本发明涉及一种电气开关，特别涉及一种机械与半导体复合式开关及其使用方法。
背景技术：
常见的机械电气开关如接触器、断路器等，是依靠金属导体的接触与分离来实现电路的接通和断开。机械开关在断开时触点间充满绝缘介质，可以可靠地保证开关两侧电路之间的绝缘；机械开关接通时，因为是金属直接连接，触点间只有很小的电阻，电流可以顺利通过。但在接通和分断的过程中，触点间会产生电弧，对触点造成烧损，影响开关的使用寿命，电路系统也因为突然的状态变化而产生过电压、涌流、谐波等危害。
随着电力电子器件应用的发展，人们研发出由功率半导体器件为核心的半导体开关（或称电子开关），如晶闸管、mos管、igbt等。半导体开关依靠电信号的控制来改变功率半导体器件的导通状态，实现电路的接通和断开。半导体开关的接通和分断过程是由控制信号精确掌握的，所以可以选择恰当的时点进行开关操作，也可以控制接通和分断的过程长短、电流变化的模式，因此可以避免电路中出现过电压、涌流、谐波等问题，更不会有电弧等问题的出现。但半导体开关在断开状态时无法做到完全隔离，会有微弱的漏电流存在；在接通状态时由于导通死区的存在，也不能完全导通，除了开关材料的体电阻外，还会存在一个无法消除的导通压降，造成发热损耗。由此可见，机械开关与半导体开关的优势劣势是恰好相反的。
为了解决上述技术问题，本发明设计了一种机械与半导体复合式开关，该机械与半导体复合式开关中当开关处于断开状态时，由于两条支路上都有机械开关，电路被可靠分断，其隔离效果等同于机械开关；当电路处于接通状态时，由于机械开关二的导通电阻远小于半导体开关的导通阻抗，所以电流从机械开关二通过，几乎没有电流从机械开关一和半导体开关上通过，其导通效果等同于机械开关；该复合式开关的存在，能够有效避免开关在断开和闭合期间电弧的产生，有效保护了用电设备。总之，该机械与半导体复合式开关结构设计合理，安装方便快捷，成本低，适合推广使用。
技术实现要素：
为了克服背景技术中存在的缺陷，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机械与半导体复合式开关，包括机械开关一、机械开关二和半导体开关，所述机械开关一和半导体开关串联连接在一起，所述机械开关一和半导体开关与机械开关二并联连接在一起。
优选的所述机械开关一和机械开关二为桥式开关、转动式开关、指形开关或钳形开关。
优选的所述机械开关一和机械开关二的绝缘介质为空气、真空、油或六氟化硫气体。
优选的所述半导体开关为mos管、晶闸管或igbt绝缘栅双极型晶体管。
所述的一种机械与半导体复合式开关的使用方法，其特征在于，
（1）、在复合式开关的接通过程中，在控制系统的操作下，机械开关一先行闭合，此时因半导体开关尚未导通，电路中没有电流通过；随后半导体开关导通，在回路中建立起电流；再此后机械开关二接通，回路电流转移到机械开关二所在的支路，接通过程完成；在此过程中，当机械开关二接通时，由于半导体开关所在的支路已经导通，所以机械开关二两端的电压极低，不会产生接通时的电弧和电路振荡；
（2）、在复合式开关的断开过程中，所述机械开关二先行断开，电流转移到半导体开关所在的支路，机械开关二在两端电压很低的情况下分断，不会出现电弧；随后半导体开关截止，切断电流，再之后机械开关一断开，由于此时回路中已没有电流，机械开关一上也不会出现电弧。
在机械开关一接通到机械开关二接通之间的时间间隔t1和机械开关二断开到机械开关一断开之间的时间间隔t2内，是由半导体开关承担电流的接通或分断，可以由控制信号掌控电流的变化曲线和时间起止，从而选择合适的方式，避免电路状态突然变化造成的过电压、涌流、谐波等危害。
本发明设计了一种机械与半导体复合式开关，该机械与半导体复合式开关中当开关处于断开状态时，由于两条支路上都有机械开关，电路被可靠分断，其隔离效果等同于机械开关；当电路处于接通状态时，由于机械开关二的导通电阻远小于半导体开关的导通阻抗，所以电流从机械开关二通过，几乎没有电流从机械开关一和半导体开关上通过，其导通效果等同于机械开关；该复合式开关的存在，能够有效避免开关在断开和闭合期间电弧的产生，有效保护了用电设备。总之，该机械与半导体复合式开关结构设计合理，安装方便快捷，成本低，适合推广使用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一种机械与半导体复合式开关的结构示意图；
其中:1、机械开关一；2、机械开关二；3、半导体开关。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。附图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
具体实施例一，请参阅图1，一种机械与半导体复合式开关，包括机械开关一1、机械开关二2和半导体开关3，所述机械开关一1和半导体开关3串联连接在一起，所述机械开关一1和半导体开关3与机械开关二2并联连接在一起，所述机械开关一1和机械开关二2为桥式开关，所述机械开关一1和机械开关二2的绝缘介质为空气，所述半导体开关3为mos管。
所述的一种机械与半导体复合式开关的使用方法，其特征在于，
（1）、在复合式开关的接通过程中，在控制系统的操作下，机械开关一1先行闭合，此时因半导体开关3尚未导通，电路中没有电流通过；随后半导体开关3导通，在回路中建立起电流；再此后机械开关二2接通，回路电流转移到机械开关二2所在的支路，接通过程完成；在此过程中，当机械开关二2接通时，由于半导体开关3所在的支路已经导通，所以机械开关二2两端的电压极低，不会产生接通时的电弧和电路振荡；
（2）、在复合式开关的断开过程中，所述机械开关二2先行断开，电流转移到半导体开关3所在的支路，机械开关二2在两端电压很低的情况下分断，不会出现电弧；随后半导体开关3截止，切断电流，再之后机械开关一1断开，由于此时回路中已没有电流，机械开关一1上也不会出现电弧。
在机械开关一1接通到机械开关二2接通之间的时间间隔t1和机械开关二2断开到机械开关一1断开之间的时间间隔t2内，是由半导体开关3承担电流的接通或分断，可以由控制信号掌控电流的变化曲线和时间起止，从而选择合适的方式，避免电路状态突然变化造成的过电压、涌流、谐波等危害。
本发明设计了一种机械与半导体复合式开关，该机械与半导体复合式开关中当开关处于断开状态时，由于两条支路上都有机械开关，电路被可靠分断，其隔离效果等同于机械开关；当电路处于接通状态时，由于机械开关二的导通电阻远小于半导体开关的导通阻抗，所以电流从机械开关二通过，几乎没有电流从机械开关一和半导体开关上通过，其导通效果等同于机械开关；该复合式开关的存在，能够有效避免开关在断开和闭合期间电弧的产生，有效保护了用电设备。总之，该机械与半导体复合式开关结构设计合理，安装方便快捷，成本低，适合推广使用。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。