[实用新型]功率开关控制电路、功率开关元件、电子元器件和功率开关控制元件

说明书

技术领域

本实用新型涉及开关控制领域，更涉及功率开关控制电路和功率开关元件。

背景技术

对于较大功率负载，通常借由连接的功率开关控制电路进行开关控制，多数采用电磁继电器或者采用可控硅作为功率开关而实现的开关控制电路。

电磁继电器是采用电磁线圈产生磁场促使动触点与静触点接触或释放开，本质上是物理开关，可用于控制更大功率负载。触点一般采用银合金材料，接触阻抗小，发热量低。但是电磁继电器触点接触或释放的过程中触点间有施加电流，在切断电流的过程中会有电弧产生，电弧温度可达3000摄氏度，正是这个电弧的高温造成继电器触点的烧熔，最终造成继电器失效。同时继电器的触点吸合和释放的时间个体之间存在一定差异，无法可靠确认其动作的具体时间。

可控硅（晶闸管）作为半导体器件驱动主电流负载，是电子开关器件，用于控制相对小点功率负载，但其没有任何电弧的高温问题。然而可控硅是半导体器件，存在固定的PN结电压所以当持续导通大电流的时候会产生发热，使用的时候需要优先考虑散热问题，也就是要增加散热片等材料，体积增大，固定温升较高。

上述无论是采用电磁继电器或者采用可控硅作为功率开关而实现的开关控制电路都会存在各自的不足之处。为此，申请人提出一个专利申请案，该申请案是电磁继电器和可控硅结合使用，这在一般正常情况下的使用过程基本上是没有问题的。但是在一些少数异常情况下，如雷击或者高温导致可控硅失效的话，可控硅将会成为此方案中的一个危险体存在。因为没有良好散热情况下，所以一旦可控硅失效一直导通下去的话，其表面温度会急剧增加甚至达到400摄氏度以上，很可能对使用者造成危险。

实用新型内容

因此，本实用新型是在电磁继电器和可控硅结合的申请案的基础上，再优化改进的方案，可以解决可控硅失效之后问题的更加安全保护的方案。

本实用新型采用如下技术方案实现：

一种功率开关控制电路，包括：一个电磁继电器、一个双向可控硅、一个温度保险丝、一个电磁继电器的导通控制单元和一个双向可控硅的导通控制单元，该温度保险丝的一端与该双向可控硅的一个开关端串联后，该电磁继电器的开关两端再分别并联于该温度保险丝的另一端和该双向可控硅的另一个开关端，该电磁继电器的控制端连接于该电磁继电器的导通控制单元，该双向可控硅的控制端连接于该双向可控硅的导通控制单元。

进一步改进的，该电磁继电器的导通控制单元和双向可控硅的导通控制单元均是一个三极管开关电路。优选的，该三极管开关电路是由一个NPN三极管和二个电阻组成，NPN三极管的发射极和基极之间并联一个电阻，NPN三极管的基极还串联另一个电阻。

其中，该电磁继电器的控制端是其电磁线圈连接端，该电磁线圈的其中一个连接端连接于导通电压正端，该电磁线圈的另一个连接端接于该NPN三极管的集电极，该NPN三极管的发射极接地。

其中，该双向可控硅的控制端是其控制门极，该控制门极连接于该NPN三极管的集电极，该NPN三极管的发射极接地。

一种功率开关元件，具体是：将一个双向可控硅的一个开关极与一个温度保险丝的一端串联后，一个电磁继电器的两个开关触点再分别并联在该温度保险丝的另一端和该双向可控硅的另一个开关极，并作为该功率开关元件的2个开关端，且该温度保险丝的位置紧贴该双向可控硅，将该温度保险丝、该双向可控硅和该电磁继电器封装一体。

一种功率开关控制元件，具体是：将具有电磁继电器的导通控制单元和双向可控硅的导通控制单元的开关控制逻辑单元与上述的功率开关元件封装成一体。

一种电子元器件，具体是：将一个双向可控硅的一个开关极与一个温度保险丝的一端串联，并且该温度保险丝的位置紧贴该双向可控硅，将该温度保险丝和该双向可控硅封装一体。

本实用新型的功率开关控制电路可以实现大功率负载的开关控制，并且最大限度的延长开关控制电路中的电磁继电器的使用寿命，同时也实现了可控硅失效之后的安全保护。

附图说明

图1是一实施例的具体应用电路图。

具体实施方式

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

参阅图1所示，以一应用于加热管功率器件为例的功率开关控制电路进行说明。图1中，直接接入火线L和零线N的是加热体PTC1，虚线框部分是该功率开关控制电路，以及火线L和零线N之间还连接电源电路以输出低压直流电分别来驱动控制器（图未示出）和电磁继电器RL1的线圈K1。