一种灭弧电路与通断装置的制作方法

本技术专利涉及继电器、断路器、接触器、熔断体、接插件等的灭弧，特别涉及一种灭弧电路与通断装置。

背景技术：

1、电弧是气体放电的一种形式，由于带电周围介质从绝缘状态变为导通状态，从而使电能通过。当机械开关(继电器、断路器、接触器、熔断体、接插件等)进行切断或闭合电路时，动静触头之间的电场强度大于介质强度，则触头之间的绝缘气体被击穿，成为游离态，在游离态下的气体有很强的导电性能，从而形成电弧。电弧的危害很大，会烧蚀触头，为了减少这类危害，提高电器的可靠性，通常开关电器需要采取必要的灭弧措施可靠熄灭电弧，为此而采用的电路在本技术中被称为为灭弧电路。

2、图1所示为一种现有的灭弧电路对机械开关进行灭弧的电路图，代表专利文献请参考中国专利文献cn113345741a和cn108962647b，图1中的机械开关k一端连接直流电源正端、另一端连接负载rl一端，负载rl另一端连接直流电源负端，灭弧电路包括储能单元、充电单元和注入单元，其工作原理为：机械开关k闭合，直流电源、充电单元和储能单元形成充电回路，直流电源通过充电单元为储能单元充电；机械开关k断开，储能单元、注入单元和负载rl形成放电回路，储能单元通过注入单元对负载rl放电，负载rl两端电压上升，机械开关k触点间的电场强度快速下降，达到对机械开关k灭弧的目的。

3、在专利文献cn219800695u所揭露的方案中，其一个实施例的原理图请参见图2，其中：灭弧电路包括二极管d1、二极管d2、电容c1和钳位器件，二极管d1的阴极和二极管d2的阳极连接后用于连接负载一端，二极管d1的阳极、二极管d2的阴极和钳位器件一端同时连接电容c1一端，电容c1另一端和钳位器件另一端连接在一起后用于连接负载另一端。其工作原理为：随着机械开关分开间隙逐渐扩大，流过电弧的电流i1开始时会越来越小，负载两端产生的电压越来越小，此时电弧两端电压会增大。当负载电压降低到使得二极管d1阴极的电压小于(uin-vd1)时，即电弧燃烧到第一设定状态，二极管d1导通，电容c1通过二极管d1放电，使得流过负载的电流i3由i1变为(i1+i2)，负载两端的电压url增加，机械开关k两端的电压uk自然上升的速率被减小，破坏了上述机械开关两端电压uk上升的速率与流经机械开关k的电流i1减小速率之间稳定的负阻特性关系，实现灭弧。

4、本技术的发明人在实际应用上述灭弧电路时，发现机械开关靠近输入侧的电压远远高于输入电压，灭弧电路在机械开关两端无法起到作用，经过深入研究发现原因在于由于输入侧引线长度较长，在机械开关断开瞬间输入侧寄生电感会产生一个很高的电压尖峰，导致机械开关两端的电压差非常大大，远远大于灭弧电路所产生的负载端增加的电压，导致灭弧失效。

5、需要说明的是，上述公开于背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、有鉴于此，本实用新型要解决的技术问题是提供一种灭弧电路及通断装置，至少能够解决一种上述所分析的现有技术中存在的技术问题，并且灭弧电路结构简单，成本较低。

2、作为本实用新型的第一个方面，本实用新型所提供的灭弧电路的实施例如下：

3、一种灭弧电路，用于为供电系统中的机械开关灭弧，所述机械开关串联在供电电源与负载之间的线路中，所述灭弧电路包括两只二极管；

4、所述机械开关闭合时，其中一只二极管会自然触发导通，为所述灭弧电路复位；

5、所述机械开关断开时，会先点燃电弧，所述灭弧电路在电弧燃烧到特定状态后，其中另一只二极管会自然触发导通，为所述负载注入能量，干扰电弧的稳定燃烧，实现灭弧；

6、其中：所述灭弧电路还包括尖峰吸收电路，用于连接所述供电电源，吸收所述机械开关断开时寄生电感产生的尖峰电压。

7、进一步地，所述两只二极管为二极管d1和二极管d2；所述灭弧电路还包括：电容c1和钳位器件，所述二极管d1和所述二极管d2反向并联后与所述电容c1串联，所述钳位器件与所述二极管d1串联且与所述电容c1并联；

8、在所述机械开关闭合时，所述二极管d1和所述二极管d2中的一只二极管导通，通过所述电容c1为所述灭弧电路复位；在所述机械开关断开时，所述二极管d1和所述二极管d2中的另外一只二极管导通，通过所述电容c1为所述负载注入能量，所述钳位器件用于为所述负载中的电流流动提供续流路径，并限制所述负载的寄生电感所产生的反向电动势的电压值。

9、一种灭弧电路，用于为供电系统中的机械开关灭弧，所述灭弧电路包括：二极管d1、二极管d2、电容c1和单向钳位器件；所述二极管d1的阴极和所述二极管d2的阳极连接后用于连接负载一端，所述二极管d1的阳极、所述二极管d2的阴极和所述单向钳位器件的阴极同时连接所述电容c1一端，所述电容c1另一端和所述单向钳位器件的阳极连接在一起后用于连接所述负载另一端，所述单向钳位器件用于为所述负载中的电流流动提供续流路径，并限制所述负载的寄生电感所产生的反向电动势的电压值；其特征在于：所述灭弧电路还包括尖峰吸收电路，用于连接供电电源，吸收所述机械开关断开时寄生电感产生的尖峰电压。

10、优选地，所述单向钳位器件为一个二极管，该二极管与所述二极管d1同向串联；或者所述钳位器件为多个二极管同向串联，该多个二极管同向串联后与所述二极管d1同向串联；或者所述钳位器件为一个单向tvs管，该单向tvs管与所述二极管d1同向串联；或者所述钳位器件为多个单向tvs管同向串联，该多个单向tvs管同向串联后与所述二极管d1同向串联；或者所述钳位器件为一个压敏电阻；或者所述钳位器件为多个压敏电阻串联；或者所述钳位器件为一个气体放电管；或者所述钳位器件为多个气体放电管串联；或者所述钳位器件为二极管、单向tvs管、压敏电阻和气体放电管任意种类和任意数量组合串联后与所述二极管d1串联成两端子网络，该两端子网络中的极性器件为同向串联。

11、进一步地，将所述二极管d1替换为：多个二极管同向串联；或者一个单向tvs管或多个单向tvs管同向串联；或者二极管和单向tvs管任意数量组合串联；

12、和/或将所述二极管d2替换为：多个二极管同向串联；或者一个单向tvs管或多个单向tvs管同向串联；或者二极管和单向tvs管任意数量组合串联。

13、优选地，所述尖峰吸收电路包括电容c2，所述电容c2用于与所述供电电源并联；或者所述尖峰吸收电路包括电容c2和二极管d4，所述电容c2和所述二极管d4串联为两端子网络后阳极用于连接所述供电电源正端、阴极用于连接所述供电电源负端。

14、进一步地，所述尖峰吸收电路还包括泄放电路，所述泄放电路与所述电容c2并联，为所述电容c2提供能量泄放路径。

15、进一步地，将所述二极管d4替换为：多个二极管同向串联；或者一个单向tvs管或多个单向tvs管同向串联；或者二极管和单向tvs管任意数量组合串联。

16、一种灭弧电路，用于为供电系统中的机械开关灭弧，其中，所述灭弧电路包括：二极管d1、二极管d2、电容c1和双向钳位器件；所述二极管d1的阴极和所述二极管d2的阳极连接后用于连接负载一端，所述二极管d1的阳极、所述二极管d2的阴极和所述双向钳位器件一端同时连接所述电容c1一端，所述电容c1另一端和所述双向钳位器件另一端连接在一起后用于连接所述负载另一端，所述双向钳位器件用于为所述负载中的电流流动提供续流路径，并限制所述负载的寄生电感所产生的反向电动势的电压值；其特征在于：所述灭弧电路还包括尖峰吸收电路，用于连接供电电源，吸收所述机械开关断开时寄生电感产生的尖峰电压。

17、优选地，所述双向钳位器件为一个双向tvs管；或者所述双向钳位器件为多个双向tvs管串联；或者所述双向钳位器件为一个压敏电阻；或者所述双向钳位器件为多个压敏电阻串联；或者所述双向钳位器件为一个气体放电管；或者所述双向钳位器件为多个气体放电管串联；或者所述双向钳位器件为双向tvs管、压敏电阻和气体放电管任意种类和任意数量组合后串联。

18、进一步地，将所述二极管d1替换为：多个二极管同向串联；或者一个单向tvs管或多个单向tvs管同向串联；或者二极管和单向tvs管任意数量组合串联；

19、和/或将所述二极管d2替换为：多个二极管同向串联；或者一个单向tvs管或多个单向tvs管同向串联；或者二极管和单向tvs管任意数量组合串联。

20、优选地，所述尖峰吸收电路包括电容c2，所述电容c2用于与所述供电电源并联；或者所述尖峰吸收电路包括电容c2和可控开关管s2，所述电容c2和所述可控开关管s2串联为两端子网络后用于与所述供电电源并联，所述可控开关管s2被配置为在所述机械开关闭合时断开、在所述机械开关断开时闭合。

21、进一步地，所述尖峰吸收电路还包括泄放电路，所述泄放电路与所述电容c2并联，为所述电容c2提供能量泄放路径。

22、进一步地，将所述可控开关管s2替换为：多个可控开关管同向串联；或者多个可控开关管同向并联。

23、一种灭弧电路，用于为供电系统中的机械开关灭弧，其中，所述灭弧电路包括：二极管d1、二极管d2、电容c1和双向钳位器件；所述二极管d1的阴极和所述二极管d2的阳极连接后用于连接机械开关一端，所述二极管d1的阳极、所述二极管d2的阴极和所述双向钳位器件一端同时连接所述电容c1一端，所述电容c1另一端和所述双向钳位器件另一端连接在一起后用于连接所述机械开关另一端，所述双向钳位器件用于为负载中的电流流动提供续流路径，并限制所述负载的寄生电感所产生的反向电动势的电压值；其特征在于：所述灭弧电路还包括尖峰吸收电路，用于连接所述供电系统第一侧供电电源和所述供电系统第二侧供电电源，吸收所述机械开关断开时寄生电感产生的尖峰电压。

24、优选地，所述双向钳位器件为一个双向tvs管；或者所述双向钳位器件为多个双向tvs管串联；或者所述双向钳位器件为一个压敏电阻；或者所述双向钳位器件为多个压敏电阻串联；或者所述双向钳位器件为一个气体放电管；或者所述双向钳位器件为多个气体放电管串联；或者所述双向钳位器件为双向tvs管、压敏电阻和气体放电管任意种类和任意数量组合后串联。

25、进一步地，将所述二极管d1替换为：多个二极管同向串联；或者一个单向tvs管或多个单向tvs管同向串联；或者二极管和单向tvs管任意数量组合串联；

26、和/或将所述二极管d2替换为：多个二极管同向串联；或者一个单向tvs管或多个单向tvs管同向串联；或者二极管和单向tvs管任意数量组合串联。

27、优选地，所述尖峰吸收电路包括电容c2和电容c3，所述电容c2用于与所述供电系统第一侧供电电源并联，所述电容c3用于与所述供电系统第二侧供电电源并联；或者所述尖峰吸收电路包括电容c2、电容c3、二极管d4和二极管d5，所述电容c2和所述二极管d4串联为两端子网络后阳极用于连接所述供电系统第一侧供电电源正端、阴极用于连接所述供电系统第二侧供电电源负端；所述电容c3和所述二极管d5串联为两端子网络后阳极用于连接所述供电系统第二侧供电电源正端、阴极用于连接所述供电系统第二侧供电电源负端。

28、进一步地，所述尖峰吸收电路还包括泄放电路，所述泄放电路与所述电容c2和所述电容c3并联，为所述电容c2和所述电容c3提供能量泄放路径。

29、进一步地，将所述二极管d4和/或二极管d5替换为：多个二极管同向串联；或者一个单向tvs管或多个单向tvs管同向串联；或者二极管和单向tvs管任意数量组合串联；

30、或者将所述二极管d4和二极管d5同时替换为可控开关管，所述可控开关管均被配置为在所述机械开关闭合时断开、在所述机械开关断开时闭合。

31、作为本实用新型的第二个方面，本实用新型所提供的通断装置的实施例如下：

32、一种通断装置，其中：包括机械开关，以及上述第一个方面任一项所述灭弧电路。

33、进一步地，所述机械开关为接触器、断路器、继电器、熔断体或接插件。

34、与现有技术相比，本实用新型实施例至少具有如下有益效果：

35、1、本实用新型实施例中，灭弧电路增设了尖峰吸收电路，实现灭弧的同时还能吸收机械开关断开时寄生电感产生的尖峰电压，有利于提高了供电系统的稳定性、降低安全隐患。

36、2、本实用新型实施例的通断装置结构简单、成本交底，且不会对装置的外观做出较大的改变，能够与采用现有技术的通断装置兼容，从而不会改变用户习惯。

37、本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。