[实用新型]一种电力电子开关装置

说明书

本实用新型公开一种电力电子开关装置，包括一个开关模组（1），一个储能电路（2），一个过压保护电路（5）及控制单元（3）。所述开关模组（1）用于对交流电流进行通断快速切换，而储能电路（2）、过压保护电路（5）则实现对其关断时的能量进行吸收，并保护开关模组（1）的正常工作。控制单元（3）通过IO与上位机通讯，用于控制上述各部分功能的正常工作。本实用新型的一种电力电子开关装置结构简单、成本低、损耗小、可靠性高、开关速度快。

技术领域

本实用新型属于电气工程技术领域，尤其涉及一种可快速开通、关断的电力电子开关装置。

背景技术

电力电子开关也称固态电子开关，其可对交流电流的通断进行控制，应用中较多使用晶闸管并联实现，如图1所示。电力电子开关可方便地通过弱电信号控制，如用MCU来进行控制，非常方便应用于多种场合，并有很好的应用前景。

使用晶闸管反并联构成的固态开关，虽然具有高电压、大电流的优点，但其无法通过弱电信号控制其关断，因此在需要快速关断的场合，其使用受到很大局限。

已公开专利201310260839.4公开了一种基于IGBT的电子开关，如图2所示，其可快速实现电流的双向切断、导通，但每组开关需要2只电容器及2只放电电阻，若以其组成多路开关(如常用的三相开关)，则需要2倍开关数量的电容器及电阻器，因此器件数量多，成本高，且其需要引出开关中点，线路复杂，从而影响装置的可靠性；另外，其电容器电压不可控，当开关处于导通状态时，电容逐步放电至零电压，而当开关再次关断时，主回路电流会继续流经电容器，对电容从零电压开始充电，因此该公开技术的关断时间较长，无法实现快速关断。

由此可见，现有技术中的固态电子开关电路结构还存在结构复杂、成本高、可靠性低、速度较慢等不够理想的问题。有鉴于现有固态电子开关存在的不足，有必要对其进行改进。

发明内容

本实用新型旨在设计一种结构简单、成本低、损耗小、可靠性高、开关速度快的电力电子开关装置。

本实用新型设计的一种电力电子开关装置，其包括一个开关模组(1)，其包含三路输入端口和三路输出端口，用于开通或切断输入端口到输出端口的电流通路；

还包括一个储能电路(2)，其与所述开关模组(1)的输入及输出端口连接，用于存储开关模组(1)切换过程中，储存于回路电感中的电能；

还包括一个过压保护电路(5)，其与所述储能电路(2)连接，用于保护储能电路(2)及开关模组(1)，避免其由于电压过高而损坏；

还包括一个控制单元(3)，其分别与所述开关模组(1)、储能电路(2)、过压保护电路(5) 连接，并通过IO与上位机通讯，用于控制上述各部分功能的正常工作。

本实用新型设计的一种电力电子开关装置，所述的开关模组(1)包括：多组反向串联的半导体开关器件(4)，每组反向串联的半导体开关器件(4)的两端，分别与输入及输出端口连接，用于切断或导通输入、输出端口间双向流动的电流，所述反向串联的半导体开关器件(4)是可关断型功率半导体器件IGBT、MOSFET、或IGCT中的一种。

本实用新型设计的一种电力电子开关装置，所述的开关模组(1)包括：多组反向并联的半导体开关器件(11)，每组反向并联的半导体开关器件(11)的两端，分别与输入及输出端口连接，用于切断或导通输入、输出端口间双向流动的电流，所述反向并联的半导体开关器件(11)是逆止型功率半导体器件IGBT、MOSFET、或IGCT中的一种。

本实用新型设计的一种电力电子开关装置，所述的储能电路(2)包括多组两两串联连接的二极管(6)，串联连接的二极管(6)中点分别与输入端口、输出端口连接，用于将各端口流入的电流转变为单方向电流；还包括一个电容器(7)，其两端分别与串联连接的二极管(6)的正负两端连接，用于存储经二极管流入的电能。