子開關設備連接的上一級設備輸入電信號至所述發光二極管，驅動該發光二極管發出光信號，該光信號由光電探測器接收并轉換成電信號，該電信號經過所述放大器放大后輸出至推挽電路；

所述推挽電路包括推挽相連的兩個三極管，在所述高速光耦合器的放大器輸出的電流控制下，所述推挽電路的電源部分改變所述兩個三極管的基極電壓，使得兩個三極管交替工作，即兩個三極管始終處于相反的通電狀態，一個導通另一個截止；

所述場效應管開關組由所述推挽電路輸出電壓控制，包括第一場效應管開關和第二場效應管開關，兩只場效應管的工作狀態相同，即同時導通或同時斷開，控制與所述電子開關設備連接的下一級設備。

采用以上技術方案可以使本實用新型取得以下的優異效果，利用場效應管的開關特性，輔以其他電子元件，設計一種開關單元，由若干開關單元并聯組成電子開關設備，連接小電流的控制系統和大電流的被控制系統，即小電流（總電流小于10A）的控制系統可通過所述電子開關設備控制大電流（總電流大于100A）的被控制系統，使得被控制系統具有較大電流能力，且兩者在電氣關系上被所述電子開關設備隔離而沒有任何連接，同時開關的切換時間小于1μs，保證被控制系統的快速響應，可解決被控制系統大電流卻難以保證響應速度快的問題，滿足機電系統的要求，具有非常高的工程應用價值。

附圖說明

圖1是本實用新型所述電子開關單元的整體結構示意圖。

圖2是本實用新型以m=9為例即9個開關單元并聯的電子開關設備的整體結構示意圖。

圖3是采用本實用新型的動鐵式平面電機線圈陣列功率驅動分配裝置的整體結構示意圖。

其中，1-電源模塊；2-高速光耦合器模塊；3-推挽電路模塊；4-場效應管開關模塊；5-保護電路；6-開關單元；7-包含9個開關單元并聯的電子開關設備；8-動子；9-磁鋼陣列；10-工作狀態區域；11-過渡狀態區域；12-線圈陣列；13-定子；14-線路電纜；15-包含144個開關單元的電子開關設備；16-驅動器陣列。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型所述的電子開關設備的結構和原理進行具體的說明。

本實用新型提供一種用于電路快速通斷控制的電子開關設備，參考圖2，以m=9為例，即所述電子開關設備包含9個相同的開關單元，參考圖1，每個開關單元由以下模塊組成：電源模塊1、高速光耦合器2、推挽電路3和場效應管開關組4。