新型高性价比互补开关分调式交流稳压技术

表2中H表示UV为高电平时开关断开。

图3电力电子开关器件的电路图

(a)作为直流开关使用时（b）作为交流开关使用时

图4电子开关三种工作模式及其开关状态示意图

（a）电磁开关为常开触点NO时
（b）电磁开关为常闭触点NC时

图中UC为控制电压，Uk为电磁开关触点上的电压，UV1、UV2、UV3为与电磁开关互补工作三种模式中的电子开关上的电压。

的实验。实验电路如图5所示。图中Ue为幅度等于12V的矩形波发生器，用于对电磁开关的励磁供电和控制；K为JQX15F继电器，其参数为：励磁电压为12V，触点负载为220VAC（或28VDC），30A，阻性。电力电子开关器件为IRF840，其参数为：U(BR)DS=500V，IDM=8A，RDS（ON）=0.85Ω。T为TDGC－5型5kW调压器，RL为滑线电阻器，Ri为0.1Ω电阻，用于电流采样，IS=URi/Ri。以电磁开关的两类严酷工作条件为实验条件分别进行如下实验：

（1）直流感性负载通断实验：设置UO=30VDC。

①只用继电器进行试验，调整RL，负载电流为6A时，此时继电器触点电压、电流波形见图6，触点发生明亮的电弧，触点断开时的电压尖峰超过1kV。

②将CS组件按图3（b）控制方式与继电器互补使用，调整RL，负载电流约为16A，为电子开关电流IDM的两倍，并使励磁电压的频率提高一倍，此时继电器触点电压、电流波形见图7，触点没有发出火星（打开继电器外壳观察），从图可明显看到电子开关在通断过渡过程中的作用（波形中存在一个台阶）。

（2）接通浪涌冲击负载实验，设置UO=220VAC。

①只用继电器进行试验，由于负载为铁磁可饱和变压器，继电器触点电压、电流波形见图8，触点发生火花，浪涌电流达52A。

②将CS组件以图1交流开关方式接线，按图

图5实验电路图

图6电磁继电器的直流感性负载通断试验波形图

图7混合型开关的直流感性负载通断试验波形图

图8电磁继电器的接通浪涌冲击负载试验波形图

图9混合型开关的接通浪涌冲击负载试验波形图

3接入实验电路，以本文所述控制方式与继电器互补使用，在电子开关上串联一个小阻值电阻（R=3Ω），此时继电器触点电压、电流波形见图9，触点不产生火花，图中可明显看出由于电子限流作用，变压器不致进入深饱和，接通电流减小一半，大大降低了接通涌流。

此外，对CS组件的输入电流测量得到：工作时为13mA，待机时为5mA.

4结语

应用高频互补技术，提高了电磁开关的性能，拓宽了电磁开关的应用场所，缩小了与固态开关的性能差异。由于该混合型开关的价格远低于固态开关，将此技术用于继电器开关连接抽头分级变比调压式交流稳压器，就可实现高性价比。因此本项新技术具有很好的应用前景。