[发明专利]混合式直流接触器及其在线诊断系统

说明书

本发明涉及一种混合式直流接触器，包括：触点开关，所述触点开关能提供第一电流路径；固态开关，所述固态开关能提供与所述第一电流路径并联的第二电流路径；控制电路，所述控制电路能够设置用于根据外部信号来操控所述触点开关和/或固态开关，其中，所述控制电路包括：至少一个电压采集模块，所述电压采集模块能够设置用于采集关于触点开关的电压、特别是在触点开关上的电压；第一操控模块，所述第一操控模块能够设置用于在通过电压采集模块采集到的电压达到第一阈值的情况下导通所述固态开关。由此能够实现一种功率损耗较低、可靠的混合式直流接触器。此外，本发明还涉及一种用于混合式接触器的在线诊断系统。

技术领域

本发明涉及一种混合式直流接触器。所述混合式直流接触器包括触点开关和固态开关，其中，触点开关与固态开关并联连接。此外，本发明还涉及一种在线诊断系统和一种在线诊断方法。进一步，本发明还涉及一种车辆，所述车辆包括混合式直流接触器及其在线诊断系统。

背景技术

直流接触器广泛地应用于电气工业场合。典型地，利用直流接触器——具体而言，通过控制直流接触器的触点的开合——来实现在直流电源与电气负载之间的电流路径的接通和断开。然后，传统的直流接触器存在着一系列缺陷，其中，触点弹跳、触点粘连是影响其性能的主要因素，特别是在触点发生粘连的情况下可能会发生设备失控、甚至还会造成机械事故和人身伤害事故。因此，排除或降低触点粘连风险、诊断当前触点粘连情况都是亟待解决的技术问题。

已知的产生触点粘连的主要原因是电弧或者说电火花。通常在断开或接通电路时，只要触点之间的电压超过一定阈值、例如15V，被断开或接通的电流超过一定阈值、例如0.5A，那么在触点间隙中就会产生很大的浪涌电流导致触点粘连，这就是电弧。目前，用于控制电弧所花费的成本要占据整个直流接触器成本的50％左右，可见触点粘连问题的解决是意义极其重大的。

此外，排除或降低触点粘连风险的途径之一就是对接触器进行离线诊断。这需要事先对系统进行断电，然后对触点是否粘连予以诊断。这即不能充分保证触点的实时可靠性，也需要额外耗时耗力的工作，而且也不利于用户体验。

发明内容

本发明的任务是：提供一种功率损耗较低、可靠的混合式直流接触器。

按照本发明的第一方面，所述任务通过一种混合式直流接触器得到解决。所述混合式直流接触器包括：触点开关、优选是电磁式触点开关，所述触点开关能提供第一电流路径；固态开关、优选是半导体开关，所述固态开关能提供与所述第一电流路径并联的第二电流路径；控制电路，所述控制电路包括：至少一个电压采集模块，所述电压采集模块能够设置用于采集关于触点开关的电压、特别是在触点开关上的电压；第一操控模块，所述第一操控模块能够设置用于在通过电压采集模块采集到的电压达到第一阈值的情况下导通所述固态开关。

在此，所述触点开关(也可以称为继电器或者接触器)可以是一种电磁式触点开关，电磁式触点开关一般由铁芯、线圈、衔铁、触点等组成。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点吸合。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。这种电磁式触点开关的开合速度通常是较慢的(因为在动触点与静触点之间通常会发生机械式弹跳从而导致开合过程一般较长)。如果观察触点开合过程，就会发现在触点弹跳期间将产生瞬间大电流、也称为浪涌电流。这对触点开关自身、乃至整个电气系统都是有安全隐患的。为了能够降低触点粘连的风险，给直流接触器并联一个固态开关(也称为无触点开关)，使得在需要断开直流接触器之前首先导通固态开关，从而使得直流接触器触点两端的电压被钳位在固态开关的导通电压下，然后才断开直流接触器。这样，由于被钳位后触点两端的电压较小(通常在0.7V至2V之间)，因此能够有效地防止电弧形成。最终，固态开关在触点可靠地断开之后才被关断。对于闭合过程也可以类似方式实现。