集成式直流混合开关制造技术

本实用新型专利技术公开了集成式直流混合开关，包括控制模块、位于正母线上的固态开关模块K

【技术实现步骤摘要】
集成式直流混合开关
本技术属于直流开关
，具体涉及集成式直流混合开关。
技术介绍
传统机械式直流开关，如继电器、接触器、断路器等，其开通关断过程中同时承受电压电流的变化，不可避免产生电弧，必须增加灭弧装置，其寿命，可靠性，成本，体积，机械设计不可避免受到影响。现有技术中，在直流电能使用的场合为了电气隔离电源与负载，绝大多数设计者使用回路双端布置，带来了体积庞大、成本高的问题，机械式开关本身的缺点还依然存在。
技术实现思路
针对现有技术中所存在的不足，本技术公开了一种能避免产生电弧、体积小、成本低的集成式直流混合开关。集成式直流混合开关，包括控制模块、位于正母线上的固态开关模块Kss、与所述固态开关模块Kss并联的开关Kp，以及设置在负母线上的隔离开关Kn；所述控制模块分别与所述固态开关模块Kss、开关Kp以及隔离开关Kn连接。进一步地，还包括设置在正母线上且与所述控制模块连接的隔离开关Ki，所述隔离开关Ki与所述固态开关模块Kss串联后再与所述开关Kp并联。进一步地，还包括设置在正母线上且与所述控制模块连接的隔离开关Ki，所述开关Kp与所述固态开关模块Kss并联后再与所述隔离开关Ki串联。进一步地，所述隔离开关Kn和Ki同步联动通断。进一步地，所述控制模块用于在开关Kp导通时控制所述固态开关模块Kss的通断。集成式直流混合开关，包括控制模块、位于正母线上的固态开关模块Kss、与所述固态开关模块Kss串联的隔离开关Ki，以及设置在负母线上的隔离开关Kn；所述控制模块分别与所述固态开关模块Kss、隔离开关Ki以及隔离开关Kn连接。进一步地，所述隔离开关Kn和Ki同步联动通断。进一步地，所述固态开关模块Kss包括一个IGBT。进一步地，所述固态开关模块Kss包括一个IGBT和正向二极管串联。进一步地，所述固态开关模块Kss包括反向串联的两个IGBT或MOSFET。相比于现有技术，本技术具有如下有益效果：1、通过将由固态开关和机械开关组成的混合开关集成在一起作为隔离电源与负载的直流开关，不需要额外的灭弧装置就能实现灭弧功能，体积小巧，成本低廉；2、通过设置联动的隔离开关Ki和Kn，可确保电源侧与负载侧之间实现完全的电气隔离；3、通过在Kp连通时控制Kss适时关断，可有效减少负载电流流经其所在支路的损耗，节能效果好。附图说明图1为本技术中集成式直流混合开关实施例1的电路结构示意图；图2为本技术中集成式直流混合开关实施例1的控制时序图；图3为本技术中集成式直流混合开关实施例2的电路结构示意图；图4为本技术中集成式直流混合开关实施例2的控制时序图；图5为本技术中集成式直流混合开关实施例3的电路结构示意图；图6为本技术中集成式直流混合开关实施例3的控制时序图；图7为本技术中集成式直流混合开关实施例4的电路结构示意图；图8为本技术中集成式直流混合开关实施例4的控制时序图。具体实施方式为了使技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本技术。实施例1：集成式直流混合开关，如图1所示，其输入端正负极可与电源连接，输出端正负极可与负载连接。具体包括控制模块、位于正母线上的固态开关模块Kss、与所述固态开关模块Kss并联的开关Kp，以及设置在负母线上的隔离开关Kn。所述控制模块分别与所述固态开关模块Kss、开关Kp以及隔离开关Kn连接，用于控制上述开关的导通和关断。其中，所述控制模块可采用MCU。所述Kp和Kn采用机械开关，比如继电器、接触器或断路器等。所述固态开关模块Kss的内部结构可以是多种形式，若是(1)两个固态开关(如IGBT、MOSFET)反向串联，可作为全控型；(2)单个固态开关，可作为半控型；(3)单个固态开关和单个正向二极管串联，可作为单向半控型。如图2所示，以单个固态开关的Kss为例(适用于单向控制的半控半隔离方案)，所述控制模块可通过如下流程进行控制：在T0之前和T5之后：所有开关处于关断状态，该状态下输入与输出完全隔离；T0-T1：控制Kn先导通，此时电源和负载间只在负端连接，无电流回路，Kss和Kp承受压差；T1-T2：Kss开始导通，在微秒级时间内完成，此时电源和负载完成连通，负载电流流经Kss，开关Kp主路触点承受极低的电压，即Kss开关导通压降，约2-3V；T2-T3：Kp开始零电压导通，由于机械开关导通压降极低，负载电流绝大部分流经Kp，整个开关进入正常稳态导通；T3-T4：在进入关断前确保Kss处于导通状态，从T3开始控制Kp断开，此时负载电流转移到固态开关Kss支路，并保持；Kp的关断属于零电压关断，不产生电弧；T4-T5：控制Kss关断，切断负载电流，负载与电源分离；T5后：Kn关断，负载电流已经切断，Kn开关零电流关断。其中，在导通过程中，控制模块先后控制Kn、Kss和Kp的导通；在关断过程中，控制模块先后控制Kp、Kss和Kn的关断。作为进一步优化，如图2所示，所述控制模块用于在开关Kp导通时控制所述固态开关模块Kss的通断。在T2-T3阶段，若混合开关需长时间导通，可适时关断固态开关Kss，这样可以有效减少负载电流流经其所在支路而产生的损耗，节能效果好。可以理解，为了防止在Kp关断时产生电弧，只要在进入关断前确保Kss处于导通状态即可。实施例2：集成式直流混合开关，如图3所示，其输入端正负极可与电源连接，输出端正负极可与负载连接。具体包括控制模块、串联在正母线上的固态开关模块Kss和隔离开关Ki、并联在所述固态开关模块Kss和隔离开关Ki两端的开关Kp，以及设置在负母线上的隔离开关Kn。所述控制模块分别与所述固态开关模块Kss、隔离开关Ki、开关Kp以及隔离开关Kn连接，用于控制上述开关的导通和关断。其中，所述控制模块可采用MCU。所述Kp、Ki和Kn采用机械开关，比如继电器、接触器或断路器等。所述固态开关模块Kss的内部结构可以是多种形式，如(1)两个固态开关(如IGBT、MOSFET)反向串联，可作为全控型；(2)单个固态开关，可作为半控型；(3)单个固态开关和单个正向二极管串联，可作为单向半控型。如图4所示，以单个固态开关和单个正向二极管串联的Kss为例(适用于单向控制的半控单向全隔离方案)，所述控制模块可通过如下流程进行控制：在T0之前和T6之后：所有开关处于关断状态，该状态下输入与输出完全隔离；T0-T1：控制KnKi先导通，此时电源和负载间只在一端连接，无电流回路，KnKi开关零电流导通；T1-T2：控制Kss开始导通，在微秒级时间内完成，此时电源和负载完成连通，负载电流流经Kss，开关Kp主路触点承受极低的电压，即Kss开关导通压降，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.集成式直流混合开关，其特征在于：包括控制模块、位于正母线上的固态开关模块K

【技术特征摘要】
1.集成式直流混合开关，其特征在于：包括控制模块、位于正母线上的固态开关模块Kss、与所述固态开关模块Kss并联的开关Kp，以及设置在负母线上的隔离开关Kn；所述控制模块分别与所述固态开关模块Kss、开关Kp以及隔离开关Kn连接。


2.根据权利要求1所述的集成式直流混合开关，其特征在于：
还包括设置在正母线上且与所述控制模块连接的隔离开关Ki，所述隔离开关Ki与所述固态开关模块Kss串联后再与所述开关Kp并联。


3.根据权利要求1所述的集成式直流混合开关，其特征在于：
还包括设置在正母线上且与所述控制模块连接的隔离开关Ki，所述开关Kp与所述固态开关模块Kss并联后再与所述隔离开关Ki串联。


4.根据权利要求2或3所述的集成式直流混合开关，其特征在于：
所述隔离开关Kn和Ki同步联动通断。


5.根据权利要求1-3任一项所述的集成式直流混合开关，其特征在于：
所述控制模块用于在开关Kp导...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓小军，袁高普，陈道杰，
申请(专利权)人：上海京硅智能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31