专利名称：可通断高压直流的复合继电器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于自动控制的可闭合、分断高压直流的继电器类器件。
技术背景目前，公知的继电器、交流接触器、中间继电器由含有线包的电磁铁控制 机械触点的吸合和断开，广泛用于闭合、分断交流电压场合。由于拉电弧的原 因不能用于闭合、分断高压直流电流。公知的还有固态继电器可以通断高压直 流，但它成本高、要散热、体积大、还有一定的压降，要消耗一定功率。发明内容为解决机械触点式在闭合、分断高压直流电压时会拉电弧的缺陷，本发明 在触点两端接有直流消弧电路，并用线包工作电压自动控制消弧电路的动作。本实用新型的技术方案是在现有继电器类器件的触点两端，通过整流电 路或不通过整流电路连接有一个半导体功率器件、该半导体功率器件在触点动 作时导通消除电弧；现有继电器类的线包两端通过整流电路、直接或通过降压 电路输出低压工作电源；低压工作电源并接有电容或串有电阻的电容，电容储 存的能量在线包掉电后能继续供电到触点分断动作结束；低压工作电源给一个 震荡电路供电；震荡电路的输出两端接有隔离耦合器件用于隔离高压；隔离耦 合器件的输出两端通过整流电路或不通过整流电路连接在半导体功率器件的控 制端上，由震荡源控制半导体功率器件的导通；所有构件可以封装在现有继电 器类的内部。本实用新型的有益效果-本实用新型使原本不能用于分断高压直流的继电器类器件(包含继电器、 交流接触器、中间继电器等机械触点式开关器件)，经本实用新型复合后可用于 闭合、分断高压直流、或交直流两用；在触点吸合和分离动作时不产生拉电弧， 延长触点的寿命；输出主功率是靠触点提供，不增加闭合时的功率消耗；不产 生过多热量；可以用额定电流小的半导体功率器件来设计通断较大的电流；而 其控制电路与开关器件原有的线包并联、甚至藏于器件内部，对使用者不增加 设计困难和负担；在使用上几乎透明。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 图1是本实用新型电原理图。图2和图3是机械触点通过整流电路接半导体功率器件图。图4是一个震荡电路的实例图。图5是有降压电路提供低压工作电源图。图1中继电器类器件(11)的机械触点直接连接有半导体功率器件(12)， 半导体功率器件(12)在机械触点闭合和断开动作过程中维持导通，起到消除 电弧的作用；继电器类器件(11)线包通过半波整流电路(13)输出一个低压 工作电源(V+、 V—)，低压工作电源上并接串有电阻(15)的电容(14)，所 串电阻(15)可使后述震荡电路提早工作，电容(14)保证在线包掉电后能继 续供电到触点分离结束；低压工作电源(V+、 V—)给震荡电路(17)供电； 震荡电路(17)的输出接隔离耦合器件一一变压器(10);隔离变压器(10)的 输出通过整流电路(16)接在半导体功率器件(12)的控制端上，只要震荡电 路在震荡，半导体功率器件就维持导通。图1实例中选用的半导体功率器件(12) 为场效应管，只能通断高压直流，还可以选用IGBT，三极管，达林顿管，单、 双向可控硅，晶闸管等半导体功率器件，选用双向可控硅可直接通断交、直流 电流。机械触点闭合后提供主要功率，几乎不存在压降，半导体功率器件仅在 闭合和分离的瞬间承受电流，产生热量极少，可用额定电流小的半导体功率器 件来设计通断较大(约5陪)的电流。以上电路可以封装在继电器类器件的内 部。图2和图3是继电器类器件(11)的机械触点分别通过全波整流电路(18) 和半波整流电路(19)接半导体功率器件(12)，可以通断高压交、直流电流。图4是一个震荡电路的实例由低压工作电源(V+、 V—)供电。最好是 选用CMOS的555时基电路(9); (1)到(8)是该集成电路的引脚排列；其输 出接有隔离耦合器件一一变压器(10)。图5是有降压电路提供低压工作电源图。本实用新型所述"低压工作电源" 是指适应震荡电路工作的电源， 一般在3至18V之间。但继电器类器件(11) 的线包工作电压可能大于此电压，有的还可能是交流，要得到能使用的低压工 作电源可用集成稳压电路，或如图5选用降压电阻(21)和稳压二极管(20) 串联，稳压二极管(20)的两端为输出低压工作电源。本实用新型描述中多处有"甲"通过整流电路或不通过整流电路连接到 "乙"，举例说明如下整流电路是指全波整流电路(18)和半波整流电路(19) 两种之一。在图1中的继电器类器件(11)的机械触点("甲")不通过整流电 路直接联接到半导体功率器件(12)("乙")上；在图2中的继电器类器件(11) 的机械触点("甲")通过全波整流电路(18)接到半导体功率器件(12)("乙") 上；在图3的继电器类器件(11)的触点("甲")通过半波整流电路(19)接 到半导体功率器件(12)("乙")上。在这样的描述中"甲"接在整流电路的 交流输入侧；"乙"接在整流电路的直流输出侧。权利要求1，一种可通断高压直流的复合继电器，其特征是在现有继电器类的机械触点两端通过整流电路或不通过整流电路连接有一个半导体功率器件；现有继电器类的线包两端通过整流电路、直接或通过降压电路输出低压工作电源；低压工作电源并接有电容或串有电阻的电容以保证在线包掉电能延时供电；低压工作电源给一个震荡电路供电；震荡电路的输出两端接有隔离耦合器件；隔离耦合器件的输出两端通过整流电路或不通过整流电路连接在半导体功率器件的控制端上；所有构件可以封装在现有继电器类器件的内部或集成为专用电路。
2，根据权利要求1所述的可通断高压直流的复合继电器，其特征是整流 电路是由4个分立二极管或它们集成的全波整流电路或由一个二极管构成的半 波整流电路；其交流输入端为输入端、整流后的直流输出端为连接后述电路的 输出端。
3，根据权利要求1所述的可通断高压直流的复合继电器，其特征是包含一 个现有继电器类，指现有市面上的继电器、交流接触器、中间继电器类由线包、 电磁铁可控的机械触点式开关器件。
4，根据权利要求1所述的可通断高压直流的复合继电器，其特征是接有一 个半导体功率器件，半导体功率器件是指场效应管，IGBT器件，三极管，达林 顿管，单、双向的可控硅，晶闸管的器件或它们的集成器件之一种半导体器件。
5，根据权利要求1所述的可通断高压直流的复合继电器，其特征是降压电 路由集成稳压块或由一个稳压二极管和电阻串联所构成，其两端为降压电路的 输入端；稳压二极管的两端为输出低压工作电源的两端。
6，根据权利要求1所述的可通断高压直流的复合继电器，其特征是接有隔 离耦合器件，隔离耦合器件由变压器或光电隔离耦合器件所构成。
专利摘要本实用新型涉及一种可通断高压直流的复合继电器，其特征是在现有继电器类的机械触点两端接有半导体功率器件作为消弧器件，并用线包工作电压自动控制消弧电路的动作。线包通过整流电路输出低压电源，供给一个震荡电路，震荡电路通过隔离器件接在半导体功率器件的控制端上，当线包得电或失电即机械触点吸合和分离动作时有吸弧电路工作，不产生拉电弧，大大延长触点的寿命；输出功率是靠触点提供，不增加闭合时的功率消耗；不产生过多热量；可以用额定电流小的半导体功率器件来设计通断较大的电流；而其控制电路与开关器件原有的线包并联、甚至藏于器件内部，对使用者不增加设计困难和负担；在使用上几乎透明。
文档编号H01H47/32GK201323166SQ200820137778
公开日2009年10月7日 申请日期2008年10月21日 优先权日2008年10月21日
发明者忠 王, 罗临如, 旭 胡 申请人:江西华达电子电脑有限公司