[发明专利]交流电容器的微功耗快速放电装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种交流电容器放电装置，特别是用于中高压交流电容器的微功耗快速放电装置。

技术背景：

在电网中使用交流电容器，用来进行功率因数补偿，提高电压的稳定性，调节在电路传输中由于感性元件产生的功率传输效率低下。由于电网的污染，现在大量的使用交流电容器作为滤波使用。当交流电容器从交流电路中脱开时，电容器上的电荷并没有放掉，这时很容易发生触电事故。所以电容器在脱离交流电源时，必须使用放电装置立刻将电容器上的剩余电量放掉，这是安全使用交流电容器的要求。在实际使用中，放电装置总是并联在交流电容器的两端，即使在交流电容器工作在交流电路中的时候放电装置也不能与电容器断开，以保证放电装置在电容器脱离交流电路时能立刻将电容器上的剩余电荷放掉。

常见的低压电容器放电装置是并联在电容器两端的放电电阻，电容器的容量越大，要求并联的放电电阻越小，以保证电容器与交流电源断开后，电容器能够在规定的时间内快速放电，但是恰恰由于这个电阻给电容器本身正常工作时候增加了功耗，浪费了电能；如果要降低功率损耗，必须使用较大的放电电阻，这样会增加放电的时间，这有可能超过电气安全规定的允许。

6000V以上的交流电容器一般不使用电阻作为放电装置，这主要是电阻的功耗将大到无法容忍的地步，故使用放电线圈作为放电元件。当电容器从电路中断开时，线圈能够快速给电容器放电。但是当电容器和线圈连接在交流电路中时，为了增加线圈的感抗，降低线圈的功耗，要在线圈中插入铁芯。使用放电线圈的缺点是1.比较笨重；2.本身仍有较大的功耗；3.随着铜材等有色金属的涨价，成本会不断的增加。

还有一种电容器放电装置是用与放电电阻串联的机械触点来控制并联在电容器两端的电阻的，如美国专利4371829所公开的，当电容器连接在交流电路中时，开关打开放电电阻与电容器断开，电阻不消耗电能，当电容器从电路中断开时，开关闭合放电电阻与电容器连接，电阻迅速放掉电容器上的剩余电量。这克服了电容在交流电路中连接时电阻耗电的缺点，但是开关触点的打开和闭合同样耗能，此外机械开关有噪音、体积大，高压下容易击穿空气产生火花导致继电器容易损坏等缺点。

另一种电容器放电装置，如专利号为FI94473B的芬兰专利，这个放电装置是由电阻，电容，双向二极管和双向可控硅组成。这个放电装置能够快速放电，并且在交流电路中的功耗很低，但是这个放电装置的耐压不高，即使按现在的可控硅的工艺水平最高工作电压也不会超过700ACV，这是无法达到380V交流电路的2.15倍的测试标准，所以这种放电装置只能应用于低于220VAC的民用交流电路中；另外，由于双向二极管的反转电压一般很难做到30V以下，所以对于电容器上30V以下的剩余电量无法泄放，因此该放电装置没有什么实际使用价值。

发明内容：

为了克服现有的交流电容器放电装置功耗大、放电时间长和电子放电装置耐压低的不足，本发明提供一种交流电容器放电装置，和一般的放电装置相比，该装置在交流电路中连接时功耗极低，从交流电路中断开后能够快速将电容器上的剩余电量放掉。此装置还能够非常方便的做成耐受任何高电压的放电装置，接在高压交流电容器的两端，实现低功耗快速放电。

为实现上述目的，本发明提出一种交流电容器微功耗快速放电装置，其技术方案如下：本发明的交流电容器快速放电装置由交流电源检测电路、电容降压电源和放电开关组成。交流电源检测电路用于判定放电装置是否与交流电源连接和启动放电开关；电容降压电源用于提供交流电源检测电路的工作电源并在放电装置脱离交流电源时提供放电开关导通所需的电源；放电开关作用是当放电装置脱离交流电源时提供放电通路。

本发明的交流电容器快速放电装置的交流电源检测电路包括交流信号检测电路、交流信号判定电路放电开关驱动电路。交流信号检测电路可以是电压比较器、施密特触发器或过零触发器等。

本发明交流电容器快速放电装置的放电开关可以是MOS管、单向可控硅或双向可控硅。

本发明提供一种低压放电控制芯片，用于实现本发明放电装置的交流电源检测和电容降压电源的整流、稳压等功能。

本发明具有如下优点：