一种直流继电切换电路制造技术

本发明专利技术公开了一种直流继电切换电路，包括：第一继电开关、第二继电开关、第一电阻、第二电阻、第一电容和第一半导体开关；第一继电开关串联在直流回路中用于切换直流回路通断；第二继电开关和第一半导体开关串联后与第一继电开关并联，且第二继电开关与第一继电开关同步闭合，在第一继电开关断开预设时间后断开；第一电阻、第一电容和第二电阻串联后也与第一继电开关并联，且第二电阻与第一电容的连接端接至第一半导体开关的控制端；第一电容能够在第一继电开关断开而第二继电开关保持闭合时，被直流电源充电以提高第二电阻两端的电压，使连接第二电阻的第一半导体开关导通，从而抑制第一继电开关触点间电压上升速率，遏制触点间产生电弧的机会。

A DC Relay Switching Circuit

The invention discloses a DC relay switching circuit, which comprises a first relay switch, a second relay switch, a first resistor, a second resistor, a first capacitor and a half conductor switch; a first relay switch is connected in series to switch the DC circuit on and off; a second relay switch and a half conductor switch are connected in series and then in parallel with the first relay switch, and a second relay switch. Close synchronously with the first relay switch and disconnect after the first relay switch is disconnected at a preset time; the first resistor, the first capacitor and the second resistor are connected in series with the first relay switch, and the second resistor and the connection end of the first capacitor are connected to the control end of the first semiconductor switch; the first capacitor can be DC when the first relay switch is disconnected and the second relay switch remains closed. The charging of the power supply increases the voltage at both ends of the second resistor and turns on the first semiconductor switch connecting the second resistor, thus restraining the voltage rise rate between contacts of the first relay switch and the chance of arcing between contacts.

【技术实现步骤摘要】
一种直流继电切换电路
本专利技术涉及电路设计
，特别涉及一种直流继电切换电路。
技术介绍
在直流电路设计中，出于安全、控制等考虑，通常会设置直流继电切换电路，例如，采用直流继电器作为直流继电切换装置。然而，由于直流继电器切断直流电时是机械性切断，容易产生电弧损坏机械触点，为了保护机械触点，需要设计灭弧室等特殊装置，这使得继电器体积大且十分昂贵，不符合市场对产品小型化和经济性需求。此外，也存在使用固态继电器或功率电子器件(如IGBT、MOS管)等替代直流继电器的方案。固态继电器是一种包括两个接线输入端和两个接线端输出端的四端器件，中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离，虽然履行功能时而无机械运动，但是成本较高且通态压降大、导通损耗高；而使用功率电子器件等会产生通态压降大、导通损耗高的缺点。并且，通常的继电切换电路缺少防雷击功能，即便在断开状态下也容易在雷雨天气过压击穿。
技术实现思路
鉴于现有技术直流继电器切断电流时可能产生电弧损坏机械触点、以及缺少防雷击功能的问题，提出了本专利技术的一种直流继电切换电路，以便克服上述问题。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种直流继电切换电路，包括：第一继电开关、第二继电开关、第一电阻、第二电阻、第一电容和第一半导体开关；所述第一继电开关串联在直流回路中，用于切换直流回路通断；所述第二继电开关和所述第一半导体开关串联后与所述第一继电开关并联，且所述第二继电开关与所述第一继电开关同步闭合，在所述第一继电开关断开预设时间后断开；所述第一电阻、第一电容和第二电阻串联后也与所述第一继电开关并联，且所述第二电阻与所述第一电容的连接端接至所述第一半导体开关的控制端；所述第一电容能够在所述第一继电开关断开而所述第二继电开关保持闭合时，被直流电源充电以提高第二电阻两端的电压，使得连接第二电阻的第一半导体开关导通。可选地，所述第一半导体开关为三极管、MOS管或IGBT。可选地，所述第一半导体开关为N型半导体开关管，所述N型半导体开关管的漏极经所述第二继电开关连接第一继电开关的一端，并接至直流回路相对高压侧，所述N型半导体开关管的源极连接第一继电开关的另一端，并接至直流回路相对低压侧，所述N型半导体开关管的栅极连接所述第二电阻和所述第一电容的连接端。可选地，该电路还包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极连接所述N型半导体开关管的源极，所述第一二极管的阴极连接所述N型半导体开关管的栅极，以钳制所述N型半导体开关管的驱动电压。可选地，所述第一二极管的稳压值不高于第一半导体开关管栅极允许的最高电压且不低于第一半导体开关管栅极的开启电压。可选地，所述第一二极管为1N4744稳压二极管或ZMM12稳压二极管。可选地，所述第一继电开关为交流继电器。可选地，所述第一继电开关为直流继电器。可选地，所述第一继电开关为接触器。可选地，该直流继电切换电路还包括：第二电容、第二二极管和第二半导体开关；所述第二电容与第二继电开关的控制端并联；所述第二二极管的阴极接所述第二电容的一端；所述第二二极管、所述第二电容和所述第二继电开关的控制端整体与第一继电开关的控制端并联，并联形成的电路与所述第二半导体开关串联。综上所述，本专利技术的有益效果是：在控制直流回路通断的第一继电开关两侧，并联相串联的第一半导体开关和第二继电开关、以及由电容和电阻组成的配合电路，在第一电容的充电作用下，使第一继电开关断开后旁侧的第一半导体开关和第二继电开关导通，从而抑制第一继电开关两端的触点间电压上升速率，遏制了触点间产生电弧的机会，从而有效避免了电弧损坏第一继电开关的情况发生，同时也利用第二继电开关，避免了旁路受雷击等突发情况而损坏的问题。而且，本电路采用电阻电容以及半导体开关等器件构成，结构简单、成本较低，减小了直流继电切换电路的体积和成本。附图说明图1为本专利技术一个实施例提供的一种直流继电切换电路的主电路示意图；图2示出了图1所示电路在直流电流断开瞬间的电流流向示意图；图3为本专利技术一个实施例提供的一种直流继电切换电路的驱动电路示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。本专利技术的技术构思是：为第一继电开关增设在其断开时能够导通的旁路，通过该旁路的导通作用，抑制第一继电开关触点间电压的上升速率，从而遏制触点间产生电弧的机会，避免发送电弧损坏第一继电开关，同时也利用第二继电开关，避免了旁路受雷击而损坏的问题。图1示意性地示出了本申请直流继电切换电路主电路的一个实例。如图1所示，一种直流继电切换电路，应用在包括有直流电源DC1和负载RL的直流回路中，包括：第一继电开关J1、第二继电开关J2、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第一半导体开关M1。第一继电开关J1串联在直流回路中，用于切换直流回路通断。工作时，第一继电开关J1通过两个触点的接触与分离，分别实现直流回路的导通与断开。第二继电开关J2和第一半导体开关M1串联后与第一继电开关J1并联，以分别连接第一继电开关J1的两个触点。并且，第二继电开关J2与第一继电开关J1同步闭合，在第一继电开关J1断开预设时间后断开。第一电阻R1、第一电容C1和第二电阻R2串联后也与第一继电开关J1并联，且第二电阻R2与第一电容C1的连接端接至第一半导体开关M1的控制端，用于控制第一半导体开关M1。在第一继电开关J1断开而第二继电开关J2保持闭合时，第一电容C1能够被直流电源DC1充电以提高第二电阻R2两端的电压，使得连接第二电阻R2的第一半导体开关M1导通。图2示出了图1所示电路在直流电流断开瞬间的电流流向示意图。从而，在第一继电开关J1断开的瞬间，第一继电开关J1的两个触点通过第二继电开关J2和第一半导体开关M1组成的旁路导通，以抑制两触点间压降的上升速率，遏制产生电弧的机会，达到保护触点的目的。同时，该旁路中的第二继电开关J2在第一继电开关J1断开预设时间后也会断开，从而切断第一半导体开关M1的连接，有效防止雷击等因素引起的高压击穿第一半导体开关M1，提高电路的抗冲击力。在本申请的一些实施例中，所述第一半导体开关M1可以使用三极管、MOS管(MetallicOxideSemiconductorFieldEffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)或IGBT(InsulatedGateB本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流继电切换电路，其特征在于，包括：第一继电开关、第二继电开关、第一电阻、第二电阻、第一电容和第一半导体开关；所述第一继电开关串联在直流回路中，用于切换直流回路通断；所述第二继电开关和所述第一半导体开关串联后与所述第一继电开关并联，且所述第二继电开关与所述第一继电开关同步闭合，在所述第一继电开关断开预设时间后断开；所述第一电阻、第一电容和第二电阻串联后也与所述第一继电开关并联，且所述第二电阻与所述第一电容的连接端接至所述第一半导体开关的控制端；所述第一电容能够在所述第一继电开关断开而所述第二继电开关保持闭合时，被直流电源充电以提高第二电阻两端的电压，使得连接第二电阻的第一半导体开关导通。

【技术特征摘要】
1.一种直流继电切换电路，其特征在于，包括：第一继电开关、第二继电开关、第一电阻、第二电阻、第一电容和第一半导体开关；所述第一继电开关串联在直流回路中，用于切换直流回路通断；所述第二继电开关和所述第一半导体开关串联后与所述第一继电开关并联，且所述第二继电开关与所述第一继电开关同步闭合，在所述第一继电开关断开预设时间后断开；所述第一电阻、第一电容和第二电阻串联后也与所述第一继电开关并联，且所述第二电阻与所述第一电容的连接端接至所述第一半导体开关的控制端；所述第一电容能够在所述第一继电开关断开而所述第二继电开关保持闭合时，被直流电源充电以提高第二电阻两端的电压，使得连接第二电阻的第一半导体开关导通。2.根据权利要求1所述的直流继电切换电路，其特征在于，所述第一半导体开关为三极管、MOS管或IGBT。3.根据权利要求2所述的直流继电切换电路，其特征在于，所述第一半导体开关为N型半导体开关管，所述N型半导体开关管的漏极经所述第二继电开关连接第一继电开关的一端，并接至直流回路相对高压侧，所述N型半导体开关管的源极连接第一继电开关的另一端，并接至直流回路相对低压侧，所述N型半导体开关管的栅极连接所述第二电阻和所述第一电容的连接端。4.根据权利要求3所述的直流继电切换电...

【专利技术属性】
技术研发人员：冀蓬举，韩冰冰，刘蛟，徐玉翠，
申请(专利权)人：北京动力源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11