[发明专利]无电弧的电路中断器

说明书

已经有几种固态电路中断器可用来显著地减小在保护电路中分离触点间产生的电弧的幅度。这些装置一般由半导体元件组成一用这些半导体元件在触点分离的瞬间把被中断的电流从这些分离的触点转移到别的回路。

在美国专利申请（系列号为610，947）中（1984年5月16日由E.K.Howell提出，题目是：“固态限流中断器”）描述了这样一种装置。这个装置基本上由跨接在分离触点两端的电压控制元件和电流控制元件并联组合而成。在触点分离的瞬间，被中断的电流首先从触点转移到电流控制元件，然后到电压控制元件。从触点分离时刻和电流离开这些触点的转移时刻之间的时间滞后在几微秒之内。在这样短的时间内，所产生的电弧对现代化的触点材料来说影响极小。这些触点材料一般是银和钨或银和碳化钨合金的组合。当触点闭合时，其上的银在触点间提供了极好的导电性;在触点发弧光期间，其上的钨使触点免遭电弧的溅蚀。

序号为665，841的美国专利申请（1984年10月29日由E.K.Howell提出，题目是：“漏电流中断器”）提供一种正温度系数元件和跨接在分离触点两端的电压控制元件的组合，用于显著减小触点弧光。序号为681，478的美国专利申请（1984年12月14日由E.K.Howell提出，题目是：“采用电弧转移方法的电路中断器”）使用一个齐纳二极管和三端双向可控硅开关，使电流从分离的触点转移到电压控制装置。所有上述作为参考而引入的专利申请，在触点分离时刻和电流转移到固态断续电路这两者之间都表现出一定的滞后时间。如果这种接触打火被完全消除以致触点能够在不受有害电弧影响的情况下实现分离，那么显然，这能显著的减小触点尺寸和降低触点材料的成本。本发明的目的是叙述一种在正常以及过载条件下均能完全消除分离触点间产生电弧的电路。

无电弧的电路中断器是通过控制电路、阻抗电路和电流断续器三者的配合来实现的。在使触点断开之前，阻抗电路将通过一对可分离的触点的电流分向电流断续器。在分离的瞬间，通过触点的电流已不足以在触点间产生明显的电弧。

图1是根据本发明的无电弧电路中断器的图示;

图2是使用双极型晶体管的图1的无电弧电路中断器的一种实施方案的图示;

图3是使用一个与电容器并联的场效应晶体管的图1的无电弧电路中断器的第二个实施方案的图示;

图4是（具有跨接在场效应晶体管两端的金属氧化物压敏电阻的）图2的无电弧电路中断器的另一实施方案的图示;

图5是为使电流转换到电流断续器而使用一个与达林顿双极型晶体管配合的电流变换器的图1    无电弧电路中断器的图示;

图6是在公共时间轴上的分电流波形及控制电路的电压波形的图示。