專利名稱：一種無火花安全開關及插座的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種安全開關，具體地說，是一種在執行開關操作時無火花、無沖 擊型的安全開關，本實用新型還涉及包含這種安全開關的插座。
背景技術：
工業設備、家用電器等負荷都呈現一定的感性和容性，負荷與電源的接通過程中， 電路接通時負荷電容瞬間通電，電容從沒有電到充滿電的過程時間越短，感應沖擊電流越 強，往往會拉弧產生火花；負荷與電源的開斷過程，電路斷開時感性負載瞬間斷電，電感從 大電流到斷電的過程時間越短，感應沖擊電壓越強，也會拉弧產生火花。開關觸點或插頭與 插座的觸點接觸面不貼靠，接觸不良，在開合和帶電拔插時也會產生火花。這些火花是危險 的，尤其是在易燃易爆場所，需要避免開關電源引起的火花導致爆炸等危險。現有的密封式安全防爆插座和安全防爆開關設備，是通過密封隔絕可燃物與觸點 電弧的接觸而防止爆炸的，這種方式在密封體內部電觸點還是存在電弧和火花，存在潛在 危險。例如當密封殼體有損壞、有縫隙泄漏時，也會引起危險。現有技術存在的主要缺點和不足有1、無法完全杜絕負荷接入電源或退出電源時產生電弧、火花引起燃燒或爆炸事 故；2、開關觸頭和插頭插座被電弧燒灼損壞，降低開關電器的工作可靠性和使用壽 命；3、投入電容性負荷設備會產生過電流沖擊；4、切除電感性負荷設備會產生過電壓沖擊；5、負荷接入電源或退出電源時容易發生觸電危險事故。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題是提供一種通斷電時不會產生火花的安全開關及插座。為了解決上述技術問題，本實用新型提供了一種安全開關，包括電性連接的開關 觸發電路和開關晶體管，所述開關晶體管串接在電源線上，所述開關觸發電路用于輸出觸 發信號給所述開關晶體管，控制開關晶體管的斷開與導通，所述電源線兩端分別用于連接 電源和負載。進一步地，還包括一整流電路，所述整流電路的輸入端接電源，輸出端接所述開關 觸發電路，用于為所述開關觸發電路提供工作電源。進一步地，所述整流電路由依次電性連接的分壓電容電阻、整流二極管、穩壓管和 濾波電容組成。進一步地，所述開關晶體管由一對反并聯的晶閘管，及晶閘管兩端并聯的保護二 極管和電阻組成。[0015]進一步地，所述開關觸發電路由依次電性連接的限流電阻、紅外反射式光耦、過零 觸發雙向可控硅光耦組成，由所述過零觸發雙向可控硅光耦向所述開關晶體管輸出觸發信號。進一步地，所述開關晶體管與負載之間的電源線上還串接有隔離電路。進一步地，所述隔離電路由接地電容、電阻組成，所述電容、電阻并聯，接于電源火 線與地線之間。本實用新型還提供了一種包含上述安全開關的插座。本實用新型的安全開關電路中完全無觸點，不會出現拉弧現象在插頭插入時插 座時不帶電，負載電容電壓為零，沒有突變，無感應電流，不會拉弧產生火花；插頭拔出前在 負載電流過零點自動切斷電源，負載電感電流為零，沒有突變，無感應高壓，也不會拉弧產 生火花。
圖1是本實用新型的安全開關應用于單相電路的實施例；圖2是本實用新型的安全開關應用于單相電路的實施例；圖3是本實用新型中整流電路的一實施例的電路圖；圖4是本實用新型中開關觸發電路的一實施例的電路圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明，以使本領域的技術人員 可以更好的理解本實用新型并能予以實施，但所舉實施例不作為對本實用新型的限定。如圖1所示，為本實用新型的安全開關應用于單相電路的實施例。該安全開關包 括電性連接的開關觸發電路和開關晶體管，開關晶體管串接在電源線上，電源線兩端分別 連接電源和負載。還包括一整流電路，整流電路的輸入端接電源，輸出端接開關觸發電路， 用于為所述開關觸發電路提供直流工作電源。其中，整流電路可以采用半橋整流電路、全橋整流電路等，如圖3所示，本實施例 中的整流電路由依次電性連接的分壓電容Cl、分壓電阻R1、整流二極管D1、D2、穩壓管D3和 濾波電容C2組成。開關晶體管由一對反并聯的晶閘管組成，實現電源與負載電路的開斷與 閉合，晶閘管兩端并聯保護二極管和電阻。反并聯指兩個晶閘管反向并聯。晶閘管在有觸 發信號時導通，電源與負載電路閉合；在無觸發信號時，晶閘管電流過零后關斷，電源與負 載電路斷開。此處的晶閘管可以用其他電力電子開關晶體管器件代替。如圖4所示，本實施例中開關觸發電路由依次電性連接的限流電阻R2、紅外反射 式光耦U2和過零觸發雙向可控硅光耦Ul組成。工作時，開關觸發電路通過紅外反射式光 耦U2檢測物理開關狀態(開、關)并轉換為電氣量，由過零觸發雙向可控硅光耦Ul輸出觸 發信號控制晶閘管導通。觸發電路也可用其他觸發方式。開關晶體管與負載之間的電源線上還串接有隔離電路，隔離電路由接地電容和電 阻組成，所述電容、電阻并聯，接于電源火線與地線之間。隔離電路消除電子開關器件關斷 后仍然存在的感應電壓和漏電流的影響，保證晶閘管斷開后負載與電源完全斷開。在本實施例中，只在火線上串接有開關晶體管，在其它實施例中，也可以同時在火線和零線上串接開關晶體管，火線和零線上的開關晶體管受開關觸發電路的同步控制。如圖2所示，本實用新型的安全開關應用于三相電路時，在三根火線上均串接有 開關晶體管，各開關晶體管受開關觸發電路的同步控制，整流電路可從任意一根火線與零 線上取電。本實用新型的安全開關在操作時較傳統產品更安全、簡單、方便。插頭插入或拔出 即完成操作，且操作均是在斷電狀態下進行，不會發生觸電事故。傳統產品在插入或拔出時 是帶電操作，所以避免不了插接和拔出時的起弧、拉弧現象。部分采用電磁繼電器的產品， 繼電器的吸合與斷開時觸點也會產生打火現象。本實用新型在插頭拔插的過程中完全不帶 電，且電路開關部分采用完全無觸點的方法，故不會產生火花現象。用電設備都有一定的電 容與電感，傳統產品在插拔時造成負載的電容與電感的電壓或電流突變，產出沖擊電壓和 電流，影響設備的使用壽命，嚴重的造成設備損壞。本實用新型在插頭拔插時都是斷電狀 態，電路開關過程電壓電流平穩變化，且電流在過零點切斷，負載不會產生沖擊電壓電流。 本實用新型中開關觸發電路工作電源通過對供電電源進行分壓整流濾波取得，無需外置控 制電源。本實用新型在使用中的電接觸性相當可靠，不會因接觸不良而引起控制系統失靈、 通信系統中斷、計算機錯碼和文件丟失、傳輸圖象及信號失真、電器斷電等。同時也能有效 防止因接觸不良而引起的接觸部分過熱現象。以上所述實施例僅是為充分說明本實用新型而所舉的較佳的實施例，本實用新型 的保護范圍不限于此。本技術領域的技術人員在本實用新型基礎上所作的等同替代或變 換，均在本實用新型的保護范圍之內。本實用新型的保護范圍以權利要求書為準。
權利要求一種無火花安全開關，其特征在于，包括電性連接的開關觸發電路和開關晶體管，所述開關晶體管串接在電源線上，所述開關觸發電路用于輸出觸發信號給所述開關晶體管，控制開關晶體管的斷開與導通，所述電源線兩端分別用于連接電源和負載。
2.根據權利要求1所述的安全開關，其特征在于，還包括一整流電路，所述整流電路的 輸入端接電源，輸出端接所述開關觸發電路，用于為所述開關觸發電路提供工作電源。
3.根據權利要求2所述的安全開關，其特征在于，所述整流電路由依次電性連接的分 壓電容電阻、整流二極管、穩壓管和濾波電容組成。
4.根據權利要求1所述的安全開關，其特征在于，所述開關晶體管由一對反并聯的晶 閘管，及晶閘管兩端并聯的保護二極管和電阻組成。
5.根據權利要求1所述的安全開關，其特征在于，所述開關觸發電路由依次電性連接 的限流電阻、紅外反射式光耦、過零觸發雙向可控硅光耦組成，由所述過零觸發雙向可控硅 光耦向所述開關晶體管輸出觸發信號。
6.根據權利要求1所述的安全開關，其特征在于，所述開關晶體管與負載之間的電源 線上還串接有隔離電路。
7.根據權利要求6所述的安全開關，其特征在于，所述隔離電路由接地電容、電阻組 成，所述電容、電阻并聯，接于電源火線與地線之間。
8.一種包含權利要求1 7中任意一項所述安全開關的插座。
專利摘要本實用新型公開了一種無火花安全開關及包含該開關的插座，該開關包括電性連接的開關觸發電路和開關晶體管，所述開關晶體管串接在電源線上，所述開關觸發電路用于輸出觸發信號給所述開關晶體管，控制開關晶體管的斷開與導通，所述電源線兩端分別用于連接電源和負載。本實用新型的安全開關電路中完全無觸點，不會出現拉弧現象在插頭插入時插座時不帶電，負載電容電壓為零，沒有突變，無電流，不會拉弧產生火花；插頭拔出前在負載電流過零點自動切斷電源，負載電感電流為零，沒有突變，無感應高壓，也不會拉弧產生火花。
文檔編號H03K17/08GK201726376SQ20102016406
公開日2011年1月26日 申請日期2010年4月20日 優先權日2010年4月20日
發明者李新軍, 程傳銀 申請人:武漢星火投資咨詢中心