[發(fā)明專利]交流固態(tài)功率開關(guān)控制方法及開關(guān)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210012697.5
• 申請(qǐng)日: 2012-01-16
• 公開（公告）號(hào): CN102571053A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王莉;阮立剛;鄭再然;楊善水
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H03K17/687
• 分類號(hào): H03K17/687
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 艾中蘭

1.一種交流固態(tài)功率開關(guān)的控制方法，其特征在于，通過(guò)對(duì)功率主電路上的電源電壓信號(hào)以及負(fù)載電流信號(hào)進(jìn)行采樣、判斷、處理，得到交流電源的正、負(fù)半周信號(hào)、負(fù)載電流的正、負(fù)半周信號(hào)、過(guò)流跳閘信號(hào)以及短路故障信號(hào)，并與外部控制命令信號(hào)進(jìn)行邏輯組合，實(shí)現(xiàn)在開通過(guò)程中對(duì)功率主電路中的功率開關(guān)元件的控制完全取決于電源電壓信號(hào)，關(guān)斷過(guò)程中對(duì)功率主電路中的功率開關(guān)元件的控制完全取決于負(fù)載電流信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)功率開關(guān)在半個(gè)電源周期內(nèi)“自然零電壓開通、自然零電流關(guān)斷”。

2.如權(quán)利要求1所述的交流固態(tài)功率開關(guān)的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）?主電路部分設(shè)置上功率管（MOS1）、下功率管（MOS2）兩只MOSFET功率管和一個(gè)用于檢測(cè)負(fù)載電流的檢測(cè)電阻，兩只MOSFET功率管通過(guò)檢測(cè)電阻反串連；

（2）?當(dāng)交流固態(tài)功率開關(guān)接收到開通命令時(shí)，首先判斷此時(shí)交流電源電壓處于正半周期還是負(fù)半周期：若交流電源電壓處于正半周期，則立即開通下功率管（MOS2），然后等待交流電源電壓由正變負(fù)以后再開通上功率管（MOS1）；若交流電源電壓處于負(fù)半周期，則立即開通功率管上功率管（MOS1），然后等待交流電源電壓由負(fù)變正以后開通下功率管（MOS2）；從而在半個(gè)周期內(nèi)自然零電壓開通交流固態(tài)功率開關(guān)；

（3）?當(dāng)交流固態(tài)功率開關(guān)接收到關(guān)斷命令時(shí)或者由于過(guò)流故障而延時(shí)關(guān)斷時(shí)，首先判斷此時(shí)負(fù)載是否有電流以及負(fù)載電流處于正半周期還是負(fù)半周期：若負(fù)載無(wú)電流，則立刻關(guān)斷兩只MOSFET功率管；若負(fù)載電流處于正半周期，則立即關(guān)斷下功率管（MOS2），然后等待負(fù)載電流由正變負(fù)以后關(guān)斷上功率管（MOS1）；若負(fù)載電流處于負(fù)半周期，則立即關(guān)斷上功率管（MOS1），然后等待負(fù)載電流由負(fù)變正以后關(guān)斷下功率管（MOS2）；從而在半個(gè)周期內(nèi)自然零電流關(guān)斷交流固態(tài)功率開關(guān)；

（4）?當(dāng)交流固態(tài)功率開關(guān)檢測(cè)到負(fù)載發(fā)生短路故障時(shí)，則立刻關(guān)斷兩個(gè)功率管，瞬時(shí)完成短路保護(hù)。

3.如權(quán)利要求1或2所述的交流固態(tài)功率開關(guān)的控制方法，其特征在于所述過(guò)流跳閘信號(hào)的產(chǎn)生方法是：檢測(cè)負(fù)載電流有效值，按照三段式過(guò)流保護(hù)曲線延時(shí)一個(gè)過(guò)流保護(hù)時(shí)間發(fā)出過(guò)流跳閘信號(hào)。

4.如權(quán)利要求3所述的交流固態(tài)功率開關(guān)的控制方法，其特征在于所述延時(shí)一個(gè)過(guò)流保護(hù)時(shí)間是通過(guò)硬件可編程的過(guò)流保護(hù)曲線來(lái)實(shí)現(xiàn)，包括反時(shí)限過(guò)流保護(hù)曲線的起始保護(hù)點(diǎn)的硬件可編程和立即保護(hù)點(diǎn)的硬件可編程，即通過(guò)硬件可編程技術(shù)對(duì)反時(shí)限過(guò)流保護(hù)曲線的起始保護(hù)點(diǎn)基準(zhǔn)電壓和立即跳閘點(diǎn)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)流保護(hù)時(shí)間的設(shè)定。

5.如權(quán)利要求1或2所述的控制方法，其特征在于所述短路故障信號(hào)的產(chǎn)生方法是：檢測(cè)負(fù)載電流峰值，如果負(fù)載電流峰值大于設(shè)定閥值，則認(rèn)為發(fā)生短路故障，并立即產(chǎn)生一個(gè)短路故障信號(hào)。