[发明专利]直流二线式固态开关有效
申请号: | 201410272621.5 | 申请日: | 2014-06-18 |
公开(公告)号: | CN104079277B | 公开(公告)日: | 2019-08-09 |
发明(设计)人: | 翁天禄 | 申请(专利权)人: | 翁天禄 |
主分类号: | H03K17/60 | 分类号: | H03K17/60 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 200129 上海市浦*** | 国省代码: | 上海;31 |
权利要求书: | 查看更多 | 说明书: | 查看更多 |
摘要: | |||
搜索关键词: | 直流 二线 固态 开关 | ||
本发明直流二线式固态开关是只有两个对外连接端子的大电流无触点带保护的控制开关。其内部在控制电路的支配下,以方波发生器两组输出驱动双路功率场效应晶体管交替导通承载负载电流和故障电流,同时,负载电流或故障电流交替流过有抽头的电流互感器一次绕组的两个各半的一次绕组,以电流互感器二次绕组输出的交流电压作为通态供电的源头,并且,在这种二线电路结构基础上,采用特异方法解决了固态短路保护的经典难题,因而具有无与伦比的短路保护功能。本发明特别适用于新能源汽车马达的无触点开关控制和汽车电路的保护。
所属技术领域
本发明涉及一种直流二线式固态开关技术方案,这种用于直流电路的固态开关只有两个对外的连接端子,其接通、承载和分断负载电流或故障电流的器件,不是机械装置,而是固态的无触点的功率场效应晶体管。当发生短路故障或负载过流时,本发明涉及的直流二线式固态开关能够瞬间分断故障电流。
背景技术
据发明人检索,目前公开的技术资料中,涉及直流二线式固态开关的,仅有美国专利US6160689一个文件。该专利文件的名称为交直流二线式固态断路器,陈述一种交直流二用的固态断路器,尽管在该专利文件的附图中找不到在该专利说明书中所提及的微处理器34(microprocessor34)和晶体管74(transistor74),并且在其权利要求中未提及关键组成——电流互感器及其作用,但还是能看出该专利所述的固态断路器在接通负载状态下,是依靠流过电流互感器26(transformer26)的断续负载电流来完成对内部电子电路的供电的,据其电路构成可知,该固态断路器在接通负载状态下,在直流应用时只有一半时间存在负载电流通过电流互感器26,在交流应用时仅四分之一时间存在负载电流通过电流互感器26,因而在直流应用时只有一半时间能够实现依靠负载电流对内部电子电路供电,在交流应用时仅四分之一时间能够依靠负载电流对内部电子电路供电,其余时间只能依靠电容储能来供电,所以,该固态断路器在低负载电流状态下发生短路故障时,完全有可能在短路故障发生时刻处于不供电期间且电容储能又不足情况,从而造成相关电路失控及不能瞬间分断故障电流的后果。另一方面,同样因为负载电流只有部分时间通过电流互感器26,电流互感器26就不能兼作电流传感器使用,该专利所述的固态断路器以霍尔传感器40(Hallsensor40)来担当电流传感器任务。
发明内容
本发明涉及的直流二线式固态开关,只有两个对外的连接端子,其内部主要由控制电路、方波发生器、功率场效应晶体管、电流互感器、整流电路、稳压电路以及断态供电电路等组成。其中,控制电路支配这个直流二线式固态开关的接通或断开,即开关的通态或断态。在通态时,以方波发生器两组输出驱动双路功率场效应晶体管交替导通承载负载电流和故障电流,同时,负载电流或故障电流交替流过有抽头的电流互感器一次绕组的两个各半的一次绕组,以电流互感器二次绕组输出的交流电压经整流稳压作为内部电子电路的通态供电。在断态时,以开关断态压降通过断态供电电路和稳压电路形成断态供电。
本发明直流二线式固态开关是以连续的双路交替的负载电流或故障电流通过电流互感器的方式来完成对内部电子电路的供电的,因而只要存在正常负载电流或故障电流,就不会存在供电缺失或供电不足的现象,当然也不会存在内部电子电路由于供电缺失或供电不足而产生的失控现象。并且,这个电流互感器能够兼作电流传感器使用,以检测负载电流和故障电流的大小。
本发明涉及的直流二线式固态开关电路,对于短路保护的关断过程,也就是短路故障后功率场效应晶体管的截止过程,为了保证功率场效应晶体管的可靠快速截止,是采用短接通态供电继而短接功率场效应晶体管输入电压的特异方法,从而大大降低了功率场效应晶体管输入电容对断开时间的影响,同时也避免了在功率场效应晶体管快速截止过程中由密勒效应(Miller effect)造成的误导通。这种能够促成功率场效应晶体管大电流微秒级快速截止又不产生误导通的方法,解决了在先技术无法克服的经典难题,因而,这种直流二线式固态开关具有无与伦比的短路保护功能。
本发明特别适用于新能源汽车马达的无触点开关控制和汽车电路的保护。
附图说明
该专利技术资料仅供研究查看技术是否侵权等信息,商用须获得专利权人授权。该专利全部权利属于翁天禄,未经翁天禄许可,擅自商用是侵权行为。如果您想购买此专利、获得商业授权和技术合作,请联系【客服】
本文链接:http://www.vipzhuanli.com/pat/books/201410272621.5/2.html,转载请声明来源钻瓜专利网。
- 上一篇:一种蘑菇大棚二次发酵栽培技术
- 下一篇:一种婴幼儿两面用背袋