[发明专利]使用单触发点火脉冲的混合开关

说明书

本发明涉及由半导体开关元件与用来开关电动机之类负载的电磁接触器的主触头并联而成的混合开关，在启动或切断电磁接触器时；它可短时操纵半导体开关元件。

这类混合开关在启动或切断电磁接触器时使用半导体开关元件接通或切断通电电流，从而确保电磁接触器的机械式主触头的触点之间不产生电弧。

图14为本申请人所提出的专利申请(日本未经审查的专利申请Hei.4-354,374)中的现有混合开关装置的电路图。

在图14中，标记51表示交流电源；52表示通过电磁开关53的主触头53a接至交流电源51的负载；53表示包括主触头53a和常闭副触头53b的电磁接触器；54表示与电磁接触器53的主触头53a并联的三端双向可控硅开关元件；55表示与电磁接触器53的常闭副触头53b串联的控制极触发电阻，它与常闭副触头53b的连接点接至三端双向可控硅开关元件54的控制极G。

在图14所示混合开关中，当电磁接触器53处于切断状态时，由于常闭副触头53b是合上的，控制极和负极之间的电路被短接，因此三端双向可控硅开关元件保持断开。一旦把运行输入电压信号加到电磁接触器53上，电磁接触器53便开始动作，未画出的可动铁芯开始移向固定铁芯，常闭副触头53b在主触头53a合上前打开，从而把点火信号通过控制极G触发电阻55加到三端双向可控硅开关元件54的控制极G上而接通三端双向可控硅开关元件54。三端双向可控硅开关元件54导通后，如果电磁开关53的主触头53a合上，流过三端双向可控硅开关元件54的大部分负载电流就通过主触头53a流至负载52。然后，当不再有加到电磁接触器53上的运行输入电压信号时，主触头53a打开。此时，由于点火信号通过控制极触发电阻55加到三端双向可控硅开关元件54的控制极G上，因此三端双向可控硅开关元件54处于导通状态，流过主触头53a的负载电流就流经三端双向可控硅开关元件54。当常闭副触头53b在电磁接触器53的主触头53a打开后合上时，三端双向可控硅开关元件54的控制极和负极之间的电路短接，加到控制极G上的点火信号被中止，因此当来自交流电源51的负载电流通过零点时，三端双向可控硅开关元件54被关断。这样，当电磁接触器53起动和切断时，三端双向可控硅开关元件就短时运行一次，从而避免了因主触头53a的开合所引起的电弧。由于三端双向可控硅开关元件54短时运行一次足以让负载电流流过，因此使用了短时导电的小容量元件作为三端双向可控硅开关元件54。

对于图14所示现有装置，由于常闭副触头53b在电磁接触器53合上时是打开的，负载电流尽管很小，也流过三端双向可控硅开关元件54的控制极G。因此，如果电磁接触器53的主触头53a接触不良，负载电流就会加到控制极G上而导通三端双向可控硅开关元件54，使所有负载电流流过三端双向可控硅开关元件54。由于如上所述，三端双向可控硅开关元件54所使用的是短时导电的小容量元件，倘若负载电流由于主触头53a接触不良而不断流过该小容量可控硅开关元件，就有不断产生热量最终被烧坏的危险。为防止三端双向可控硅开关元件被这样烧坏，可以使用大容量元件作为三端双向可控硅开关元件54。但在此种情况下，倘若负载电流不断流过三端双向可控硅开关元件，就必须提供冷却器件来散热。大号三端双向可控硅开关元件除了其本身价格昂贵外，由于还需冷却器件，致使混合开关有价格提高、体积增大的缺点。倘若除了主触头53a接触不良外，常闭副触头53b也接触不良，由于负载电流不断加到三端双向可控硅开关元件54的控制极G上，也会发生上述缺点。

此外，如以很高频率接通和断开负载52，混合开关、特别是三端双向可控硅开关元件54就频繁导通。因此，消耗在三端双向可控硅开关元件54上的电能就会增加，发热量就随之增大，带来小容量三端双向可控硅开关元件易于烧坏的缺点。

而且，对于电磁接触器来说，倘若运行输入电压信号的电压值为预定值或更高，那末固定铁芯和移动铁芯间具有足够大的吸力而实现完全吸合。另一方面，倘若运行输入电压信号的电压值低于预定值，所加的是低于指定电压值的运行输入电压信号时，固定铁芯和移动铁芯之间的吸力便不足，从而造成移动铁芯时吸时放的现象。因此，电磁接触器的主触头53a和常闭副触头53b也时而打开、时而合上，使三端双向可控硅开关元件频繁导通。此对小容量三端双向可控硅开关元件也有被烧坏之虞。