[其他]交流互补开关

说明书

本发明提出了一种新的互补开关。在与主触点并联的双向可控硅的第一主端子和门极之间接入一个ＲＣ串联回路，控制触点接在门极和第二主端子之间，并且主触点同控制触点反相同步动作，使开关动作时间变短。即接入的ＲＣ回路在可控硅截止时被控制触点接在第一和第二主端子之间，构成阻容吸收回路，并且将门极电位封锁，起保护可控硅的作用。当需要导通可控硅时，控制触点断开，ＲＣ回路只接在第一主端子和门极之间，保证可控硅可靠导通。

本发明提出了一种新的交流互补开关，属于有消弧或防弧装置的大电流开关。

互补开关是在机械开关的触点上并联固体开关元件，并使该固体开关领先于机械开关导通，滞后于机械开关关断而构成的一种无电弧开关。

实现上述时序控制的方案，依据控制信号取自主回路电流或电压，可以分为电流控制和电压控制两类。本申请属于电压控制方案。

在已有技术中，比较好的采用电压控制方案的互补开关是US-3389301和DE-2835045A1所描述的机械电子开关。

US-3389301是在单刀双掷的机械开关上并联双向可控硅（TRIAC）元件，使TRIAC的第二主端子固定同机械开关的动刀电连接，第一主端子和门极分别同一个静触点电连接，并且在两个静触点（也就是TRIAC第一主端子和门极之间）接有一个用来控制TRIAC的控制回路。在该对比文献中，这种控制回路就是一个电阻器。

西德专利DE-2835045A1所描述的机械电子开关同美国专利US-3389301基本上是一样的，不同之处仅在于其控制回路是一个电容器。

这两种互补开关都是将控制回路接在第一主端子和门极之间，使机械开关动触点在门极和第一主端子之间转换。在互补开关分断状态时，机械开关的动触点投向门极所连的静触点，将门极同第二主端子短路，保证TRIAC不会因为门极受到干扰而误触发。这样安排的好处是，对门极提供了良好的保护，使它的抗干扰能力增强，并且不容易出现门极过荷的事故。

这两种互补开关的工作过程在已有技术文献中作了详细的描述，它们都能够可靠地实现所要求的控制时序。并且由于采取了门极短路措施，在互补开关分断状态时，不会因为门极受到干扰而误导通。

但是，众所周知，TRIAC不能承受高的电压上升率（dv/dt），或者说它承受跳变电压的能力很低。当其两端的电压突然跳变时，处于截止状态的TRIAC将会由于结间电容的耦合作用而使之自然导通。在互补开关应用中，这不仅导致一次误触发，如果此时并联的机械开关没有及时闭合，全部负荷都将由TRIAC承担。因此，在互补开关的设计中，人们将会面临这样一种选择：如果要求在这种情况下TRIAC不会被烧毁，就必须在选用TRIAC时留有充分的余量，并且必须设置足够的散热装置。这样一来，互补开关的体积、制造成本都将无法降低，它的主要优点也就受到了削弱;如果希望保留互补开关体积小、成本低的优点，就必须选用小容量的TRIAC，使之处于尽限应用状态。可是小容量的TRIAC显然不可能长时间地全部承受整个开关的负荷，那么在发生自然导通的情况时，TRIAC就将被烧毁，造成整个互补开关失效。

由此可以看出，对互补开关的TRIAC设置dv/dt吸收回路进行保护是必要的。在已有技术中，尽管已经考虑了TRIAC门极的保护问题，并采取了行之有效的措施，使TRIAC不会因为门极受到干扰而误触发。但是，却未考虑对TRIAC的dv/dt吸收保护。西德专利由于接线上的问题，分割了电阻电容吸收回路，仍未能对TRIAC提供可靠的dv/dt吸收保护。

本发明的任务就在于找到一种最简单的保护方案，使得在很少或者不增加元件数量的情况下对互补开关的TRIAC提供可靠的dv/dt吸收保护。

本发明的任务通过下面的描述得以实现：