本实用新型涉及开关技术，尤其涉及一种具有消弧功能的感性负载直流开关及电路系统。
背景技术：
直流电源与负载侧之间的开关切断时，由于触点之间的空气电离现象，产生的拉弧对开关的使用寿命影响较大。
现有的感性负载直流开关触点通常采用导电性能好、接触电阻较小且在空气中不易被氧化的贵金属用于抗拉弧，以提高开关的可靠性和使用寿命。
但是贵金属的成本较高，而且随着开关的频繁动作，感性负载断开瞬间产生的电弧高温会使金属表面被氧化，导致开关接触不良，从而使得开关寿命较短，可靠性差，容易造成安全隐患。
技术实现要素：
本实用新型提供一种具有消弧功能的感性负载直流开关及电路系统，用于克服现有技术中的缺陷，提高直流开关的使用寿命和可靠性，并降低生产成本，消除安全隐患。
第一方面，本实用新型提供一种具有消弧功能的感性负载直流开关，包括：
一开关和一消弧电路；
所述消弧电路的一端与所述开关的第一触点连接；所述第一触点用于连接感性负载；所述开关的第二触点与直流电源的正极连接；
所述消弧电路的另一端分别与所述感性负载以及所述直流电源的负极连接；
所述消弧电路包括一单向导通电路和与该单向导通电路串联的吸弧元件；
所述单向导通电路的电流方向与所述直流电源的电流方向相反。可选的，作为一种可实施的方式，所述单向导通电路为单向晶体管或单向电路。
可选的，作为一种可实施的方式，所述单向晶体管为二极管。
可选的，作为一种可实施的方式，所述吸弧元件为电阻。
可选的，作为一种可实施的方式，所述吸弧元件包括电容。
可选的，作为一种可实施的方式，所述吸弧元件还包括电阻，所述电阻并联在所述电容两端。
上述具体实施方式中，由于电阻在短时间内不足以完全将拉弧电量消耗掉，会存留残余，而电容则可以在短时间内将高频尖峰(高频脉冲)拉弧电量快速存储在电容两极板上，然后电容放电，通过与其并联的电阻慢慢将存储在电容两极板上的电量消耗掉，从而抑制高频拉弧残余电量的产生。
可选的，作为一种可实施的方式，所述吸弧元件还包括电感，所述电感并联在与所述电容两端。
可选的，作为一种可实施的方式，所述电容为超级电容。
本实用新型提供的具有消弧功能的直流开关，包括：一开关和一消弧电路；所述消弧电路的一端与所述开关的第一触点连接；所述第一触点用于连接感性负载；所述开关的第二触点与直流电源的正极连接；所述消弧电路的另一端分别与所述感性负载以及所述直流电源的负极连接；所述消弧电路包括一单向导通电路和与该单向导通电路串联的吸弧元件；所述单向导通电路的电流方向与所述直流电源的电流方向相反，当开关闭合时，由于直流电源与单向导通电路的电流方向相反，电流直接流经感性负载(电机、变压器)，不通过消弧电路；当开关断开时，感性负载瞬间产生的反向电动势则可以通过单向导通电路，产生的拉弧电量通过吸弧元件被吸收，从而避免电弧的产生，起到消弧作用，使开关的触点避免因高压电弧而氧化或损坏，使开关的触点寿命大大延长，大大增加开关的可靠性；单向导通电路和吸弧元件均可采用电子器件，相对于现有技术使用寿命更长，并且大大降低了制造成本。
第二方面，本实用新型提供一种具有消弧功能的电路系统，包括：
如第一方面中任一项所述的具有消弧功能的感性负载直流开关，以及感性负载。
可选的，作为一种可实施的方式，所述感性负载包括电机或变压器。
本实用新型实施例提供的具有消弧功能的电路系统，包括具有消弧功能的直流开关，该直流开关包括：一开关和一消弧电路；所述消弧电路的一端与所述开关的第一触点连接；所述第一触点用于连接感性负载；所述开关的第二触点与直流电源的正极连接；所述消弧电路的另一端分别与所述感性负载以及所述直流电源的负极连接；所述消弧电路包括一单向导通电路和与该单向导通电路串联的吸弧元件；所述单向导通电路的电流方向与所述直流电源的电流方向相反，当开关闭合时，由于直流电源与单向导通电路的电流方向相反，电流直接流经感性负载(电机、变压器)，不通过消弧电路；当开关断开时，感性负载瞬间产生的反向电动势则可以通过单向导通电路，产生的拉弧电量通过吸弧元件被吸收，从而避免电弧的产生，起到消弧作用，使开关的触点避免因高压电弧而氧化或损坏，使开关的触点寿命大大延长，大大增加开关的可靠性；单向导通电路和吸弧元件均可采用电子器件，相对于现有技术使用寿命更长，并且大大降低了制造成本。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
图1为本实用新型实施例一提供的直流开关的使用参考示意图；
图2为本实用新型实施例二提供的直流开关的使用参考示意图；
图3为本实用新型实施例三提供的直流开关的使用参考示意图；
图4为本实用新型实施例四提供的直流开关的使用参考示意图。
附图标记说明：
1：开关；
1a：第一触点；
1b：第二触点；
2：消弧电路；
21：单向导通电路；
22：吸弧元件；
20：电机；
10：直流电源；
221：电容；
222：电阻；
223：电感。
通过上述附图，已示出本公开明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本公开构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本公开的概念。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的感性负载直流开关的例子。
本实用新型的说明书和权利要求书及所述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、等术语应做广义理解，例如，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
首先对本实用新型所涉及的名词进行解释：
感性负载一般是指带有电感参数的负载。确切讲，应该是负载电流滞后负载电压一个相位差特性的为感性负载，如变压器，电动机等负载，称为感性负载。
二极管，是指电子元件当中，一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过。
二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压)，反向时阻断(称为逆向偏压)。
超级电容，不同于传统的化学电源，是一种介于传统电容器与电池之间、具有特殊性能的电源，主要依靠双电层和氧化还原假电容电荷储存电能。但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容可以反复充放电数十万次。其基本原理和其它种类的双电层电容器一样，都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。
现有的感性负载直流开关触点通常采用导电性能好、接触电阻较小且在空气中不易被氧化的贵金属用于抗拉弧，以提高开关的可靠性和使用寿命，但是效果并不理想，随着开关的频繁动作，感性负载断开瞬间产生的电弧高温会使金属表面被氧化，导致开关接触不良；具有以下缺陷：一、开关寿命较短；二、可靠性差；三、成本高；四、在关键设备(比如飞机、舰船)上容易造成安全隐患。
因此，本实用新型实施例的具有消弧功能的感性负载直流开关，通过串联的开关和消弧电路实现，消弧电路包括一单向导通电路和与该单向导通电路串联的吸弧元件，使开关的触点寿命大大延长，大大增加开关的可靠性，并且大大降低了制造成本。
本实用新型实施例的具有消弧功能的感性负载直流开关可以应用于飞机、轨道车辆、轮船、舰艇等设备中。
图1为本实用新型实施例一提供的直流开关的使用参考示意图。如图1所示，本实用新型提供一种具有消弧功能的感性负载直流开关，该直流开关包括：
一开关1和一消弧电路2；
消弧电路2的一端与所述开关1的第一触点1a连接；所述第一触点1a用于连接感性负载；所述开关1的第二触点1b与直流电源10的正极连接；
所述消弧电路2的另一端分别与所述感性负载以及所述直流电源10的负极连接；
所述消弧电路2包括一单向导通电路21和与该单向导通电路串联的吸弧元件11；
所述单向导通电路21的电流方向与所述直流电源10的电流方向相反。
具体的，消弧电路2一端与开关1用于连接感性负载的第一触点1a连接；消弧电路2的另一端连接感性负载以及直流电源10的负极，即消弧电路2与感性负载并联。
消弧电路2包括一单向导通电路21和与该单向导通电路21串联的吸弧元件22；单向导通电路21的电流方向与用于连接开关1的直流电源10的电流方向相反。
在一些实施方式中，感性负载可以为带有绕组的负载，具体可以是电机或变压器等，本实施例中以电机20为例进行说明。
本实用新型提供的具有消弧功能的感性负载直流开关，使用时，将开关1两触点接入电路，直流电源10正极与开关1另一个第二触点1b连接，电机20串联于开关与直流电源10之间，消弧电路2两端并联于电机20两端；
当开关1闭合时，由于直流电源10与单向导通电路21的电流方向相反，电流直接流经电机20，不通过消弧电路2。
当开关1断开时，电机20瞬间产生的反向电动势则可以通过单向导通电路21，产生的拉弧电量通过吸弧元件2被吸收，从而避免电弧的产生，起到消弧作用，使开关的触点避免因高压电弧而氧化或损坏，使开关的触点寿命大大延长，大大增加开关的可靠性；单向导通电路21和吸弧元件22均可采用电子器件，相对于现有技术使用寿命更长，并且大大降低了制造成本。
作为上述实施例的具体实施方式，单向导通电路21为单向晶体管或单向电路。
在一些实施方式中，单向导通电路21为晶体二极管。
本实施例提供的具有消弧功能的直流开关，包括：一开关和一消弧电路；所述消弧电路的一端与所述开关的第一触点连接；所述第一触点用于连接感性负载；所述开关的第二触点与直流电源的正极连接；所述消弧电路的另一端分别与所述感性负载以及所述直流电源的负极连接；所述消弧电路包括一单向导通电路和与该单向导通电路串联的吸弧元件；所述单向导通电路的电流方向与所述直流电源的电流方向相反，当开关闭合时，由于直流电源与单向导通电路的电流方向相反，电流直接流经感性负载(电机、变压器)，不通过消弧电路；当开关断开时，感性负载瞬间产生的反向电动势则可以通过单向导通电路，产生的拉弧电量通过吸弧元件被吸收，从而避免电弧的产生，起到消弧作用，使开关的触点避免因高压电弧而氧化或损坏，使开关的触点寿命大大延长，大大增加开关的可靠性；单向导通电路和吸弧元件均可采用电子器件，相对于现有技术使用寿命更长，并且大大降低了制造成本。
在上述实施例的基础上，可选的，作为一种可实施的方式，如图1所示，吸弧元件22为电阻。开关1断开时，产生的反向电动势所释放的电流被作为吸弧元件的电阻吸收，转化成热能释放。
图2为本实用新型实施例二提供的直流开关的使用参考示意图。可选的，作为另一种可实施的方式，如图2所示，吸弧元件22包括电容221。
具体的，开关1断开时，电机20所产生的反向电动势所释放的电荷储存于电容221的两极板上，给电容221充电，储存在电容221极板上的电能转化成热能释放。
可选的，电容为超级电容。
相对于一般的电容，性能更好。
图3为本实用新型实施例三提供的直流开关的使用参考示意图。进一步的，如图3所示，在图2所示结构的基础上，吸弧元件22还包括电阻222，即本实施例中，吸弧元件22包括电容221，电阻222；电阻222并联在电容221两端。
具体的，开关1断开时，产生的反向电动势所释放的电荷储存于电容221的两极板上，给电容221充电，储存在电容221极板上的电能经电阻222转化成热能释放。
本实施例相对吸弧元件仅包括电阻来说，具有以下优点：电阻在短时间内不足以完全将拉弧电量消耗掉，会存留残余，而电容则可以在短时间内将高频尖峰(高频脉冲)拉弧电量快速存储在电容两极板上，然后电容放电，通过与其并联的电阻慢慢将存储在电容两极板上的电量消耗掉，从而抑制高频拉弧残余电量的产生。
图4为本实用新型实施例四提供的直流开关的使用参考示意图。进一步的，如图4所示，在图2所示结构的基础上，吸弧元件22还包括电感223，即本实施例中，吸弧元件22包括电容221、电阻222、电感223，电阻222并联在电容221两端，电感223并联在电容221两端。
具体的，本实施例中，使用时，将开关1两触点接入电路，直流电源10正极与开关1另一个第二触点1b连接，电机20串联于开关与直流电源10之间，消弧电路2两端并联于电机20两端。
电容221、电阻222与电感223共同形成一LC振荡电路，加快吸弧元件对拉弧电量的吸收。
需要说明的是，本实用新型实施例中的吸弧元件的电路结构还可以有多种不同的结构形式，本实用新型实施例对其并不限定。
本实施例中，吸弧元件包括并联的电容、电阻与电感，当开关闭合时，由于直流电源与单向导通电路的电流方向相反，电流直接流经感性负载(电机、变压器)，不通过消弧电路；当开关断开时，感性负载瞬间产生的反向电动势则可以通过单向导通电路，产生的拉弧电量通过吸弧元件包括的并联的电容、电阻与电感吸收，从而避免电弧的产生，起到消弧作用，使开关的触点避免因高压电弧而氧化或损坏，使开关的触点寿命大大延长，大大增加开关的可靠性；单向导通电路和吸弧元件均可采用电子器件，相对于现有技术使用寿命更长，并且大大降低了制造成本。
本实用新型实施例还提供一种具有消弧功能的电路系统，包括如上述任一项实施例所述的具有消弧功能的感性负载直流开关，以及感性负载。
感性负载可以为带有绕组的负载。
可选的，所述感性负载包括电机或变压器。
其中，具有消弧功能的感性负载直流开关包括：一开关和一消弧电路；
所述消弧电路的一端与所述开关的第一触点连接；所述第一触点连接感性负载；所述开关的第二触点与直流电源的正极连接；
所述消弧电路的另一端分别与所述感性负载以及所述直流电源的负极连接；
所述消弧电路包括一单向导通电路和与该单向导通电路串联的吸弧元件；
所述单向导通电路的电流方向与所述直流电源的电流方向相反。
本实施例的具有消弧功能的电路系统与上述实施例的具有消弧功能的感性负载直流开关的实现原理类似，此处不再赘述。
本实用新型实施例提供的具有消弧功能的电路系统，包括具有消弧功能的直流开关，该直流开关包括：一开关和一消弧电路；所述消弧电路的一端与所述开关的第一触点连接；所述第一触点用于连接感性负载；所述开关的第二触点与直流电源的正极连接；所述消弧电路的另一端分别与所述感性负载以及所述直流电源的负极连接；所述消弧电路包括一单向导通电路和与该单向导通电路串联的吸弧元件；所述单向导通电路的电流方向与所述直流电源的电流方向相反，当开关闭合时，由于直流电源与单向导通电路的电流方向相反，电流直接流经感性负载(电机、变压器)，不通过消弧电路；当开关断开时，感性负载瞬间产生的反向电动势则可以通过单向导通电路，产生的拉弧电量通过吸弧元件被吸收，从而避免电弧的产生，起到消弧作用，使开关的触点避免因高压电弧而氧化或损坏，使开关的触点寿命大大延长，大大增加开关的可靠性；单向导通电路和吸弧元件均可采用电子器件，相对于现有技术使用寿命更长，并且大大降低了制造成本。
以上结合附图详细的描述了本实用新型的可选实施方式，但是本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行各种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。