無弧MEMS電接觸器.pdf

1、電弧開斷是開關電器設計和研制的關鍵。在直流低壓電器中，常用的熄滅電弧的方式或是依靠電磁力把電弧拉長的自然式熄弧，或是借助狹縫滅弧室等來強制熄滅電弧。然而，隨著電接觸器件朝著多功能化、模塊化、小型化、高密度等方向發(fā)展，這給傳統(tǒng)制造技術帶來了制造工藝和滅弧技術上的挑戰(zhàn)。微機電系統(tǒng)（MEMS）技術憑借其超精密集成加工的特點，具有微型化、低成本、高可靠性和可大批量生產等優(yōu)勢，在微電接觸器件領域大有可為。 電接觸器件的微型化給滅弧技術帶來

2、前所未有的挑戰(zhàn)，本文介紹了一種基于并聯(lián)電阻的新型無弧通斷方法。該方法將電路的通斷分為兩個過程，分別由主觸點和輔助觸點來實現(xiàn)。每個輔助觸點串聯(lián)一個限流電阻形成輔助通道，再與主觸點并聯(lián)，承擔電路接通和分斷瞬間的動態(tài)過程，轉移電弧能量。主觸點承擔穩(wěn)態(tài)過程，避免主觸點在電路通斷的動態(tài)過程中受到電弧的侵蝕，實現(xiàn)電路的無弧通斷。 對于上述滅弧方法，利用Simulink的電力系統(tǒng)模塊進行了相關仿真。仿真結果驗證了設計思路的可行性，并進一步在理

3、論模型的基礎上設計了一種實體模型。利用ANSYS進行了各項關鍵參數(shù)的優(yōu)化設計，懸臂梁的長度設計為300μm，寬度設計為50μm，厚度設計為25μm，支撐彈簧數(shù)目選定為12個，厚度設計為25μm，并聯(lián)電阻數(shù)目設計為23，電阻值設計為380Ω，以求達到一個合理的分斷能力。 對于所設計的器件在凈化室進行了多次流片，并進行了相應的結構上的改進。經(jīng)過反復實驗，逐漸克服了刻蝕、膠上甩膠再烘膠等工藝困難，摸索出一套合適的非硅MEMS電接觸器件