一种机械电子式复合开关的制作方法

1.本实用新型涉及开关电器领域，具体涉及一种机械电子式复合开关。


背景技术：

2.为保护电动汽车或直流用电系统，通常采用将直流继电器、保险丝等集成为一个模块化的复合开关。而现有的复合式机械电子式开关分为两种，其中一种仅通过控制单条电路，例如通过仅切断正极线路实现断电，这样并不能使电源与负载完全隔离，存在安全隐患；另一种直流继电保护装置可以满足电源与负载完全隔离，但内部电路组成较多，结构复杂，另外，在充电过程中若出现紧急停止时，开关会带负载切断电路，但由于线路寄生电感的存在，迅速断开时会导致功率管两端电压过高导致器件故障。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、能同时断开两极线路且可靠性高的机械电子式复合开关。
4.为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
5.一种机械电子式复合开关，包括控制电路以及与控制电路驱动连接的第一电控机械开关k1、第二电控机械开关k2和半导体功率开关电路，所述第一电控机械开关k1至少包括串接在正极线路和负极线路中一个线路的第一常开触点，第二电控机械开关k2至少包括第二常开触点和第三常开触点，所述第二常开触点串接在正极线路和负极线路的另外一个线路中，半导体功率开关电路与第三常开触点串接后的两端分别与第一常开触点的第一端、第二端连接。
6.优选的，在控制电路得电时，控制电路驱动第二电控机械开关k2的第二常开触点、第三常开触点、半导体功率开关电路以及第一电控机械开关k1的第一常开触点先依次闭合后，再驱动半导体功率开关电路断开；
7.在控制电路失电时，控制电路先驱动半导体功率开关电路闭合，随后再依次驱动第一电控机械开关k1的第一常开触点、半导体功率开关电路、第二电控机械开关k2的第二常开触点、第三常开触点断开。
8.优选的，所述半导体功率开关电路包括半导体功率开关q，所述半导体功率开关q的栅极与控制电路连接，半导体功率开关q的发射极与第一常开触点的第二端连接，半导体功率开关q的集电极与第三常开触点的第二端连接，第三常开触点的第一端与第一常开触点的第一端连接。
9.优选的，所述半导体功率开关q为igbt、硅基mosfet、sic mosfet、gan、igct中的一种或多种组合而成。
10.优选的，在所述正极线路与负极线路靠近负载的一侧并联有用于保护半导体功率开关电路的浪涌吸收装置rv1。
11.优选的，所述浪涌吸收装置rv1的第一端与第一常开触点的第二端连接，浪涌吸收
装置rv1的第二端与第二常开触点的第二端连接。
12.优选的，所述浪涌吸收装置rv1是压敏电阻、tvs瞬态抑制二极管或rc吸收电路中的一种或几种组成。
13.优选的，所述第一电控机械开关k1为电磁式接触器或磁保持继电器，第二电控机械开关k2为电磁式接触器或磁保持继电器。
14.优选的，所述控制电路通过pwm控制方波调制以控制半导体功率开关电路的闭合与断开。
15.优选的，所述控制电路包括pwm端口，所述pwm端口与半导体功率开关电路的控制端连接。
16.本实用新型的一种机械电子式复合开关，通过控制电路能够同时切断正极线路、负极线路，使负载与电源完全隔离，并且其构成简单，实用性较强。
17.此外，在正极线路、负极线路靠近负载的一侧并联浪涌吸收装置，在断开时吸收负载线路寄生电感产生的浪涌电压，从而保护半导体功率开关电路。
附图说明
18.图1是本实用新型一种机械电子式复合开关的示意图。
具体实施方式
19.以下结合附图1给出的实施例，进一步说明本实用新型的一种机械电子式复合开关的具体实施方式。本实用新型的一种机械电子式复合开关不限于以下实施例的描述。
20.一种机械电子式复合开关，包括控制电路以及与控制电路驱动连接的第一电控机械开关k1、第二电控机械开关k2和半导体功率开关电路，所述第一电控机械开关k1至少包括串接在正极线路和负极线路中一个线路的第一常开触点，第二电控机械开关k2至少包括第二常开触点和第三常开触点，所述第二常开触点串接在正极线路和负极线路的另外一个线路中，半导体功率开关电路与第三常开触点串接后的两端分别与第一常开触点的第一端、第二端连接。
21.本实用新型的一种机械电子式复合开关，通过控制电路能够同时切断正极线路、负极线路，使负载与电源完全隔离，并且其构成简单，实用性较强。
22.结合图1提供一种机械电子式复合开关的实施例，所述机械电子式复合开关包括控制电路、第一电控机械开关k1、第二电控机械开关k2和半导体功率开关电路，其中第一电控机械开关k1、第二电控机械开关k2均可以是接触器或继电器，优选为电磁式接触器或磁保持继电器；所述控制电路与一对控制接线端子连接，图1中控制接线端子分别标记为a1、a2，控制电路分别与第一电控机械开关k1、第二电控机械开关k2以及半导体功率开关电路的控制端连接，分别用于驱动第一电控机械开关k1、第二电控机械开关k2以及半导体功率开关电路的闭合或断开；所述半导体功率开关电路包括半导体功率开关q，半导体功率开关q可选igbt、硅基mosfet、sic mosfet、gan、igct中的一种或多种组合而成；所述第一电控机械开关k1至少包括第一常开触点，所述第一常开触点串接在正极线路中，图1中in+表示正极输入端子，out+表示正极输出端子，第一常开触点的第一端、第二端分别与in+、out+连接；所述第二电控机械开关k2至少包括第二常开触点和第三常开触点，所述第二常开触点
串接在负极线路中，图1中in
‑
表示负极输入端子，out
‑
表示负极输出端子，第二常开触点的第一端、第二端端分别与in
‑
、out
‑
连接，所述第三常开触点的第一端与第一常开触点的第一端连接，第三常开触点的第二端与半导体功率开关q的集电极连接，半导体功率开关q的发射极与第一常开触点的第二端连接，半导体功率开关的栅极与控制电路连接。
23.在控制接线端子a1、控制接线端子a2输入额定电压后，控制电路得电，控制电路驱动第二电控机械开关k2的第二常开触点、第三常开触点、半导体功率开关q以及第一电控机械开关k1的第一常开触点先依次闭合后，再驱动半导体功率开关q断开；在控制接线端子a1、控制接线端子a2断电时，控制电路先驱动半导体功率开关q闭合，随后再依次驱动第一电控机械开关k1的第一常开触点、半导体功率开关q、第二电控机械开关k2的第二常开触点、第三常开触点断开。控制接线端子a1、控制接线端子a2断电时，控制电路失电，可以通过控制电路内的储能电容进行一定时间的供电，驱动第一常开触点、半导体功率开关q、第二电控机械开关k2。
24.优选的，在所述正极线路与负极线路靠近负载的一侧并联有用于保护半导体功率开关电路的浪涌吸收装置rv1，即为浪涌吸收装置rv1的两端分别与第一常开触点的第二端、第二常开触点的第二端连接，在断开时，由于负载线路寄生电感产生的浪涌电压被浪涌吸收装置rv1吸收，从而达到保护半导体功率开关q的作用，延长使用寿命，若在切断感性负载时缺少浪涌吸收装置rv1则会损坏半导体功率开关q。在本实施例中，浪涌吸收装置可选压敏电阻、tvs瞬态抑制二极管或rc吸收电路中的一种或几种组成。
25.在本实施例中，所述控制电路通过pwm控制方波调制以控制半导体功率开关电路的闭合与断开，所述控制电路优选为单片机，所述单片机具有多个接线端口，所述接线端口包括pwm端口，所述pwm端口与半导体功率开关路的控制端连接，即pwm端口与半导体功率开关q的栅极连接。
26.作为另一种实施例(未示出)，所述机械电子式复合开关与第一实施例的组成相同，与第一实施例所不同的是，所述第一电控机械开关k1的第一常开触点串接在负极线路中，第二常开触点串接在正极线路中，半导体功率开关电路与第三常开触点串接后的两端分别与第一常开触点的第一端、第二端连接，即第三常开触点的第一端与第一常开触点的第一端连接，第三常开触点的第二端与半导体功率开关q的集电极连接，半导体功率开关q的发射极与第一常开触点的第二端连接，半导体功率开关的栅极与控制电路连接。
27.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。