[实用新型]快速双电源切换开关装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于保证供电连续性的快速双电源切换开关。

背景技术

   在目前的电力供电系统中，供电网络有时会由于大型冲击性或非线性负载的投切、雷击、负载故障等原因，导致供电电压出现暂降或者短时供电中断等问题，这会导致类似计算机服务器和数据处理器的某些不允许断电的设备出现供电终止，从而给大量的连续性生产行业、金融中心、数据中心、医院、交通运输等系统带来严重的后果，造成不可估量的经济损失甚至人员伤亡。鉴于此，对供电有特殊要求的行业，往往配置有备用供电电源。

在有备用电源的场合，为实现不间断供电，传统方法是用机械开关或者基于半控型器件的固态开关，将负荷从故障线段切换到无故障的母线上。这种机电开关本身固有的特性使得切换速度和暂态特性都不是十分理想，不可能做到“无缝隙”的切换，另外，机械开关在接通或断开时，会发生触头震动、起弧现象而造成触头蚀损、电磁干扰与电能损失，这不但限制了其使用范围，而且使其电气寿命低于机械寿命，而基于半控型器件的固态开关关断不可控，切换时间因此延长。

以绝缘栅双极型晶体管为代表的全控型半导体器件的通断时间可以达到微秒级，比半控型器件更易于控制，且在开关过程中不产生电弧。因此利用基于全控型半导体器件的电力电子开关代替或改造传统的机械切换开关，将有效解决传统机械开关的固有问题，大大提高切换速度和开关的使用寿命，满足敏感和关键负荷对供电可靠性和电能质量的苛刻要求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种快速双电源切换开关装置，能有效解决传统机械开关的触头起弧、电能损失等固有问题及半控型开关不可控的问题，大大提高切换速度和开关的使用寿命，满足敏感和关键负荷对供电可靠性和电能质量的苛刻要求。

本实用新型的技术方案是：包括常用电源、备用电源、负载、断路器一和断路器二；所述断路器一设在所述常用电源和负载之间，所述断路器二设在所述备用电源和负载之间；

还包括开关单元一、开关单元二、数据采集模块和总控制模块；

所述开关单元一与所述断路器一并联连接；

所述开关单元二与所述断路器二并联连接；

所述常用电源、备用电源、负载分别与数据采集模块的输入端相连，数据采集模块还与总控制模块具有通讯连接；

总控模块的控制信号输出端与所述开关单元一和开关单元二相连。

所述开关单元一或开关单元二的结构为：

包括全控型开关器件绝缘栅双极型晶体管一、二，不可控半导体器件二极管一、二，缓冲电路一、二，及驱动电路一、二；

所述二极管一和绝缘栅双极型晶体管一反向并联、再并接缓冲电路一；所述驱动电路一连接所述绝缘栅双极型晶体管一的G极，构成以二极管一正极方向为接口A、负极方向为连接点一的子电路一；

所述二极管二和绝缘栅双极型晶体管二反向并联、再并接缓冲电路二；所述驱动电路二连接所述绝缘栅双极型晶体管二的G极，正极构成以二极管二方向为接口B、负极方向为连接点二的子电路二；所述连接点一和连接点二相连；

所述驱动电路一和驱动电路二分别连接所述的总控模块的控制信号输出端。

还包括人机互动模块，所述人机互动模块通过串口和总控制模块进行通信，实时显示各路的电压电流有效值，通过人机互动模块对开关单元一或开关单元二进行参数设置和启停的控制。

本实用新型利用绝缘栅双极型晶体管代替或改造传统的机械切换开关或半控型开关器件，与机械开关和现有的采用半控型器件作为开关单元本体的多电源切换开关相比，本实用新型的开关单元本体采用的绝缘栅双极型晶体管是全控型电力电子器件，器件的通断均可控，不论通过开关的电流是否过零，均能实时的控制其断开，这会大大提高其切换速度；且不会出现机械开关通断时引起的起弧现象，抑制环流的产生，延长了开关的使用寿命，加上精确的控制系统，可以使双电源间的切换时间控制在毫秒级，几乎可以实现双电源间的“无缝隙”切换，满足敏感和关键负荷对供电可靠性和电能质量的苛刻要求，极大的降低了供电电源电压暂降、短时电压中断等问题对负荷造成的严重影响，保证供电系统安全稳定运行。本实用新型的电源切换时间达到毫秒级，可实现无缝切换，快速性和暂态特性都很理想，切实满足了敏感和关键负载对供电可靠性和电能质量的苛刻要求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，

图2是本实用新型中开关单元的结构原理图；

图中10是接口A，11是绝缘栅双极型晶体管一，12是二极管一，13是连接点一，