[發明專利]一種主通路串聯固態開關的混合式開關

有效

• 申請號: 201711007348.3
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107896102B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 屈魯;曾嶸;余占清;黃瑜瓏;魏天予;陳政宇;張翔宇;楊超;姚大偉
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567;H02J9/06
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 王沖;吳鑫

本發明提出了一種主通路串聯固態開關的混合式開關電路、切換開關、切換保護系統及其控制方法，其中所述混合式開關電路包括，機械開關支路、主固態開關支路、和能量吸收支路，主固態開關支路包括一個或多個串聯的固態開關；機械開關支路包括機械開關和固態開關；所述固態開關包括電力電子開關/二極管反并聯電路和電容，所述電力電子開關/二極管反并聯電路與所述電容并聯。本發明的主通路串聯固態開關的混合式開關電路、切換開關、切換保護系統及其控制方法，具有控制方便、能夠快速切換的特點，而且結構簡潔、性能可靠。

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域，尤其涉及一種基于主通路串聯固態開關的混合式式開關電路、切換開關裝置。

背景技術

當前有一種自動充電型強制過零高壓直流斷路器(參見專利CN105186443A)，這種斷路器使用了快速開關單元、吸能單元、耦合電抗器單元、換流電容單元和主回路隔離開關單元。如圖1所示的自動充電型強制過零高壓直流斷路器的具體電路圖，第一隔離開關K1與快速開關CB、原邊繞組L1、第二隔離開關K2依次串聯，吸能單元MOV與快速開關CB并聯，充電開關K3與換流電容C、副邊繞組L2依次串聯，且一端與快速開關CB輸入端連接，另一端與快速開關CB輸出端連接。

這種自動充電型強制過零高壓直流斷路器，預充電設備體積小、換流支路觸發開關速度要求低、控制簡單，能夠開斷任一方向的故障電流。但是存在著電路可靠性低，而且不利于開閘/合閘控制，開關較慢。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種可靠而且穩定性高的主通路串聯固態開關的混合式開關電路、開關裝置、電源切換保護系統。

本發明提供了一種主通路串聯固態開關的混合式開關電路，其特征在于，

所述混合式開關電路包括，機械開關支路、主固態開關支路、和能量吸收支路，其中，

主固態開關支路包括一個或多個串聯的固態開關；

機械開關支路包括機械開關和固態開關；

所述固態開關包括電力電子開關/二極管反并聯電路和電容，所述電力電子開關/二極管反并聯電路與所述電容并聯。

進一步地，所述機械開關支路、所述主固態開關支路、和所述能量吸收支路并聯連接。

進一步地，所述電力電子開關包括但不限于晶閘管、IGBT或IGCT。

進一步地，所述能量吸收支路包括避雷器。

本發明還提供了一種開關電路控制方法，應用于如上任一所述的主通路串聯固態開關的混合式開關電路，其特征在于，

控制主固態開關支路導通，機械開關支路中的固態開關斷開；

控制機械開關支路中的機械開關斷開，控制主固態開關支路斷開。

進一步地，在所述機械開關支路中的所述機械開關的觸頭間隙能夠承受瞬態恢復電壓時，控制所述主固態開關支路斷開。

本發明提供了一種開關電路控制方法，應用于如上任一所述的主通路串聯固態開關的混合式開關電路，其特征在于，

控制所述主固態開關支路導通；

控制所述機械開關支路的機械開關閉合，控制所述機械開關支路的固態開關導通；

控制所述主固態開關支路斷開。

本發明還提供了一種自動切換開關裝置，其特征在于，所述自動切換開關裝置包括主切換開關部件和備切換開關部件，其中，

所述主切換開關部件包括三個如上任一所述的主通路串聯固態開關的混合式開關電路，分別用于三相電的A相、B相、C相支路中；