一种分断装置及逆变器系统的制作方法

本申请涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种分断装置及逆变器系统。

背景技术：

目前，大型光伏电站一般通过光伏组件串联接入逆变器，逆变器将光伏组件输出的直流电转换为交流电，进而输送到电网。其中，光伏组件输出的直流电压高达几百伏甚至上千伏。当逆变器内部发生故障时，若光伏组件持续向逆变器注入能量，易导致故障扩散甚至损毁逆变器，因而需要一种可以可靠、快速的切断光伏组件和逆变器之间的电气连接的分断装置。

此外，对于除上述(包含光伏组件和逆变器的)逆变器系统之外的其他电力系统，尤其是大功率的电力系统，同样需要这样一种分断装置，从而在被保护电路发生故障时切断被保护电路的电气连接。

示例性地，现有的一种分断装置可以如图1所示。该分断装置应用于逆变器系统中，该逆变器系统包含多个光伏板组成的光伏组串、分断装置以及逆变器(相当于被保护电路)。逆变器中包含DC/DC转换单元和DC/AC转换单元。如图1所示，该分断装置包括并联的熔丝和继电器。当DC/DC转换单元正常工作时，控制器控制继电器闭合，此时光伏组串的输出电流按继电器和熔丝的内阻比例关系分流；当DC/DC转换单元发生故障时，控制器控制继电器断开，此时光伏组串的输出电流全部流经熔丝，熔丝被动熔断，从而实现DC/DC转换单元与光伏组串的分断。

但是，图1所示的分断装置在实际应用中存在如下问题：在正常工作时，光伏组串的输出电流按继电器和熔丝的内阻比例关系分流，因而有相当一部分电流流经熔丝，导致熔丝发热，缩短了熔丝的使用寿命，进而影响分断装置的可靠性。

综上，现有技术中提供的方案中，存在分断装置可靠性低的问题。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种分断装置及逆变器系统，用以在被保护电路发生故障时切断电气连接。

第一方面，本申请实施例提供一种分断装置，该分断装置串联在被保护电路中，用于在被保护电路发生故障时切断电气连接；该分断装置包括：第一支路，包含串联的过流可自动分断单元和第一限流单元，过流可自动分断单元用于在流经电流超过分断电流阈值时自动断开，第一限流单元用于对第一支路上的电流进行限流；与第一支路并联的第二支路，包含第一可控式开关单元，第一可控式开关单元的控制端与控制器连接，用于在控制器的控制下断开或吸合；控制器，与第一可控式开关单元的控制端以及被保护电路连接，用于在被保护电路正常工作时控制第一可控式开关单元吸合，在被保护电路发生故障时控制第一可控式开关单元断开。

在第一方面提供的分断装置中，控制器在被保护电路正常工作时控制第一可控式开关单元吸合，此时第一支路和第二支路分流，由于第一限流单元可以起到限流作用，因而第一支路流经的电流值较小，减小流经过流可自动分断单元中的电流可以缓解过流可自动分断单元的发热现象，提高过流可自动分断单元的使用寿命；控制器在被保护电路发生故障时控制第一可控式开关单元断开，此时第二支路断开，流经过流可自动分断单元的电流超过其分断电流阈值，过流可自动分断单元自动断开，从而实现被保护电路的分断。因此，采用分断装置，可以在被保护电路发生故障时切断被保护电路的电气连接。与现有技术提供的方案相比，分断装置中的过流可自动分断单元的发热现象得以缓解，因而第一方面提供的分断装置的可靠性更高。

在一种可能的设计中，控制器与第一支路连接，控制器还用于：在被保护电路上电时，在第一支路两端的电压值小于预设电压值的情况下，控制第一可控式开关单元吸合。

采用上述方案，第一支路两端的电压值即第二支路两端的电压值，在第一支路两端的电压值小于预设电压值的情况下控制第一可控式开关单元吸合，即在第一可控式开关单元两端电压较小的情况下控制第一可控式开关单元吸合，第一可控式开关单元可以零电压吸合或者接近零电压吸合，从而降低对第一可控式开关单元的耐压能力的要求，因而在实现时可以选用规格较小的第一可控式开关单元，从而减小分断装置的占用面积、降低分断装置的成本。

示例性地，第一可控式开关单元为以下任一种，或者为以下任几种的串联或并联组合：继电器；接触器；半导体开关。

示例性地，第一限流单元为以下任一种，或者为以下任几种的串联或并联组合：电阻；二极管；正温度系数PTC热敏电阻；负温度系统NTC热敏电阻。

示例性地，过流可自动分断单元为以下任一种，或者为以下任几种的串联或并联组合：

断路器；熔断器。

此外，控制器还可与第一支路连接，控制器还用于：在第一支路两端的电压值满足预设条件时，控制第一可控式开关单元交替断开和吸合，以清洗第一可控式开关单元。

第一可控式开关单元在零电压或接近零电压的情况下吸合，触点间易形成氧化膜，采用上述方案，在第一支路两端的电压值(即第一可控式开关单元两端的电压值)满足预设条件时，控制第一可控式开关单元交替断开和吸合，可以清洗第一可控式开关单元，从而降低第一可控式开关单元的阻抗，缓解过流可自动分断单元的发热问题。

第二方面，本申请实施例提供一种分断装置，该分断装置串联在被保护电路中，用于在被保护电路发生故障时切断电气连接；该分断装置包括：第一支路，包含串联的过流可自动分断单元、清洗电路和第一限流单元，过流可自动分断单元用于在流经电流超过分断电流阈值时自动断开，第一限流单元用于对第一支路上的电流进行限流；清洗电路包括并联的第二限流单元和第二可控式开关单元；第二可控式开关单元的控制端与控制器连接，用于在控制器的控制下断开或吸合；与第一支路并联的第二支路，包含第一可控式开关单元，第一可控式开关单元的控制端与控制器连接，用于在控制器的控制下断开或吸合；控制器，与第一可控式开关单元的控制端、第二可控式开关单元的控制端以及被保护电路连接，用于在被保护电路正常工作时控制第一可控式开关单元吸合、第二可控式开关单元闭合，在被保护电路发生故障时控制第一可控式开关单元断开、第二可控式开关单元闭合。

采用上述方案，在分断装置中，控制器在被保护电路正常工作时控制第一可控式开关单元和第二可控式开关单元吸合，此时第一支路和第二支路分流，由于第一限流单元和清洗电路可以起到限流作用，因而第一支路流经的电流值较小，减小流经过流可自动分断单元中的电流可以缓解过流可自动分断单元的发热现象，提高过流可自动分断单元的使用寿命；控制器在被保护电路发生故障时控制第一可控式开关单元断开、第二可控式开关单元吸合，此时第二支路断开，流经过流可自动分断单元的电流超过其分断电流阈值，过流可自动分断单元自动断开，从而断开被保护电路的电气连接。因此，采用第二方面提供的分断装置，可以在被保护电路发生故障时切断被保护电路的电气连接。与现有技术提供的方案相比，分断装置中过流可自动分断单元的发热现象得以缓解，因而第二方面提供的分断装置的可靠性更高。

其中，第二可控式开关单元的默认状态为吸合状态。

也就是说，在系统正常工作以及被保护电路发生故障时第二可控式开关单元均为吸合状态，只有在对第一可控式开关单元进行清洗时第二可控式开关单元才为断开状态，以实现小电流清洗。

在一种可能的设计中，控制器还用于：在需要清洗第一可控式开关单元时，控制第二可控式开关单元断开，在检测到第一支路两端的电压值满足预设条件的情况下，控制第一可控式开关单元交替断开和吸合。

采用上述方案，在对第一可控式开关单元进行清洗时，不要求系统中流过较大电流：在需要对第一可控式开关单元进行清洗时(即第一支路两端的电压值满足预设条件时)，控制器控制第二可控式开关单元断开，此时第一限流单元和第二限流单元均起到限流作用，因而在第二方面提供的分断装置中，第二支路的分流较大，因而在系统中电流较小的情况下，第一可控式开关单元的电压值更易满足预设条件，从而更易触发对第一可控式开关单元的清洗。

示例性地，第一可控式开关单元为以下任一种，或者为以下任几种的串联或并联组合：继电器；接触器；半导体开关；第二可控式开关单元为以下任一种，或者为以下任几种的串联或并联组合：继电器；接触器；半导体开关。

示例性地，第一限流单元为以下任一种，或者为以下任几种的串联或并联组合：电阻；二极管；正温度系数PTC热敏电阻；负温度系统NTC热敏电阻；第二限流单元为以下任一种，或者为以下任几种的串联或并联组合：电阻；二极管；PTC热敏电阻；NTC热敏电阻。

示例性地，过流可自动分断单元为以下任一种，或者为以下任几种的串联或并联组合：

断路器；熔断器。

此外，控制器还可与第一支路连接，控制器还用于：在被保护电路上电时，在第一支路两端的电压值小于预设电压值的情况下，控制第一可控式开关单元吸合。

采用上述方案，第一支路两端的电压值即第二支路两端的电压值，在第一支路两端的电压值小于预设电压值的情况下控制第一可控式开关单元吸合，即在第一可控式开关单元两端电压较小的情况下控制第一可控式开关单元吸合，第一可控式开关单元可以零电压吸合或者接近零电压吸合，从而降低对第一可控式开关单元的耐压能力的要求，因而在实现时可以选用规格较小的第一可控式开关单元，从而减小分断装置的占用面积、降低分断装置的成本。

第三方面，本申请实施例提供一种逆变器系统，该逆变器系统包括：至少一个直流输入端、至少一个分断装置、母线单元以及DC/AC转换单元；分断装置串接在直流输入端的负极和母线单元的负极之间，直流输入端的正极连接至母线单元的正极；或者，分断装置串接在直流输入端的正极和母线单元的正极之间，直流输入端的负极连接至母线单元的负极；或者，部分分断装置串接在直流输入端的负极与母线单元的负极之间，另一部分分段装置串接在直流输入端的正极与母线单元的正极之间；母线单元和DC/AC转换单元相连。

其中，分断装置包括：第一支路，包含串联的过流可自动分断单元和第一限流单元，过流可自动分断单元用于在流经电流超过分断电流阈值时自动断开，第一限流单元用于对第一支路上的电流进行限流；与第一支路并联的第二支路，包含第一可控式开关单元，第一可控式开关单元的控制端与控制器连接，用于在控制器的控制下断开或吸合；控制器，与第一可控式开关单元的控制端连接，用于在逆变器系统正常工作时控制第一可控式开关单元吸合，在逆变器系统发生故障时控制第一可控式开关单元断开。

其中，第一可控式开关单元可以为以下任一种，或者为以下任几种的串联或并联组合：继电器；接触器；半导体开关；第一限流单元可以为以下任一种，或者为以下任几种的串联或并联组合：电阻；二极管；正温度系数PTC热敏电阻；负温度系统NTC热敏电阻；过流可自动分断单元可以为以下任一种，或者为以下任几种的串联或并联组合：断路器；熔断器。

在一种可能的设计中，控制器与第一支路连接，控制器还用于：在第一支路两端的电压值满足预设条件时，控制第一可控式开关单元交替断开和吸合，以清洗第一可控式开关单元。

在一种可能的设计中，第一支路上还包括：清洗电路，清洗电路包括并联的第二限流单元和第二可控式开关单元；第二可控式开关单元的控制端与控制器连接，用于在控制器的控制下断开或吸合；控制器还用于：在逆变器系统正常工作时和逆变器系统发生故障时控制第二可控式开关单元闭合；在需要清洗第一可控式开关单元时，控制第二可控式开关单元断开，在检测到第一支路两端的电压值满足预设条件的情况下，控制第一可控式开关单元交替断开和吸合。

其中，第二可控式开关单元的默认状态为吸合状态。

在一种可能的设计中，该逆变器系统还包括：与至少一个直流输入端一一对应的至少一个DC/DC转换单元，DC/DC转换单元的正输出端与母线单元的正极相连，DC/DC转换单元的负输出端与母线单元的负极相连。

在一种可能的设计中，分断装置串接在直流输入端的负极和DC/DC转换单元的负极输入端之间，直流输入端的正极连接至DC/DC转换单元的正极输入端；或者，分断装置串接在直流输入端的正极和DC/DC转换单元的正极输入端之间，直流输入端的负极连接至DC/DC转换单元的负极输入端；或者，部分分断装置串接在直流输入端的负极与DC/DC转换单元的负极输入端之间，另一部分分断装置串接在直流输入端的正极与DC/DC转换单元的正极输入端之间。

需要说明的是，第三方面提供的逆变器系统中，分断装置还可采用第一方面或第二方中不同设计方式所提供的方案，此处不再赘述。

另外，第三方面中任一种可能设计方式所带来的技术效果可参见第一方面或第二方面中不同设计方式所带来的技术效果，此处不再赘述。

附图说明

图1为现有技术提供的一种分断装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种电力系统的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第一种逆变器系统的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的第一种分断装置的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的第二种分断装置的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的第三种分断装置的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的第四种分断装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的第五种分断装置的结构示意图；

图9为本申请实施例提供的第二种逆变器系统的结构示意图；

图10为本申请实施例提供的第三种逆变器系统的结构示意图；

图11为本申请实施例提供的第四种逆变器系统的结构示意图；

图12为本申请实施例提供的第五种逆变器系统的结构示意图。

具体实施方式

基于背景技术中提出的问题，本申请实施例提供一种分断装置及逆变器系统，用以在被保护电路发生故障时切断电气连接。

下面，以图2为例对本申请实施例的应用场景进行简单介绍。

本申请实施例可应用于图2所示的电力系统中。如图2所示，该电力系统包含输入端、分断装置以及被保护电路。输入端用于输入电能，例如可以是直流输入端或者交流输入端。分断装置分别与输入端和被保护电路连接，用于在被保护电路发生故障时切断输入端与被保护电路之间的电气连接。其中，分断装置可以视为一个独立的装置，也可以视为被保护电路的一部分。

具体地，分断装置串接在输入端的负极和被保护电路的负极之间，输入端的正极连接至被保护电路的正极；或者，分断装置串接在输入端的正极和被保护电路的正极之间，输入端的负极连接至被保护电路的负极；或者，部分分断装置串接在输入端的负极与被保护电路的负极之间，另一部分分段装置串接在输入端的正极与被保护电路的正极之间。

在系统正常工作的情况下，输入端向系统输入电能，经分断装置传输至被保护电路，被保护电路可以对输入端的输出电能进行相应处理。比如，被保护电路可以对输入端的直流电进行直流/交流(DC/AC)变换，以输出交流电；比如，被保护电路可以对输入端的直流电进行直流/直流(DC/DC)变换，以输出电压和电流可调的直流电；再比如，被保护电路可以对输入端的交流电进行交流/直流(AC/DC)变换，以输出直流电。

示例性地，图2所示的电力系统可以是逆变器系统。参见图3，该逆变器系统可以包含N个光伏组串、分断装置以及逆变器。其中，每个光伏组串中包含串联的多个光伏电池板；逆变器包含与N个光伏组串一一对应的N个DC/DC转换单元、母线单元(BUS)以及一个DC/AC转换单元。分断装置串接在输入端的负极和被保护电路的负极之间，输入端的正极连接至被保护电路的正极，用于在该DC/DC转换单元发生故障时切断该光伏组串与该DC/DC转换单元之间的电气连接；N个DC/DC转换单元并联接入母线单元，母线单元与DC/AC转换单元连接。

需要说明的是，图3中仅以逆变器系统包含一个分断装置为例进行示意。实际应用中，该逆变器系统中可以设置N个分断装置，N个分断装置分别对N个DC/DC转换单元进行保护。此外，在图3的示例中，分断装置位于电源负线上，实际应用中，分断装置也可以位于电源正线上，或者可以在电源正线和电源负线上均设置分断装置，本申请实施例对此不作具体限定。

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。

需要说明的是，本申请中所涉及的多个，是指两个或两个以上。另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

参见图4，为本申请实施例提供的一种分断装置的结构示意图。图4所示的分断装置400包括控制器401以及并联的第一支路以及与第一支路并联的第二支路，分断装置400串联在被保护电路中，用于在被保护电路发生故障时切断电气连接。

第一支路包含串联的过流可自动分断单元402和第一限流单元403，过流可自动分断单元402用于在流经电流超过分断电流阈值时自动断开，第一限流单元403用于对第一支路上的电流进行限流；

第二支路包含第一可控式开关单元404，第一可控式开关单元404的控制端与控制器401连接，用于在控制器401的控制下断开或吸合；

控制器401与第一可控式开关单元404的控制端以及被保护电路连接，用于在被保护电路正常工作时控制第一可控式开关单元404吸合，在被保护电路发生故障时控制第一可控式开关单元404断开。

需要说明的是，控制器401在被保护电路正常工作时控制第一可控式开关单元404吸合，是指控制器401在被保护电路未处于待机状态且未发生故障时控制第一可控式开关单元404吸合。若被保护电路处于待机状态，则控制器401可以控制第一可控式开关单元404断开，以节省资源。

本申请实施例中，分断装置400用于在被保护电路发生故障时切断电气连接；具体地，分断装置400的一端可以与直流输入端连接，另一端与被保护电路连接，用于在被保护电路发生故障时切断直流输入端和被保护电路之间的电气连接；分断装置400的一端可以与交流输入端连接，另一端与被保护电路连接，用于在被保护电路发生故障时切断交流输入端和被保护电路之间的电气连接。

示例性地，过流可自动分断单元402可以为断路器或熔断器，也可以是上述几种器件的组合；在几种器件组合时，对组合中每种器件的数量不做具体限定(例如可以包含一个断路器和一个熔断器，可以包含一个断路器和多个熔断器，可以包含多个断路器和一个熔断器，也可以包含多个断路器和多个熔断器)，对上述器件的连接方式也不做具体限定(例如可以串联也可以并联，或者可以串并联结合)，只要过流可自动分断单元402可以在流经自身的电流超过分断电流阈值时自动分断即可。

示例性地，第一限流单元403可以为电阻、二极管、正温度系数(positive temperature coefficient，PTC)热敏电阻或负温度系统(negative temperature coefficient，NTC)热敏电阻等，也可以是上述几种器件的组合；在几种器件组合时，对组合中包含的器件类型和每种器件的数量不做具体限定(例如可以包含一个电阻和一个二极管，可以包含多个电阻和一个PTC热敏电阻，或者包含多个电阻和多个NTC热敏电阻)，对器件的连接方式也不做具体限定(例如可以串联也可以并联，或者可以串并联结合)，只要第一限流单元403可以起到限流作用即可。由于第一限流单元403与过流可自动分断单元402串联在第一支路上，因而第一限流单元403可以在系统正常工作时与过流可自动分断单元402分压，从而减小流经过流可自动分断单元402的电流，从而缓解过流可自动分断单元402的发热现象，提高过流可自动分断单元402的使用寿命。

示例性地，第一可控式开关单元404可以为继电器、接触器或半导体开关，也可以是上述三种器件的组合。在几种器件组合时，对组合中包含的器件类型和每种器件的数量不做具体限定(例如，可以包含一个继电器和一个接触器，可以包含一个继电器和多个半导体开关，可以包含多个继电器和多个接触器，或者包含多个接触器和一个半导体开关)，对器件的连接方式也不做具体限定(例如可以串联也可以并联，或者可以串并联结合)，只要第一可控式开关单元404可以在控制器401的控制下吸合或断开即可。第一可控式开关单元404的控制端与控制器401连接，其含义可以是：当第一可控式开关单元404中仅包含一个器件时，该器件的控制端与控制器401连接；当第一可控式开关单元404为上述几种器件的组合时，这些器件的控制端均与控制器401连接。

在本申请实施例提供的分断装置400中，控制器401在被保护电路正常工作时控制第一可控式开关单元404吸合，此时第一支路和第二支路分流，由于第一限流单元403可以起到限流作用，因而第一支路流经的电流值较小，减小流经过流可自动分断单元402中的电流可以缓解过流可自动分断单元402的发热现象，提高过流可自动分断单元402的使用寿命；控制器401在被保护电路发生故障时控制第一可控式开关单元404断开，此时第二支路断开，电流全部流过过流可自动分断单元402，流经过流可自动分断单元402的电流超过其分断电流阈值，过流可自动分断单元402自动断开，从而切断被保护电路的电气连接。

本申请实施例中，控制器401还可与第一支路连接，控制器401还用于在被保护电路上电时，在第一支路两端的电压值小于预设电压值的情况下，控制第一可控式开关单元404吸合。

在上述实现方式中，第一支路两端的电压值即第二支路两端的电压值，在第一支路两端的电压值小于预设电压值的情况下控制第一可控式开关单元404吸合，即在第一可控式开关单元404两端电压较小的情况下控制第一可控式开关单元404吸合，第一可控式开关单元404可以零电压吸合或者接近零电压吸合。采用上述方案，可以降低对第一可控式开关单元404的耐压能力的要求，因而在实现时可以选用规格较小的第一可控式开关单元404，从而减小分断装置400的占用面积、降低分断装置400的成本。

此外，在分断装置400中，第一可控式开关单元404通常是在零电压或接近零电压的情况下吸合，因而第一可控式开关单元404的触点间易形成氧化膜，久而久之，触点间形成的氧化膜使得第一可控式开关单元404的阻抗逐渐增大，从而导致第一支路的分流逐渐增大，使得过流可自动分断单元402的发热严重。

为了解决上述问题，控制器401还可与第一支路连接，控制器401还用于：在第一支路两端的电压值满足预设条件时，控制第一可控式开关单元404交替断开和吸合，以清洗第一可控式开关单元404。

在实际应用中，在可控式开关单元两端的电压处于某一预设范围(例如10V～25V)时控制可控式开关单元交替断开和吸合(即在可控式开关单元的触点间进行轻微拉弧)，可以破坏可控式开关单元触点间形成的氧化膜，从而达到清洗可控式开关单元的目的。那么，应用在本申请实施例中，可以在第一支路两端的电压值(即第一可控式开关单元404两端的电压值)满足预设条件时，控制第一可控式开关单元404交替断开和吸合，以清洗第一可控式开关单元404；对第一可控式开关单元404进行清洗后，可以降低第一可控式开关单元404的阻抗，从而缓解过流可自动分断单元402的发热问题。

综上所述，在分断装置400中，控制器401在被保护电路正常工作时控制第一可控式开关单元404吸合，此时第一支路和第二支路分流，由于第一限流单元403可以起到限流作用，因而第一支路流经的电流值较小，减小流经过流可自动分断单元402中的电流可以缓解过流可自动分断单元402的发热现象，提高过流可自动分断单元402的使用寿命；控制器402在被保护电路发生故障时控制第一可控式开关单元404断开，此时第二支路断开，流经过流可自动分断单元402的电流超过其分断电流阈值，过流可自动分断单元402自动断开，从而实现被保护电路的分断。因此，采用分断装置400，可以在被保护电路发生故障时切断被保护电路的电气连接。与现有技术提供的方案相比，分断装置400中的过流可自动分断单元402的发热现象得以缓解，因而本申请实施例提供的方案的可靠性更高。

本申请实施例还提供一种分断装置，用于在被保护电路发生故障时切断电气连接。参见图5，该分断装置500包括控制器501以及并联的第一支路和第二支路。

第一支路包含串联的过流可自动分断单元502、第一限流单元503和清洗电路505，过流可自动分断单元502用于在流经电流超过分断电流阈值时自动断开，第一限流单元503用于对第一支路上的电流进行限流；清洗电路505包括并联的第二限流单元和第二可控式开关单元；第二可控式开关单元的控制端与控制器501连接，用于在控制器501的控制下断开或吸合。

与第一支路并联的第二支路包含第一可控式开关单元504，第一可控式开关单元504的控制端与控制器501连接，用于在控制器501的控制下断开或吸合。

控制器501与第一可控式开关单元504的控制端、第二可控式开关单元的控制端以及被保护电路连接，用于在被保护电路正常工作时控制第一可控式开关单元504吸合、第二可控式开关单元吸合，在被保护电路发生故障时控制第一可控式开关单元504断开、第二可控式开关单元吸合。

需要说明的是，控制器501在被保护电路正常工作时控制第一可控式开关单元404和第二可控式开关单元吸合，是指控制器401在被保护电路未处于待机状态且未发生故障时控制第一可控式开关单元404和第二可控式开关单元吸合。若被保护电路处于待机状态，则控制器401可以控制第一可控式开关单元404和第二可控式开关单元断开，以节省资源。

本申请实施例中，分断装置500用于在被保护电路发生故障时切断电气连接；具体地，分断装置500的一端可以与直流输入端连接，另一端与被保护电路连接，用于在被保护电路发生故障时切断直流输入端和被保护电路之间的电气连接；分断装置500的一端可以与交流输入端连接，另一端与被保护电路连接，用于在被保护电路发生故障时切断交流输入端和被保护电路之间的电气连接。

此外，在分断装置500中，第一可控式开关单元504和第二可控式开关单元的器件选择可以参照分断装置400中第一可控式开关单元404的器件选择；过流可自动分断单元502的器件选择可以参照分断装置400中的过流可自动分断单元402的器件选择；第一限流单元503和第二限流单元的器件选择可以参照分断装置400中的第一限流单元403的器件选择，此处均不再赘述。

不难理解，与现有技术相比，图5所示的分断装置500中，第一支路上串联的清洗电路505和第一限流单元503均可以起到限流作用，从而可以减小第一支路上的电流，缓解过流可自动分断单元502的发热现象，从而提高过流可自动分断单元502的寿命。

此外，在图5所示的分断装置500中，控制器501还用于：在需要清洗第一可控式开关单元504时，控制第二可控式开关单元断开，在检测到第一支路两端的电压值满足预设条件的情况下，控制第一可控式开关单元504交替断开和吸合。

在图4所示的分断装置400的清洗方式中，由于第一可控式开关单元402的内阻较小，因而要使得第一支路两端的电压(即第一可控式开关单元402两端的电压)满足预设条件，例如10V～25V，第一可控式开关单元402中要流过较大电流，因而也要求与分断装置400连接的直流输入端(或交流输入端)输出较大的电流才可实现清洗。

为了解决上述问题，本申请实施例提供了图5所示的分断装置500。采用分断装置500，在对第一可控式开关单元504进行清洗时，不要求系统中流过较大电流。在图5所示的分断装置500中，第二可控式开关单元的默认状态可以为吸合状态。即，在系统正常工作以及被保护电路发生故障时第二可控式开关单元均为吸合状态，只有在对第一可控式开关单元504进行清洗时第二可控式开关单元才为断开状态，以实现小电流清洗。具体实现时，第二可控式开关单元的吸合或断开可以由控制器501控制。

那么，在被保护电路正常工作时，第一可控式开关单元504和第二可控式开关单元均吸合，此时第一支路和第二支路分流，第一限流单元503和清洗电路505起到限流作用，因而第一支路流经的电流值较小，从而缓解过流可自动分断单元502的发热现象；在被保护电路发生故障时控制第一可控式开关单元504断开、第二可控式开关单元吸合，此时第二支路断开，电流全部流过过流可自动分断单元502，过流可自动分断单元502自动断开。特别地，在需要对第一可控式开关单元504进行清洗时(即第一支路两端的电压值满足预设条件时)，控制器501控制第二可控式开关单元断开，此时第一限流单元503和第二限流单元均起到限流作用，因而与图4所示的分断装置400相比，在图5所示的分断装置500中，第二支路的分流较大，因而在系统中电流较小的情况下，第一可控式开关单元504的电压值更易满足预设条件，从而更易触发对第一可控式开关单元504的清洗。

此外，在图5所示的分断装置500中，在系统正常工作时，由于清洗电路505和第一限流单元503均可起到限流作用，因而第一限流单元503可以选取较小的阻值。那么，在被保护电路发生故障后，第一可控式开关单元504断开，此时电流全部流经第一支路，由于第一支路的阻值较小(第一限流单元503可以选取较小阻值)，第一支路两端的电压(即第一可控式开关单元504断开时承受的电压)也较小，因而第一可控式开关单元504可选取较小的规格，从而降低成本。

再者，在图5所示的分断装置500中，在对第一可控式开关单元504进行清洗时，由于第一支路中串联有第一限流单元504和第二限流单元两个限流单元，因而流经第一支路的电流较小，过流可自动分断单元502的发热情况得以进一步减弱，从而在清洗过程中尽可能地保护过流可自动分断单元502。

在一种可能的实现方式中，控制器501还可与第一支路连接，控制器501还用于：在被保护电路上电时，在第一支路两端的电压值小于预设电压值的情况下，控制第一可控式开关单元504吸合。这样的话，第一可控式开关单元504可以零电压吸合或者接近零电压吸合，从而降低对第一可控式开关单元504的耐压能力的要求，因而在实现时可以选用规格较小的第一可控式开关单元504，从而减小分断装置500的占用面积、降低分断装置500的成本。

综上所述，在分断装置500中，控制器501在被保护电路正常工作时控制第一可控式开关单元504和第二可控式开关单元吸合，此时第一支路和第二支路分流，由于第一限流单元503和清洗电路505可以起到限流作用，因而第一支路流经的电流值较小，减小流经过流可自动分断单元502中的电流可以缓解过流可自动分断单元502的发热现象，提高过流可自动分断单元502的使用寿命；控制器501在被保护电路发生故障时控制第一可控式开关单元504断开、第二可控式开关单元吸合，此时第二支路断开，流经过流可自动分断单元502的电流超过其分断电流阈值，过流可自动分断单元502自动断开，从而断开被保护电路的电气连接。因此，采用分断装置500，可以在被保护电路发生故障时切断被保护电路的电气连接。与现有技术提供的方案相比，分断装置500中过流可自动分断单元502的发热现象得以缓解，因而本申请实施例提供的方案的可靠性更高。

下面，分别通过三个具体示例对本申请实施例提供的分断装置进行详细介绍。需要说明的是，图6～图8所提供的分断装置可以视为分断装置400或分断装置500的具体示例。

示例一

参见图6，为本申请实施例提供的一种分断装置。该分断装置串联在直流输入端与被保护电路之间，在被保护电路发生故障时，分断装置将直流输入端和被保护电路之间的电气连接断开。

图6所示的分断装置包括熔丝、限流电阻、继电器和控制器。其中，熔丝和限流电阻串联后、再与继电器并联；控制器用于控制继电器吸合或断开。

图6所示的分断装置的工作原理如下：正常工作时，控制器控制继电器吸合，电流通过熔丝和限流电阻串联支路以及继电器支路这两条支路进行分流，因熔丝和限流电阻串联支路的阻抗可以远大于继电器支路的阻抗，因而绝大部分电流通过继电器流过，只有非常小的电流流过熔丝，因而熔丝不易发热，可以提高熔丝的寿命。被保护电路发生短路故障时，控制器控制继电器断开，电流流过熔丝和限流电阻串联支路，此时继电器触点两端电压很低，继电器低压分断。待继电器彻底分断后，流过熔丝的电流远大于熔丝规格(即熔丝的分断电流阈值)，熔丝自动熔断，从而断开直流输入端和被保护电路之间的电气连接，起到对被保护电路的保护作用。

此外，在同流电流的情况下，控制器可检测熔丝和限流电阻串联支路两端的电压，当电压达到预定值时，控制器可以控制继电器交替吸合或断开，对继电器触点间形成的氧化膜进行清洗，降低继电器的接触阻抗。

下面以一个具体示例对图6所示的分断装置的工作过程和技术效果进行说明。

首先对分断装置中的一些参数进行说明：直流输入端输出的直流电规格为1500V-50A；限流电阻的阻值为5Ω，熔丝规格为1500V-5A，继电器规格为250V-30A；继电器的接触阻抗为5mΩ，熔丝的阻抗为71mΩ。

在该分断装置未加入限流电阻的情况(即现有技术的情况)下，系统正常工作时，熔丝和继电器两个支路进行分流，熔丝分流为50A*5mΩ/(5mΩ+71mΩ)≈3.28A，此时熔丝功耗达到0.76W，发热严重；若加入5Ω的限流电阻，熔丝分流为50A*5mΩ/(5mΩ+71mΩ+5Ω)≈0.049A，此时熔丝功耗只有0.00017W，几乎无发热问题。

在图6所示的分断装置中，被保护电路发生短路故障时，控制器控制继电器断开，电流转向熔丝和限流电阻串联支路，支路两端电压为50A*(71mΩ+5Ω)≈250V，继电器在熔丝熔断之前完成分断，继电器分断过程的电压始终为250V，满足继电器250V的规格，可以保证继电器可靠分断。继电器分断后，熔丝按照规格熔断时间熔断。

此外，控制器检测到熔丝和限流电阻串联支路的电压在10V～25V之间时，可以控制继电器交替吸合或者断开，进行触点间的轻微拉弧，以消除继电器触点两端长时间形成的氧化膜，降低继电器的接触阻抗，缓解熔丝的发热。

需要说明的是，图6所示的分断装置可以视为分断装置400的一个具体示例。图6所示的分断装置中未详尽描述的实现方式和技术效果，可参见分断装置400中的相关描述。

示例二

参见图7，为本申请实施例提供的一种分断装置。该分断装置串联在直流输入端与被保护电路之间，在被保护电路发生故障时，分断装置将直流输入端和被保护电路之间的电气连接断开。

图7所示的分断装置包括熔丝、二极管、继电器和控制器。其中，熔丝和二极管串联后、再与继电器并联；控制器用于控制继电器吸合或断开。

图7所示的分断装置的工作原理如下：正常工作时，控制器控制继电器吸合，电流通过熔丝和二极管串联支路以及继电器支路两条支路进行分流，因熔丝和二极管串联支路的导通压降作用在继电器支路上，此时，绝大部分电流通过继电器流过，只有非常小的电流流过熔丝，因而熔丝不易发热，可以提高熔丝的寿命。被保护电路发生短路故障时，控制器控制继电器断开，电流流过熔丝和二极管串联支路，此时继电器触点两端电压很低，继电器低压分断。待继电器彻底分断后，流过熔丝的电流远大于熔丝规格(即熔丝的分断电流阈值)，熔丝自动熔断，从而断开直流输入端和被保护电路之间的电气连接，起到对被保护电路的保护作用。

此外，熔丝可以和多个二极管串联，再与继电器并联；在同流电流的情况下，控制器可检测熔丝和二极管串联支路两端的电压，当电压达到预定值时，控制器可以控制继电器交替吸合或断开，对继电器触点间形成的氧化膜进行清洗，降低继电器的接触阻抗。

下面以一个具体示例对图7所示的分断装置的工作过程和技术效果进行说明。

首先对分断装置中的一些参数进行说明：直流输入端输出的直流电规格为1500V-50A；二极管的导通压降为0.2V，熔丝规格为1500V-5A，继电器规格为30V-30A；继电器的接触阻抗为5mΩ，熔丝的阻抗为71mΩ。

在该分断装置未加入二极管的情况(即现有技术的情况)下，系统正常工作时，熔丝和继电器两个支路进行分流，熔丝分流为50A*5mΩ/(5mΩ+71mΩ)≈3.28A，此时熔丝功耗达到0.76W，发热严重；若加入导通压降为0.2V的二极管，假设熔丝分流为I，通过两条支路的电压相等可以推导出0.2V+71mΩ*I＝(50A-I)*5mΩ，由此计算出I＝0.65A，此时熔丝功耗只有0.03W，几乎无发热问题。

在图7所示的分断装置中，电路故障时，控制器控制继电器断开，电流转向熔丝和二极管串联支路，支路两端电压为50A*71mΩ+0.2V≈3.75V，继电器在熔丝熔断之前完成分断，继电器分断过程的电压始终为3.75V，满足继电器30V的规格，可以保证继电器可靠分断。继电器分断后，熔丝按照规格熔断时间熔断。

此外，若熔丝与多个二极管串联，控制器检测到熔丝和二极管串联支路的电压在10V～25V之间时，可以控制继电器交替吸合或者断开，进行触点间的轻微拉弧，以消除继电器触点两端长时间形成的氧化膜，降低继电器的接触阻抗，缓解熔丝的发热。

需要说明的是，图7所示的分断装置可以视为分断装置400的一个具体示例。图7所示的分断装置中未详尽描述的实现方式和技术效果，可参见分断装置400中的相关描述。

示例三

参见图8，为本申请实施例提供的一种分断装置。该分断装置串联在直流输入端与被保护电路之间，在被保护电路发生故障时，分断装置将直流输入端和被保护电路之间的电气连接断开。

图8所示的分断装置包括熔丝、去氧化膜电路、第一继电器、控制器、第一限流电阻。去氧化膜电路采用第二继电器和第二限流电阻并联构成，第二继电器采用常闭型继电器。其中，熔丝、第一限流电阻、去氧化膜电路串联后、再与第一继电器并联；控制器用于控制第一继电器吸合或断开，以及控制第二继电器吸合或断开。

其中，去氧化膜电路为前述清洗电路的一个具体示例。

图8所示的分断装置的工作原理如下：正常工作时，控制器控制第一继电器吸合，电流通过熔丝、去氧化膜电路、第一限流电阻串联支路和第一继电器支路这两条支路进行分流，因熔丝、第一限流电阻、去氧化膜电路串联支路的电阻远大于第一继电器的接触电阻，此时，绝大部分电流通过第一继电器流过，只有非常小的电流流过熔丝，因而熔丝不易发热，可以提高熔丝的寿命。被保护电路发生短路故障时，控制器控制第一继电器断开，电流流过熔丝、第一限流电阻、去氧化膜电路串联支路，此时第一继电器触点两端电压很低，第一继电器低压分断，因而可以选用低电压规格的第一继电器，降低成本。待第一继电器彻底分断后，流过熔丝的电流远大于熔丝规格(即熔丝的分断电流阈值)，熔丝自动熔断，从而断开直流输入端和被保护电路之间的电气连接，起到对被保护电路的保护作用。

此外，控制器可以控制第二继电器断开、第一继电器断开，将第二限流电阻、第一限流电阻和熔丝串联，增大熔丝、第一限流电阻、去氧化膜电路串联支路的阻抗，从而在直流输入端输出较小电流的情况下，提高第一继电器触点两端的电压，当电压达到10V～25V时，控制器可以控制第一继电器交替吸合或断开，对第一继电器触点间形成的氧化膜进行清洗，降低第一继电器的接触阻抗。

下面以一个具体示例对图8所示的分断装置的工作过程和技术效果进行说明。

首先对分断装置中的一些参数进行说明：直流输入端输出的直流电规格为1500V-50A；第一限流电阻为0.3Ω，第二限流电阻为2000Ω，熔丝规格为1500V-5A，第一继电器规格为30V-30A，第二继电器规格为30V-5A；第一继电器和第二继电器的接触阻抗均为5mΩ，熔丝的阻抗为71mΩ。第二继电器为常闭继电器。

在该分断装置未加入第一限流电阻和去氧化膜电路的情况(即现有技术的情况)下，系统正常工作时，熔丝和第一义继电器两个支路进行分流，熔丝分流为50A*5mΩ/(5mΩ+71mΩ)≈3.28A，此时熔丝功耗达到0.76W，发热严重；若加入第一限流电阻和去氧化膜电路，熔丝分流为50A*5mΩ/(5mΩ+71mΩ+0.3Ω)≈0.66A，此时熔丝功耗只有0.031W，几乎无发热问题。

在图8所示的分断装置中，被保护电路发生短路故障时，控制器控制第一继电器断开，电流转向熔丝、第一限流电阻、去氧化膜电路串联支路，支路两端电压为50A*(71mΩ+5mΩ+0.3Ω)＝18.8V，第一继电器在熔丝熔断之前完成分断，第一继电器分断过程的电压始终为18.8V，满足第一继电器30V的规格，可以保证第一继电器可靠分断。分断后，熔丝按照规格熔断时间熔断。

此外，控制器可以控制第二继电器断开、第一继电器断开，将第二限流电阻、第一限流电阻和熔丝串联，增大熔丝、第一限流电阻、去氧化膜电路串联支路的阻抗，在通小电流(例如5mA～10mA)的情况下，可将第一继电器触点两端的电压提升到10V～25V之间，此时控制器可以控制第一继电器交替吸合或断开，进行触点间的轻微拉弧，以消除继电器触点两端长时间形成的氧化膜，降低继电器的阻抗，缓解熔丝的发热。

需要说明的是，图8所示的分断装置可以视为分断装置500的一个具体示例。图8所示的分断装置中未详尽描述的实现方式和技术效果，可参见分断装置500中的相关描述。

同样需要说明的是，图6～图8所示的分断装置仅为本申请实施例的具体示例。在实际应用中，本申请实施例提供的分断装置不限于上述三种。比如，可以在图6所示的分断装置中熔丝和限流电阻串联支路中再串联一个或多个二极管，形成另一种分断装置；比如，可以在图7所示的分断装置中熔丝和二极管串联支路中再串联一个或多个限流电阻，形成另一种分断装置；再比如，可以将图8所示的分断装置中的第一限流电阻替换成二极管，形成另一种分断装置，这些分断装置均可以视为本申请实施例提供的分断装置，其具体工作原理可以参照图6～图8所示的分断装置中的分析方式进行分析，此处不再赘述。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种逆变器系统。该逆变器系统可以视为图2所示的电力系统的一个具体示例。参见图9，该逆变器系统包含至少一个直流输入端、至少一个分断装置、母线单元以及DC/AC转换单元；其中，分断装置串接在直流输入端的负极和母线单元的负极之间，直流输入端的正极连接至母线单元的正极；或者，分断装置串接在直流输入端的正极和母线单元的正极之间，直流输入端的负极连接至母线单元的负极；或者，部分分断装置串接在直流输入端的负极与母线单元的负极之间，另一部分分段装置串接在直流输入端的正极与母线单元的正极之间；母线单元和DC/AC转换单元相连。具体地，图10中仅以分断装置串接在直流输入端的负极和母线单元的负极之间为例进行示意。

具体地，分断装置可以包括：第一支路，包含串联的过流可自动分断单元和第一限流单元，过流可自动分断单元用于在流经电流超过分断电流阈值时自动断开，第一限流单元用于对第一支路上的电流进行限流；与第一支路并联的第二支路，包含第一可控式开关单元，第一可控式开关单元的控制端与控制器连接，用于在控制器的控制下断开或吸合；控制器，与第一可控式开关单元的控制端连接，用于在逆变器系统正常工作时控制第一可控式开关单元吸合，在逆变器系统发生故障时控制第一可控式开关单元断开。

此外，图9所示的逆变器系统还可以包括与至少一个直流输入端一一对应的至少一个DC/DC转换单元，如图10所示，DC/DC转换单元的正输出端与母线单元的正极相连，DC/DC转换单元的负输出端与母线单元的负极相连。

其中，分断装置串接在直流输入端的负极和DC/DC转换单元的负极输入端之间，直流输入端的正极连接至DC/DC转换单元的正极输入端；或者，分断装置串接在直流输入端的正极和DC/DC转换单元的正极输入端之间，直流输入端的负极连接至DC/DC转换单元的负极输入端；或者，部分分断装置串接在直流输入端的负极与DC/DC转换单元的负极输入端之间，另一部分分断装置串接在直流输入端的正极与DC/DC转换单元的正极输入端之间。

需要说明的是，在图9和图10的示例中，均以逆变器系统中包含一个分断装置为例进行示意。实际应用中，逆变器系统中可以包含一个或多个分断装置。例如对于图10所示的逆变器系统，可以针对每一个DC/DC转换单元均设置一个分断装置，这样设置后，逆变器系统的结构可以如图11所示。此外，还可以在电源正线和电源负线上均设置分断装置。

在逆变器系统的分断装置中，第一可控式开关单元为以下任一种，或者为以下任几种的串联或并联组合：继电器；接触器；半导体开关；第一限流单元为以下任一种，或者为以下任几种的串联或并联组合：电阻；二极管；PTC热敏电阻；NTC热敏电阻；过流可自动分断单元为以下任一种，或者为以下任几种的串联或并联组合：断路器；熔断器。

在一种可能的实现方式中，在分断装置中，控制器与第一支路连接，控制器还用于：在第一支路两端的电压值满足预设条件时，控制第一可控式开关单元交替断开和吸合，以清洗第一可控式开关单元。

此外，第一支路上还可以包括：清洗电路，清洗电路包括并联的第二限流单元和第二可控式开关单元；第二可控式开关单元的控制端与控制器连接，用于在控制器的控制下断开或吸合；控制器还用于：在需要清洗第一可控式开关单元时，控制第二可控式开关单元断开，在检测到第一支路两端的电压值满足预设条件的情况下，控制第一可控式开关单元交替断开和吸合。

其中，第二可控式开关单元的默认状态为吸合状态。

需要说明的是，图9～图11所示的逆变器系统中，分断装置的其他实现形式和技术效果可参见分断装置400或分断装置500中的相关描述，此处不再赘述。

当然，实际应用中，逆变器系统的形式多种多样，无论采用何种形式，均可采用本申请实施例提供的分断装置400或分断装置500对逆变器系统进行保护。示例性地，在图12所示的逆变器系统中也可以加入本申请实施例提供的分断装置400或分断装置500，在逆变器系统发生短路故障时，通过分断装置400或分断装置500切断电池板组串的直流供电，从而对逆变器系统起到保护作用。