[发明专利]自生电源使用互感器的交流二线式开关

说明书

本发明涉及两种结构类似的交流二线式开关电路，这种开关电路只有两个连接端子，把它以串联形式接入交流电路中，适用于控制负载的通断。

交流二线式开关由电子元件组成。开关的通断，即负载的工作电流的通断，是依靠称谓双向主回路电流组件的导通和截止来完成的。双向主回路电流组件主要由晶体管或晶闸管组成，因此，这种开关与其它无触点开关一样，存在着由晶体管或晶闸管的导通压降和截止漏电流引起的通态压降和断态电流，现把这种通态压降和断态电流称谓固有通态压降和固有断态电流。

交流二线式开关虽然是一种公知技术，但现有技术与非二线形式无触点开关比较，除了最简单的形式外，由于需要自生电源，开关的通态压降和断态电流明显增加，尤其是通态压降，数倍于固有通态压降，使其应用受到限制。

作为控制开关使用的交流二线式开关，其内部设置控制电路，由自生电源作为控制电路的电源。与非二线形式不同，自生电源不能直接从交流电源经变换得到，而是从增加开关的通态压降和断态电流中获得，现把这种通态压降和断态电流的增量，称谓附加通态压降和附加断态电流。

在双向主回路电流组件截止或导通的情况下，自生电源的产生方法不同。在双向主回路电流组件截止时，现有技术都是从交流电源通过负载经桥式整流得到自生电源，因此，附加断态电流至少等于自生电源的输出电流。在双向主回路电流组件导通时，现有技术产生自生电源有两种方法：第一种是在主回路中串入稳压管，主要依靠稳压管上的电压来获得自生电源，这种方法虽然能得到稳定的自生电源，但在大电流负载条件下，稳压管的功耗甚大；第二种方法是主回路电流组件使用晶闸管，晶闸管处于非全导通状态，依靠晶闸管电流过零后的一段截止区产生自生电源，所以，这种方法难以避免负载波形的畸变。上述两种方法为得到比较稳定的自生电源，附加通态压降至少等于自生电源电压，若自生电源电压为5伏特，附加通态压降就数倍于固有通态压降。

本发明的目的是开创交流二线式开关一个发展新方向，从根本上改变现有技术建立自生电源的方法，实现现有技术无法完成的事情，并使交流二线式开关能够达到：

第一，与现有技术相比，成倍地减小附加通态压降和附加断态电流，尤其在大电流负载条件下，效果更为显著。

第二，附带的过载信号可以方便地提供过载保护。

第三，能够在各种非正弦波电源条件下正常工作。

第四，可以建立多种自生电源，使开关内部易于适应各种控制电路和控制方式。

下面参考各附图和实施例对本发明进行详细描述，其中：

图1至图6示出本发明双向主回路电流组件的六种电路图。

图7是本发明第一种方案电路示意图。

图8是本发明第二种方案电路示意图。

图9示出本发明第一实施例的详细电路图。

图10示出本发明第二实施例的详细电路图。

图11示出本发明第三实施例的详细电路图。

图12示出本发明第四实施例的详细电路图。

图13示出本发明第五实施例的详细电路图。

图14示出本发明第六实施例的详细电路图。

图15示出本发明第七实施例的详细电路图。

图1中，双向主回路电流组件是一只双向晶闸管，具有两个主电极T1和T2以及一个控制极G1，控制信号从G1与T1之间输入。图2中，该组件由一只单向晶闸管和四个二级管组成。图3中，该组件由双极型晶体管和四个二极管组成。图4中，该组件由V型槽金属氧化物场效应晶体管(VMOS)和四只二极管组成。图2至图4中，都具有两个主电极T1和T2以及两个控制极G1和G2，由于电路的对称性，T1与T2的位置可以互换，控制信号可以从G1和G2之间输入，也可以从G1和T1间输入。图5中，该组件由两只双向晶闸管和一个电阻组成，具有两个主电极T1和T2以及两个控制极G1和G2，控制信号从G1和G2之间输入。图6中，该组件由一个发光二极管和一个双向光电晶闸管组成，具有两个主电极T1和T2以及两个控制极G1和G2，控制信号从G1和G2之间输入。