一种交流电子开关装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种交流电子开关装置，包括一个第一开关模组(1)，一个第一吸收电路(2)，一个第一放电电路(3)及第一控制器(15)。所述第一开关模组(1)用于对交流电流进行通断快速切换，而第一吸收电路(2)、第一放电电路(3)则实现对其关断时的能量进行吸收，并保护第一开关模组(1)的正常工作。第一控制器(15)与上位机通讯，用于控制上述各部分功能的正常工作。本实用新型专利技术的一种电力电子开关装置结构简单、成本低、损耗小、可靠性高、开关速度快。开关速度快。开关速度快。

【技术实现步骤摘要】
一种交流电子开关装置


[0001]本技术属于电气工程
，尤其涉及一种可快速开通、关断的交流电子开关装置。

技术介绍

[0002]交流电子开关也称固态电子开关，其可对交流电流的通断进行控制，应用中较多使用晶闸管并联实现，如图1所示。交流电子开关可方便地通过弱电信号控制，如用MCU来进行控制，非常方便应用于多种场合，并有很好的应用前景。
[0003]使用晶闸管反并联构成的固态开关，虽然具有高电压、大电流的优点，但其无法通过弱电信号控制其关断，因此在需要快速关断的场合，其使用受到很大局限。
[0004]已公开专利201310260839.4公开了一种基于IGBT的电子开关，如图2示，其可快速实现电流的双向切断、导通，但每组开关需要2只电容器及2只放电电阻，若以其组成多路开关(如常用的三相开关)，则需要2倍开关数量的电容器及电阻器，因此器件数量多，成本高，且其需要引出开关中点，线路复杂，从而影响装置的可靠性；另外，其电容器电压不可控，当开关处于导通状态时，电容逐步放电至零电压，而当开关再次关断时，主回路电流会继续流经电容器，对电容从零电压开始充电，因此该公开技术的关断时间较长，无法实现快速关断。
[0005]如图3所示的已有技术，虽然电路简单，但当发生过流、短路等故障，而开关需要关断时，其中的RC吸收电路难以完全吸收感应电压，因此增加MOV器件，如压敏电阻等，而此类防浪涌保护器件可靠性较低，在冲击能量大或者多次冲击是会失效，致使装置的寿命、可靠性下降。
[0006]由此可见，现有技术中的固态电子开关电路结构还存在结构复杂、成本高、可靠性低、速度较慢等不够理想的问题。有鉴于现有固态电子开关存在的不足，有必要对其进行改进。

技术实现思路

[0007]本技术旨在设计一种结构简单、成本低、损耗小、可靠性高、开关速度快的电力电子开关装置。
[0008]本技术的一种交流电子开关装置，包括一个第一开关模组(1)，所述第一开关模组(1)包含一个电源输入端口A、一个输出端口B及一个中点端口(Z)，所述开关模组用于开通或切断输入端口A和输出端口B之间的交流电流通路；
[0009]还包括一个第一吸收电路(2)，其与所述第一开关模组(1)的所述输入端口A、输出端口B、中点端口(Z)及电源N线连接，所述第一吸收电路(2)内部包含有可储存电能的电容器，用于吸收第一开关模组(1)关断过程中回路电感中的电能；
[0010]还包括一个第一放电电路(3)，其与所述第一吸收电路(2)的正及负端连接，用于保护第一吸收电路(2)及第一开关模组(1)，避免其由于电压过高而损坏；
[0011]还包括一个第一控制器(15)，其与所述第一开关模组(1)、第一吸收电路(2)、第一放电电路(3)信号连接；所述第一控制器(15)根据接收外部开关操作信号，对第一开关模组(1)进行通断操作，同时，所述第一控制器(15)检测所述第一吸收电路(2)的正及负端电压，当电压超过一个设定值时，对所述第一放电电路(3)发出放电指令，直至所述第一吸收电路(2)的正及负端电压不超过设定值。
[0012]本技术的一种交流电子开关装置，所述的第一开关模组(1)包括反向共源极串联的半导体开关器件(4)，其两端分别与输入端口A和输出端口B连接，其中点与所述中点端口(Z)连接，并与所述第一吸收电路(2)连接；所述反向共源极串联的半导体开关器件 (4)用于切断或连通输入端口A和输出端口B间双向流动的电流，所述反向共源极串联的半导体开关器件(4)可以是逆导型功率半导体器件IGBT、MOSFET、或IGCT中的一种。
[0013]本技术的一种交流电子开关装置，所述的第一开关模组(1)还可以是包括反向共漏极并联的半导体开关器件(5)，其两端分别与输入端口A和输出端口B连接，其中点与所述中点端口(Z)连接，并与与所述第一吸收电路(2)连接；所述反向共漏极并联的半导体开关器件(5)用于切断或连通输入端口A和输出端口B间双向流动的电流，所述反向共漏极并联的半导体开关器件(5)可以是逆导型功率半导体器件IGBT、MOSFET、或IGCT 中的一种。
[0014]本技术的一种交流电子开关装置，所述的第一吸收电路(2)包括一端分别与输入端口A、输出端口B及电源N线连接的三个二极管(D)，所述三个二极管(D)的另一端与一个电容(C)连接，所述电容(C)的另一端与所述第一开关模组(1)的中点端口(Z) 连接；当所述第一开关模组(1)关断时，所述第一吸收电路(2)用于使输入端口A或输出端口B的电流均流入电容(C)，电容(C)吸收回路电感能量；而与N线连接的二极管(D) 则可实现对电容(C)的预充电，使电容(C)总保持一个较为稳定的电压。
[0015]本技术的一种交流电子开关装置，所述的第一放电电路(3)包括一个或多个放电电阻(12)，用于释放电容(C)所储存的能量；还包括一个半导体开关管(13)或机械式开关(14)，其与所述放电电阻(12)串联连接，该串联电路的两端分别与所述第一吸收电路(2)的正及负端连接，用于控制所述放电电阻(12)的通断。
[0016]本技术的一种交流电子开关装置，还可以是包括一个第二开关模组(6)，其包含一个电源输入端口A、一个输出端口B，所述开关模组用于开通或切断输入端口A和输出端口B之间的交流电流通路；
[0017]还包括一个第二吸收电路(7)，其与所述第二开关模组(6)的所述输入端口A、输出端口B及电源N线连接，所述第二吸收电路(7)内部包含有可储存电能的电容器，用于吸收第二开关模组(6)关断过程中回路电感中的电能；
[0018]还包括一个第二放电电路(8)，其与所述第二吸收电路(7)的正及负端连接，用于保护第二吸收电路(7)及第二开关模组(6)，避免其由于电压过高而损坏；
[0019]还包括一个第二控制器(16)，其与所述第二开关模组(6)、第二吸收电路(7)、第二放电电路(8)信号连接；所述第二控制器(16)根据接收外部开关操作信号，对第二开关模组(6)进行通断操作，同时，所述第二控制器(16)检测所述第二吸收电路(7)的正及负端电压，当电压超过一个设定值时，对所述第二放电电路(8)发出放电指令，直至所述第二吸收电路(7)的正及负端电压不超过设定值。
[0020]本技术的一种交流电子开关装置，所述的第二开关模组(6)包括反向串联的
半导体开关器件(9)，其两端分别与输入端口A和输出端口B连接；所述反向串联的半导体开关器件(9)用于切断或连通输入端口A和输出端口B间双向流动的电流，所述反向串联的半导体开关器件(9)可以是逆导型功率半导体器件IGBT、MOSFET、或IGCT中的一种。
[0021]本技术的一种交流电子开关装置，所述的第二开关模组(6)包括反向并联的半导体开关器件(11)，其两端分别与输入端口A和输出端口B连接；所述反向并联的半导体开关器件(11)用于切断或连通输入端口A和输出端口B间双向流动的电流，所述反向并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交流电子开关装置，其特征在于：其包括：一个第一开关模组(1)，其包含一个电源输入端口A、一个输出端口B及一个中点端口(Z)，所述第一开关模组用于开通或切断输入端口A和输出端口B之间的交流电流通路；一个第一吸收电路(2)，其与所述第一开关模组(1)的所述输入端口A、输出端口B、中点端口(Z)及电源N线连接，所述第一吸收电路(2)内部包含有可储存电能的电容器，用于吸收第一开关模组(1)关断过程中回路电感中的电能；一个第一放电电路(3)，其与所述第一吸收电路(2)的正及负端连接，用于保护第一吸收电路(2)及第一开关模组(1)，避免其由于电压过高而损坏；一个第一控制器(15)，其与所述第一开关模组(1)、第一吸收电路(2)、第一放电电路(3)信号连接；所述第一控制器(15)根据接收外部开关操作信号，对第一开关模组(1)进行通断操作，同时，所述第一控制器(15)检测所述第一吸收电路(2)的正及负端电压，当电压超过一个设定值时，对所述第一放电电路(3)发出放电指令，直至所述第一吸收电路(2)的正及负端电压不超过设定值。2.根据权利要求1所述的一种交流电子开关装置，其特征在于：所述的第一开关模组(1)包括：反向共源极串联的半导体开关器件(4)，其两端分别与输入端口A和输出端口B连接，其中点与所述中点端口(Z)连接，并与所述第一吸收电路(2)连接；所述反向共源极串联的半导体开关器件(4)用于切断或连通输入端口A和输出端口B间双向流动的电流，所述反向共源极串联的半导体开关器件(4)可以是逆导型功率半导体器件IGBT、MOSFET、或IGCT中的一种。3.根据权利要求1所述的一种交流电子开关装置，其特征在于：所述的第一开关模组(1)包括：反向共漏极串联的半导体开关器件(5)，其两端分别与输入端口A和输出端口B连接，其中点与所述中点端口(Z)连接，并与所述第一吸收电路(2)连接；所述反向共漏极串联的半导体开关器件(5)用于切断或连通输入端口A和输出端口B间双向流动的电流，所述反向共漏极串联的半导体开关器件(5)可以是逆导型功率半导体器件IGBT、MOSFET、或IGCT中的一种。4.根据权利要求1所述的一种交流电子开关装置，其特征在于：所述的第一吸收电路(2)包括：一端分别与输入端口A、输出端口B及电源N线连接的三个二极管(D)，所述三个二极管(D)的另一端与一个电容(C)连接，所述电容(C)的另一端与所述第一开关模组(1)的中点端口(Z)连接；当所述第一开关模组(1)关断时，所述第一吸收电路(2)用于使输入端口A或输出端口B的电流均流入电容(C)，电容(C)吸收回路电感能量；而与N线连接的二极管(D)则可实现对电容(C)的预充电，使电容(C)总保持一个较为稳定的电压。5.根据权利要求1所述的一种交流电子开关装置，其特征在于：所述的第一放电电路(3)包括：一个或多个放电电阻(12)，用于释放电容(C)所储存的能量；一个半导体开关管(13)或机械式开关(14)，其与所述放电电阻(12)串联连接，该串联
电路的两端分别与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东胜，
申请(专利权)人：新能动力北京智慧能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：