混合开关控制机构制造技术

本实用新型专利技术实施例公开一种混合开关控制机构，通过设置MCU来按照外部命令控制固态开关延时导通或关断，以及相应控制机械开关直接导通/关断或者在两端电压符合设定条件时导通或关断，可以保证各开关动作切换时为零电流，由此克服了混合开关导通截止时出现小电流而影响产品可靠性的问题。影响产品可靠性的问题。影响产品可靠性的问题。

【技术实现步骤摘要】
混合开关控制机构


[0001]本技术实施例涉及固态机械混合开关，具体涉及一种混合开关控制机构。

技术介绍

[0002]电力电子领域通常采用机械式开关，如继电器，接触器，断路器等来控制电器通断，一般需要在每一对输入端与输出端之间分别设置一个机械式开关。例如，图11a所示单相开关在输入端(Vin)与输出端(Vout)分别设置开关K1、Kn，图11b所示三相开关在输入端(Va_in，Vb_in，Vc_in)与输出端((Va，Vb，Vc)之间分别设置开关Ka、Kb、Kc，这些机械开关在其开通关断过程中同时承受电压电流的变化，会不可避免地产生电弧，必须增加灭弧装置，导致其寿命、可靠性、成本、体积、机械设计难度等方面不可避免地受到影响。
[0003]为此，市场上出现了使用固态开关与机械开关相结合的混合开关产品。如图11c所示单相混合开关在其交流输入端A、B和输出端A_out、B_out之间分别设置内含固态开关Kss的两个单极开关A、B，由此组成完整的控制机构，可以按照外部控制命令control预设策略控制导通/关断。类似地，三相混合开关也会在每一对交流输入端和输出端之间设置一个固态开关与机械开关组合。这些混合开关结合了固态开关与机械开关的各自优点，有利于消除电弧。
[0004]上述典型混合开关中，各个机械开关、固态开关仅简单地设定开关导通与截止时间，各个开关导通截止时可能仍会存在小电流，这对产品可靠性造成不良影响，为此有必要予以改进。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，针对现有技术存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种混合开关控制机构，以克服混合开关导通截止时出现小电流而影响产品可靠性的问题。
[0006]为解决以上技术问题，本技术提供一种混合开关控制机构，该混合开关包括若干固态开关和机械开关，混合开关控制机构设置有可通过辅助电源供电的MCU，该MCU被配置为按照外部命令控制固态开关延时导通或关断，以及相应控制机械开关直接导通/关断，或者在机械开关两端电压符合设定条件时导通或关断。
[0007]具体地，混合开关为单相开关，其中：一对火线输入端口和输出端口之间串接有固态开关，一对零线输入端口和输出端口之间串接主隔离机械开关。
[0008]具体地，混合开关为三相三线开关，其中：两对相线输入端口和输出端口之间分别串接有固态开关，一对相线输入端口和输出端口之间串接主隔离机械开关。
[0009]具体地，混合开关为三相四线开关，其中：三对相线输入端口和输出端口之间分别串接有固态开关，一对中线输入端口和输出端口之间串接主隔离机械开关。
[0010]具体地，固态开关配置有承载机械开关，其中固态开关与承载机械开关串联；机械开关包括主隔离机械开关和承载机械开关，在开通命令确认时，主隔离机械开关和承载机械开关和分别直接导通，之后固态开关延时导通；在关断命令确认时，固态开关延时关断，
之后主隔离机械开关和承载机械开关相应在两端电压符合设定条件时分别关断。
[0011]具体地，固态开关配置有承载机械开关，其中固态开关与承载机械开关并联，且承载机械开关和主隔离机械开关构成回路；机械开关包括主隔离机械开关和承载机械开关，在开通命令确认时，主隔离机械开关直接导通，固态开关延时导通，之后承载机械开关两端电压满足设定条件时导通；在关断命令确认时，承载机械开关直接关断，固态开关延时关断，之后主隔离机械开关在两端电压符合设定条件时关断。
[0012]具体地，固态开关配置有承载机械开关和辅隔离机械开关，其中固态开关与承载机械开关并联之后再与辅隔离机械开关串联；机械开关包括主隔离机械开关、辅隔离机械开关和承载机械开关，在开通命令确认时，辅隔离机械开关和主隔离机械开关分别直接导通，固态开关延时导通，之后承载机械开关两端电压满足设定条件时导通；在关断命令确认时，承载机械开关直接关断，固态开关延时关断，之后辅隔离机械开关和主隔离机械在两端电压符合设定条件时分别关断。
[0013]具体地，固态开关配置有承载机械开关和辅隔离机械开关，其中：固态开关与辅隔离机械开关串联之后再与承载机械开关并联；机械开关包括主隔离机械开关、辅隔离机械开关和承载机械开关，在开通命令确认时，辅隔离机械开关和主隔离机械开关分别直接导通，固态开关延时导通，之后承载机械开关两端电压满足设定条件时导通；在关断命令确认时，承载机械开关直接关断，固态开关延时关断，之后辅隔离机械开关和主隔离机械在两端电压符合设定条件时分别关断。
[0014]具体地，MCU配置有外部控制命令模块。
[0015]具体地，MCU配置有通信模块。与现有技术相比，本技术实施例混合开关中设置MCU，可以优化其外部控制时序，使得各开关动作切换时为零电流，实现完全零电流导通与关断，有效避免混合开关导通截止时出现小电流的问题，有利于提高混合开关产品可靠性。
[0016]按照本技术实施例得到的混合开关产品为双极及多极，其可以适用于单相交流及三相交流场合，便于形成一个完整的控制机构，完整地控制电源与负载间的电能；同时，通过合理的时序控制，扬长避短，利用机械开关降低导通损耗，由固态开关帮助换流，让机械开关开通关断在零电压零电流状态，由此可以很好地避免电弧。
附图说明
[0017]图1a为本技术实施例1混合开关的电路示意图；
[0018]图1b为图1a中第一种固态开关的拓扑结构；
[0019]图1c为图1a中第二种固态开关的拓扑结构；
[0020]图1d为图1a中第三种固态开关的拓扑结构；
[0021]图1e为图1a中一种混合开关的实施电路图；
[0022]图1f为本技术实施例2混合开关的控制机构框图；
[0023]图1g为本技术实施例1混合开关的控制时序图；
[0024]图1h为本技术实施例1混合开关的信号波形图；
[0025]图2a为本技术实施例2混合开关的电路示意图；
[0026]图2b为本技术实施例2混合开关的控制机构框图；
[0027]图2c为本技术实施例2混合开关的控制时序图；
[0028]图2d为本技术实施例2混合开关的信号波形图；
[0029]图3a为本技术实施例3混合开关的电路示意图；
[0030]图3b为本技术实施例3混合开关的控制机构框图；
[0031]图3c为本技术实施例3混合开关的控制时序图；
[0032]图3d为本技术实施例3混合开关的信号波形图；
[0033]图4a为本技术实施例4混合开关的电路示意图；
[0034]图4b为本技术实施例4混合开关的控制机构框图；
[0035]图4c为本技术实施例4混合开关的控制时序图；
[0036]图4d为本技术实施例4混合开关的信号波形图；
[0037]图5a为本技术实施例5混合开关的电路示意图；
[0038]图5b为本技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混合开关控制机构，该混合开关包括若干固态开关和机械开关，其特征在于，混合开关控制机构设置有可通过辅助电源供电的MCU，该MCU被配置为按照外部命令控制固态开关延时导通或关断，以及相应控制机械开关直接导通/关断，或者在机械开关两端电压符合设定条件时导通或关断。2.如权利要求1所述的混合开关控制机构，其特征在于，混合开关为单相开关，其中：一对火线输入端口和输出端口之间串接有固态开关，一对零线输入端口和输出端口之间串接主隔离机械开关。3.如权利要求1所述的混合开关控制机构，其特征在于，混合开关为三相三线开关，其中：两对相线输入端口和输出端口之间分别串接有固态开关，一对相线输入端口和输出端口之间串接主隔离机械开关。4.如权利要求1所述的混合开关控制机构，其特征在于，混合开关为三相四线开关，其中：三对相线输入端口和输出端口之间分别串接有固态开关，一对中线输入端口和输出端口之间串接主隔离机械开关。5.如权利要求2、3、或4所述的混合开关控制机构，其特征在于，固态开关配置有承载机械开关，其中固态开关与承载机械开关串联；机械开关包括主隔离机械开关和承载机械开关，在开通命令确认时，主隔离机械开关和承载机械开关和分别直接导通，之后固态开关延时导通；在关断命令确认时，固态开关延时关断，之后主隔离机械开关和承载机械开关相应在两端电压符合设定条件时分别关断。6.如权利要求2、3、或4所述的混合开关控制机构，其特征在于，固态开关配置有承载机械开关，其中固态开关与承载机械开关并联，且承载机械开关和主隔离机械开关构成回路；机械开关包括主隔离机...

【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：