本發(fā)明涉及電子開關(guān)領(lǐng)域，尤其涉及一種固態(tài)開關(guān)的快速切換控制方法。

背景技術(shù)：

隨著精細(xì)工業(yè)的發(fā)展，對電能質(zhì)量的要求越來越高,而電能質(zhì)量的首要問題是電壓跌落，電壓跌落給汽車行業(yè)及其它行業(yè)造成了巨大的損失，因此，電壓跌落與中斷已上升為最重要的電能質(zhì)量問題之一，已成為全社會對供電質(zhì)量提出的新挑戰(zhàn)。目前在電能質(zhì)量控制技術(shù)中，電力電子裝置以其快速可控的特性越來越發(fā)揮著重要作用。國內(nèi)外已發(fā)開了許多的裝置，包括有源濾波器、固態(tài)電子轉(zhuǎn)換開關(guān)、動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器等，其中，固態(tài)電子轉(zhuǎn)換開關(guān)是性價(jià)比最高的方案。

固態(tài)電子開關(guān)的切換方式通常有過零切換和強(qiáng)迫切換兩種。過零切換方式是指在主電源側(cè)關(guān)斷后才出發(fā)備用側(cè)晶閘管的切換方法，實(shí)際上是一種“接通前斷開(Break Before Make)”的切換方式，可以最大程度地避免兩個(gè)電源的并聯(lián)運(yùn)行，但是這種方法的缺點(diǎn)是切換時(shí)間太長。強(qiáng)迫切換是一種“斷開前接通”的切換方式，強(qiáng)迫切換時(shí)，兩側(cè)晶閘管之間是否產(chǎn)生環(huán)流與切換時(shí)連個(gè)電源的電壓大小、相位，電流的方向及控制系統(tǒng)所采用的控制算法有關(guān)。強(qiáng)迫切換從原理上可以實(shí)現(xiàn)固態(tài)電子開關(guān)的快速切換，但由于實(shí)際中電流傳感器的測量精度是有限的，較難精確測量小至晶閘管維持電流值，因此在電流很小時(shí)，電流方向是無法準(zhǔn)確測量的，若切換錯(cuò)誤會導(dǎo)致電源之間產(chǎn)生較大環(huán)流。

因此，在固態(tài)電子開關(guān)組成的雙電源切換系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)固態(tài)開關(guān)快速切換且電流沖擊小，開關(guān)的快速切換控制技術(shù)顯得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種固態(tài)開關(guān)的快速切換控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中固態(tài)電子開關(guān)切換時(shí)間過長及由于電流傳感器的測量精度有限導(dǎo)致容易切換錯(cuò)誤的技術(shù)問題。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種固態(tài)開關(guān)的快速切換控制方法，包括：

第一電源、第二電源和敏感負(fù)載；

第一電源通過兩個(gè)正反向并聯(lián)的第一晶閘管和第二晶閘管與敏感負(fù)載串聯(lián)，并向敏感負(fù)載供電；

第二電源通過兩個(gè)正反向并聯(lián)的第三晶閘管和第四晶閘管與敏感負(fù)載串聯(lián)；

快速切換控制方法步驟包括：

S1、設(shè)定電壓投切安全區(qū)，電壓投切區(qū)需滿足預(yù)置條件一或預(yù)置條件二，預(yù)置條件一包括：公式一和公式二，公式一具體為：

$\stackrel{\·}{U}\>0;$

公式二具體為：

U₁＜U＜0；

預(yù)置條件二包括：公式三和公式四，公式三具體為：

$\stackrel{\·}{U}\<0;$

公式四具體為：

0＜U＜U₂；

其中，為第三晶閘管和第四晶閘管兩端電壓斜率，用于判斷電壓升降趨勢，U為第三晶閘管和第四晶閘管兩端電壓值；U₁為第一閾值電壓，U₂為第二閾值電壓；

S2、第一電源側(cè)發(fā)生電壓暫降時(shí)，關(guān)閉第一晶閘管和第二晶閘管的觸發(fā)信號，并判斷U是否處于電壓安全投切區(qū)，若是，則投入第二電源，否則，繼續(xù)等待直到U處于電壓安全投切區(qū)。

可選地，第一電源為主供電源或備用電源；

第二電源為備用電源或主供電源。

可選地，第一閾值電壓和第二閾值電壓根據(jù)傳感器精度、信號調(diào)理電路精度及投切速度進(jìn)行設(shè)置。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種固態(tài)開關(guān)的快速切換控制方法，包括：第一電源、第二電源和敏感負(fù)載；第一電源通過兩個(gè)正反向并聯(lián)的第一晶閘管和第二晶閘管與敏感負(fù)載串聯(lián)，并向敏感負(fù)載供電；第二電源通過兩個(gè)正反向并聯(lián)的第三晶閘管和第四晶閘管與敏感負(fù)載串聯(lián)；快速切換控制方法步驟包括：S1、設(shè)定電壓投切安全區(qū)，電壓投切區(qū)需滿足預(yù)置條件一或預(yù)置條件二，預(yù)置條件一包括：公式一和公式二；預(yù)置條件二包括：公式三和公式四；S2、第一電源側(cè)發(fā)生電壓暫降時(shí)，關(guān)閉第一晶閘管和第二晶閘管的觸發(fā)信號，并判斷U是否處于電壓安全投切區(qū)，若是，則投入第二電源，否則，繼續(xù)等待直到U處于電壓安全投切區(qū)，并通過在電壓安全區(qū)投切加快故障側(cè)晶閘管關(guān)斷，解決了現(xiàn)有技術(shù)中固態(tài)電子開關(guān)切換時(shí)間過長及由于電流傳感器的測量精度有限導(dǎo)致容易切換錯(cuò)誤的技術(shù)問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種固態(tài)開關(guān)的快速切換控制方法的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種固態(tài)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種固態(tài)開關(guān)的快速切換控制的電壓投切安全區(qū)域和危險(xiǎn)投切區(qū)域。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種固態(tài)開關(guān)的快速切換控制方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中固態(tài)電子開關(guān)切換時(shí)間過長及由于電流傳感器的測量精度有限導(dǎo)致容易切換錯(cuò)誤的技術(shù)問題。

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種固態(tài)開關(guān)的快速切換控制方法，包括：

第一電源、第二電源和敏感負(fù)載；

第一電源通過兩個(gè)正反向并聯(lián)的第一晶閘管和第二晶閘管與敏感負(fù)載串聯(lián)，并向敏感負(fù)載供電；

第二電源通過兩個(gè)正反向并聯(lián)的第三晶閘管和第四晶閘管與敏感負(fù)載串聯(lián)；

快速切換控制方法步驟包括：

S1、設(shè)定電壓投切安全區(qū)，電壓投切區(qū)需滿足預(yù)置條件一或預(yù)置條件二，預(yù)置條件一包括：公式一和公式二，公式一具體為：

$\stackrel{\·}{U}\>0;$

公式二具體為：

U₁＜U＜0；

預(yù)置條件二包括：公式三和公式四，公式三具體為：

$\stackrel{\·}{U}\<0;$

公式四具體為：

0＜U＜U₂；

其中，為第三晶閘管和第四晶閘管兩端電壓斜率，用于判斷電壓升降趨勢，U為第三晶閘管和第四晶閘管兩端電壓值；U₁為第一閾值電壓，U₂為第二閾值電壓；

S2、第一電源側(cè)發(fā)生電壓暫降時(shí)，關(guān)閉第一晶閘管和第二晶閘管的觸發(fā)信號，并判斷U是否處于電壓安全投切區(qū)，若是，則投入第二電源，否則，繼續(xù)等待直到U處于電壓安全投切區(qū)。

進(jìn)一步地，第一電源為主供電源或備用電源；

第二電源為備用電源或主供電源。

進(jìn)一步地，第一閾值電壓和第二閾值電壓根據(jù)傳感器精度、信號調(diào)理電路精度及投切速度進(jìn)行設(shè)置。

需要說明的是，電壓投切安全區(qū)域是指在電流很小時(shí)，電流方向和過零狀態(tài)不確定的情況下，在該電壓區(qū)域內(nèi)投入備用側(cè)電源可以強(qiáng)迫主供電源側(cè)晶閘管關(guān)斷，安全快速的恢復(fù)負(fù)載供電。假定敏感負(fù)載由主供電源側(cè)供電，若滿足公式一和公式二，即備用側(cè)電源晶閘管兩端電壓的斜率大于0且備用側(cè)電源晶閘管兩端電壓小于0且大于設(shè)定的第一閥值電壓，如圖3中的K1N區(qū)域；若滿足公式三和公式四，即備用側(cè)電源晶閘管兩端電壓的斜率小于0且備用側(cè)電源晶閘管兩端電壓大于設(shè)定的第二閥值電壓，如圖3中的K2P區(qū)域。其中為第三晶閘管和第四晶閘管兩端電壓斜率，用于判斷電壓升降趨勢，U為第三晶閘管和第四晶閘管兩端電壓值；U₁為第一閾值電壓，U₂為第二閾值電壓。圖3中的K1N區(qū)域和K2P即為電壓投切安全區(qū)。反之，圖3中K1P區(qū)域和K2N區(qū)域?yàn)殡妷和肚形ｋU(xiǎn)區(qū)。

若主供電源側(cè)發(fā)生電壓暫降，則關(guān)閉主供電源側(cè)晶閘管觸發(fā)信號，并開始判斷U是否處于安全投切區(qū)，若是，即在該區(qū)域內(nèi)投入備用側(cè)電源，否則，繼續(xù)等待直到電壓處于安全投切區(qū)然后投入備用側(cè)電源。具體的投切過程如下：

假定敏感負(fù)荷由圖2中主供側(cè)電源供電，若主供側(cè)電流為正向時(shí)，即由電源流向負(fù)載，第一晶閘管(MP)導(dǎo)通，當(dāng)檢測到備用側(cè)電源兩端電壓在電壓安全投切區(qū)K1N區(qū)域時(shí)，投入備用側(cè)的晶閘管，第四晶閘管(AN)先導(dǎo)通，雖然投錯(cuò)晶閘管，但是由于電壓很快由負(fù)變成正向，第四晶閘管承受反壓而關(guān)斷，不會產(chǎn)生很大的沖擊，隨后第三晶閘管(AP)導(dǎo)通，強(qiáng)迫第一晶閘管關(guān)斷；當(dāng)檢測到備用側(cè)電源兩端電壓在K2P區(qū)域時(shí)，投入備用側(cè)的晶閘管，第三晶閘管先導(dǎo)通，此時(shí)可強(qiáng)迫第一晶閘管關(guān)斷，合理選擇參數(shù)可以保證關(guān)斷第一晶閘管。若主供電源側(cè)電流為負(fù)向時(shí)，即由負(fù)載流向電源，第二晶閘管(MN)導(dǎo)通，當(dāng)檢測到電壓在K1N區(qū)域時(shí)，投入備用側(cè)晶閘管，第四晶閘管先導(dǎo)通，此時(shí)可強(qiáng)迫第二晶閘管關(guān)斷，合理選擇參數(shù)可以保證短時(shí)間關(guān)斷第二晶閘管；當(dāng)檢測到電壓在K2P區(qū)域時(shí)，投入備用側(cè)晶閘管，第三晶閘管先導(dǎo)通，不會產(chǎn)生很大的換流，隨后第四晶閘管導(dǎo)通，強(qiáng)迫第二晶閘管關(guān)斷。若電壓處在電壓危險(xiǎn)投切區(qū)域，若強(qiáng)行投入備用側(cè)電源，則會在主供側(cè)電源和備用側(cè)電源會產(chǎn)生較大的環(huán)流。

若敏感負(fù)荷由備用側(cè)電源供電，步驟與以上步驟類似，此處不再贅述。

其中，如圖2所示，主供側(cè)電源與第一晶閘管、第二晶閘管之間以及備用側(cè)電源與第三晶閘管、第四晶閘管間均設(shè)置有邏輯控制電路，主要用于判斷電壓暫降并根據(jù)條件選擇是否觸發(fā)晶閘管。

所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的系統(tǒng)，裝置和單元的具體工作過程，可以參考前述方法實(shí)施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。