[發明專利]直流固態斷路器

在審

• 申請號: 201911191869.8
• 申請日: 2019-11-28
• 公開（公告）號: CN110752581A
• 公開（公告）日: 2020-02-04
• 發明（設計）人: 王懷智;俞建華;周斌;曹廣忠
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: H02H3/087
• 分類號: H02H3/087;H02H3/24;H02J3/36
• 代理公司: 44242 深圳市精英專利事務所
• 代理人: 林燕云

1.一種直流固態斷路器，其特征在于，包括：

短路保護電路，所述短路保護電路用于與供電系統的電源連接，且用于當直流輸電線路或負載出現短路故障時產生反向電流以斷開電源；

主動欠壓保護電路，所述主動欠壓保護電路的一端與所述短路保護電路連接，另一端用于與負載連接，所述主動欠壓保護電路用于通過監測所述供電系統的電壓以在監測到所述供電系統的電壓欠壓時斷開電源。

2.根據權利要求1所述的直流固態斷路器，其特征在于，所述短路保護電路包括：

第一控制單元，所述第一控制單元用于與所述供電系統的正極和負極連接，用于利用電磁感應產生反向電流；

第一開關單元，所述第一開關單元與所述第一控制單元連接，且連接在所述供電系統的正極，用于通過反向電流斷開所述供電系統的電源。

3.根據權利要求2所述的直流固態斷路器，其特征在于，所述第一控制單元包括一次繞組、二次繞組、電容以及限流電阻，所述第一開關單元為晶閘管，所述一次繞組的一端與所述供電系統的正極連接，另一端與所述晶閘管的陽極連接，所述晶閘管的陰極與所述二次繞組的一端與連接，所述二次繞組的另一端與所述電容連接，所述限流電阻的一端與所述電容連接，所述限流電阻的另一端與所述供電系統的負極連接。

4.根據權利要求3所述的直流固態斷路器，其特征在于，所述第一控制單元還包括：

一次繞組緩沖電路，所述一次繞組緩沖電路與所述一次繞組并聯，所述一次繞組緩沖電路用于所述供電系統的電源斷開時提供緩沖；

二次繞組緩沖電路，所述二次繞組緩沖電路與所述二次繞組并聯，所述二次繞組緩沖電路用于所述供電系統的電源斷開時提供緩沖。

5.根據權利要求4所述的直流固態斷路器，其特征在于，所述一次繞組緩沖電路包括第一電阻和第三二極管，所述第一電阻的一端與所述一次繞組的一端連接，所述第一電阻的另一端與所述第三二極管的陰極連接，所述第三二極管的陽極與所述一次繞組的另一端連接；

所述二次繞組緩沖電路包括第二電阻和第四二極管，所述第二電阻的一端與所述二次繞組的一端連接，所述第二電阻的另一端與所述第四二極管的陰極連接，所述第四二極管的陽極與所述二次繞組的另一端連接。

6.根據權利要求3-5任一項所述的直流固態斷路器，其特征在于，所述晶閘管為半控型半導體器件。

7.根據權利要求2所述的直流固態斷路器，其特征在于，所述主動欠壓保護電路包括：

第二開關單元，所述第二開關單元與供電系統的正極和負極連接，用于導通或斷開所述供電系統的電源；

第二控制單元，所述第二控制單元與所述第二開關單元連接，用于通過監測所述供電系統的電壓以向所述第二開關單元發出斷開電源的動作信號；

續流單元，所述續流單元連接在所述供電系統的正極和負極之間，且與所述第二開關單元連接，用于為負載提供通路續流以形成振蕩衰減。

8.根據權利要求7所述的直流固態斷路器，其特征在于，所述第二開關單元包括第一MOS管和第二MOS管，所述續流單元包括第一二極管以及第二二極管，所述第一MOS管的漏極與所述供電系統的正極連接，所述第一MOS管的源極與所述負載連接，所述第二MOS管的漏極與所述供電系統的負極連接，所述第二MOS管的源極與所述負載連接，所述第一二極管的陰極與所述第一MOS管的漏極連接，所述第一二極管的陽極與所述第二MOS管的源極連接，所述第二二極管的陰極與所述第一MOS管的源極連接，所述第二二極管的陽極與所述第二MOS管的漏極連接；所述第二控制單元與所述第一MOS管和所述第二MOS管的柵極連接。

9.根據權利要求7或8所述的直流固態斷路器，其特征在于，所述第一MOS管和所述第二MOS管為存在反向導通的寄生二極管的場效應晶體管。

10.一種直流固態斷路器，其特征在于，包括：一次繞組、二次繞組、電容、限流電阻、晶閘管、第一MOS管、第二MOS管、第一二極管以及第二二極管，所述一次繞組的一端與所述供電系統的正極連接，另一端與所述晶閘管的陽極連接，所述晶閘管的陰極與所述二次繞組的一端與連接，所述二次繞組的另一端與所述電容連接，所述限流電阻的一端與所述電容連接，所述限流電阻的另一端與所述供電系統的負極連接；

所述一次繞組的兩端并聯有一次繞組緩沖電路，所述二次繞組的兩端并聯有二次繞組緩沖電路；

所述第一MOS管的漏極與所述晶閘管的陰極連接，所述第一MOS管的源極與所述負載連接，所述第二MOS管的漏極連接在所述供電系統的負極與所述限流電阻之間，所述第二MOS管的源極與所述負載連接，所述第一二極管的陰極與所述第一MOS管的漏極連接，所述第一二極管的陽極與所述第二MOS管的源極連接，所述第二二極管的陰極與所述第一MOS管的源極連接，所述第二二極管的陽極與所述第二MOS管的漏極連接；所述第一MOS管和所述第二MOS管的柵極上連接有第二控制單元。