混合开关控制电路制造技术

本发明专利技术实施例公开一种混合开关控制电路，其设置有MCU、固态开关驱动模块、机械开关驱动模块及输入输出电压检测模块，通过以MCU为核心驱动多个开关来优化控制时序，可以保证有关开关适时导通或关断，有利于提高混合开关产品控制精度。

【技术实现步骤摘要】
混合开关控制电路
本专利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电路。
技术介绍
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。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电路，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。上述典型混合开关中，各个机械开关、固态开关仅简单地控制导通与截止，控制精度低，此外在智能化、多功能化方面性能也不够理想，为此有必要予以改进。
技术实现思路
有鉴于此，针对现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种混合开关控制电路，以提高产品控制精度。为解决以上技术问题，本专利技术提供一种混合开关控制电路，该混合开关包括若干固态开关和机械开关，混合开关控制电路设置有MCU及分别与MCU连接的固态开关驱动模块、机械开关驱动模块及输入输出电压检测模块，其中输入输出电压检测模块用于检测机械开关两端电压，MCU用于按照预设策略控制固态开关驱动模块输出固态开关驱动信号来控制固态开关延时导通或关断，以及控制机械开关驱动模块输出机械开关驱动信号来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。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。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。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。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；机械开关驱动模块包括主隔离机械开关驱动模块及承载机械开关驱动模块，MCU被配置为控制主隔离机械开关驱动模块输出主隔离机械开关驱动信号，以及控制承载机械开关驱动模块输出机械开关驱动信号，以便在开通命令确认时驱动主隔离机械开关和承载机械开关分别直接导通，以及在关断命令时驱动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。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；机械开关驱动模块包括主隔离机械开关驱动模块及承载机械开关驱动模块，MCU被配置为控制主隔离机械开关驱动模块输出主隔离机械开关驱动信号，以及控制承载机械开关驱动模块输出机械开关驱动信号，以便在开通命令确认时驱动主隔离机械开关直接导通和承载机械开关两端电压满足设定条件时导通，在关断命令确认时驱动承载机械开关直接关断和主隔离机械开关在两端电压符合设定条件时关断。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；机械开关驱动模块包括主隔离机械开关驱动模块、辅隔离机械开关驱动模块及承载机械开关驱动模块，MCU被配置为控制主隔离机械开关驱动模块输出主隔离机械开关驱动信号、辅隔离机械开关驱动模块输出辅隔离机械开关驱动信号，以及控制承载机械开关驱动模块输出机械开关驱动信号，以便在开通命令确认时驱动主隔离机械开关、辅隔离机械开关分别直接导通和承载机械开关两端电压满足设定条件时导通，在关断命令确认时驱动承载机械开关直接关断和主隔离机械开关、辅隔离机械开关相应在两端电压符合设定条件时分别关断。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；机械开关驱动模块包括主隔离机械开关驱动模块、辅隔离机械开关驱动模块及承载机械开关驱动模块，MCU被配置为控制主隔离机械开关驱动模块输出主隔离机械开关驱动信号、辅隔离机械开关驱动模块输出辅隔离机械开关驱动信号，以及控制承载机械开关驱动模块输出机械开关驱动信号，以便在开通命令确认时驱动主隔离机械开关、辅隔离机械开关分别直接导通和承载机械开关两端电压满足设定条件时导通，在关断命令确认时驱动承载机械开关直接关断和主隔离机械开关、辅隔离机械开关相应在两端电压符合设定条件时分别关断。具体地，MCU可通过通信模块来与外部设备交互数据。具体地，MCU可通过PWM软启动模块来对混合开关进行软启动。与现有技术相比，本专利技术实施例混合开关以MCU为核心驱动多个开关，通过外部控制命令来优化时序，同时通过输入输出电压检测来保证有关开关适时导通或关断，这有利于提高产品控制精度，也便于实现智能化与多功能化。按照本专利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电路，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。附图说明图1a为本专利技术实施例1混合开关的电路示意图；图1b为图1a中第一种固态开关的拓扑结构；图1c为图1a中第二种固态开关的拓扑结构；图1d为图1a中第三种固态开关的拓扑结构；图1e为图1a中一种混合开关的实施电路图；图1f为本专利技术实施例2混合开关的控制电路框图；图1g为本专利技术实施例1混合开关的控制时序图；图1h为本专利技术实施例1混合开关的信号波形图；图2a为本专利技术实施例2混合开关的电路示意图；图2b为本专利技术实施例2混合开关的控制电路框图；图2c为本专利技术实施例2混合开关的控制时序图；图2d为本专利技术实施例2混合开关的信号波形图；图3a为本专利技术实施例3混合开关的电路示意图；图3b为本专利技术实施例3混合开关的控制电路框图；图3c为本专利技术实施例3混合开关的控制时序图；图3d为本专利技术实施例3混合开关的信号波形图；图4a为本专利技术实施例4混合开关的电路示意图；图4b为本专利技术实施例4混合开关的控制电路框图；图4c为本专利技术实施例4混合开关的控制时序图；图4d为本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种混合开关控制电路，该混合开关包括若干固态开关和机械开关，其特征在于，混合开关控制电路设置有MCU及分别与MCU连接的固态开关驱动模块、机械开关驱动模块及输入输出电压检测模块，其中输入输出电压检测模块用于检测机械开关两端电压，MCU用于按照预设策略控制固态开关驱动模块输出固态开关驱动信号来控制固态开关延时导通或关断，以及控制机械开关驱动模块输出机械开关驱动信号来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。/n

【技术特征摘要】
1.一种混合开关控制电路，该混合开关包括若干固态开关和机械开关，其特征在于，混合开关控制电路设置有MCU及分别与MCU连接的固态开关驱动模块、机械开关驱动模块及输入输出电压检测模块，其中输入输出电压检测模块用于检测机械开关两端电压，MCU用于按照预设策略控制固态开关驱动模块输出固态开关驱动信号来控制固态开关延时导通或关断，以及控制机械开关驱动模块输出机械开关驱动信号来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电路，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电路，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电路，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电路，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；机械开关驱动模块包括主隔离机械开关驱动模块及承载机械开关驱动模块，MCU被配置为控制主隔离机械开关驱动模块输出主隔离机械开关驱动信号，以及控制承载机械开关驱动模块输出机械开关驱动信号，以便在开通命令确认时驱动主隔离机械开关和承载机械开关分别直接导通，以及在关断命令时驱动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电路，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；机械开关驱动模块包括主隔离机械开关驱动模块及承载机械开关驱动模块，MCU被配置为控制主隔离机械开关驱动模...

【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：发明
国别省市：上海;31