[发明专利]无弧开关电路及其控制方法和功率扩展方法

说明书

技术领域

本发明涉及电路控制领域，涉及一种用于各类电路控制系统终端开关及其开关电路消弧和扩大带载能力的无弧开关电路及其控制方法和功率扩展方法。

背景技术

各类电路控制系统终端开关及其开关电路在闭合或断开时往往会产生拉弧现象，不但严重损坏开关触点，影响带载能力，还会给用电电路造成种种事故隐患；为了消除交流接触器、继电器及其开关系统的拉弧问题，扩大带载能力，现有技术主要有以下几种方法：

(1)采用真空灭弧室或在封闭的开关内部充入灭弧气体(如SF6)并增加其内部触点接触面积的方法来消除电弧和扩大其带载能力，但由于其内部空间有限及其它条件限制，其带载能力的扩大受到限制。

(2)采用固态继电器取代普通继电器来消除电弧，尤其是在自动化控制领域，这种灭弧装置虽然也克服了拉弧现象，能够达到较好的灭弧效果，但其存在以下问题：一、容易发热、从而使设备的散热问题成为严重问题；二、载流量的提高往往引起成本的大幅上升，从而使其性价比降低。

(3)目前还有一种效果较好的消除电弧的方法就是主辅开关消弧电路，其做法是在开关电器主开关的电极两端并联一个辅助电路，且使辅助电路与主开关在闭合或断开时形成一定的逻辑关系来达到消弧效果，这种消弧方法虽能有效克服拉弧现象，达到较好的灭弧效果，但上述方法目前仅用于消弧方面，如同时用于消弧和功率扩展两个方面，还存在以下三个问题：一、在现代电气电路设计中，特别是在设备自动化电路设计中，对结构的空间结构要求很高，而在上述开关消弧电路中，其辅助电路通常采用机械结构方式来满足其消弧逻辑关系需要，这样就会造成该类开关结构比较复杂，体积较大，成本较高，这样就会与现实要求发生矛盾；二、当辅助电路采用机械结构方式时，其机械结构会随着时间推移而产生一些磨损和变形，影响开关电路的消弧逻辑关系和消弧效果；三、如果其辅助电路单纯采用电子电路结构方式(如程序控制方式)来满足其消弧逻辑关系需要的话，其成本较高，且随着时间推移或使用环境变化，也会产生一些控制精度方面的变化，影响其消弧逻辑关系，从而影响开关电路的消弧效果和功率扩展需求。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种简单实用的无弧开关电路及其控制方法和功率扩展方法，使其解决现有同类产品结构设计中上述三个方面的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

图1、一种无弧无弧开关电路，其要点在于：

所述无弧开关电路由控制电路A、系统控制电路B、消弧逻辑电路C、稳压电源电压端Vcc、稳压电源接地端GND、主开关体G、辅开关体K、第一电极端P1、第二电极端P2构成；控制电路A为弱电电路，包括系统控制电路B和消弧逻辑电路C，其中系统控制电路B为控制电路A的主控制电路，根据实际需要设定，消弧逻辑电路C是带有反馈信号的逻辑控制电路，为控制电路A的中间控制电路；主开关体G包括主体G、G第一输入端E、G第二输入端F和G主开关GK1；辅开关体K包括主体K、K第一输入端M1、K第二输入端N1和K主开关K1；其中G第一输入端E、G第二输入端F、K第一输入端M1、K第二输入端N1分别与控制电路A对应电连接，G主开关GK1与K主开关K1并联在第一电极端P1和第二电极端P2之间；其中K主开关K1为无弧开关。

一种无弧开关电路的控制方法，其要点在于控制方法的步骤及其逻辑关系：

所述无弧开关电路作为电路开关使用时，其控制方法是：

第一步骤，所述无弧开关电路处于原始断开状态；

第二步骤，令控制电路A发出闭合信号，系统控制电路B首先对消弧逻辑电路C发出闭合信号，然后由消弧逻辑电路C首先控制辅开关体K导通，K主开关K1在无弧状态下闭合，此时第一电极端P1与第二电极端P2之间的电压为零，瞬时后，控制主开关体G导通，G主开关GK1在无弧状态下闭合导通；

第三步骤，令控制电路A发出断开信号，系统控制电路B首先对消弧逻辑电路C发出断开信号，然后由消弧逻辑电路C首先控制主开关体G断开，G主开关GK1断开；在G主开关GK1断开以前，通过消弧逻辑电路C的逻辑控制，令辅开关体K仍处于导通状态，K主开关K1也处于导通状态，此时第一电极端P1与第二电极端P2之间的电压为零，故G主开关GK1断开时无弧；然后控制辅开关体K断开，K主开关K1在无弧状态下断开，开关系统恢复到原始断开状态。

一种无弧开关电路的功率扩展方法，其要点在于：

一、设定所述无弧开关电路的额定功率指标和使用寿命指标；