[发明专利]交流固态功率开关控制方法及开关装置

权利要求书

1.一种交流固态功率开关的控制方法，其特征在于，通过对功率主电路上的电源电压信号以及负载电流信号进行采样、判断、处理，得到交流电源的正、负半周信号、负载电流的正、负半周信号、过流跳闸信号以及短路故障信号，并与外部控制命令信号进行逻辑组合，实现在开通过程中对功率主电路中的功率开关元件的控制完全取决于电源电压信号，关断过程中对功率主电路中的功率开关元件的控制完全取决于负载电流信号，进而实现功率开关在半个电源周期内“自然零电压开通、自然零电流关断”。

2.如权利要求1所述的交流固态功率开关的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1） 主电路部分设置上功率管（MOS1）、下功率管（MOS2）两只MOSFET功率管和一个用于检测负载电流的检测电阻，两只MOSFET功率管通过检测电阻反串连；

（2） 当交流固态功率开关接收到开通命令时，首先判断此时交流电源电压处于正半周期还是负半周期：若交流电源电压处于正半周期，则立即开通下功率管（MOS2），然后等待交流电源电压由正变负以后再开通上功率管（MOS1）；若交流电源电压处于负半周期，则立即开通功率管上功率管（MOS1），然后等待交流电源电压由负变正以后开通下功率管（MOS2）；从而在半个周期内自然零电压开通交流固态功率开关；

（3） 当交流固态功率开关接收到关断命令时或者由于过流故障而延时关断时，首先判断此时负载是否有电流以及负载电流处于正半周期还是负半周期：若负载无电流，则立刻关断两只MOSFET功率管；若负载电流处于正半周期，则立即关断下功率管（MOS2），然后等待负载电流由正变负以后关断上功率管（MOS1）；若负载电流处于负半周期，则立即关断上功率管（MOS1），然后等待负载电流由负变正以后关断下功率管（MOS2）；从而在半个周期内自然零电流关断交流固态功率开关；

（4） 当交流固态功率开关检测到负载发生短路故障时，则立刻关断两个功率管，瞬时完成短路保护。

3.如权利要求1或2所述的交流固态功率开关的控制方法，其特征在于所述过流跳闸信号的产生方法是：检测负载电流有效值，按照三段式过流保护曲线延时一个过流保护时间发出过流跳闸信号。

4.如权利要求3所述的交流固态功率开关的控制方法，其特征在于所述延时一个过流保护时间是通过硬件可编程的过流保护曲线来实现，包括反时限过流保护曲线的起始保护点的硬件可编程和立即保护点的硬件可编程，即通过硬件可编程技术对反时限过流保护曲线的起始保护点基准电压和立即跳闸点基准电压进行调整，从而实现对过流保护时间的设定。

5.如权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于所述短路故障信号的产生方法是：检测负载电流峰值，如果负载电流峰值大于设定阀值，则认为发生短路故障，并立即产生一个短路故障信号。