专利名称：一种回路切换方法及装置、系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子电路领域，尤其涉及一种回路切换方法及装置、系统。
背景技术：
当不间断供电电源(Uninterrupted Power Supply, UPS)出现故障时需要将供电回路切换到旁路由市电直接给负载供电，为了保证负载供电的连续性，通常切换要在不断电的条件下进行。现有技术中，在UPS的回路切换过程中控制旁路通断的方法主要有在旁路上串联晶闸管，通过控制晶闸管的通断来控制旁路的通断；或者，在旁路上采用晶闸管与交流接触器并联的方式来控制旁路通断，当UPS出现故障，供电回路需要从逆变回路切换到旁路时先触发晶闸管导通，在晶闸管完全导通后控制交流接触器导通，并在交流接触器导通后触发晶闸管关断。上述方案中直接采用晶闸管来控制旁路的通断的切换方式由于旁路工作时晶闸管一直处于导通状态，晶闸管上的热损耗大，导致UPS效率降低，而采用晶闸管与交流接触器并联的切换方式由于交流接触器动作时间相对于晶闸管来说较长，导致整体开关速度较慢，降低了 UPS的性能。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种回路切换方法及装置、系统，能够降低导通热损耗且能加快开关速度。本发明第一方面提供一种回路切换方法，其中，在第一设备与第二设备之间连接有第一回路和第二回路，在第一回路上串联有直流接触器，并且在所述直流接触器上并联有可控开关管，所述第一回路导通时的状态为所述直流接触器导通，所述可控开关管断开，并且所述第二回路断开，所述方法包括控制所述第二回路开通；触发所述可控开关管开通；在所述可控开关管开通后控制所述直流接触器关断；在所述直流接触器关断后触发所述可控开关管关断。在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述直流接触器为静态耐压值大于耐压阈值的低压直流接触器，其中，所述耐压阈值是所述第一回路断开时所述直流接触器所承受的最大静态电压值。结合第一方面或者第一方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述方法还包括触发所述可控开关管开通；在所述可控开关管开通后控制所述直流接触器开通；在所述直流接触器开通后触发所述可控开关管关断；
控制所述第二回路关断。结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述可控开关管为双向晶闸管。结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第一设备为市电电源，所述第二设备为负载设备。本发明第二方面提供一种回路切换装置，所述回路切换装置包括第一回路和第二回路，所述第一回路和第二回路用于连接在第一设备与第二设备之间，在第一回路上串联有直流接触器，并且在所述直流接触器上并联有可控开关管，所述第一回路导通时的状态为所述直流接触器导通，所述可控开关管断开，并且所述第二回路断开，所述回路切换装置还包括控制器，所述控制器用于控制所述第二回路开通； 触发所述可控开关管开通；在所述可控开关管开通后控制所述直流接触器关断；在所述直流接触器关断后触发所述可控开关管关断。在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述直流接触器为静态耐压值大于耐压阈值的低压直流接触器，其中，所述耐压阈值是所述第一回路断开时所述直流接触器所承受的最大静态电压值。结合第二方面或者第二方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述控制器还用于触发所述可控开关管开通；在所述可控开关管开通后控制所述直流接触器开通；在所述直流接触器开通后触发所述可控开关管关断；控制所述第二回路关断。结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述可控开关管为双向晶闸管。结合第二方面的第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述第一设备为市电电源，所述第二设备为负载设备。本发明第三方面提供一种回路切换系统，包括回路切换装置、第一设备和第二设备，所述回路切换装置包括第一回路和第二回路，所述第一回路和第二回路用于连接在所述第一设备与所述第二设备之间，在所述第一回路上串联有直流接触器，并且在所述直流接触器上并联有可控开关管，所述第一回路导通时的状态为所述直流接触器导通，所述可控开关管断开，并且所述第二回路断开，所述回路切换装置还包括控制器，所述控制器用于控制所述第二回路开通；触发所述可控开关管开通；在所述可控开关管开通后控制所述直流接触器关断；在所述直流接触器关断后触发所述可控开关管关断。在第三方面的第一种可能的实现方式中，所述直流接触器为静态耐压值大于耐压阈值的低压直流接触器，其中，所述耐压阈值是所述第一回路断开时所述直流接触器所承受的最大静态电压值。结合第三方面或者第三方面的第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述控制器还用于触发所述可控开关管开通；在所述可控开关管开通后控制所述直流接触器开通； 在所述直流接触器开通后触发所述可控开关管关断；控制所述第二回路关断。本发明实施例通过直流接触器与可控开关管并联的方案的来控制第一回路在回路切换过程中的通断，第一回路导通时的状态为直流接触器闭合且可控开关管断开，电流大部分时间流经直流接触器，可控开关管仅在切换过程中短暂导通，使得可控开关管的热损耗大大降低。相对于交流接触器，直流接触器的动作时间更快，因此本发明可以加快开关速度。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是常见的第一回路采用晶闸管与交流接触器并联的切换方式的电路图；图2是本发明实施例提供的一种回路切换方法的流程图；图3是UPS结构图；图4是本发明实施例提供的一种回路切换装置的结构图；图5是本发明实施例提供的一种回路切换系统的结构图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。图1是常见的第一回路采用晶闸管与交流接触器并联的切换方式的电路图，其中AB回路，AC回路连接在第一设备和第二设备之间，第一设备为市电电源，第二设备为负载，A、B、C三端都为交流220V电压，CJ表示交流接触器的主触点，V1、V2为双向晶闸管。以从AC切换到AB过程为例,初始态为电流从A流过Vl晶闸管到C,切换开始后首先控制晶闸管V2导通，再控制Vl晶闸管断开，当V2晶闸管完全导通后，控制接触器CJ导通，最后再断开Vl晶闸管，让电流从A流经接触器CJ的主触点到B。接触器CJ开通延时时间，就是晶闸管V2需要流通电流的时间，接触器CJ开通时间越长，晶闸管V2要选择通过额定电流更大的开关管。在同等的交流电流下进行切换，接触器的开通延时时间越慢，需要的额定电流越大的晶闸管，晶闸管的成本越闻。直流接触器开关速度高于交流接触器，且成本更低，尤其是低压直流接触器其开关速度和成本的优势更加明显。但低压直流接触器一般不能用在高压交流场合的主要原因在于二点一是低压直流接触器在开关过程中会出现高压拉弧现象且无法灭弧；二是低压直流接触器的静态耐压不能满足高压交流的场合的应用。请参考图2，图2是本发明实施例提供的一种回路切换方法的流程图。在图2所描述的回路切换方法中，第一设备与第二设备之间连接有第一回路和第二回路，在第一回路上串联有直流接触器，并且在直流接触器上并联有可控开关管，第一回路导通时的状态为直流接触器导通，可控开关管断开，并且第二回路断开。如图2所示，该方法可以包括以下步骤101、控制第二回路开通。102、触发可控开关管开通。103、在可控开关管开通后控制直流接触器关断。104、在直流接触器关断后触发可控开关管关断。其中，从第二回路切换到第一回路的实现方法包括触发可控开关管开通。在可控开关管开通后控制直流接触器开通。在直流接触器开通后触发可控开关管关断。控制第二回路关断。直流接触器与同电流等级的交流接触器相比，没有高压灭弧性能，安规距离小，成本更低，体积更小，开通关断时间更短。可控开关管需要导通的时间更短，可控开关管可以选择额定电流更小的型号，成本降低。本实施例通过晶闸管并联直流接触器的回路切换方案，能降低导通热损耗，有效降低成本，加快开关速度，提高性能。本实施例还可以应用于其它需要在不断电的情况下进行高压切换的场合中。请参考图3，图3是UPS结构图，以图2实施例在UPS中的应用为例，如图3所示，第一设备为市电电源201，第二设备为负载设备202，可控开关管可以为双向晶闸管，第一回路为旁路供电回路，包括空气断路器SW2、直流接触器CZ和并联在直流接触器CZ上的晶闸管V，第二回路为逆变输出供电回路，包括空气断路器SW1、整流模块AC/DC、逆变模块DC/AC和空气断路器SW5。当UPS故障排除，供电回路需要由旁路切换回逆变输出供电回路时通过上述方法先控制晶闸管V导通，可以把直流接触器CZ两端的电压从交流220V下拉到2V左右，直流接触器在压降为2V左右的情况下断开可以避免高压拉弧的问题。可选地，直流接触器为静态耐压值大于耐压阈值的低压直流接触器，其中，耐压阈值是第一回路断开时直流接触器所承受的最大静态电压值。在具体实施中，通过加大低压直流接触器内部绝缘安规距离，可以满足高压应用场合的静态耐压要求。其中，在UPS的应用中，控制第二回路开通的方法可以为控制UPS中整流模块启动，在母线直流电压上升到设定值后启动逆变模块，输出逆变后的电压给负载供电。在其它需要在不断电的情况下进行高压切换的应用场合中，控制第二回路开通的方法参照具体应用的现有技术中的开通方案，如图1实施例的应用场合中，第二回路的开通方法为控制晶闸管导通，本发明主要关注第一回路的开通和关断方法。其中，在UPS的应用中，控制第二回路关断的方法可以为控制UPS中逆变模块关闭，控制整流模块关闭。在其它需要在不断电的情况下进行高压切换的应用场合中，控制第二回路关断的方法参照具体应用的现有技术中的关断方案，如图1的应用场合中，第二回路的开通方法为控制晶闸管关断，本发明主要关注第一回路的开通和关断方法。本实施例中通过晶闸管将低压直流接触器两端电压拉低，使得低压直流接触器在压降很小的条件下断开，避免高压拉弧。通过加大低压直流接触器内部绝缘安规距离，可以满足高压用场合的静态耐压要求。从而克服低压直流接触器应用于交流高压场合时存在的问题，实现低压直流接触器应用于高压场合。由于低压直流接触器的成本更低，本实施例可以进一步降低成本。本实施例还可以应用于其它需要在不断电的情况下进行高压切换的场
由
口卞o请参考图4，图4是本发明实施例提供的一种回路切换装置的结构图。在图4所示的回路切换装置中，该回路切换装置包括第一回路301和第二回路302，第一回路301和第二回路302用于连接在第一设备与第二设备之间，在第一回路301上串联有直流接触器CZ，并且在直流接触器CZ上并联有可控开关管V，第一回路301导通时的状态为直流接触器CZ导通，可控开关管V断开，并且第二回路302断开，回路切换装置还包括控制器303，控制器303用于控制第二回路开通。触发可控开关管开通。在可控开关管开通后控制直流接触器关断。在直流接触器关断后触发可控开关管关断。可选地，所述可控开关管可以为双向晶闸管。其中，上述控制器可以为单片机(Single Chip Microcomputer, MCU),数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP),或者时序逻辑电路等。从第二回路切换到第一回路的过程中，控制器303还用于触发可控开关管开通。在可控开关管开通后控制直流接触器开通。在直流接触器开通后触发可控开关管关断。控制第二回路关断。可选地，直流接触器为静态耐压值大于耐压阈值的低压直流接触器，其中，耐压阈值是第一回路断开时直流接触器所承受的最大静态电压值。在具体实施中，通过加大低压直流接触器内部绝缘安规距离，可以满足高压应用场合的静态耐压要求。可选地，第一设备可以为市电电源，第二设备可以为负载设备，本实施例的回路切换装置可以应用于UPS中。第二回路的开通和关断过程参考图2实施例，这里不再赘述。本实施例提供的回路切换装置采用直流接触器与晶闸管并联的方式控制回路切换过程中第一回路的通断。采用直流接触器可以降低导通热损耗，加快开关速度，提高执行主体的效率和性能，并且直流接触器成本远低于交流接触器，采用直流接触器可以有效的降低成本。直流接触器开通延时时间较交流接触器短，在同等条件下晶闸管可以选用额定电流较小的管子，进一步降低了成本。请参考图5，图5是本发明实施例提供的一种回路切换系统的结构图，图5所示的回路切换系统包括
回路切换装置401、第一设备402和第二设备403，其中，回路切换装置401包括第一回路和第二回路，第一回路和第二回路用于连接在第一设备402与第二设备403之间，在第一回路上串联有直流接触器，并且在直流接触器上并联有可控开关管，第一回路导通时的状态为直流接触器导通，可控开关管断开，并且第二回路断开，回路切换装置401还包括控制器，控制器用于控制第二回路开通。触发可控开关管开通。在可控开关管开通后控制直流接触器关断。在直流接触器关断后触发可控开关管关断。可选地，直流接触器为静态耐压值大于耐压阈值的低压直流接触器，其中，耐压阈值是第一回路断开时直流接触器所承受的最大静态电压值。在具体实施中，通过加大低压直流接触器内部绝缘安规距离，可以满足高压应用场合的静态耐压要求。可选地，可控开关管可以为双向晶闸管，第一设备可以为市电电源，第二设备可以为负载设备。从第二回路切换到第一回路的过程中，控制器还用于触发可控开关管开通。在可控开关管开通后控制直流接触器开通。在直流接触器开通后触发可控开关管关断。控制第二回路关断。本实施例提供的回路切换系统中，第一回路采用直流接触器与晶闸管并联的方式控制回路切换过程中的通断。采用直流接触器可以降低导通热损耗，加快开关速度，提高执行主体的效率和性能。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory, ROM)或随机存取存储器(RandomAccessMemory,简称 RAM)等。以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。
权利要求
1.一种回路切换方法，其特征在于，在第一设备与第二设备之间连接有第一回路和第二回路，在第一回路上串联有直流接触器，并且在所述直流接触器上并联有可控开关管，所述第一回路导通时的状态为所述直流接触器导通，所述可控开关管断开，并且所述第二回路断开，所述方法包括控制所述第二回路开通；触发所述可控开关管开通；在所述可控开关管开通后控制所述直流接触器关断；在所述直流接触器关断后触发所述可控开关管关断。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直流接触器为静态耐压值大于耐压阈值的低压直流接触器，其中，所述耐压阈值是所述第一回路断开时所述直流接触器所承受的最大静态电压值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括触发所述可控开关管开通；在所述可控开关管开通后控制所述直流接触器开通；在所述直流接触器开通后触发所述可控开关管关断；控制所述第二回路关断。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述可控开关管为双向晶闸管。
5.根据根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一设备为市电电源，所述第二设备为负载设备。
6.一种回路切换装置，其特征在于，所述回路切换装置包括第一回路和第二回路，所述第一回路和第二回路用于连接在第一设备与第二设备之间，在第一回路上串联有直流接触器，并且在所述直流接触器上并联有可控开关管，所述第一回路导通时的状态为所述直流接触器导通，所述可控开关管断开，并且所述第二回路断开，所述回路切换装置还包括控制器，所述控制器用于控制所述第二回路开通；触发所述可控开关管开通；在所述可控开关管开通后控制所述直流接触器关断；在所述直流接触器关断后触发所述可控开关管关断。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述直流接触器为静态耐压值大于耐压阈值的低压直流接触器，其中，所述耐压阈值是所述第一回路断开时所述直流接触器所承受的最大静态电压值。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述控制器还用于触发所述可控开关管开通；在所述可控开关管开通后控制所述直流接触器开通；在所述直流接触器开通后触发所述可控开关管关断；控制所述第二回路关断。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述可控开关管为双向晶闸管。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述第一设备为市电电源，所述第二设备为负载设备。
11.一种回路切换系统，其特征在于，包括回路切换装置、第一设备和第二设备，所述回路切换装置包括第一回路和第二回路，所述第一回路和第二回路用于连接在所述第一设备与所述第二设备之间，在所述第一回路上串联有直流接触器，并且在所述直流接触器上并联有可控开关管，所述第一回路导通时的状态为所述直流接触器导通，所述可控开关管断开，并且所述第二回路断开，所述回路切换装置还包括控制器，所述控制器用于控制所述第二回路开通；触发所述可控开关管开通；在所述可控开关管开通后控制所述直流接触器关断；在所述直流接触器关断后触发所述可控开关管关断。
12.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述直流接触器为静态耐压值大于耐压阈值的低压直流接触器，其中，所述耐压阈值是所述第一回路断开时所述直流接触器所承受的最大静态电压值。
13.根据权利要求11或12所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于触发所述可控开关管开通；在所述可控开关管开通后控制所述直流接触器开通；在所述直流接触器开通后触发所述可控开关管关断；控制所述第二回路关断。
全文摘要
本发明公开了一种回路切换方法及装置、系统，在该回路切换方法中，在第一设备与第二设备之间连接有第一回路和第二回路，在第一回路上串联有直流接触器，并且在直流接触器上并联有可控开关管，第一回路导通时的状态为直流接触器导通，可控开关管断开，并且第二回路断开，该回路切换方法包括控制第二回路开通；触发可控开关管开通；在可控开关管开通后控制直流接触器关断；在直流接触器关断后触发可控开关管关断。本发明能够降低导通热损耗且能加快开关速度。
文档编号H02J9/06GK103051048SQ20121057490
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者李康, 张赞 申请人:华为技术有限公司