一种应用于高压直流场合的通断装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力电子领域，涉及一种应用于高压直流场合的通断装置。
【背景技术】
[0002]在高压直流应用场合下，采用开关装置对直流电路进行直接通断，会造成开关触头拉弧，拉弧造成高温和烧蚀，会降低触头寿命。普通继电器、普通断路器由于没有灭弧装置，无法满足高压直流通断的要求。
[0003]目前，在高压直流通断应用中，主流采用的方法是:带灭弧功能的直流断路器、直流继电器，可以满足实际应用。但是存在结构安装复杂、过流能力小、价格较高的缺点。
[0004]在此背景下，有必要提出一种应用于高压直流场合的通断装置。
【实用新型内容】
[0005]为克服现有技术中的问题，本实用新型的目的是提供一种直流通断装置，该装置具有成本低、应用范围广的优点，能够解决高压大电流的通断问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]一种应用于高压直流场合的通断装置，包括高压直流输入正极和负极，微控制器、用于通断高压直流输入正极和/或负极的开关组件、直流总输出正极和负极；其中，高压直流输入正极经开关组件与直流总输出正极相连，高压直流输入负极经开关组件与直流总输出负极相连；开关组件还与微控制器相连；其中，开关组件包括至少两个继电器和一个全控型半导体器件S2。
[0008]开关组件用于通断高压直流输入正极和负极时，开关组件包括第一继电器S1、全控型半导体器件S2、第二继电器S3以及第三继电器S4 ;第一继电器S1 一端与高压直流输入正极相连，另一端与第二继电器S3 —端相连，第二继电器S3另一端与直流总输出正极相连；全控型半导体器件S2与第一继电器S1并联，且全控型半导体器件S2 —端与高压直流输入正极相连，另一端与第二继电器S3—端相连；直流总输出负极经第三继电器S4与高压直流输入负极相连；第一继电器S1、全控型半导体器件S2、第二继电器S3以及第三继电器S4均由微控制器控制。
[0009]开关组件用于通断高压直流输入直流正极和负极时，开关组件包括第一继电器S1、全控型半导体器件S2、第二继电器S3以及第三继电器S4 ;第一继电器S1 一端与高压直流输入正极相连，另一端与直流总输出正极相连，直流总输出负极与第二继电器S3的一端相连，第二继电器S3的另一端分别与第一继电器S1和全控型半导体器件S2的一端相连，第一继电器S1和全控型半导体器件S2的另一端与高压直流输入负极相连；第一继电器
S1、全控型半导体器件S2、第二继电器S3以及第三继电器S4均由微控制器控制。
[0010]开关组件用于通断高压直流输入正极时，开关组件包括第一继电器S1、全控型半导体器件S2和第二继电器S3 ;第一继电器S1、全控型半导体器件S2的一端分别与高压直流输入正极相连，第一继电器S1、全控型半导体器件S2的另一端与第二继电器S3 —端相连，第二继电器S3另一端与直流总输出正极相连，直流总输出负极与高压直流输入负极相连；第一继电器S1、全控型半导体器件S2和第二继电器S3均由微控制器控制。
[0011]开关组件用于通断高压直流输入负极时，开关组件包括第一继电器S1、全控型半导体器件S2和第二继电器S3 ;高压直流输入正极与直流总输出正极相连，直流总输出负极与第二继电器S3 —端相连，第二继电器S3另一端分别与第一继电器S1、全控型半导体器件
S2一端相连，第一继电器S1、全控型半导体器件S2另一端与高压直流输入负极相连；第一继电器S1、全控型半导体器件S2和第二继电器S3均由微控制器控制。
[0012]所述全控型半导体器件S2为IGBT、M0SFET或IGCT。
[0013]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型通过设置高压直流输入正极和负极、微控制器、用于通断高压直流输入正极和/或负极的开关组件、直流总输出的正极和负极；通过微控制器控制开关组件的时序，在不使用带灭弧功能的切断装置的条件下，能够实现高压大电流直流回路的通断，装置通断瞬间不拉弧，具有成本低、可靠性高、并实现物理隔离，从而实现安全切断并能保证切合装置、高压直流输入、直流总输出的安全，批量生产低成本优势更为明显。此外，该装置可以实现单独正极通断、单独单负极通断或正负极均通断的功能，不仅可以满足高压大电流场合的切合要求，也可以满足低压大电流应用等等场合的切合要求。本实用新型满足直流应用场景下的切合要求，具有低成本、高可靠性及应用范围广的特点，可满足高压直流切合的要求。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的组成示意图。
[0015]图2为本实用新型的控制时序图。
[0016]图3为衍生电路。图3(a)为断开正极时结构示意图；图3(b)为断开负极时结构不意图，图3 (c)为断开正极和负极时，另一种连接关系不意图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进行详细说明。
[0018]如图1所示，本实用新型包括高压直流输入正极和负极，微控制器、用于通断高压直流输入正极和/或负极的开关组件、直流总输出正极和负极；其中，其中，高压直流输入正极经开关组件与直流总输出正极相连，高压直流输入负极经开关组件与直流总输出负极相连；开关组件还与微控制器相连；其中，开关组件包括至少两个继电器和一个全控型半导体器件S2。
[0019]通过微控制器MCU通过驱动电路控制各开关继电器、全控型半导体器件打开与闭合状态，来实现直流通断。
[0020]参见图1，开关组件用于通断高压直流输入正极和负极时，开关组件包括第一继电器S1、全控型半导体器件S2、第二继电器S3以及第三继电器S4 ;第一继电器S1 —端与高压直流输入正极相连，另一端与第二继电器S3 —端相连，第二继电器S3另一端与直流总输出正极相连；全控型半导体器件S2与第一继电器S1并联，且全控型半导体器件S2 —端与高压直流输入正极相连，另一端与第二继电器S3 —端相连；直流总输出负极经第三继电器S4与高压直流输入负极相连；第一继电器S1、全控型半导体器件S2、第二继电器S3以及第三继电器S4均由微控制器控制其通断。
[0021]全控型半导体器件S2为IGBT、或M0SFET，在更高电压、更大电流下使用IGCT。
[0022]下面以开关组件用于通断开高压直流输入正极和负极时为例，对本方案的实现方式进行说明:
[0023]当高压直流输入和直流总输出需要断开时，第一继电器S1、全控型半导体器件
S2、第二继电器S3和第三继电器S4控制信号均置低电平；
[0024]当高压直流输入需要与直流总输出导通和断开时，由图2所示，时序[T0?T2表示直流通断装置导通过程，T3?T5表示直流通断装置断开过程]。
[0025]1)T0?T1:第二继电器S3、第三继电器S4控制信号置高电平，第二继电器S3、第三继电器S4闭合，高压直流输入负极与直流总输出负极连接，此时第二继电器S3、第三继电器S4不承受高压、电流，不会打火或拉弧；
[0026]2)Τ1?Τ2:第二继电器S3、第三继电器S4控制信号维持为高电平，全控型半导体器件S2控制信号置高电平，高压直流输入正极与直流总输出正极连接，此时全控型半导体器件S2(IGBT)承受高压、