開(kāi)關(guān)裝置及開(kāi)關(guān)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電路開(kāi)關(guān)領(lǐng)域，特別是涉及一種開(kāi)關(guān)裝置及開(kāi)關(guān)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]繼電器是機(jī)械式電力開(kāi)關(guān)控制方案，通過(guò)電磁鐵的方式，使兩個(gè)觸點(diǎn)接觸和斷開(kāi)?？煽毓?SCR):正式名稱(chēng)是反向阻斷三端晶閘管，簡(jiǎn)稱(chēng)晶閘管(thyristor)。通過(guò)控制可控硅的導(dǎo)通和截止，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)電力的開(kāi)關(guān)控制。繼電器方案由于是機(jī)械式的，在開(kāi)關(guān)大電流的情況下，觸點(diǎn)容易粘連，導(dǎo)致開(kāi)關(guān)不能正常的開(kāi)關(guān)燈具。
[0003]自從可控硅(晶閘管)發(fā)明以來(lái)，功率半導(dǎo)體器件中也并沒(méi)有適合用于中、高頻率的場(chǎng)合要求及高性?xún)r(jià)比的門(mén)極關(guān)斷特性的開(kāi)關(guān)。由于可控硅的導(dǎo)通截止特性，在對(duì)交流電進(jìn)行開(kāi)關(guān)時(shí)，容易產(chǎn)生高次諧波干擾，而且由于相控工作方式的工作電流不是在整個(gè)正弦波周期內(nèi)流過(guò)控制器件的，因而電能的利用效率較低。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]基于此，有必要提供一種適合用于中、高頻率的場(chǎng)合要求的門(mén)極關(guān)斷特性及高性?xún)r(jià)比且電能的利用效率較高的開(kāi)關(guān)裝置。
[0005]一種開(kāi)關(guān)裝置，包括IGBT模塊及換流模塊，所述IGBT模塊具有IGBT開(kāi)關(guān)，所述IGBT開(kāi)關(guān)具有門(mén)極、集電極及發(fā)射極；
[0006]所述換流模塊具有晶體二極管及電容器，所述晶體二極管及電容器均并聯(lián)于所述IGBT開(kāi)關(guān)的發(fā)射極及集電極兩端，且所述晶體二極管的正極、負(fù)極分別連接于發(fā)射極與集電極。
[0007]本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種開(kāi)關(guān)電路。
[0008]一種開(kāi)關(guān)電路，包括所述的開(kāi)關(guān)裝置，所述開(kāi)關(guān)裝置具有至少三個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)，第二個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)的集電極、發(fā)射極及第三個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)的發(fā)射極、集電極依次串聯(lián)于電路的零線(xiàn)與火線(xiàn)之間，第一個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)的集電極、發(fā)射極串聯(lián)于火線(xiàn)上；
[0009]第一個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)的集電極、發(fā)射極的兩端分別串聯(lián)有晶體二極管，第一個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)的集電極連接于對(duì)應(yīng)晶體二極管的負(fù)極，第一個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)的發(fā)射極連接于對(duì)應(yīng)晶體二極管的正極，第一個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)的集電極一側(cè)的晶體二極管的正極與該IGBT開(kāi)關(guān)的發(fā)射極之間還并聯(lián)有晶體二極管，第一個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)的發(fā)射極一側(cè)的晶體二極管的負(fù)極與該IGBT開(kāi)關(guān)的集電極之間還并聯(lián)有晶體二極管。
[0010]在其中一個(gè)實(shí)施例中，第一個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)的集電極一側(cè)的晶體二極管的正極連接于并聯(lián)晶體二極管的負(fù)極，該IGBT開(kāi)關(guān)的發(fā)射極連接于并聯(lián)的晶體二極管的正極。
[0011]在其中一個(gè)實(shí)施例中，第一個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)的發(fā)集電極一側(cè)連接于并聯(lián)晶體二極管的負(fù)極，IGBT開(kāi)關(guān)的發(fā)射極一側(cè)的晶體二極管的負(fù)極連接于并聯(lián)的晶體二極管的正極。
[0012]在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括輸出模塊，所述IGBT開(kāi)關(guān)串聯(lián)于所述輸出模塊。
[0013]在其中一個(gè)實(shí)施例中,所述輸出模塊為輸出濾波器。
[0014]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述晶體二極管為快速二極管。
[0015]在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述IGBT開(kāi)關(guān)由雙極型三極及絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管組成。
[0016]本實(shí)用新型涉及的開(kāi)關(guān)裝置，采用的IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)，中文名為絕緣柵雙極型晶體管，是由BJT (雙極型三極管)和MOS (絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管)組成的復(fù)合全控型電壓驅(qū)動(dòng)式功率半導(dǎo)體器件，兼有MOSFET的高輸入阻抗和GTR的低導(dǎo)通壓降兩方面的優(yōu)點(diǎn)。GTR飽和壓降低，載流密度大，但驅(qū)動(dòng)電流較大；M0SFET驅(qū)動(dòng)功率很小，開(kāi)關(guān)速度快，但導(dǎo)通壓降大，載流密度小。本實(shí)用新型涉及的開(kāi)關(guān)裝置綜合了以上兩種器件的優(yōu)點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)功率小而飽和壓降低。
[0017]本實(shí)用新型涉及的開(kāi)關(guān)裝置，由于IGBT是半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，不存在繼電器的觸點(diǎn)粘連問(wèn)題，而且沒(méi)有繼電器的機(jī)械開(kāi)關(guān)聲音。IGBT可以任意時(shí)間控制交流電的開(kāi)關(guān)，不像可控硅那樣受到交流過(guò)零點(diǎn)的影響，輸出諧波分量幾乎可以忽略(噪聲和電噪音污染很低)，對(duì)其它儀器和設(shè)備干擾甚小，無(wú)燈絲噪音，沒(méi)有負(fù)載特性限制(適用于任何負(fù)載)，對(duì)電網(wǎng)電壓和頻率不敏感。
[0018]本實(shí)用新型涉及的開(kāi)關(guān)裝置，節(jié)省供配電系統(tǒng)和燈具布線(xiàn)成本高達(dá)40%。當(dāng)國(guó)家嚴(yán)格諧波標(biāo)準(zhǔn)后，對(duì)電網(wǎng)污染嚴(yán)重的可控硅斬波方式用電比對(duì)電網(wǎng)無(wú)污染的正弦波方式用電電費(fèi)高出100%完全可能。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本實(shí)施例開(kāi)關(guān)裝置的電路示意圖；
[0020]圖2本實(shí)施例開(kāi)關(guān)電路示意圖；
[0021]圖3為可控硅調(diào)光器的輸出波形示意圖；
[0022]圖4為本實(shí)施例開(kāi)關(guān)裝置的IGBT調(diào)制后的電壓電流隨時(shí)間變化的波形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]為了便于理解本實(shí)用新型，下面將參照相關(guān)附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例。但是，本實(shí)用新型可以以許多不同的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施例。相反地，提供這些實(shí)施例的目的是使對(duì)本實(shí)用新型的公開(kāi)內(nèi)容的理解更加透徹全面。
[0024]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。
[0025]本實(shí)施例涉及了一種開(kāi)關(guān)電路，包括開(kāi)關(guān)裝置，參見(jiàn)圖1、圖2所示，所述開(kāi)關(guān)裝置包括IGBT模塊及換流模塊，所述IGBT模塊具有IGBT開(kāi)關(guān)(VF);所述IGBT開(kāi)關(guān)由雙極型三極及絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管組成。
[0026]參見(jiàn)圖1所示，所述換流模塊具有晶體二極管(VD)及電容器(VC)，所述晶體二極管及電容器分別并聯(lián)于所述IGBT開(kāi)關(guān)，所述晶體二極管為快速二極管。
[0027]進(jìn)一步地，還包括輸出模塊，所述IGBT開(kāi)關(guān)串聯(lián)于所述輸出模塊，所述輸出模塊為輸出濾波器(圖中未不出)。
[0028]本實(shí)施例還涉及一種開(kāi)關(guān)電路，參見(jiàn)圖2所示，包括所述的開(kāi)關(guān)裝置，所述開(kāi)關(guān)裝置具有三個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)(VFl、VF2、VF3)，IGBT開(kāi)關(guān)(VFl)并聯(lián)有晶體二極管(VDl)及電容器(VCl)，IGBT開(kāi)關(guān)(VF2)并聯(lián)有晶體二極管(VD2)及電容器(VC2)，IGBT開(kāi)關(guān)(VF3)并聯(lián)有晶體二極管(VD3)及電容器(VC3)。
[0029]第二個(gè)IGBT開(kāi)關(guān)(VF2)的集電極、發(fā)射極及第