【技术实现步骤摘要】
本公开涉及固态开关领域，更具体地，涉及一种固态开关设备。
技术介绍
1、短路保护是诸如固态电机启动器、固态断路器或固态接触器之类的固态开关设备的核心功能之一。例如，对于传统机械的电机启动器，短路分断功能由机械断路器实现，对于机械式断路器，评价标准为是否具有足够的分断能力，线路感性的大小并不会对断路器以及分断能力造成致命的影响。然而，对于固态电机启动器，短路时的线路或者负载感性能量有可能造成固态半导体器件的损坏。
2、目前，可以采用吸收电路吸收感性能量来实现短路保护，诸如rc(resistancecapacitance，阻容)、tvs(transient voltage suppressors，瞬态电压抑制器)和mov(metal oxide varistors，金属氧化物变阻器)等。然而，吸收电路对感性能量的吸收是有限的，还可能会造成吸收电路的器件损坏。
技术实现思路
1、有鉴于此，本公开提供了一种固态开关设备，其通过在主路径上并联续流旁路，将由短路引起的短路电流续流至旁路，以消耗短路电流，从而实现更高效、更可靠以及寿命更长的短路保护。
2、本公开的一方面提供一种固态开关设备，其连接在供电电源和负载之间，所述固态开关设备包括：一个或多个桥臂电路，所述一个或多个桥臂电路中的每一个连接到所述供电电源的每一个相，并且，每一个桥臂电路包括串联连接的第一单向电力半导体开关和第二单向电力半导体开关，其中所述第一单向电力半导体开关的第一端与所述第二单向电力半导体开关的第一
3、可选地，所述控制单元还被配置为：响应于所述供电电源与所述负载的连接要被断开且未检测到短路故障，控制所述第三单向电力半导体开关和所述第四单向电力半导体开关或者所述双向电力半导体开关关断，并且控制所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关保持开启直到相电流的过零关断期间再关断。
4、可选地，控制所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关保持开启直到相电流的过零期间再关断包括：所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关中的一个在所述过零期间且过零点之前的时间点被关断，所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关中的另一个在所述过零期间且过零点之后的时间点被关断，控制所述第三单向电力半导体开关和所述第四单向电力半导体开关保持开启直到相电流的过零期间再关断包括：所述第三单向电力半导体开关和所述第四单向电力半导体开关中的一个在所述过零期间且过零点之前的时间点被关断，所述第三单向电力半导体开关和所述第四单向电力半导体开关中的另一个在所述过零期间且过零点之后的时间点被关断，或者控制所述双向电力半导体开关保持开启直到相电流的过零期间再关断包括：所述双向电力半导体开关在过零点时被关断。
5、可选地，基于以下公式来确定电阻的最大值rmax：rmax＝(ubr-vdrop)/i，其中，ubr是所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关的最大反向击穿电压，vdrop是所述第三单向电力半导体开关和所述第四单向电力半导体开关或所述双向电力半导体开关的最大压降，i是预定短路保护电流。
6、可选地，基于以下公式来确定电阻的最小值rmin：
7、rmin’＝(vi÷i1)，
8、rmin”＝(vi÷i)，
9、rmin＝max(rmin’,rmin”)，
10、其中vi是所述固态开关设备的工作电压，i1是所述续流旁路上的所述第三单向电力半导体开关和所述第四单向电力半导体开关或者所述双向电力半导体开关的预定最大耐受电流，i是预定短路保护电流。
11、可选地，所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关是金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)，其中，所述第一端是漏极和源极中的一个，所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关的第二端是漏极和源极中的另一个，并且所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关的控制端是栅极；或者所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关是绝缘栅双极型晶体管(igbt)，其中，所述第一端是集电极和发射极中的一个，所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关的第二端是发射极和集电极中的另一个，并且所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关的控制端是基极。
12、可选地，所述第三单向电力半导体开关和所述第四单向电力半导体开关是金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)，其中，所述第一端是漏极和源极中的一个，所述第三电力半导体开关的第二端是漏极和源极中的另一个，并且所述第三电力半导体开关的控制端是栅极；或者所述第三单向电力半导体开关和所述第四单向电力半导体开关是绝缘栅双极型晶体管(igbt)，其中，所述第一端是集电极和发射极中的一个，所述第三单向电力半导体开关和所述第四单向电力半导体开关的第二端是发射极和集电极中的另一个，并且所述第三电力半导体开关的控制端是基极；或者所述双向电力半导体开关是双向晶闸管(triac)或者反向并联的可控硅整流器(scr)。
13、可选地，所述供电电源为三相供电电源，所述固态开关设备还包括一个或多个电流采样单元，在所述续流旁路包括所述第三单向电力半导体开关和所述第四单向电力半导体开关的情况下，所述电流采样单元用于采集一个桥臂电路和一个续流旁路构成的并联电路上的相电流，以及在所述续流旁路包括所述双向电力半导体开关的情况下，每一个电流采样单元用于采集一个桥臂电路上的相电流。
14、可选地，所述固态开关设备为固态电机启动器、固态断路器或固态接触器。
15、可选地，所述供电电源为三相供电电源，所述桥臂电路的数量为3，并且所述续流旁路的数量为3。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种固态开关设备，其连接在供电电源和负载之间，所述固态开关设备包括：
2.根据权利要求1所述的固态开关设备，其中，所述控制单元还被配置为：
3.根据权利要求2所述的固态开关设备，其中，
4.根据权利要求1所述的固态开关设备，其中，基于以下公式来确定电阻的最大值Rmax：
5.根据权利要求1所述的固态开关设备，其中，基于以下公式来确定电阻的最小值Rmin：
6.根据权利要求1所述的固态开关设备，其中，所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，其中，所述第一端是漏极和源极中的一个，所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关的第二端是漏极和源极中的另一个，并且所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关的控制端是栅极；或者
7.根据权利要求1所述的固态开关设备，其中，所述第三单向电力半导体开关和所述第四单向电力半导体开关是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，其中，所述第一端是漏极和源极中的一个，所述第三电力半导体开关的第
8.根据权利要求1所述的固态开关设备，其中，所述固态开关设备还包括一个或多个电流采样单元，在所述续流旁路包括所述第三单向电力半导体开关和所述第四单向电力半导体开关的情况下，所述电流采样单元用于采集一个桥臂电路和一个续流旁路构成的并联电路上的相电流，以及在所述续流旁路包括所述双向电力半导体开关的情况下，每一个电流采样单元用于采集一个桥臂电路上的相电流。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的固态开关设备，其中，所述固态开关设备为固态电机启动器、固态断路器或固态接触器。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的固态开关设备，其中，所述供电电源为三相供电电源，所述桥臂电路的数量为3，并且所述续流旁路的数量为3。
...【技术特征摘要】
1.一种固态开关设备，其连接在供电电源和负载之间，所述固态开关设备包括：
2.根据权利要求1所述的固态开关设备，其中，所述控制单元还被配置为：
3.根据权利要求2所述的固态开关设备，其中，
4.根据权利要求1所述的固态开关设备，其中，基于以下公式来确定电阻的最大值rmax：
5.根据权利要求1所述的固态开关设备，其中，基于以下公式来确定电阻的最小值rmin：
6.根据权利要求1所述的固态开关设备，其中，所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关是金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)，其中，所述第一端是漏极和源极中的一个，所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关的第二端是漏极和源极中的另一个，并且所述第一单向电力半导体开关和所述第二单向电力半导体开关的控制端是栅极；或者
7.根据权利要求1所述的固态开关设备，其中，所述第三单向电力半导体开关和所...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓航，吴作人，陈加敏，
申请(专利权)人：施耐德电器工业公司，
类型：发明
国别省市：
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