[发明专利]一种可物理断开的复合直流开关及开关方法

说明书

本发明公开了一种可物理断开的复合直流开关及开关方法，该直流开关包括时序控制电路、主接触器J1、辅接触器J2和固体开关S1，所述时序控制单路输出的时序控制信号输入所述主接触器J1的线圈、所述辅接触器J2的线圈以及固体开关S1；所述主接触器J1的第一静触点和所述辅接触器J2的第一静触点连接，所述主接触器J1的第二静触点通过所述固体开关S1与所述辅接触器J2的第二静触点连接；所述主接触器J1的第一静触点和第二静触点为该直流开关的两个输出端，用于连接负载。该发明公开的技术方案实现了无触点切换，避免了直流高压接触器释放时的拉弧现象，显著提高开关通过电流的能力、延长开关寿命。

技术领域

本发明涉及一种开关以及开关方法，尤其是涉及一种可物理断开的复合直流开关及开关方法。

背景技术

直流开关又称为直流快速开关或直流快速自动开关，它是一种操作和保护，能对直流额定电压600～1500V电路中直流电机、整流机组和直流馈线等进行分闸、合闸操作，并在短路、过载、逆流(反向)时起保护跳闸作用。

直流开关导通开断过程中，将会产生直流电弧，该电弧电流在时间上不超过零点，属于非周期变化的，因而直流电弧的熄灭上较交流电弧困难。一般来说，熄灭直流电弧的直流开关在速度上有较高的要求，目的是为了加速断开短路或过负荷的直流电流所产生的电弧。

目前直流开关一般采用电磁接触器和固体功率开关，其中电磁接触器闭合时触点接通电压降小，断开时可实现物理断开等优点；但电磁接触器在导通和断开过程中易拉弧，分断直流电压越高，拉弧越严重；且有电火花，寿命较低等缺点。固体功率开关具有无触点切换，无拉弧，无电火花，长寿命等优点，但固体功率开关在接通电压降大于电磁接触器，关断状态存在漏电流等缺点，且固体功率开关工作过程中需外加散热器，导致直流开关的结构复杂。

发明内容

为了解决现有固体功率开关和电磁接触器作为直流开关所存在的问题，本发明在此的目的在于提供一种可物理断开的复合直流开关，该直流开关可物理断开，实现无触点切换，实现开关接通后的低接通电压降及关断后的物理断开。

在此，本发明的目的还在于提供一种可物理断开的复合直流开关的开关方法。该方法用固体功率开关元件接通或断开负载，实现无触点切换；用接触器(机械开关)承担开关动作之后的稳态过程，实现开关接通后的低接通电压降及关断后的物理断开。

本发明所提供的可物理断开的复合直流开关包括时序控制电路、主接触器J1、辅接触器J2和固体开关S1，所述时序控制单路输出的时序控制信号输入所述主接触器J1的线圈、所述辅接触器J2的线圈以及固体开关S1；所述主接触器J1的第一静触点和所述辅接触器J2的第一静触点连接，所述主接触器J1的第二静触点通过所述固体开关S1与所述辅接触器J2的第二静触点连接；所述主接触器J1的第一静触点和第二静触点为该直流开关的两个输出端，用于连接负载。

该直流开关结合了接触器和固态开关元件，故该直流开关综合电磁接触器和固体开关元件的优点，实现了无触点切换，提高了接触器通过电流的能力，避免了接触器触点粘连、烧蚀，延长了接触器寿命；固体开关无需外加散热器；避免了固体功率开关的漏电流对应用电路的影响。此外，该直流开关还避免了直流高压接触器释放时的拉弧现象，提高了开关通过电流的能力、延长开关寿命；释放后由接触器承受电压，处于完全断开状态，实现了复合接触器吸合和释放的无触点切换及释放后的物理断开。

具体的，所述固体开关S1为固态接触器，所述该固态接触器受所述时序控制电路输出的时序信号控制导通、截止。

具体的，所述固体开关S1包括三极管Q和隔离驱动电路，所述三极管Q的电源端接所述辅接触器J2的第二静触点，所述三极管Q的控制端连接至所述隔离驱动电路的输出端，所述三极管Q的低电源端连接至所述主接触器J1的第二静触点；所述隔离驱动电路受所述时序控制电路输出的时序信号控制其输出使所述三极管Q的导通、截止。