一种无电弧放电的直流高压开关的制作方法

文档序号:9236553
一种无电弧放电的直流高压开关的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏电站中应用的直流高压开关装置,具体是一种无电弧放电的直流尚压开关。
【背景技术】
[0002]通常的高压开关一般是针对交流电进行开关切换,多采用继电器进行开关控制。由于开关两端压差较大,很容易产生电弧放电及对后端连接电器的冲击。而直流高压开关更容易出现电弧放电现象,且很难做到较高的开关电压,一般继电器形式的直流开关的电压只能做到100V左右,且价格成本较高。本发明主要应用在光伏电站之中,不光电压较高,电流也较大,能达到10A,一般的电子器件由于导通内阻较大,在高压下无法承受较大通过电流,继电器虽然导通阻抗低,但电弧放电现象又较为严重,很容易在高压下造成损坏,因此需要设计一种合理的开关装置,既能通过较大电流,又能避免电弧放电现象,提高开关的可靠性。
[0003]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种无电弧放电的直流高压开关,以解决现有技术存在的问题。
[0004]为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案为:
一种无电弧放电的直流高压开关,其特征在于:包括单片机、MOS管,MOS管的栅极、漏极与源极通过MOS管驱动电路分别接入单片机的1 口,且MOS管的漏极与源极分别通过继电器的驱动电路与继电器连接;当外部传来开关导通命令时,单片机通过通讯端口接收导通命令,然后通过单片机的1 口控制MOS管驱动电路接通MOS管的漏极和源极饱和导通,接着单片机延时2mS,向继电器的驱动电路发送控制信号使继电器在两端极低压差的情况下导通,然后再关闭MOS管,在单片机收到断开命令后,控制MOS管导通,延时几mS确保导通后,再关断继电器,再延时几mS确保继电器断开后控制MOS管断开,从而实现了无电弧放电的直流尚压开关。
[0005]本发明将功率MOS管与低压继电器并联作为开关使用。利用功率MOS管作为开关切换动作的控制者,由于MOS管的关断与导通没有机械器件,可保障开关的瞬间无电弧放电,开关吸合后,立即切换到低压继电器导通,由于继电器阻抗低于MOS管,这时电流通过继电器,确保MOS管不会在大通过电流下损坏。断开时,先断开继电器,立刻再断开MOS管,就确保了开关过程不会发生电弧放电现象。
[0006]本发明的有益效果是,使用较低成本实现了直流高压开关,并提高了设备的可靠性,避免了开关的电弧放电现象。
【附图说明】
[0007]图1为本发明电路原理图。
【具体实施方式】
[0008]参见图1所示,选择耐压值超过1000V,并能够在1mS内通过1A以上电流的功率MOS管。设计MOS管与继电器的相应驱动电路,利用单片机实现功能控制和外部控制接口。当外部传来开关导通命令时,可以通过单片机的通讯端口接收导通命令,然后通过单片机的1 口控制MOS管驱动电路接通MOS管的DS端饱和导通。然后通过单片机延时2mS,向继电器的驱动电路送控制信号使继电器在两端极低压差的情况下导通,不会产生机械部件电气间隙导致的放电,然后再关闭MOS管。在单片机收到断开命令后,控制MOS管导通,延时几mS确保导通后,再关断继电器,再延时几mS确保继电器断开后控制MOS管断开。从而实现了无电弧放电的直流高压开关设计。
[0009]本发明应用环境是在光伏电站中,由于电站的光伏阵列中光伏组串两端存在接近1000V的直流高压,组串的电流最大至10A。由于要将光伏组串或光伏组件从阵列中短时隔离出来,在开关切换的一瞬,开关两端电压接近1000V。本发明的设计既要满足开关导通时有足够小的导通阻抗,又要确保开关吸合及断开时不发生电弧放电现象。
【主权项】
1.一种无电弧放电的直流高压开关,其特征在于:包括单片机、MOS管,MOS管的栅极、漏极与源极通过MOS管驱动电路分别接入单片机的1 口,且MOS管的漏极与源极分别通过继电器的驱动电路与继电器连接;当外部传来开关导通命令时,单片机通过通讯端口接收导通命令,然后通过单片机的1 口控制MOS管驱动电路接通MOS管的漏极和源极饱和导通,接着单片机延时2mS,向继电器的驱动电路发送控制信号使继电器在两端极低压差的情况下导通,然后再关闭MOS管,在单片机收到断开命令后,控制MOS管导通,延时几mS确保导通后,再关断继电器,再延时几mS确保继电器断开后控制MOS管断开,从而实现了无电弧放电的直流高压开关。
【专利摘要】本发明公开了一种无电弧放电的直流高压开关,包括单片机、MOS管,MOS管的栅极、漏极与源极通过MOS管驱动电路分别接入单片机的IO口,且MOS管的漏极与源极分别通过继电器的驱动电路与继电器连接。本发明使用较低成本实现了直流高压开关,并提高了设备的可靠性,避免了开关的电弧放电现象。
【IPC分类】H01H33/59
【公开号】CN104952664
【申请号】CN201510334898
【发明人】朱炬, 朱文星, 张济民, 刘家鼎, 赵鹏, 王聚博, 李小丽, 李佳林
【申请人】中国电子科技集团公司第四十一研究所, 中电投科学技术研究院有限公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年6月12日
再多了解一些
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