[發明專利]一種交流電子開關裝置

在審

• 申請號: 202110184041.0
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112994668A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 張東勝
• 申請（專利權）人: 新能動力（北京）智慧能源科技有限公司
• 主分類號: H03K17/08
• 分類號: H03K17/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種交流電子開關裝置，包括一個開關模組（1），一個吸收電路（2），一個放電電路（3）及控制器（15）。所述開關模組（1）用于對交流電流進行通斷快速切換，而吸收電路（2）、放電電路（3）則實現對其關斷時的能量進行吸收，并保護開關模組（1）的正常工作。控制器（15）與上位機通訊，用于控制上述各部分功能的正常工作。本發明的一種電力電子開關裝置結構簡單、成本低、損耗小、可靠性高、開關速度快。

技術領域

本發明屬于電氣工程技術領域 ，尤其涉及一種可快速開通、關斷的交流電子開關裝置。

背景技術

交流電子開關也稱固態電子開關 ，其可對交流電流的通斷進行控制，應用中較多使用晶閘管并聯實現，如圖1所示。交流電子開關可方便地通過弱電信號控制，如用MCU來進行控制 ，非常方便應用于多種場合，并有很好的應用前景 。

使用晶閘管反并聯構成的固態開關，雖然具有高電壓、大電流的優點，但其無法通過弱電信號控制其關斷，因此在需要快速關斷的場合，其使用受到很大局限。

已公開專利201310260839.4公開了一種基于IGBT的電子開關，如圖2示，其可快速實現電流的雙向切斷、導通，但每組開關需要2只電容器及2只放電電阻，若以其組成多路開關（如常用的三相開關），則需要2倍開關數量的電容器及電阻器，因此器件數量多，成本高，且其需要引出開關中點，線路復雜，從而影響裝置的可靠性；另外，其電容器電壓不可控，當開關處于導通狀態時，電容逐步放電至零電壓，而當開關再次關斷時，主回路電流會繼續流經電容器，對電容從零電壓開始充電，因此該公開技術的關斷時間較長，無法實現快速關斷。

如圖3所示的已有技術，雖然電路簡單，但當發生過流、短路等故障，而開關需要關斷時，其中的RC吸收電路難以完全吸收感應電壓，因此增加MOV器件，如壓敏電阻等，而此類防浪涌保護器件可靠性較低，在沖擊能量大或者多次沖擊是會失效，致使裝置的壽命、可靠性下降。

由此可見 ，現有技術中的固態電子開關電路結構還存在結構復雜、成本高、可靠性低、速度較慢等不 夠理想的問題 。有鑒于現有固態電子開關存在的不足 ，有必要對其進行改進 。

發明內容

本發明旨在設計一種結構簡單、成本低、損耗小、可靠性高、開關速度快的電力電子開關裝置。

本發明的一種交流電子開關裝置，包括一個開關模組（1），所述開關模組（1）包含一個電源輸入端口A、一個輸出端口B及一個中點端口（Z），所述開關模組用于開通或切斷輸入端口A和輸出端口B之間的交流電流通路；

還包括一個吸收電路（2），其與所述開關模組（1）的所述輸入端口A、輸出端口B、中點端口（Z）及電源N線連接，所述吸收電路（2）內部包含有可儲存電能的電容器，用于吸收開關模組（1）關斷過程中回路電感中的電能；

還包括一個放電電路（3），其與所述吸收電路（2）的正（+）負（-）端連接，用于保護吸收電路（2）及開關模組（1），避免其由于電壓過高而損壞；

還包括一個控制器（15），其與所述開關模組（1）、吸收電路（2）、放電電路（3）信號連接；所述控制器（15）根據接收外部開關操作信號，對開關模組（1）進行通斷操作，同時，所述控制器（15）檢測所述吸收電路（2）的正（+）負（-）端電壓，當電壓超過一個設定值時，對所述放電電路（3）發出放電指令，直至所述吸收電路（2）的正（+）負（-）端電壓不超過設定值。

本發明的一種交流電子開關裝置，所述的開關模組（1）包括反向共源極串聯的半導體開關器件（4），其兩端分別與輸入端口A和輸出端口B連接，其中點與所述中點端口（Z）連接，并與與所述吸收電路（2）連接；所述反向串聯的半導體開關器件（4）用于切斷或連通輸入端口A和輸出端口B間雙向流動的電流，所述半導體開關器件（4）可以是逆導型功率半導體器件IGBT、MOSFET、或IGCT的一種。