[發明專利]半導體有源消弧方法

在審

• 申請號: 202010197690.X
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111261460A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 王維加;王維毅
• 申請（專利權）人: 北斗（天津）科學技術應用研究院（有限合伙）
• 主分類號: H01H50/00
• 分類號: H01H50/00;H01H9/30
• 代理公司: 北京皮皮云嘉知識產權代理有限公司 11678
• 代理人: 于雅潔

本發明公開了半導體有源消弧方法，該有源消弧包括繼電器、繼電器電路、繼電器開關、有源消弧模塊、控制模塊和電源，繼電器通過繼電器電路與繼電器開關電性連接，繼電器開關兩側的繼電器電路上并聯連接有有源消弧模塊，有源消弧模塊上設有控制模塊；有源消弧模塊包括IGBT或COMS等功率半導體元件(一下簡稱IGBT)和有源消弧電路，IGBT通過有源消弧電路并聯連接在繼電器接點開關兩側的繼電器電路上，IGBT通過有源消弧電路與控制模塊電性連接，IGBT用于避免繼電器接點關閉或開啟過程中高電壓差產生電弧，有益效果：將繼電器接點關閉或開啟過程中電壓控制在3V以內，通過降低壓差來避免產生電弧，通過對繼電器消弧避免造成繼電器接點燒結和損壞，大大提高對繼電器的使用壽命，保證繼電器的使用的安全，實用性更強。

技術領域：

本發明屬于有源消弧技術領域，特別涉及半導體有源消弧方法。

背景技術：

繼電器是一種電控制器件，是當輸入量(激勵量)的變化達到規定要求時，在電氣輸出電路中使被控量發生預定的階躍變化的一種電器。它具有控制系統(又稱輸入回路)和被控制系統(又稱輸出回路)之間的互動關系。通常應用于自動化的控制電路中，它實際上是用小電流去控制大電流運作的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)，絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT(雙極型三極管)和MOS(絕緣柵型場效應管)組成的復合全控型電壓驅動式功率半導體器件,兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導通壓降兩方面的優點。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅動電流較大；MOSFET驅動功率很小，開關速度快，但導通壓降大，載流密度小。IGBT綜合了以上兩種器件的優點，驅動功率小而飽和壓降低。非常適合應用于直流電壓為600V及以上的變流系統如交流電機、變頻器、開關電源、照明電路、牽引傳動等領域。

目前繼電器在關閉或開啟過程中電壓差較大時，容易產生電弧，電弧導致繼電器接點溫度升高和燒毀，增加繼電器的導通內阻，影響繼電器的使用壽命，實用性較差，所以本發明提供半導體有源消弧方法來解決上述問題。

發明內容：

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供半導體有源消弧方法，解決了目前繼電器在關閉或開啟過程中電壓差較大時，容易產生電弧，電弧導致繼電器溫度升高和接點損耗，增加繼電器的導通內阻，影響繼電器的使用壽命，實用性較差的缺點。

為了解決上述問題，本發明提供了一種技術方案：

半導體有源消弧方法，該有源消弧包括繼電器、繼電器電路、繼電器開關、有源消弧模塊、控制模塊和電源，所述繼電器通過繼電器電路與繼電器開關電性連接，所述繼電器開關兩側的繼電器電路上并聯連接有有源消弧模塊，所述有源消弧模塊上設有控制模塊；

所述有源消弧模塊包括IGBT或功率半導體元件和有源消弧電路，所述IGBT或功率半導體元件通過有源消弧電路并聯連接在繼電器開關兩側的繼電器電路上，所述IGBT或功率半導體元件通過有源消弧電路與控制模塊電性連接，所述IGBT或功率半導體元件用于避免繼電器接點關閉或開啟過程中電壓差產生電弧。

作為發明的一種優選技術方案，該方法包括以下步驟：

步驟1、通過連接電路將繼電器、繼電器電路、繼電器開關、有源消弧模塊、控制模塊和電源進行電性連接；

步驟2、繼電器開關的關閉或開啟信號輸送至控制模塊，控制模塊根據接收的繼電器開關的閉、開信號的電壓差判斷有源消弧模塊是否啟動；

步驟3、當控制模塊接收到繼電器開關的關閉或開啟過程中電壓差大于設定值時，啟動有源消弧模塊；

步驟4、有源消弧模塊上的IGBT或功率半導體元件通過有源消弧電路并聯連接在繼電器接點開關的兩側，通過IGBT或功率半導體元件將電壓控制在一定值內，從而達到繼電器降低壓差的目的。