一种高压直流控制开关电路的制作方法

本申请涉及开关领域，尤其涉及一种高压直流控制开关电路。

背景技术：

1、高压直流输电相对于高压交流输电有许多优点，比如说直流线路造价低，同时直流输电的功率和能量损耗较小，对通信的干扰也较小，因此我国开始逐渐采用高压直流输电。2005年后，由于三峡工程输变电路的建设，中国一跃成为世界第一的高压直流输电国家。

2、但高压直流电的开断一直是一个棘手的问题，一是因为直流电不像交流电那样有过零点，灭弧比较困难，二是直流回路的电感较大，吸收的能量比较大，三是直流电压过高，pmos管或nmos管（源级，栅极，漏级）都无法承受100v以上的高压直流电，无法作为高压直流电的开关使用，因此需要使用合适的器件来实现高压直流开关。

技术实现思路

1、本申请的目的是实现安全高效的高压直流开关控制。

2、本申请的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种高压直流开关控制电路，包括高压开关单元（1）、供电单元（2）、逻辑控制单元（3）和放电保护单元（4），其中：

4、所述高压开关单元（1）包括一个驱动输入端、一个使能端、一个高压直流输入端和一个高压直流输出端，所述驱动输入端用于接收所述供电单元（2）输出的电平信号，所述使能端连接所述逻辑控制单元（3），所述高压直流输入端用于接收高压直流信号的输入，所述高压直流输出端用于输出高压直流信号，所述高压开关单元（1）用于导通高压直流电的输入和输出；

5、所述供电单元（2）包括一个接收端、一个供电端和一个泄放端，所述接收端用于接收外部的直流信号源输出的电平信号，所述供电端用于输出所述电平信号至所述高压开关单元（1）的驱动输入端，所述泄放端用于所述电平信号输出至所述放电保护单元（4），所述供电单元（2）用于输出电平信号至所述高压开关单元（1）；

6、所述逻辑控制单元（3）包括若干个逻辑控制端、一个使能端和一个接地端，所述若干个逻辑控制端用于分别接收外部的不同电源信号输出的逻辑电平信号，所述逻辑控制单元（3）的使能端连接所述高压开关单元（1）的使能端，所述接地端连接地极，所述逻辑控制单元（3）用于与所述供电单元（2）组合控制所述高压开关单元（1）的导通或断开；

7、所述放电保护单元（4）包括一个输入端和一个输出端，所述输入端连接所述供电单元（2）的泄放端，所述输出端连接地极,所述放电保护单元（4）用于为所述供电单元（2）提供泄放电路。

8、通过采用上述技术方案，控制电磁阀的开通或断开，从而实现安全高效的高压直流开关控制。

9、可选的，所述高压开关单元（1）包括电磁阀（ul1），其中：

10、所述电磁阀（ul1）包括一个驱动输入端（vcc）、一个使能端（en）、一个高压输入端（in）和一个高压输出端（out），所述驱动输入端（vcc）连接所述供电单元（2）的供电端，所述使能端（en）连接所述逻辑控制单元（3）的使能端，所述高压输入端（in）连接高压直流信号，所述高压输出端（out）连接外部负载。

11、通过采用上述技术方案，接收驱动电压，通过电磁感应触发电磁铁，电磁铁通过磁力吸附开通高压输出电路，实现高压直流开关控制。

12、可选的，所述供电单元（2）包括电阻器（r1），所述电阻器（r1）的一端连接外部的直流信号源，所述电阻器（r1）的另一端分别连接所述电磁阀（ul1）的驱动输入端（vcc）和所述放电保护单元（4）的输入端。

13、通过采用上述技术方案，当供电电路导通时提供电磁阀开通需要的电压，当供电电路关断时将电压输出至放电保护单元，从而保护电路。

14、可选的，所述逻辑控制单元（3）包括电阻器（r2）、电阻器（r3）、三极管（q1）和三极管（q2），其中：

15、所述电阻器（r2）的一端连接外部的电源信号（pwr1），所述电阻器（r2）的另一端连接所述三极管（q1）的基极，所述三极管（q1）的集电极连接所述电磁阀（ul1）的使能脚（en），所述三极管（q1）的发射极连接所述三极管（q2）的集电极；

16、所述电阻器（r3）的一端连接外部的电源信号（pwr2），所述电阻器（r2）的另一端连接所述三极管（q2）的基极，所述三极管（q2）发射极接地。

17、通过采用上述技术方案，接收对应的逻辑电平信号，从而控制供电电路的开通或断开。

18、可选的，所述逻辑控制单元还包括电阻器（r4），所述电阻器（r4）的一端连接所述三极管（q1）的集电极，所述电阻器（r4）的另一端连接所述三极管（q1）的发射极。

19、通过采用上述技术方案，根据实际情况调整开通供电电路所需要的逻辑电平信号。

20、可选的，所述放电保护单元（4）包括电容器（c1），所述电容器（c1）的一端连接所述电阻器（r2）的另一端，所述电容器（c1）的另一端接地。

21、通过采用上述技术方案，当当供电电路关断时将电压输出至地极，并通过电容器进行稳压，从而保护电路。

22、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

23、1. 电磁阀可以承受高压直流电压，因此可以作为器件放置于高压直流回路中，起到开关的作用，实现高压直流电回路安全高效的通断。

24、2. 电磁阀内部区分为两个部位，这样就能够有效隔离开高压直流电回路以及供电电路，防止高压直流电损坏供电回路。

25、3. 通过逻辑控制单元的设计，可以起到一个密码的功能，只有固定的逻辑才能够实现控制电路的通断，从而实现电磁阀的通断。

技术特征：

1.一种高压直流控制开关电路，其特征在于，包括高压开关单元（1）、供电单元（2）、逻辑控制单元（3）和放电保护单元（4），其中：

2.根据权利要求1所述的高压直流控制开关电路，其特征在于，所述高压开关单元（1）包括电磁阀ul1，其中：

3.根据权利要求2所述的高压直流控制开关电路，其特征在于，所述供电单元（2）包括电阻器r1所述电阻器r1的一端连接外部的直流信号源，所述电阻器r1的另一端分别连接所述电磁阀ul1的驱动输入端vcc和所述放电保护单元（4）的输入端。

4.根据权利要求2所述的高压直流控制开关电路，其特征在于，所述逻辑控制单元（3）包括电阻器r2、电阻器r3、三极管q1和三极管q2，其中：

5.根据权利要求4所述的高压直流控制开关电路，其特征在于，所述逻辑控制单元（3）还包括电阻器r4，所述电阻器r4的一端连接所述三极管q1的集电极，所述电阻器r4的另一端连接所述三极管q1的发射极。

6.根据权利要求4所述的高压直流控制开关电路，其特征在于，所述放电保护单元（4）包括电容器c1，所述电容器c1的一端连接所述电阻器r2的另一端，所述电容器c1的另一端接地。

技术总结
本申请公开了一种高压直流控制开关电路，所述电路包括高压开关单元、供电单元、逻辑控制单元和放电保护单元，其中：高压开关单元包括驱动输入端、使能端、高压直流输入端和高压直流输出端，高压开关单元用于导通高压直流电的输入和输出，供电单元包括接收端、供电端和泄放端，供电单元用于输出电平信号至高压开关单元，逻辑控制单元包括若干个逻辑控制端、使能端和接地端，逻辑控制单元用于与供电单元组合控制所述高压开关单元的导通或断开，所述放电保护单元包括输入端和输出端，放电保护单元用于为供电单元提供泄放电路。本申请具有实现安全高效的高压直流开关控制的有益效果。

技术研发人员：付冬龙,何圣怡,尚德喜,杨卫国,陈大可,李斌
受保护的技术使用者：安徽海勤科技有限公司
技术研发日：20230915
技术公布日：2024/4/22