用于隔離高壓功率控制元件的方法和裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種用于隔離高壓功率控制元件的方法和裝置。以下所描述的設備和方法用于使用商用低壓和低成本繼電器的高壓控制電路。使用商用開關繼電器的低壓控制系統用于通過隔離層控制和切換隔離低壓電源。所述隔離低壓電源用于驅動控制施加至高壓負載的高壓功率的商用開關繼電器。增加通過隔離層控制的所述隔離低壓電源，使得可以使用商用低壓部件來切換諸如347VAC等高壓功率而不違背保險公司實驗室的間隔或測試要求。

【技術實現步驟摘要】
用于隔離高壓功率控制元件的方法和裝置相關申請本申請要求于2011年7月27日提交的同時待審的美國臨時專利申請61/512323的優先權。
以下所描述的本專利技術涉及電控制領域，更具體地，涉及對于控制電負載的高壓繼電器驅動電路的控制。
技術介紹
為了安全操作，需要對高壓繼電器進行物理隔離。保險公司實驗室(UnderwritersLaboratories)最近提高了其對于347VAC系統的間距和測試要求。保險公司實驗室要求在高壓與任何可能和人(例如，安裝人員或用戶)接觸到的部件之間存在特定的物理間距。通常，保險公司實驗室認為通常小于等于42.5VDC和小于等于30VAC的低壓電路可與人接觸。因為從低壓線圈接觸部到高壓繼電器接觸部的距離通常小于所要求的最小間距，所以普通商用繼電器不符合該高壓間距要求。現有的特殊繼電器是保險公司實驗室所列出的用于347VAC操作的繼電器，但是這些繼電器比所要滿足的間距要求大得多，成本是普通商用繼電器的三至四倍，并且通常是不期望的閂鎖型繼電器。在繼電器控制電路中，例如6-24V直流或交流的低壓線圈由低壓控制電路驅動以在該線圈中形成電流，從而形成將連接至一個高壓接觸部的繼電器接觸部銜鐵拉向另一開路高壓接觸部的磁場，從而使繼電器接觸部閉合并形成閉合高壓電路。這使得一個繼電器接觸部上的高壓電源可以連接至與其它接觸部連接的負載以便控制至負載的功率。在照明控制中，24VDC是非常普通的操作電壓，因此發現由24V電源驅動的繼電器線圈是很常見的。大多數商用繼電器是保險公司實驗室對于普通美國操作電壓(例如，120VAC或277VAC)所列出或定級的繼電器，這是因為低壓線圈與高壓繼電器接觸部之間的物理間隔符合保險公司實驗室對于間距的要求，但是這些間距并不適合于對347VAC的控制。
技術實現思路
以下所描述的設備和方法用于使用商用低壓和低成本繼電器的高壓控制電路。使用商用開關繼電器的低壓控制系統用于通過隔離層控制并切換隔離低壓電源。所述隔離低壓電源用于驅動控制施加至高壓負載的高壓功率的商用開關繼電器。增加通過隔離層控制的所述隔離低壓電源，使得可以使用商用低壓部件來切換諸如347VAC等高壓功率而不違背保險公司實驗室的間隔或測試要求。在所描述的隔離高壓控制電路中，例如24VDC，從概念上說，隔離控制功率電路中的所有元件都暴露于來自保險公司實驗室測試觀點的高壓。使用隔離的24VDC電源而不是使用暴露的低壓電源，來對隔離功率電路的繼電器線圈進行供電。為了仍然允許由低壓控制電路進行控制，光隔離器或其它合適的隔離部件用于從暴露的低壓系統發送控制信號穿過例如光隔離等合適的隔離阻擋至隔離高壓系統，以控制“熱”繼電器線圈。由于認為隔離繼電器線圈和隔離繼電器接觸部兩者均位于電路的高壓側，因此可以在隔離高壓應用中使用普通商用繼電器。這節省了大量成本并且允許使用較小的商用繼電器，從而可以使產品制造得更小，例如，適合于如某些地方性建筑法規所要求的那樣安裝在標準接線盒內部。附圖說明圖1是多層隔離功率控制系統的框圖。圖2是圖1的隔離低壓電源的示意圖。具體實施方式在圖1中，多層功率控制系統10包括第一控制系統12，第一控制系統12是通過隔離元件16來控制高壓功率系統14的低壓控制系統。低壓控制系統12包括低壓電源12P和產生低壓控制信號13的控制元件17。控制元件17可以是任何適合的用戶控制裝置，諸如按鈕、開關、繼電器或其它電開關裝置等。可以將低壓控制系統12的一些或全部元件封裝在常規接線盒或開關盒中。隔離元件16可以是任何合適的控制信號隔離器，諸如光隔離器等。隔離元件16將低壓控制信號13隔離并轉化為施加至高壓功率系統14的一個或多個隔離控制信號13H。高壓功率系統14是包括隔離低壓電源18和諸如繼電器19等的隔離開關或控制元件的控制系統。隔離控制元件可以是諸如繼電器19等單個元件，或者可以是任何合適的開關或控制電路，諸如晶體管開關電路、三端雙向可控硅開關元件開關電路、可控硅開關電路或光隔離器開關電路等。圖2中示出了電源18，并且電源18將來自端子15A和15B的控制功率18C施加至繼電器19，繼電器19由隔離控制信號13H控制，以產生施加至諸如負載繼電器22等負載開關元件的控制信號19C，負載繼電器22將高壓功率從高壓供電裝置20切換至負載21。可以將諸如金屬氧化物變阻器或扼流圈等輸入保護部件23放置在電源18中的線路與中性連接部(分別為連接部24與25)以及位于R164和D36的輸入部之間。當切換器U15導通時，電阻器178和179與齊納二極管Z8結合來驅動MOSFETQ34導通。MOSFETQ34給切換器U15提供約500伏的附加電壓擊穿能力。因為功率和控制部件18、19和22被隔離在高壓系統14中，所以它們是可以使用的商用低壓部件。如果低壓部件與用戶隔離，則高壓供電裝置20和高壓負載21可以由較廉價的低壓部件18、19和22控制。盡管參照研發所述設備和方法的環境描述了所述設備和方法的優選實施例，但是它們僅僅是本專利技術原理的示例。各個實施例的元件可以并入到每個其它種類中，以獲得這些元件與這種其它種類結合的優點，并且各個有益的特征可以單獨用于實施例中或者互相結合地用于實施例中。在不脫離本專利技術精神和所附權利要求的范圍的情況下，可以設計出其它實施例和配置。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種高壓功率控制系統，包括：低壓控制系統，具有產生低壓控制信號的低壓電源，所述低壓控制信號由產生一個或多個低壓控制信號的第一控制元件控制，將所述一個或多個低壓控制信號施加至隔離元件以產生一個或多個高壓控制信號；以及隔離控制系統，具有產生隔離低壓控制信號的低壓電源，所述隔離低壓控制信號由在所述一個或多個高壓控制信號的控制下的第二控制元件控制，以產生施加至負載控制元件的一個或多個負載控制信號，所述負載控制元件控制從高壓電源至一個或多個高壓負載的高壓電能的施加。

【技術特征摘要】
2011.07.27 US 61/512,3231.一種高壓功率控制系統，包括：低壓控制系統，具有連接到第一控制元件的低壓電源，所述第一控制元件用于產生一個或多個低壓控制信號，將所述一個或多個低壓控制信號施加至隔離元件以產生一個或多個高壓控制信號；以及隔離控制系統，具有產生隔離低壓控制信號的低壓電源，所述隔離低壓控制信號由在所述一個或多個高壓控制信號的控制下的第二控制元件控制，以產生施加至負載控制元件的一個或多個負載控制信號，所述負載控制元件控制從高壓電源至一個或多個高壓負載的高壓電能的施加。2.根據權利要求1所述的高壓功率控制系統，其中，所述隔離元件包括：光隔離器。3.根據權利要求1所述的高壓功率控制系統，其中，所述第一控制元件和所述第二控制元件是低壓繼電器。4.根據權利要求1所述的高壓功率控制系統，其中，所述第一控制元件是開關，所述第二控制元件是晶體管開關電路。5.根據權利要求1所述的高壓功率控制系統，其中，所述第一控制元件是開關，所述第二控制元件是三端雙向可控硅開關電路。6.根據權利要求1所...

【專利技術屬性】
技術研發人員：E·貝當古，
申請(專利權)人：瓦特制動器有限公司，
類型：發明
國別省市：