混合式開關制造技術

本發明專利技術混合式開關屬于電學領域，特別是一種適合于交流電網中應用的混合式開關,其包括機械開關、晶閘管、第一限流元件、單向導通器件、電容、半導體開關、穩壓器件、一控制單元；機械開關主回路兩端分別與晶閘管的第一端、晶閘管的第三端連接；控制單元與機械開關的控制端、半導體開關的控制端連接；第一限流元件、單向導通器件、電容串聯而成一串聯電路，串聯電路的一端與晶閘管的第一端連接，串聯電路的另一端用于與相對于晶閘管的第一端的另一相線或中性線連接；電容通過半導體開關、晶閘管的第二端、晶閘管的第一端形成放電回路；穩壓器件與電容并聯。本發明專利技術具有性價比和可靠性高的優點。

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.

【技術實現步驟摘要】
混合式開關
本專利技術混合式開關屬于電學領域，特別是一種適合于交流電網中應用的混合式開關。
技術介紹
目前在交流電網中，混合式開關的應用越來越廣泛，如復合開關（采用晶閘管與機械開關并聯的運行方式），其采用變壓器隔離驅動或高壓電子開關驅動晶閘管，其存在以下缺點：1.變壓器隔離驅動：晶閘管觸發信號由變壓器提供，需要脈沖信號發生電路、變壓器驅動電路、變壓器、整流電路，存在脈沖占空比驅動盲區造成過零導通涌流大、脈沖占空比驅動盲區也可造成晶閘管對機械開開分斷滅弧效果、性價比低、占用空間大等缺點。2.高壓電子開關驅動：晶閘管觸發信號由晶閘管的主回路通過電阻、高壓電子開關（全控型或半控型開關，如MOC3083等高壓光電耦合器）到晶閘管的觸發極，高壓電子開關承受較高電壓，并且大部分工況需要多個串聯使用，存在可靠性差、容易擊穿、誤導通、導通涌流大的缺點。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有混合式開關的不足之處提供一種無需觸發變壓器、無需高壓電子開關驅動晶閘管，具有電路簡單、性價比高、瞬間觸發電流大、可靠性高混合式開關。實現本專利技術的目的是通過以下技術方案來達到的：一種混合式開關，其包括機械開關、晶閘管、第一限流元件、單向導通器件、電容、半導體開關、穩壓器件、一控制單元；機械開關主回路兩端分別與晶閘管的第一端、晶閘管的第三端連接；控制單元與機械開關的控制端、半導體開關的控制端連接；第一限流元件、單向導通器件、電容串聯而成一串聯電路，串聯電路的一端與晶閘管的第一端連接，串聯電路的另一端用于與相對于晶閘管的第一端的另一相線或中性線連接；電容通過半導體開關、晶閘管的第二端、晶閘管的第一端形成放電回路；穩壓器件與電容并聯，或穩壓器件通過單向導通器件與電容并聯。一種混合式開關，包括第一光電耦合器、第二光電耦合器，第一光電耦合器用于控制放電回路，第一光電耦合器的控制端與控制單元連接，半導體開關為一電壓檢測開關，電壓檢測開關的檢測端與晶閘管的第三端連接，第二光電耦合器的控制端與電壓檢測開關連接，電容提供第二光電耦合器的驅動能量，第二光電耦合器的輸出信號傳遞至控制單元。一種混合式開關，包括一電壓檢測開關、第二光電耦合器，電壓檢測開關的檢測端與晶閘管的第三端連接，第二光電耦合器的控制端與電壓檢測開關連接，電容提供第二光電耦合器的驅動能量，第二光電耦合器的輸出信號傳遞至控制單元。一種混合式開關，電壓檢測開關、半導體開關串聯。一種混合式開關，電壓檢測開關用于檢測機械開關斷開，控制單元在電壓檢測開關檢測到機械開關斷開時關斷晶閘管的導通控制信號。一種混合式開關，電壓檢測開關用于檢測晶閘管的導通時間。一種混合式開關，控制單元根據機械開關閉合或斷開過程中晶閘管的導通時間，修正控制機械開關的閉合或斷開動作時間參數。一種混合式開關，電壓檢測開關包括第二限流元件、晶體管。一種混合式開關，晶閘管為單向晶閘管，晶體管包括第一晶體管、第二晶體管，第一晶體管為PNP型管，第二晶體管為NPN型管，第二晶體管的基極通過第二限流元件與晶閘管的第三端連接，第二晶體管的集電極與第一晶體管的基極連接，第一晶體管的發射極、第一晶體管的集電極串聯在放電回路中。一種混合式開關，晶體管包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管，第二晶體管的基極通過第二限流元件與晶閘管主回路端連接，第二晶體管的發射極與第三晶體管的基極連接，第二晶體管的基極與第三晶體管的發射極連接，第三晶體管的集電極與第四晶體管的基極連接，第二晶體管的集電極、第四晶體管的發射極與第一晶體管的基極連接，第四晶體管的集電極與第二晶體管的發射極連接，第一晶體管的集電極與第二晶體管的基極連接，第一晶體管的發射極、第二晶體管的發射極串聯在放電回路中。一種混合式開關，晶體管包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管，第二晶體管的基極通過第二限流元件與晶閘管主回路端連接，第二晶體管的發射極與第三晶體管的基極連接，第三晶體管的基極與晶閘管的第一端連接，第二晶體管的基極與第三晶體管的發射極連接，第三晶體管的集電極與第四晶體管的基極連接，第二晶體管的集電極、第四晶體管的發射極與第一晶體管的基極連接，第四晶體管的集電極與第二晶體管的發射極連接，第一晶體管的發射極、第一晶體管的集電極串聯在放電回路中。一種混合式開關，電壓檢測開關還包括第五晶體管，第五晶體管的集電極與第一晶體管的基極連接，第五晶體管的基極與第一晶體管的集電極連接，第一晶體管的發射極、第五晶體管的發射極串聯在放電回路中。一種混合式開關，通過第一限流元件的平均電流小于觸發晶閘管導通所需的最小觸發電流。一種混合式開關，半導體開關為一光電耦合器或一光電耦合器驅動晶體管電路。一種混合式開關，包括一與電容的放電回路串聯的限流元件。一種混合式開關，如圖1所示，其包括機械開關K1、晶閘管SCR1（單向晶閘管）、第一限流元件R1（電阻）、單向導通器件D1（二極管）、電容C1、半導體開關OPT1、穩壓器件Z1、控制單元（A）；機械開關K1主回路兩端分別與晶閘管SCR1的第一端、晶閘管SCR1的第三端連接；控制單元（A）與機械開關K1的控制端（控制線圈）、半導體開關OPT1的控制端連接；第一限流元件R1、單向導通器件D1、電容C1串聯而成一串聯電路，串聯電路的一端與晶閘管SCR1的第一端連接，串聯電路的另一端與相對于晶閘管SCR1的第一端的另一相線或中性線連接；電容C1通過半導體開關OPT1、晶閘管SCR1的第二端、晶閘管SCR1的第一端形成放電回路，穩壓器件Z1通過單向導通器件D1與電容C1并聯（穩壓器件Z1也可以直接與電容C1并聯，單向導通器件D1耐壓要求提高）。注：半導體開關OPT1與電容C1放電回路的連接方式不限于圖1，也可以按如圖2所示的連接方式，工作原理相同。工作原理：晶閘管SCR1上電，充電電流通過第一限流元件R1、單向導通器件D1對電容C1充電至穩壓器件Z1的穩壓值，在接通過程中，控制單元（A）在晶閘管SCR1的陽極對晶閘管SCR1的陰極為負電位時（最好在晶閘管SCR1的陽極與晶閘管SCR1的陰極之間處于反向偏置電壓的峰值時），提供半導體開關OPT1一脈寬大于四分之一周波導通控制信號，電容C1通過半導體開關OPT1、晶閘管SCR1的觸發極、晶閘管SCR1的陰極放電觸發晶閘管SCR1，在晶閘管SCR1的陽極與晶閘管SCR1的陰極之間為正電位時，晶閘管SCR1無涌流導通，控制單元（A）控制機械開關K1在晶閘管SCR1的陽極對晶閘管SCR1的陰極為正電位時閉合，機械開關K1閉合完成后，晶閘管SCR1截止；在分斷過程中，控制單元（A）（注：可以利用其內部電容儲能工作）提供半導體開關OPT1一脈寬大于四分之一周波導通控制信號，電容C1通過半導體開關OPT1、晶閘管SCR1的觸發極、晶閘管SCR1的陰極放電觸發晶閘管SCR1，控制單元（A）控制機械開關K1在滿足晶閘管SCR1導通條件的電流方向時（即在晶閘管SCR1的陽極對晶閘管SCR1的陰極為正電位時）分斷，達到無電弧分斷目的，機械開關K1分斷完成后，半導體開關OPT1截止，晶閘管SCR1在下一個電流零點截止。本專利技術設計合理，其利用電網電源通過第一限流元件、單向導通器件對電容充電儲能，由穩壓器件對電容充電電壓進行限壓，電本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種混合式開關，其特征是：包括機械開關、晶閘管、第一限流元件、單向導通器件、電容、半導體開關、穩壓器件、一控制單元；所述機械開關主回路兩端分別與所述晶閘管的第一端、所述晶閘管的第三端連接；所述控制單元與所述機械開關的控制端、所述半導體開關的控制端連接；所述第一限流元件、所述單向導通器件、所述電容串聯而成一串聯電路，所述串聯電路的一端與所述晶閘管的第一端連接，所述串聯電路的另一端用于與相對于所述晶閘管的第一端的另一相線或中性線連接；所述電容通過所述半導體開關、所述晶閘管的第二端、所述晶閘管的第一端形成放電回路；所述穩壓器件與所述電容并聯，或所述穩壓器件通過所述單向導通器件與所述電容并聯。

【技術特征摘要】
2016.01.24 CN 2016100701458;2016.02.26 CN 201610111.一種混合式開關，其特征是：包括機械開關、晶閘管、第一限流元件、單向導通器件、電容、半導體開關、穩壓器件、一控制單元；所述機械開關主回路兩端分別與所述晶閘管的第一端、所述晶閘管的第三端連接；所述控制單元與所述機械開關的控制端、所述半導體開關的控制端連接；所述第一限流元件、所述單向導通器件、所述電容串聯而成一串聯電路，所述串聯電路的一端與所述晶閘管的第一端連接，所述串聯電路的另一端用于與相對于所述晶閘管的第一端的另一相線或中性線連接；所述電容通過所述半導體開關、所述晶閘管的第二端、所述晶閘管的第一端形成放電回路；所述穩壓器件與所述電容并聯，或所述穩壓器件通過所述單向導通器件與所述電容并聯。2.根據權利要求1所述的混合式開關，其特征是：包括第一光電耦合器、第二光電耦合器，所述第一光電耦合器用于控制所述放電回路，所述第一光電耦合器的控制端與所述控制單元連接，所述半導體開關為一電壓檢測開關，所述電壓檢測開關的檢測端與所述晶閘管的第三端連接，所述第二光電耦合器的控制端與所述電壓檢測開關連接，所述電容提供所述第二光電耦合器的驅動能量，所述第二光電耦合器的輸出信號傳遞至所述控制單元。3.根據權利要求1所述的混合式開關，其特征是：包括一電壓檢測開關、第二光電耦合器，所述電壓檢測開關的檢測端與所述晶閘管的第三端連接，所述第二光電耦合器的控制端與所述電壓檢測開關連接，所述電容提供所述第二光電耦合器的驅動能量，所述第二光電耦合器的輸出信號傳遞至所述控制單元。4.根據權利要求3所述的混合式開關，其特征是：所述電壓檢測開關、所述半導體開關串聯。5.根據權利要求2或3所述的混合式開關，其特征是：所述電壓檢測開關用于檢測所述機械開關斷開，所述控制單元在所述電壓檢測開關檢測到所述機械開關斷開時關斷所述晶閘管的導通控制信號。6.根據權利要求2或3所述的混合式開關，其特征是：所述電壓檢測開關用于檢測所述晶閘管的導通時間。7.根據權利要求6所述的混合式開關，其特征是：所述控制單元根據所述機械開關閉合或斷開過程中所述晶閘管的導通時間，修正控制所述機械開關的閉合或斷開動作時間參數。8.根據權利要求2或3所述的混合式開關，其特征是：所述電壓檢測開關包括第二限流元件、晶...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭橋石，
申請(專利權)人：廣州市金矢電子有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44