一种开关装置及配电系统制造方法及图纸

本申请实施例公开了一种开关装置及配电系统，用以降低开关误动作的概率。开关装置包括控制器、驱动器和开关模块。控制器用于在接收到第一控制指令后输出第一控制信号，第一控制指令用于指示开关模块闭合，第一控制信号包括至少三位，第一控制信号满足第一时序要求；第一时序要求用于指示第一控制信号至少发生两次电平变化；驱动器用于根据第一控制信号驱动开关模块闭合。动开关模块闭合。动开关模块闭合。

【技术实现步骤摘要】
一种开关装置及配电系统


[0001]本申请涉及电路
，尤其涉及一种开关装置及配电系统。

技术介绍

[0002]断路器、继电器等作为主要开关器件广泛应用于光伏、车载及数据中心等领域，实现能量的分配及系统保护控制。传统开关的控制方式可以如图1所示。开关通常由控制器进行控制，控制器输出的高低电平信号经驱动电路进行放大处理后，用于对开关进行驱动。比如，控制器输出高电平时，控制开关闭合；控制器输出低电平时，控制开关断开。
[0003]但是，在一些异常情况下，如控制器异常复位(控制器的输出信号忽然跳变到初始化状态，比如低电平，然后由跳变回复位之前的状态，比如高电平)等情况，容易造成开关误动作，造成器件的损坏。
[0004]综上，现有技术提供的方案中，存在开关误动作的情况，导致器件损坏。

技术实现思路

[0005]本申请实施例提供一种开关装置及配电系统，用以降低开关误动作的概率。
[0006]第一方面，本申请实施例提供一种开关装置，该开关装置包括控制器、驱动器和开关模块。控制器用于在接收到第一控制指令后输出第一控制信号，第一控制指令用于指示开关模块闭合，第一控制信号包括至少三位，且第一控制信号满足第一时序要求；第一时序要求用于指示第一控制信号至少发生两次电平变化；驱动器用于根据第一控制信号驱动开关模块闭合。
[0007]采用第一方面提供的开关装置，用于控制开关模块闭合的第一控制信号包括至少三位，且至少发生两次电平变化。因此，与现有技术中控制信号为高电平即指示开关闭合的方案相比，采用上述方案，由于用于指示开关模块闭合的控制信号的电平变化次数较多(满足第一时序要求)，因此在控制器发生异常复位时，控制信号的改变不易被识别为控制指令的切换，因而不会造成开关的误动作，从而避免开关装置的损坏。
[0008]在一种可能的设计中，第一时序要求用于指示第一控制信号的首位为高电平。
[0009]采用上述方案，当第一控制信号的首位为高电平、且第一控制信号至少发生两次电平变化。也就是说，第一控制信号至少先由高电平变为低电平，再由低电平变为高电平，之后第一控制信号的电平是否再次发生变化，本申请实施例中不做限定。此外，在第一控制信号中，高电平和低电平所持续的时钟周期可以为一个，也可以为多个。
[0010]在一种可能的设计中，第一控制信号包括N位，N＜6。
[0011]实际应用中，若第一控制信号的位数过多，会导致开关装置的功耗过大、识别第一控制信号所需的时间过长，因此可采用上述方案对第一控制信号包括的位数的上限进行限定，从而降低开关装置的功耗、减小第一控制信号的响应时长。
[0012]示例性地，第一控制信号可以包括三位，第一时序要求用于指示第一控制信号由高电平变为低电平，再由低电平变为高电平。
[0013]在一种可能的设计中，控制器还可以在接收到第二控制指令后输出第二控制信号，第二控制指令用于指示开关模块断开，第二控制信号包括至少三位，第二控制信号满足第二时序要求。第二时序要求用于指示第二控制信号至少发生两次电平变化，且第二时序要求所指示的电平变化与第一时序要求所指示的电平变化不同。然后，驱动器根据第二控制信号驱动开关模块断开。
[0014]采用上述方案，用于控制开关模块断开的第二控制信号包括至少三位，且至少发生两次电平变化。因此，与现有技术中控制信号为低电平即指示开关断开的方案相比，采用上述方案，由于用于指示开关模块断开的控制信号的电平变化次数较多(满足第二时序要求)，因此在控制器发生异常复位时，控制信号的改变不易被识别为控制指令的切换，因而不会造成开关的误动作，从而避免开关装置的损坏。
[0015]在一种可能的设计中，第二时序要求用于指示第二控制信号的首位为低电平。
[0016]采用上述方案，当第二控制信号的首位为低电平、且第二控制信号至少发生两次电平变化。也就是说，第二控制信号至少先由低电平变为高电平，再由高电平变为低电平，之后第二控制信号的电平是否再次发生变化，本申请实施例中不做限定。此外，在第二控制信号中，高电平和低电平所持续的时钟周期可以为一个，也可以为多个。
[0017]在一种可能的设计中，第二控制信号包括M位，M＜6。
[0018]实际应用中，若第二控制信号的位数过多，会导致开关装置的功耗过大、识别第二控制指令所需的时间过长，因此可采用上述方案对第二控制信号包括的位数的上限进行限定，从而降低开关装置的功耗、减小第二控制指令的响应时长。
[0019]示例性地，第二控制信号可以包括三位，第二时序要求用于指示第二控制信号由低电平变为高电平，再由高电平变为低电平。
[0020]在一种可能的设计中，控制器还用于输出第三控制信号，第三控制信号既不满足第一时序要求，也不满足第二时序要求；驱动器还用于根据第三控制信号驱动开关模块保持当前状态。
[0021]采用上述方案，当控制器输出的第三控制信号既不满足第一时序要求、也不满足第二时序要求时，开关模块保持当前状态，从而避免控制器异常复位造成开关的误动作。
[0022]在一种可能的设计中，开关模块包括并联的机械开关和功率开关管，以及与开关单元串联的隔离开关，开关单元由机械开关和功率开关管并联后形成。
[0023]采用上述方案，开关模块中包括多个开关，与现有技术中仅采用一个固态开关(继电器)或者机械开关(断路器)的方案相比，可靠性更高。
[0024]在一种可能的设计中，驱动器在根据第一控制信号驱动开关模块闭合时，具体顺序可以是先驱动隔离开关闭合；然后，驱动功率开关管闭合；最后，驱动机械开关闭合。
[0025]采用上述方案，闭合隔离开关后，闭合功率开关管和机械开关中的任一开关后，开关模块即闭合，开关模块中瞬间流过较大的电流。由于功率开关管与机械开关相比，可以承受更大的瞬态电流，因而在隔离开关闭合后，先闭合功率开关管，此时较大的电流流过功率开关管不至造成功率开关损坏。待功率开关管闭合后，再闭合机械开关，由于机械开关与功率开关管相比导通电阻小，因而开关模块中的电流会经机械开关传输，不再流经功率开关管，从而降低开关模块的导通损耗。
[0026]在一种可能的设计中，驱动器在根据第二控制信号驱动开关模块断开时，具体顺
序可以是先驱动机械开关断开；然后，驱动功率开关管断开；最后，驱动隔离开关断开。
[0027]采用上述方案的原因是，若先断开隔离开关，则开关模块中的电流瞬间变为零，机械开关上的电流也瞬间变为零，因而会对机械开关造成较大的电流冲击，易导致机械开关损坏。若先断开功率开关管，再断开机械开关，同样地，机械开关也会承受较大的电流冲击。因此，可以先断开机械开关，此时电流由机械开关换流到功率开关管，换流过程的电流变换缓慢，不会对机械开关造成较大的电流冲击。然后再断开功率开关管，由于功率开关管可以承受较大的瞬态电流，因而此时断开功率开关管，虽然电流冲击较大，但功率开关管不会损坏。最后，再断开隔离开关，完成开关模块的断开。
[0028]在一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关装置，其特征在于，包括控制器、驱动器和开关模块；所述控制器，用于在接收到第一控制指令后输出第一控制信号，所述第一控制指令用于指示所述开关模块闭合，所述第一控制信号包括至少三位，所述第一控制信号满足第一时序要求；所述第一时序要求用于指示所述第一控制信号至少发生两次电平变化；所述驱动器，用于根据所述第一控制信号驱动所述开关模块闭合。2.如权利要求1所述的开关装置，其特征在于，所述第一时序要求用于指示所述第一控制信号的首位为高电平。3.如权利要求1或2所述的开关装置，其特征在于，所述第一控制信号包括N位，N＜6。4.如权利要求1～3任一项所述的开关装置，其特征在于，所述控制器还用于：在接收到第二控制指令后输出所述第二控制信号，所述第二控制指令用于指示所述开关模块断开，所述第二控制信号包括至少三位，所述第二控制信号满足第二时序要求，所述第二时序要求用于指示所述第二控制信号至少发生两次电平变化，所述第二时序要求所指示的电平变化与所述第一时序要求所指示的电平变化不同；所述驱动器还用于：根据所述第二控制信号驱动所述开关模块断开。5.如权利要求4所述的开关装置，其特征在于，所述第二时序要求用于指示所述第二控制信号的首位为低电平。6.如权利要求4或5所述的开关装置，其特征在于，所述第二控制信号包括M位，M＜6。7.如权利要求4～6任一项所述的开关装置，其特征在于，所述控制器还用于：输出第三控制信号，所述第三控制信号既不满足所述第一时序要求，也不满足所述第二时序要求；所述驱动器还用于：根据所述第三控制信号驱动所述开关模块保持当前状态。8.如权利要求1～7任一项所述的开关装置，其特征在于，所述开关模块包括并联的机械开关和功率开关管，以及与开关单元串联的隔离开关，其中，所述开关单元由所述机械开关和所述功率开关管并联后形成。9.如权利要求8所述的开关装置，其特征在于，所述驱动器在根据所述第一控制信号驱动所述开关模块闭合时，具体用于：驱动所述隔离开关闭合；驱动所述功率开关管闭合...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄学文，吴建，李培才，水伟，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：