混合式开关制造技术

本发明专利技术混合式开关属于电学领域，特别是一种适合于交流电网中应用的混合式开关,其包括机械开关、晶闸管、第一限流元件、单向导通器件、电容、半导体开关、稳压器件、一控制单元；机械开关主回路两端分别与晶闸管的第一端、晶闸管的第三端连接；控制单元与机械开关的控制端、半导体开关的控制端连接；第一限流元件、单向导通器件、电容串联而成一串联电路，串联电路的一端与晶闸管的第一端连接，串联电路的另一端用于与相对于晶闸管的第一端的另一相线或中性线连接；电容通过半导体开关、晶闸管的第二端、晶闸管的第一端形成放电回路；稳压器件与电容并联。本发明专利技术具有性价比和可靠性高的优点。

Hybrid switch

The invention belongs to the field of hybrid electrical switch, in particular to a hybrid switch suitable for AC power network applications, including mechanical switch, thyristor, the first limiting element, a one-way conduction device, capacitor, semiconductor switch, voltage stabilizing device, a control unit; mechanical switch main circuit with the two ends of the thyristor the first end, thyristor connected to the third end; control and control unit and the mechanical switch terminal, a semiconductor switch is connected; the first limiting element, a one-way conduction device, capacitor series into a series circuit, a first end circuit with one end of the thyristor is connected in series, the other end of the series circuit for relative to the first end of the thyristor phase or other neutral connection; the end of the capacitor through the semiconductor switch, thyristor, second terminal thyristor voltage discharge circuit is formed; Parallel connection of device and capacitor. The invention has the advantages of high cost performance and high reliability.

【技术实现步骤摘要】
混合式开关
本专利技术混合式开关属于电学领域，特别是一种适合于交流电网中应用的混合式开关。
技术介绍
目前在交流电网中，混合式开关的应用越来越广泛，如复合开关（采用晶闸管与机械开关并联的运行方式），其采用变压器隔离驱动或高压电子开关驱动晶闸管，其存在以下缺点：1.变压器隔离驱动：晶闸管触发信号由变压器提供，需要脉冲信号发生电路、变压器驱动电路、变压器、整流电路，存在脉冲占空比驱动盲区造成过零导通涌流大、脉冲占空比驱动盲区也可造成晶闸管对机械开开分断灭弧效果、性价比低、占用空间大等缺点。2.高压电子开关驱动：晶闸管触发信号由晶闸管的主回路通过电阻、高压电子开关（全控型或半控型开关，如MOC3083等高压光电耦合器）到晶闸管的触发极，高压电子开关承受较高电压，并且大部分工况需要多个串联使用，存在可靠性差、容易击穿、误导通、导通涌流大的缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有混合式开关的不足之处提供一种无需触发变压器、无需高压电子开关驱动晶闸管，具有电路简单、性价比高、瞬间触发电流大、可靠性高混合式开关。实现本专利技术的目的是通过以下技术方案来达到的：一种混合式开关，其包括机械开关、晶闸管、第一限流元件、单向导通器件、电容、半导体开关、稳压器件、一控制单元；机械开关主回路两端分别与晶闸管的第一端、晶闸管的第三端连接；控制单元与机械开关的控制端、半导体开关的控制端连接；第一限流元件、单向导通器件、电容串联而成一串联电路，串联电路的一端与晶闸管的第一端连接，串联电路的另一端用于与相对于晶闸管的第一端的另一相线或中性线连接；电容通过半导体开关、晶闸管的第二端、晶闸管的第一端形成放电回路；稳压器件与电容并联，或稳压器件通过单向导通器件与电容并联。一种混合式开关，包括第一光电耦合器、第二光电耦合器，第一光电耦合器用于控制放电回路，第一光电耦合器的控制端与控制单元连接，半导体开关为一电压检测开关，电压检测开关的检测端与晶闸管的第三端连接，第二光电耦合器的控制端与电压检测开关连接，电容提供第二光电耦合器的驱动能量，第二光电耦合器的输出信号传递至控制单元。一种混合式开关，包括一电压检测开关、第二光电耦合器，电压检测开关的检测端与晶闸管的第三端连接，第二光电耦合器的控制端与电压检测开关连接，电容提供第二光电耦合器的驱动能量，第二光电耦合器的输出信号传递至控制单元。一种混合式开关，电压检测开关、半导体开关串联。一种混合式开关，电压检测开关用于检测机械开关断开，控制单元在电压检测开关检测到机械开关断开时关断晶闸管的导通控制信号。一种混合式开关，电压检测开关用于检测晶闸管的导通时间。一种混合式开关，控制单元根据机械开关闭合或断开过程中晶闸管的导通时间，修正控制机械开关的闭合或断开动作时间参数。一种混合式开关，电压检测开关包括第二限流元件、晶体管。一种混合式开关，晶闸管为单向晶闸管，晶体管包括第一晶体管、第二晶体管，第一晶体管为PNP型管，第二晶体管为NPN型管，第二晶体管的基极通过第二限流元件与晶闸管的第三端连接，第二晶体管的集电极与第一晶体管的基极连接，第一晶体管的发射极、第一晶体管的集电极串联在放电回路中。一种混合式开关，晶体管包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管，第二晶体管的基极通过第二限流元件与晶闸管主回路端连接，第二晶体管的发射极与第三晶体管的基极连接，第二晶体管的基极与第三晶体管的发射极连接，第三晶体管的集电极与第四晶体管的基极连接，第二晶体管的集电极、第四晶体管的发射极与第一晶体管的基极连接，第四晶体管的集电极与第二晶体管的发射极连接，第一晶体管的集电极与第二晶体管的基极连接，第一晶体管的发射极、第二晶体管的发射极串联在放电回路中。一种混合式开关，晶体管包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管，第二晶体管的基极通过第二限流元件与晶闸管主回路端连接，第二晶体管的发射极与第三晶体管的基极连接，第三晶体管的基极与晶闸管的第一端连接，第二晶体管的基极与第三晶体管的发射极连接，第三晶体管的集电极与第四晶体管的基极连接，第二晶体管的集电极、第四晶体管的发射极与第一晶体管的基极连接，第四晶体管的集电极与第二晶体管的发射极连接，第一晶体管的发射极、第一晶体管的集电极串联在放电回路中。一种混合式开关，电压检测开关还包括第五晶体管，第五晶体管的集电极与第一晶体管的基极连接，第五晶体管的基极与第一晶体管的集电极连接，第一晶体管的发射极、第五晶体管的发射极串联在放电回路中。一种混合式开关，通过第一限流元件的平均电流小于触发晶闸管导通所需的最小触发电流。一种混合式开关，半导体开关为一光电耦合器或一光电耦合器驱动晶体管电路。一种混合式开关，包括一与电容的放电回路串联的限流元件。一种混合式开关，如图1所示，其包括机械开关K1、晶闸管SCR1（单向晶闸管）、第一限流元件R1（电阻）、单向导通器件D1（二极管）、电容C1、半导体开关OPT1、稳压器件Z1、控制单元（A）；机械开关K1主回路两端分别与晶闸管SCR1的第一端、晶闸管SCR1的第三端连接；控制单元（A）与机械开关K1的控制端（控制线圈）、半导体开关OPT1的控制端连接；第一限流元件R1、单向导通器件D1、电容C1串联而成一串联电路，串联电路的一端与晶闸管SCR1的第一端连接，串联电路的另一端与相对于晶闸管SCR1的第一端的另一相线或中性线连接；电容C1通过半导体开关OPT1、晶闸管SCR1的第二端、晶闸管SCR1的第一端形成放电回路，稳压器件Z1通过单向导通器件D1与电容C1并联（稳压器件Z1也可以直接与电容C1并联，单向导通器件D1耐压要求提高）。注：半导体开关OPT1与电容C1放电回路的连接方式不限于图1，也可以按如图2所示的连接方式，工作原理相同。工作原理：晶闸管SCR1上电，充电电流通过第一限流元件R1、单向导通器件D1对电容C1充电至稳压器件Z1的稳压值，在接通过程中，控制单元（A）在晶闸管SCR1的阳极对晶闸管SCR1的阴极为负电位时（最好在晶闸管SCR1的阳极与晶闸管SCR1的阴极之间处于反向偏置电压的峰值时），提供半导体开关OPT1一脉宽大于四分之一周波导通控制信号，电容C1通过半导体开关OPT1、晶闸管SCR1的触发极、晶闸管SCR1的阴极放电触发晶闸管SCR1，在晶闸管SCR1的阳极与晶闸管SCR1的阴极之间为正电位时，晶闸管SCR1无涌流导通，控制单元（A）控制机械开关K1在晶闸管SCR1的阳极对晶闸管SCR1的阴极为正电位时闭合，机械开关K1闭合完成后，晶闸管SCR1截止；在分断过程中，控制单元（A）（注：可以利用其内部电容储能工作）提供半导体开关OPT1一脉宽大于四分之一周波导通控制信号，电容C1通过半导体开关OPT1、晶闸管SCR1的触发极、晶闸管SCR1的阴极放电触发晶闸管SCR1，控制单元（A）控制机械开关K1在满足晶闸管SCR1导通条件的电流方向时（即在晶闸管SCR1的阳极对晶闸管SCR1的阴极为正电位时）分断，达到无电弧分断目的，机械开关K1分断完成后，半导体开关OPT1截止，晶闸管SCR1在下一个电流零点截止。本专利技术设计合理，其利用电网电源通过第一限流元件、单向导通器件对电容充电储能，由稳压器件对电容充电电压进行限压，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合式开关，其特征是：包括机械开关、晶闸管、第一限流元件、单向导通器件、电容、半导体开关、稳压器件、一控制单元；所述机械开关主回路两端分别与所述晶闸管的第一端、所述晶闸管的第三端连接；所述控制单元与所述机械开关的控制端、所述半导体开关的控制端连接；所述第一限流元件、所述单向导通器件、所述电容串联而成一串联电路，所述串联电路的一端与所述晶闸管的第一端连接，所述串联电路的另一端用于与相对于所述晶闸管的第一端的另一相线或中性线连接；所述电容通过所述半导体开关、所述晶闸管的第二端、所述晶闸管的第一端形成放电回路；所述稳压器件与所述电容并联，或所述稳压器件通过所述单向导通器件与所述电容并联。

【技术特征摘要】
2016.01.24 CN 2016100701458;2016.02.26 CN 201610111.一种混合式开关，其特征是：包括机械开关、晶闸管、第一限流元件、单向导通器件、电容、半导体开关、稳压器件、一控制单元；所述机械开关主回路两端分别与所述晶闸管的第一端、所述晶闸管的第三端连接；所述控制单元与所述机械开关的控制端、所述半导体开关的控制端连接；所述第一限流元件、所述单向导通器件、所述电容串联而成一串联电路，所述串联电路的一端与所述晶闸管的第一端连接，所述串联电路的另一端用于与相对于所述晶闸管的第一端的另一相线或中性线连接；所述电容通过所述半导体开关、所述晶闸管的第二端、所述晶闸管的第一端形成放电回路；所述稳压器件与所述电容并联，或所述稳压器件通过所述单向导通器件与所述电容并联。2.根据权利要求1所述的混合式开关，其特征是：包括第一光电耦合器、第二光电耦合器，所述第一光电耦合器用于控制所述放电回路，所述第一光电耦合器的控制端与所述控制单元连接，所述半导体开关为一电压检测开关，所述电压检测开关的检测端与所述晶闸管的第三端连接，所述第二光电耦合器的控制端与所述电压检测开关连接，所述电容提供所述第二光电耦合器的驱动能量，所述第二光电耦合器的输出信号传递至所述控制单元。3.根据权利要求1所述的混合式开关，其特征是：包括一电压检测开关、第二光电耦合器，所述电压检测开关的检测端与所述晶闸管的第三端连接，所述第二光电耦合器的控制端与所述电压检测开关连接，所述电容提供所述第二光电耦合器的驱动能量，所述第二光电耦合器的输出信号传递至所述控制单元。4.根据权利要求3所述的混合式开关，其特征是：所述电压检测开关、所述半导体开关串联。5.根据权利要求2或3所述的混合式开关，其特征是：所述电压检测开关用于检测所述机械开关断开，所述控制单元在所述电压检测开关检测到所述机械开关断开时关断所述晶闸管的导通控制信号。6.根据权利要求2或3所述的混合式开关，其特征是：所述电压检测开关用于检测所述晶闸管的导通时间。7.根据权利要求6所述的混合式开关，其特征是：所述控制单元根据所述机械开关闭合或断开过程中所述晶闸管的导通时间，修正控制所述机械开关的闭合或断开动作时间参数。8.根据权利要求2或3所述的混合式开关，其特征是：所述电压检测开关包括第二限流元件、晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭桥石，
申请(专利权)人：广州市金矢电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44