專利名稱：對(duì)ac繼電器進(jìn)行快速放電的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于最小化對(duì)使用AC電源充電的直流(DC)繼電器線圈進(jìn)行放電所花費(fèi)的時(shí) 間量的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
繼電器線圈是電感器，并且對(duì)抗電流的改變。經(jīng)常在AC繼電器內(nèi)使用DC線圈 以產(chǎn)生能夠激勵(lì)一個(gè)或多個(gè)負(fù)載開關(guān)的合閘力。在這種情況下，對(duì)AC電壓進(jìn)行整流， 然后將其施加至DC線圈，DC線圈存儲(chǔ)所施加的能量并產(chǎn)生合閘力。一旦達(dá)到電壓或能 量閾值，負(fù)載開關(guān)就被DC線圈的合閘力激勵(lì)。隨著線圈的電源電壓被切斷，線圈的電 感使得高電壓峰值產(chǎn)生。這種高電壓峰值會(huì)損壞控制邏輯、電源和開關(guān)觸點(diǎn)。AC繼電器經(jīng)常包括將AC電壓轉(zhuǎn)換為用于對(duì)DC線圈進(jìn)行充電的DC電壓的整 流器電路，例如全波或半波整流器電路。全波整流器電路通常包括采用橋式配置的四個(gè) 二極管。在這種情況下，DC線圈經(jīng)?？缃佣O管橋。在對(duì)DC線圈充電至足以提供合 閘力之后，移除AC電源電壓。DC線圈中存儲(chǔ)的能量由二極管在一段時(shí)間內(nèi)耗散。然 而，耗散DC線圈中存儲(chǔ)的能量所需的時(shí)間段會(huì)很長。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面涉及對(duì)AC繼電器進(jìn)行快速放電的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中， 本發(fā)明涉及一種用于對(duì)繼電器線圈進(jìn)行放電的電路，所述電路包括被配置為給所述繼 電器線圈供電的電源；連接至所述電源的整流器電路，所述整流器電路具有至少一個(gè)二 極管；繼電器釋放電路，包括，連接至所述整流器電路的開關(guān)，所述開關(guān)與所述繼電器 線圈串聯(lián)，其中所述繼電器線圈連接至所述整流器電路，以及并聯(lián)連接至所述繼電器線 圈的抑制電路，所述抑制電路包括與齊納二極管串聯(lián)的第二二極管；其中所述繼電器線 圈被配置為在被充分供電時(shí)提供足以激勵(lì)與至少一條切換電源線連接的至少一個(gè)負(fù)載開 關(guān)的合閘力；并且其中所述抑制電路被配置為對(duì)存儲(chǔ)在所述繼電器電路中的能量進(jìn)行放 H1^ ο在另一實(shí)施例中，本發(fā)明涉及一種用于對(duì)繼電器線圈進(jìn)行放電的電路，所述電 路包括具有跨接整流器電路布置的繼電器線圈的繼電器電路，其中所述繼電器線圈被 配置為在被充分供電時(shí)激勵(lì)至少一個(gè)負(fù)載開關(guān)；繼電器釋放電路，包括跨接所述繼電 器線圈的抑制電路和串聯(lián)在所述繼電器線圈與所述整流器電路之間的隔離電路；以及控 制電路，被配置為向所述整流器電路提供電壓以給所述繼電器線圈供電；其中所述隔離 電路被配置為基于來自所述控制電路的信號(hào)隔離所述繼電器線圈和抑制電路。


圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括AC繼電器電路的電源控制系統(tǒng)的示意性框圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括全波整流器和快速釋放電路的AC繼電器電路的 示意圖。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)具有快速釋放電路的AC繼電器電路進(jìn)行操作的過 程的流程圖。圖3a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的由具有快速釋放電路的AC繼電器電路執(zhí)行的動(dòng)作 序列的流程圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括全波整流器和快速釋放電路的AC繼電器電路的 示意圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括半波整流器和快速釋放電路的AC繼電器電路的 示意圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括全波整流器和快速釋放電路的AC繼電器電路的 示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，附圖示出對(duì)AC繼電器進(jìn)行快速放電的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例。 AC繼電器通常包括在由整流器電路施加充足的電壓時(shí)提供合閘力的DC線圈。整流器電 路將來自AC控制電源的能量轉(zhuǎn)換為DC。連接至整流器電路的快速釋放電路在AC電源 被切斷時(shí)隔離DC線圈，并且快速耗散在DC線圈中存儲(chǔ)的能量。在若干實(shí)施例中，快 速釋放電路包括與DC線圈串聯(lián)的開關(guān)以及包括串聯(lián)的傳統(tǒng)二極管和齊納二極管的抑制電 路，其中抑制電路并聯(lián)跨接DC線圈。在某些實(shí)施例中，快速釋放電路與全波橋式整流器電路結(jié)合使用。在其它實(shí)施 例中，快速釋放電路與半波整流器電路一起使用。對(duì)于全波橋式整流器電路，存儲(chǔ)在DC 線圈中的能量在電源被切斷時(shí)會(huì)經(jīng)由橋式二極管耗散。然而，在線圈的供電電壓被切斷 之后，充分耗散所存儲(chǔ)的能量以改變繼電器電樞的位置所需的時(shí)間段或釋放時(shí)間對(duì)于某 些應(yīng)用來說可能太長。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，20毫秒(ms)或更長的釋放時(shí)間太長。 使用快速釋放電路，可以顯著減少釋放時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，釋放時(shí)間可以減 少至IOms或更短。在某些實(shí)施例中，釋放時(shí)間減少50到500百分比。在一個(gè)實(shí)施例中，具有快速釋放電路的AC繼電器可以用于控制航空器電力系統(tǒng) 中的配電?？梢允褂肈C或AC(單相、兩相或三相)系統(tǒng)或其組合中的任一個(gè)進(jìn)行配電。 在多個(gè)實(shí)施例中，AC繼電器具有開關(guān)DC電源的一個(gè)負(fù)載開關(guān)。在若干實(shí)施例中，DC 電源在28伏、26伏或270伏下工作。在一個(gè)實(shí)施例中，DC電源在11至28伏的范圍內(nèi) 工作。在其它實(shí)施例中，AC繼電器包括切換AC電源不同相位的三個(gè)負(fù)載開關(guān)。在一 個(gè)實(shí)施例中，AC電源在115伏和400Hz的頻率下工作。在其它實(shí)施例中，具有快速釋 放電路的AC繼電器具有不止單個(gè)負(fù)載開關(guān)，其中每個(gè)負(fù)載開關(guān)可以開關(guān)DC電源或AC 電源的單相。在其它實(shí)施例中，電源在其它電壓和其它頻率下工作。在一個(gè)實(shí)施例中， DC電源可以包括電池、輔助電源單元和/或外部DC電源。在一個(gè)實(shí)施例中，AC電源 可以包括發(fā)電機(jī)、沖壓空氣渦輪和/或外部AC電源。圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括AC繼電器電路104的電源控制系統(tǒng)100的示意 性框圖。電源控制系統(tǒng)100包括連接至繼電器電路104的電源102。繼電器電路104還連接至負(fù)載106和控制電路108。工作中，繼電器電路104基于從控制電路108接收的輸入來控制從電源102至 負(fù)載106的電流流動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，電源是航空器中使用的AC電源。在這種情況 下，負(fù)載是諸如航空器照明或航空器加熱和冷卻系統(tǒng)之類的航空器負(fù)載。在若干實(shí)施例中，繼電器電路104包括DC線圈和快速釋放電路?？焖籴尫烹?路可以在控制電路108所提供的電源被切斷或移除時(shí)隔離DC線圈，并且快速耗散在DC 線圈中存儲(chǔ)的能量。圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括全波整流器電路和快速釋放電路的AC繼電器電 路200的示意圖。AC繼電器電路進(jìn)一步包括與負(fù)載開關(guān)203連接的電源202。負(fù)載開 關(guān)203的位置由DC線圈218中產(chǎn)生的合閘力控制。負(fù)載開關(guān)203還連接至負(fù)載206。AC控制電源208由第一開關(guān)226連接至全波整流器。全波整流器包括采用二極 管橋式整流器配置的四個(gè)二極管(210、212、214和216)。二極管210和216連接至AC 控制208。二極管212和214經(jīng)由開關(guān)226連接至AC控制208。二極管210和二極管 212的陰極由節(jié)點(diǎn)211連接。二極管214和二極管216的陽極由節(jié)點(diǎn)215連接。快速釋 放控制開關(guān)220和DC線圈218串聯(lián)跨接二極管橋或連接在節(jié)點(diǎn)211與節(jié)點(diǎn)215之間。二 極管222和齊納二極管224采用背靠背配置連接，例如，其中兩個(gè)二極管的陽極連接在一 起，并與DC線圈218并聯(lián)。在另一實(shí)施例中，二極管222和齊納二極管224的陰極連接 在一起。在一個(gè)實(shí)施例中，控制開關(guān)220、二極管222、齊納二極管224和DC線圈218 形成快速釋放電路。圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的對(duì)具有快速釋放電路的AC繼電器電路進(jìn)行操作的過 程的流程圖。在特定實(shí)施例中，結(jié)合圖2的快速釋放電路執(zhí)行該過程。在塊302中，該 過程開始于閉合開關(guān)Sl和開關(guān)S2以使用AC控制電源對(duì)DC線圈進(jìn)行充電。在塊304 中，該過程確定DC線圈是否已充分充電至產(chǎn)生激勵(lì)負(fù)載開關(guān)所需的合閘力。如果DC線 圈還沒有充分充電，則該過程返回至塊302并繼續(xù)對(duì)DC線圈進(jìn)行充電。如果DC線圈 已充分充電，則該過程繼續(xù)塊306。在塊306中，該過程打開開關(guān)Si，開關(guān)Sl將整流器 與AC控制電源隔離。在塊308中，該過程打開開關(guān)S2以將DC線圈與整流器隔離。在 多個(gè)實(shí)施例中，DC線圈響應(yīng)于AC控制電源所供應(yīng)的電流的突然喪失而產(chǎn)生反電壓或反 電動(dòng)勢(shì)(EMF)。在塊310中，該過程使用快速釋放電路對(duì)存儲(chǔ)在DC線圈中的能量(例 如，反電壓)進(jìn)行放電。在圖2所示的實(shí)施例中，快速釋放電路包括采用背靠背配置的二極管222和齊納 二極管224。在若干實(shí)施例中，如果DC線圈中產(chǎn)生的反EMF大于齊納二極管的擊穿電 壓，則齊納二極管以反向偏置模式工作，并且允許受控制的電流量流過齊納二極管，從 而流過傳統(tǒng)二極管。在這種情況下，由于電流流過兩個(gè)二極管并且返回DC線圈，因此 兩個(gè)二極管都耗散能量。該耗散周期可以重復(fù)，直到DC線圈被完全放電。在某些實(shí)施 例中，DC線圈在單個(gè)周期中放電。在若干實(shí)施例中，齊納二極管的值，即齊納電壓或擊 穿電壓，被選擇為能夠?qū)崿F(xiàn)特定的釋放時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，200伏的齊納二極 管能夠?qū)崿F(xiàn)小于IOms的釋放時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中，該過程可以以任意順序執(zhí)行圖示的動(dòng)作。在另一實(shí)施例中， 該過程可以省略一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作。在某些實(shí)施例中，該過程執(zhí)行與該過程結(jié)合的附加動(dòng)作。在其它實(shí)施例中，同時(shí)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作。圖3a是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的由具有快速釋放電路的AC繼電器電路執(zhí)行的動(dòng)作 序列的流程圖。在特定實(shí)施例中，結(jié)合圖2的快速釋放電路執(zhí)行該過程。在塊320中， 該電路開始于經(jīng)由充電電壓接收能量。在一個(gè)實(shí)施例中，充電電壓由AC控制電源提供。 在塊322中，該電路在繼電器線圈中存儲(chǔ)所接收的能量。在塊324中，該電路產(chǎn)生足以 激勵(lì)一個(gè)或多個(gè)負(fù)載開關(guān)的合閘力。在塊326中，該電路在充電電壓被切斷時(shí)產(chǎn)生反 EMF。在若干實(shí)施例中，繼電器線圈產(chǎn)生反EMF。在塊328中，該電路使用隔離電路來隔離繼電器線圈和抑制電路。在塊330中， 該電路允許反EMF增大至預(yù)定水平，使得與繼電器線圈相關(guān)聯(lián)的釋放時(shí)間得以顯著減 少。在某些實(shí)施例中，電路將AC繼電器的釋放時(shí)間減少50百分比至500百分比。在 塊332中，電路在反EMF增大至預(yù)定水平之后抑制反EMF。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定水 平為200伏。在塊334中，該電路防止在隔離電路兩端形成電弧。在一個(gè)實(shí)施例中，抑 制電路包括與齊納二極管串聯(lián)的傳統(tǒng)二極管。在若干實(shí)施例中，齊納二極管的值或擊穿 電壓被選擇為使得其小于隔離電路兩端的起弧電壓。在這種情況下，齊納二極管會(huì)在隔 離電路兩端發(fā)生電弧之前導(dǎo)通。在一個(gè)實(shí)施例中，該電路可以以任意順序執(zhí)行圖示的動(dòng)作。在另一實(shí)施例中， 該電路可以省略一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作。在某些實(shí)施例中，該電路執(zhí)行附加的動(dòng)作。在其它實(shí) 施例中，同時(shí)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括全波整流器和快速釋放電路的AC繼電器電路 400的示意圖。AC繼電器電路400進(jìn)一步包括與負(fù)載開關(guān)403連接的電源402。負(fù)載開 關(guān)403的位置(例如，負(fù)載開關(guān)的電樞的位置)由DC線圈418中產(chǎn)生的合閘力控制。負(fù) 載開關(guān)403還連接至負(fù)載406。AC控制電源408由第一開關(guān)426連接至全波整流器。全波整流器包括采用二 極管橋式整流器配置的四個(gè)二極管(410、412、414和416)。二極管410和416連接至 AC控制408。二極管412和414經(jīng)由開關(guān)426連接至AC控制408。二極管410和二極 管412的陰極由節(jié)點(diǎn)411連接。二極管414和二極管416的陽極由節(jié)點(diǎn)415連接。這里 使用金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)實(shí)現(xiàn)的快速釋放控制開關(guān)420和DC線 圈418串聯(lián)跨接二極管橋或連接在節(jié)點(diǎn)411與節(jié)點(diǎn)415之間。二極管422和齊納二極管 424采用背靠背配置連接，例如，其中兩個(gè)二極管的陽極連接在一起，并與DC線圈418 并聯(lián)。在另一實(shí)施例中，二極管422和齊納二極管424的陰極連接在一起。在若干實(shí)施例中，控制開關(guān)420、二極管422、齊納二極管424和DC線圈418形 成快速釋放電路。在一個(gè)實(shí)施例中，齊納二極管的值或擊穿電壓被選擇為使得其恰好小 于MOSFET開關(guān)420的寄生二極管的擊穿電壓。在這種情況下，電路工作為使得齊納二 極管在MOSFET開關(guān)允許反向?qū)ㄖ皩?dǎo)通。在其它實(shí)施例中，齊納二極管的值可以基 于其它電路特性來選擇。在某些實(shí)施例中，齊納二極管的值被選擇為使得可以防止在開 關(guān)觸點(diǎn)之間形成電弧。在某些實(shí)施例中，當(dāng)DC線圈的反EMF大于齊納二極管的擊穿電壓時(shí)，齊納二 極管以反向偏置模式工作，并且允許受控制的電流量流過齊納二極管，從而流過傳統(tǒng)二 極管。在這種情況下，由于電流流過兩個(gè)二極管并且返回DC線圈，因此兩個(gè)二極管都耗散能量。該耗散周期可以重復(fù)，直到DC線圈被完全放電。在若干實(shí)施例中，齊納二 極管的值，即齊納電壓或擊穿電壓，以及MOSFET的特性(例如，寄生二極管的擊穿電 壓的值)被選擇為能夠?qū)崿F(xiàn)特定的釋放時(shí)間。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，具有200伏擊穿 電壓的齊納二極管能夠?qū)崿F(xiàn)小于IOms的釋放時(shí)間。在這種情況下，可以使用其寄生二極 管的擊穿電壓大于200伏的MOSFET。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，寄生二極管的擊穿電壓 為500V。在另一實(shí)施例中，可以使用分離的齊納二極管來代替所描述的采用并聯(lián)配置跨 接MOSFET 420的寄生(齊納)二極管。 圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括半波整流器和快速釋放電路的AC繼電器電路 500的示意圖。AC繼電器電路500進(jìn)一步包括連接至負(fù)載開關(guān)503的電源502。負(fù)載開 關(guān)503的電樞的位置由DC線圈514中產(chǎn)生的合閘力控制。負(fù)載開關(guān)503還連接至負(fù)載 506。AC控制電源508由半波整流器二極管510連接至DC線圈514。AC控制電源 508還由MOSFET開關(guān)512連接至DC線圈514。二極管516和齊納二極管518采用背 靠背串聯(lián)配置連接，例如，其中兩個(gè)二極管的陽極連接在一起，并跨接(例如，并聯(lián)至) DC線圈514。在可替代實(shí)施例中，二極管516和齊納二極管518的陰極連接在一起。工作中，AC繼電器電路500可以如圖3中所述的那樣工作。在若干實(shí)施例中， 控制開關(guān)512、二極管516、齊納二極管518和DC線圈514形成快速釋放電路。在一個(gè) 實(shí)施例中，齊納二極管的值或擊穿電壓被選擇為使得其小于MOSFET開關(guān)512的寄生二 極管的擊穿電壓。在這種情況下，電路工作為使得齊納二極管在MOSFET開關(guān)允許反向 導(dǎo)通之前導(dǎo)通。在這種情況下，可以防止在MOSFET開關(guān)兩端形成電弧。在其它實(shí)施 例中，齊納二極管的值可以基于其它電路特性來選擇。在多個(gè)實(shí)施例中，齊納二極管的 值被選擇為使得可以防止在開關(guān)觸點(diǎn)之間形成電弧。在某些實(shí)施例中，當(dāng)DC線圈的反EMF大于齊納二極管的擊穿電壓時(shí)，齊納二 極管以反向偏置模式工作，并且允許受控制的電流量流過齊納二極管和傳統(tǒng)二極管。在 這種情況下，由于電流流過兩個(gè)二極管并且返回DC線圈，因此兩個(gè)二極管都耗散能量。 該耗散周期可以重復(fù)，直到DC線圈被完全放電。在某些實(shí)施例中，DC線圈在單個(gè)周期中放電。在若干實(shí)施例中，齊納二極管 的值，即齊納電壓或擊穿電壓，和MOSFET的特性(例如，寄生二極管的擊穿電壓的值) 被選擇為能夠?qū)崿F(xiàn)特定的釋放時(shí)間。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，具有200伏擊穿電壓的齊 納二極管能夠?qū)崿F(xiàn)小于IOms的釋放時(shí)間。在這種情況下，可以使用其寄生二極管的擊穿 電壓大于200伏的MOSFET。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，寄生二極管的擊穿電壓為500V。 在另一實(shí)施例中，可以使用分離的齊納二極管來替代所描述的寄生(齊納)二極管。在 這種情況下，分離的齊納二極管可以改善MOSFET開關(guān)對(duì)反EMF的響應(yīng)和/或保護(hù)電路 免受其它電涌(例如閃電)。在某些實(shí)施例中，快速釋放電路將AC繼電器的釋放時(shí)間減少50百分比至500百 分比。在這種情況下，具有快速釋放電路的AC繼電器無論在什么情況下工作都比傳統(tǒng) 的AC繼電器快從50到500百分比。圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的包括全波整流器和快速釋放電路的AC繼電器電路 600的示意圖。AC繼電器電路600包括連接至具有快速釋放電路的二極管橋式整流器的AC控制電源608，其中快速釋放電路包括跨接二極管橋式整流器的DC線圈。二極管橋 式整流器包括采用二極管橋式整流器配置的四個(gè)二極管(610、612、614和616)。二極管 610和616連接至AC控制608。二極管612和614連接至AC控制608。二極管610和 二極管612的陰極由節(jié)點(diǎn)611連接。二極管614和二極管616的陽極由節(jié)點(diǎn)615連接。這里使用MOSFET實(shí)現(xiàn)的快速釋放控制開關(guān)620和DC線圈618串聯(lián)跨接二極 管橋或連接在節(jié)點(diǎn)611與節(jié)點(diǎn)615之間。二極管622和齊納二極管624采用面對(duì)面配置 (例如，其中兩個(gè)二極管的陰極串聯(lián)連接在一起)跨接DC線圈618。在另一實(shí)施例中， 二極管622和齊納二極管624的陽極連接在一起。電阻器626連接至節(jié)點(diǎn)611和第二齊 納二極管628的陰極。齊納二極管628的陽極連接至MOSFET開關(guān)620的柵極、電容器 630和電阻器632。電容器630和電阻器632還連接至節(jié)點(diǎn)615，節(jié)點(diǎn)615接地。在圖示 的實(shí)施例中，MOSFET開關(guān)620的漏極連接至二極管622和DC線圈618。MOSFET開 關(guān)620的源極連接至節(jié)點(diǎn)615。在圖示的實(shí)施例中，MOSFET開關(guān)620包括體齊納二極 管或固有的二極管，其具有連接至漏極的陰極和連接至源極的陽極。在其它實(shí)施例中， 分離的齊納二極管以類似的極性跨接MOSFET開關(guān)620的漏極和源極。在若干實(shí)施例中，電阻器626、齊納二極管628、電容器630和電阻器632的值 被選擇為，使得與施加至DC線圈618的電壓達(dá)到適于使DC線圈產(chǎn)生足以激勵(lì)繼電器電 樞(未示出)的合閘力的水平基本同時(shí)接通MOSFET開關(guān)620。在這種情況下，MOSFET 開關(guān)620打開并隔離DC線圈618和暫態(tài)抑制元件(齊納二極管624和二極管622)。包 括電容器630和電阻器632的RC電路將MOSFET開關(guān)620的柵電壓維持足以允許暫態(tài)抑 制元件對(duì)DC線圈進(jìn)行完全放電的時(shí)間段。在若干實(shí)施例中，齊納二極管624具有相對(duì) 較高的擊穿電壓，從而產(chǎn)生大的反EMF，并將其快速耗散。在這種情況下，DC線圈的 釋放時(shí)間與傳統(tǒng)繼電器相比顯著減少。在一個(gè)實(shí)施例中，齊納二極管624具有200伏的擊穿電壓，而齊納二極管628具 有12伏的擊穿電壓。在其它實(shí)施例中，可以使用具有不同擊穿電壓的齊納二極管。在多個(gè)實(shí)施例中，具有快速釋放電路的AC繼電器的附加特性被設(shè)計(jì)為適用于 特別指定的反EMF。例如，在若干實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)AC繼電器的印刷電路板上跡線的分 離，使得可以防止在指定的反EMF下跡線之間形成電弧。在其它實(shí)施例中，應(yīng)用于DC 線圈的涂層的材料和厚度被選擇為，使得可以防止在指定的反EMF下繞組之間形成電弧 和/或基于反EMF的大小對(duì)涂層的損壞。盡管以上描述包含本發(fā)明的諸多具體實(shí)施例，但是這些實(shí)施例不應(yīng)當(dāng)被解釋為 對(duì)本發(fā)明范圍的限制，而應(yīng)當(dāng)被解釋為本發(fā)明具體實(shí)施例的示例。因此，本發(fā)明的范圍 不應(yīng)當(dāng)由圖示的實(shí)施例確定，而由所附權(quán)利要求及其等同物確定。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)繼電器線圈進(jìn)行放電的電路，所述電路包括 被配置為給所述繼電器線圈供電的電源；連接至所述電源的整流器電路，所述整流器電路包括至少一個(gè)二極管； 繼電器釋放電路，包括連接至所述整流器電路的開關(guān)，所述開關(guān)與所述繼電器線圈串聯(lián)，其中所述繼電器 線圈連接至所述整流器電路；以及并聯(lián)連接至所述繼電器線圈的抑制電路，所述抑制電路包括與齊納二極管串聯(lián)的第二二極管；其中所述繼電器線圈被配置為在被充分供電時(shí)提供足以激勵(lì)與至少一條切換電源線 連接的至少一個(gè)負(fù)載開關(guān)的合閘力；并且其中所述抑制電路被配置為對(duì)存儲(chǔ)在所述繼電器電路中的能量進(jìn)行放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述開關(guān)具有預(yù)先選擇的電壓極限值；并且其中所述齊納二極管具有小于所述開關(guān)的電壓極限值的擊穿電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其中施加至所述開關(guān)的小于所述電壓極限值的電壓不 會(huì)使在所述開關(guān)兩端形成電弧。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路，其中所述開關(guān)是MOSFET開關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路，其中所述MOSFET開關(guān)的預(yù)先選擇的電壓極限值基 于所述MOSFET開關(guān)的體二極管的特性。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述整流器電路包括橋式整流器電路，所述橋式 整流器電路包括采用橋式配置的四個(gè)二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述第二二極管的陽極連接至所述齊納二極管的 陽極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，其中所述第二二極管的陰極連接至所述齊納二極管的 陰極。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路，所述開關(guān)被配置為將所述繼電器線圈和所述抑制電路 與所述整流器電路隔離。
10.一種用于對(duì)繼電器線圈進(jìn)行放電的電路，所述電路包括包括跨接整流器電路布置的繼電器線圈的繼電器電路，其中所述繼電器線圈被配置 為在被充分供電時(shí)激勵(lì)至少一個(gè)負(fù)載開關(guān)； 繼電器釋放電路，包括 跨接所述繼電器線圈的抑制電路；和串聯(lián)在所述繼電器線圈與所述整流器電路之間的隔離電路；以及 控制電路，被配置為向所述整流器電路提供電壓以給所述繼電器線圈供電； 其中所述隔離電路被配置為基于來自所述控制電路的信號(hào)隔離所述繼電器線圈和抑 制電路。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路，其中所述抑制電路被配置為耗散在所述繼電器線圈 中存儲(chǔ)的能量。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路，其中所述繼電器電路被配置為在從所述繼電器線圈耗散足夠的能量時(shí)釋放所述負(fù)載開關(guān)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路，其中所述繼電器釋放電路被配置為最小化包括所述 繼電器線圈的繼電器的釋放時(shí)間。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路，其中所述整流器電路包括橋式整流器電路，所述橋 式整流器電路包括采用橋式配置的四個(gè)二極管。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路，其中所述隔離電路是開關(guān)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電路， 其中所述開關(guān)具有預(yù)先選擇的電壓極限值；其中所述抑制電路包括與二極管串聯(lián)的齊納二極管；并且 其中所述齊納二極管的擊穿電壓小于所述開關(guān)的電壓極限值。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電路，其中所述開關(guān)是MOSFET。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路，其中所述MOSFET的柵極連接至與齊納二極管和 電阻器串聯(lián)的RC電路，其中所述RC電路、所述齊納二極管和所述電阻器跨接所述整流ο
19.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路，其中所述抑制電路包括與二極管串聯(lián)的齊納二極管。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電路，所述隔離電路被配置為將所述繼電器線圈和所述抑 制電路與所述整流器電路隔離。
全文摘要
提供一種用于對(duì)AC繼電器進(jìn)行快速放電的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明涉及用于對(duì)繼電器的繼電器線圈進(jìn)行放電的電路，所述電路包括具有跨接整流器電路布置的繼電器線圈的繼電器電路，其中所述繼電器線圈被配置為在被充分供電時(shí)激勵(lì)至少一個(gè)負(fù)載開關(guān)；包括跨接所述繼電器線圈的抑制電路和串聯(lián)在所述繼電器線圈與所述整流器電路之間的隔離電路的繼電器釋放電路；以及被配置為向所述整流器電路提供電壓以給所述繼電器線圈供電的控制電路，其中所述隔離電路被配置為基于來自所述控制電路的信號(hào)隔離所述繼電器線圈和抑制電路。
文檔編號(hào)H01H47/32GK102017041SQ200980115235
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2009年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月28日
發(fā)明者馬爾科姆·J·克里奇利 申請(qǐng)人:李持國際有限公司