[发明专利]一种三选一负荷切换开关模块

说明书

技术领域

本发明涉及一种三选一负荷切换开关模块，属电力电子开关技术领域。

背景技术

在电力系统及工业控制领域，经常需要把单相负荷随时切换到A、B、C三相中的某一相，公开号CN 103545826公开的一种低压电力负荷智能分配系统及其分配方法所涉及的三相负荷不平衡治理，就需要这种开关模块。

为了提高单相用电设备电源的可靠性，可能需要多个电源作为备用，其中也需要用到该类的开关模块。

在变压器调压设备中，为了能使用电负荷电源电压稳定，需要不断调整电源抽头，其中也需要该类开关。

对于负荷切换开关，其技术条件必须满足：

1、换相过程中，停电时间尽可能短，最好低于20ms，使用电设备在电源切换时不会重启动；

2、任何时候都不会发生短路及失压现象；

3、使用寿命长，在全温范围内、额定负荷下至少要保证10万次的寿命；

4、切换容量大；

5、自身功耗低，体积小。

能满足上述苛刻要求的开关，国内外尙未见过报道或产品运用。显然，研制三选一负荷切换开关模块，对于工业控制领域意义非常重大。

发明内容

本发明的目的是，根据现有电力设备的需求，公开一种三选一负荷切换开关模块。

实现本发明的技术方案是：

本发明一种三选一负荷切换开关模块，由CPU及驱动电路、开关器件J1、开关器件J2 ，对应于开关器件J1和开关器件J2的位置检测电路1和位置检测电路2，开关器件J3及其位置检测电路3，可控硅，电阻R及电容C、通讯接口，电压检测电路和负载构成。位置检测电路1连接到CPU及驱动电路的W1端，位置检测电路2连接到CPU及驱动电路的W2端，位置检测电路3连接到CPU及驱动电路的W3端。开关器件J1的线圈L11、L12分别连接到CPU及驱动电路的J11、J12端，开关器件J2的线圈L21、L22分别连接到CPU及驱动电路的J21、J22端；开关器件J3的线圈L31连接到CPU及驱动电路的J31端。开关器件J1的Z1端连接J2的Y2端，开关器件J2的Z2端连接开关器件J3的X3端；负载两端分别连接Z3和零线UN；电阻R和电容C串联后与可控硅并联于Z3与X3之间，可控硅的控制端连接到CPU及驱动电路的G1端；电压检测电路分别连接负载和CPU及驱动电路的YJ端。

所述的CPU及驱动电路是本发明的计算机芯片，用于检测、计算、控制。

所述开关器件J1是双稳态磁保持一转换开关，所述开关器件J2 是双稳态磁保持一转换开关，JI和J2是本发明实现负荷切换的磁保持转换开关器件；开关器件J3是双稳态磁保持开关器件或单稳态常闭开关器件。

所述的位置检测电路1、位置检测电路2、位置检测电路3是同步反映J1、J2和J3当前所在位置的检测电路。

所述开关器件J3与可控硅一起构成复合开关的电子元件。选用一个开关器件J3与可控硅构成复合开关，且与J2形成级联，能保证开关器件J1和开关器件J2在执行切换动作时，在无负荷或低负荷状态下工作。

所述的电阻R及电容C是用于在复合开关动作时，消除由于感性负载断电瞬间产生高电压的消弧电路。

所述电压检测是用于检测负载是否带电的电路，它可以保证在正常工作状态下，负载不会失电。

所述通讯接口是本发明三选一负荷切换开关模块与外部的通讯接口，用于执行外部设备给本模块下达的命令。

本发明所使用的切换开关器件J1和开关器件J2是磁保持的双稳态一转换开关，其特点是：任何时候都有一对接点且只有一对接点是接通的，即：不是Z-X接通就是Z-Y接通，没有中间状态。在没有外界电源加到其上的线圈L11或L12、L21 L22时，它一直保持在这个状态，且L11或L12、L21 L22不需要励磁，也即不需要能源，从而保证了本发明在正常工作时功耗很小。

从附图中可以看出，不论与J1和J2的控制电路发生什么样的变化，或者说出了什么故障，开关器件J1与开关器件J2级联的连接方式决定了开关器件J2的Z2只能与UA或UB或UC中的一个接通且一定有一个接通，这种结构保证了三选一开关选择的唯一性。