[发明专利]一种交流电子开关装置

说明书

本发明公开一种交流电子开关装置，包括一个开关模组（1），一个吸收电路（2），一个放电电路（3）及控制器（15）。所述开关模组（1）用于对交流电流进行通断快速切换，而吸收电路（2）、放电电路（3）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。控制器（15）与上位机通讯，用于控制上述各部分功能的正常工作。本发明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

本发明属于电气工程技术领域 ，尤其涉及一种可快速开通、关断的交流电子开关装置。

背景技术

交流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。交流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。

如图3所示的已有技术，虽然电路简单，但当发生过流、短路等故障，而开关需要关断时，其中的RC吸收电路难以完全吸收感应电压，因此增加MOV器件，如压敏电阻等，而此类防浪涌保护器件可靠性较低，在冲击能量大或者多次冲击是会失效，致使装置的寿命、可靠性下降。

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

本发明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。

本发明的一种交流电子开关装置，包括一个开关模组（1），所述开关模组（1）包含一个电源输入端口A、一个输出端口B及一个中点端口（Z），所述开关模组用于开通或切断输入端口A和输出端口B之间的交流电流通路；

还包括一个吸收电路（2），其与所述开关模组（1）的所述输入端口A、输出端口B、中点端口（Z）及电源N线连接，所述吸收电路（2）内部包含有可储存电能的电容器，用于吸收开关模组（1）关断过程中回路电感中的电能；

还包括一个放电电路（3），其与所述吸收电路（2）的正（+）负（-）端连接，用于保护吸收电路（2）及开关模组（1），避免其由于电压过高而损坏；

还包括一个控制器（15），其与所述开关模组（1）、吸收电路（2）、放电电路（3）信号连接；所述控制器（15）根据接收外部开关操作信号，对开关模组（1）进行通断操作，同时，所述控制器（15）检测所述吸收电路（2）的正（+）负（-）端电压，当电压超过一个设定值时，对所述放电电路（3）发出放电指令，直至所述吸收电路（2）的正（+）负（-）端电压不超过设定值。

本发明的一种交流电子开关装置，所述的开关模组（1）包括反向共源极串联的半导体开关器件（4），其两端分别与输入端口A和输出端口B连接，其中点与所述中点端口（Z）连接，并与与所述吸收电路（2）连接；所述反向串联的半导体开关器件（4）用于切断或连通输入端口A和输出端口B间双向流动的电流，所述半导体开关器件（4）可以是逆导型功率半导体器件IGBT、MOSFET、或IGCT的一种。