本實(shí)用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及并網(wǎng)開關(guān)電路。

背景技術(shù)：

并網(wǎng)逆變器的輸出側(cè)經(jīng)過并網(wǎng)開關(guān)電路接入電網(wǎng)。目前，中、小功率的并網(wǎng)逆變器均采用繼電器構(gòu)建并網(wǎng)開關(guān)電路，而且為了滿足國(guó)家對(duì)并網(wǎng)逆變器的安全要求，并網(wǎng)開關(guān)電路在設(shè)計(jì)時(shí)要求采用至少兩個(gè)繼電器(一般為兩個(gè))串聯(lián)的冗余結(jié)構(gòu)，如圖1所示(圖1僅以一種應(yīng)用于單相電力系統(tǒng)的具有K1、K2兩個(gè)繼電器的并網(wǎng)開關(guān)電路作為示例)。

但由于繼電器本身不具備滅弧裝置，所以繼電器在觸點(diǎn)兩端電壓較大的情況下閉合，或者在有大電流流過的情況下斷開時(shí)，繼電器的觸點(diǎn)上會(huì)產(chǎn)生明顯拉弧現(xiàn)象，既妨礙了電路及時(shí)可靠地分?jǐn)?，又?huì)使繼電器的觸頭受到損傷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了并網(wǎng)開關(guān)電路，以避免構(gòu)成并網(wǎng)開關(guān)電路的繼電器在斷開或閉合時(shí)產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象。

一種并網(wǎng)開關(guān)電路，包括設(shè)置在單相并網(wǎng)逆變器的輸出側(cè)與電網(wǎng)之間的至少兩個(gè)繼電器，此外，所述并網(wǎng)開關(guān)電路還包括：雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件；

其中，所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的任意一個(gè)繼電器與所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件并聯(lián)后再與所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的其他繼電器串聯(lián)，或者，由所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的部分繼電器構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)與所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件并聯(lián)后再與所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的其他繼電器串聯(lián)；

所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通角度不得超出預(yù)設(shè)值。

其中，每一個(gè)所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件為一個(gè)雙向可控硅；

或者，每一個(gè)所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件由兩個(gè)反向串聯(lián)的MOSFET構(gòu)成；

或者，每一個(gè)所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件由兩個(gè)反向串聯(lián)的帶反并聯(lián)二極管的IGBT構(gòu)成。

一種并網(wǎng)開關(guān)電路，包括設(shè)置在三相并網(wǎng)逆變器的A相輸電線路上的至少兩個(gè)繼電器，設(shè)置在所述三相并網(wǎng)逆變器的B相輸電線路上的至少兩個(gè)繼電器，以及設(shè)置在所述三相并網(wǎng)逆變器的C相輸電線路上的至少兩個(gè)繼電器，此外，所述并網(wǎng)開關(guān)電路還包括：三個(gè)雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件，分別設(shè)置在所述三相并網(wǎng)逆變器的A、B、C相輸電線路中的不同相上；

其中，每一個(gè)所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件在對(duì)應(yīng)輸電線路上的設(shè)置方式，都包括：所述輸出線路上的任意一個(gè)繼電器與所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件并聯(lián)后再與本輸出線路上的其他繼電器串聯(lián)，或者，由所述輸出線路上的部分繼電器構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)與所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件并聯(lián)后再與本輸出線路上的其他繼電器串聯(lián)；

而且，所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通角度不得超出預(yù)設(shè)值。

其中，每一個(gè)所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件為一個(gè)雙向可控硅；

或者，每一個(gè)所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件由兩個(gè)反向串聯(lián)的MOSFET構(gòu)成；

或者，每一個(gè)所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件由兩個(gè)反向串聯(lián)的帶反并聯(lián)二極管的IGBT構(gòu)成。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型將并網(wǎng)開關(guān)電路中的任意一個(gè)繼電器(或由部分繼電器構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu))與雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa并聯(lián)后，再與所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的其他繼電器串聯(lián)，并將Sa的導(dǎo)通角度設(shè)置為一較小值以使得Sa的導(dǎo)通壓降、導(dǎo)通電流很小?；诖穗娐方Y(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員只要將Sa的導(dǎo)通和關(guān)斷動(dòng)作恰當(dāng)?shù)拇┎逶跀嚅_/閉合各個(gè)繼電器的過程中，就可以避免各個(gè)繼電器在斷開或閉合時(shí)產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)公開的一種并網(wǎng)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于單相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的又一種應(yīng)用于單相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的又一種應(yīng)用于單相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的一種應(yīng)用于三相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的又一種應(yīng)用于三相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的又一種應(yīng)用于三相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的一種雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例公開的又一種雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(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他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

參見圖2，本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種并網(wǎng)開關(guān)電路，當(dāng)其應(yīng)用于單相電力系統(tǒng)時(shí)，除了包括設(shè)置在單相并網(wǎng)逆變器的輸出側(cè)與電網(wǎng)之間的兩個(gè)繼電器K1、K2，還包括：雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa；

具體的，所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的一個(gè)繼電器(比如說是繼電器K2)與雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa并聯(lián)后再與另一繼電器串聯(lián)；而且，雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa的導(dǎo)通角度不得超出預(yù)設(shè)值。

其中，設(shè)置雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa的導(dǎo)通角度不得超出預(yù)設(shè)值，是為了保證雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa在電網(wǎng)電壓過零點(diǎn)附近導(dǎo)通，以使得雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa的導(dǎo)通壓降、導(dǎo)通電流很小。

基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為避免構(gòu)成并網(wǎng)開關(guān)電路的繼電器K1、K2在斷開或閉合時(shí)產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的是，采用以下操作：

1)在需要閉合K1和K2時(shí)，首先閉合K1，隨后控制Sa導(dǎo)通，接下來(lái)閉合K2，最后控制Sa關(guān)斷即可。

上述操作可以避免K1和K2閉合瞬間產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象，具體分析如下：K1閉合瞬間不會(huì)形成回路，所以不會(huì)造成K1的觸點(diǎn)上產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象；Sa導(dǎo)通瞬間K1已經(jīng)閉合，所以不會(huì)造成K1的觸點(diǎn)上產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象；Sa的導(dǎo)通壓降很小，即K2兩端電壓很小，所以K2閉合瞬間不會(huì)產(chǎn)生沖擊電流，不會(huì)造成K2的觸點(diǎn)上產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象。

2)在需要斷開K1和K2時(shí)，首先控制Sa導(dǎo)通，隨后斷開K2，接下來(lái)控制Sa關(guān)斷，最后斷開K1即可。

上述操作可以避免K1和K2斷開瞬間產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象，具體分析如下：Sa導(dǎo)通后，電流會(huì)在Sa和K2上分流，當(dāng)K2斷開時(shí)，電流全部流過Sa，Sa的導(dǎo)通壓降很小，即K2斷開時(shí)兩端電壓很小，所以K2斷開瞬間其觸點(diǎn)上不會(huì)產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象；Sa接受到斷開信號(hào)后，會(huì)在電流過零點(diǎn)自動(dòng)斷開，Sa斷開后，線路中沒有電流，這時(shí)K1再斷開屬于零電流斷開，所以K1的觸點(diǎn)上不會(huì)產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象。

當(dāng)然，現(xiàn)有的應(yīng)用于單相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路中也可能具有三個(gè)或三個(gè)以上的繼電器，為避免構(gòu)成各繼電器在斷開或閉合時(shí)產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象，本實(shí)用新型實(shí)施例還公開了如圖3和圖4所示方案，具體描述如下。

本實(shí)用新型實(shí)施例公開的另外一種并網(wǎng)開關(guān)電路，當(dāng)其應(yīng)用于單相電力系統(tǒng)時(shí)，除了包括設(shè)置在單相并網(wǎng)逆變器的輸出側(cè)與電網(wǎng)之間的至少三個(gè)繼電器(例如包括K1、K2和K3三個(gè)繼電器)，還包括：雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa；

其中，所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的任意一個(gè)繼電器(例如繼電器K2)與雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa并聯(lián)后再與所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的其他繼電器串聯(lián)，如圖3所示；或者，由所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的部分繼電器(例如繼電器K2和K3)構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)與雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa并聯(lián)后再與所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的其他繼電器串聯(lián)，如圖4所示；

而且，雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa的導(dǎo)通角度不得超出預(yù)設(shè)值。

基于圖3所示結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為避免構(gòu)成并網(wǎng)開關(guān)電路的繼電器K1、K2和K3在斷開或閉合時(shí)產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的是，采用以下操作：在需要閉合K1、K2和K3時(shí)，首先閉合K1和K3，隨后控制Sa導(dǎo)通，接下來(lái)閉合K2，最后控制Sa關(guān)斷；在需要斷開K1、K2和K3時(shí)，首先控制Sa導(dǎo)通，隨后斷開K2，接下來(lái)控制Sa關(guān)斷，最后斷開K1和K3。

與圖2相比，圖3對(duì)應(yīng)的操作只需將不與Sa構(gòu)成并聯(lián)結(jié)構(gòu)的繼電器(也就是圖3中的K1和K3)按照?qǐng)D2中K1的斷開時(shí)刻進(jìn)行斷開、按照?qǐng)D2中K1的閉合時(shí)刻進(jìn)行閉合即可，兩者工作原理相同，不再贅述。

基于圖4所示結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為避免構(gòu)成并網(wǎng)開關(guān)電路的繼電器K1、K2和K3在斷開或閉合時(shí)產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的是，采用以下操作：在需要閉合K1、K2和K3時(shí)，首先閉合K1，隨后控制Sa導(dǎo)通，接下來(lái)閉合K2和K3，最后控制Sa關(guān)斷；在需要斷開K1、K2和K3時(shí)，首先控制Sa導(dǎo)通，隨后斷開K2和K3，接下來(lái)控制Sa關(guān)斷，最后斷開K1。

與圖2相比，圖4對(duì)應(yīng)的操作只需將構(gòu)成所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)的繼電器(也就是圖3中的K2和K3)按照?qǐng)D2中K2的斷開時(shí)刻進(jìn)行斷開、按照?qǐng)D2中K2的閉合時(shí)刻進(jìn)行閉合即可，兩者工作原理相同，不再贅述。

由上可知，本實(shí)用新型各實(shí)施例將并網(wǎng)開關(guān)電路中的任意一個(gè)繼電器(簡(jiǎn)稱1類繼電器)或由部分繼電器(簡(jiǎn)稱1類繼電器)構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)與雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa并聯(lián)后再與所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的其他繼電器(簡(jiǎn)稱2類繼電器)串聯(lián)，并將Sa的導(dǎo)通角度設(shè)置為一較小值以保證Sa的導(dǎo)通壓降、導(dǎo)通電流很小?；诖?，本領(lǐng)域技術(shù)人員只要在需要閉合各個(gè)繼電器時(shí)，首先閉合2類繼電器，隨后控制Sa導(dǎo)通，接下來(lái)閉合1類繼電器，最后控制Sa關(guān)斷；在需要斷開各個(gè)繼電器時(shí)，首先控制Sa導(dǎo)通，隨后斷開1類繼電器，接下來(lái)控制Sa關(guān)斷，最后斷開2類繼電器，就可以避免各個(gè)繼電器在斷開或閉合時(shí)產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象。也就是說，只要將Sa的導(dǎo)通和關(guān)斷動(dòng)作恰當(dāng)?shù)拇┎逶跀嚅_/閉合各個(gè)繼電器的過程中，就可以避免各個(gè)繼電器在斷開或閉合時(shí)產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象。

此外，該發(fā)明構(gòu)思同樣適用于應(yīng)用于三相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路，具體請(qǐng)參見圖5、圖6和圖7。

參見圖5，本實(shí)用新型實(shí)施例公開的另一種并網(wǎng)開關(guān)電路，當(dāng)其應(yīng)用于三相電力系統(tǒng)時(shí)，除了包括設(shè)置在三相并網(wǎng)逆變器的A相輸電線路上的至少兩個(gè)繼電器，設(shè)置在所述三相并網(wǎng)逆變器的B相輸電線路上的至少兩個(gè)繼電器，以及設(shè)置在所述三相并網(wǎng)逆變器的C相輸電線路上的至少兩個(gè)繼電器(以每一相上均具有3個(gè)繼電器作為示例)，還包括：三個(gè)雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa1、Sa2和Sa3，Sa1、Sa2和Sa3分別設(shè)置在所述三相并網(wǎng)逆變器的A、B、C相輸電線路中的不同相上；

其中，每一個(gè)所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件在對(duì)應(yīng)輸電線路上的設(shè)置方式，都包括：所述輸出線路上的任意一個(gè)繼電器與所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件并聯(lián)后再與本輸出線路上的其他繼電器串聯(lián)(以每一相上均具有2個(gè)繼電器作為示例，對(duì)應(yīng)附圖如圖5所示；再以每一相上均具有3個(gè)繼電器作為示例，對(duì)應(yīng)附圖如圖6所示)，或者，由所述輸出線路上的部分繼電器構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)與所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件并聯(lián)后再與本輸出線路上的其他繼電器串聯(lián)(以每一相上均具有3個(gè)繼電器作為示例，對(duì)應(yīng)附圖如圖7所示)；而且所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通角度不得超出預(yù)設(shè)值。

圖5所示方案可以看作是將圖2所示方案分別應(yīng)用在三相并網(wǎng)逆變器的A、B、C相輸電線路中的每一相上，兩者工作原理相同，不再贅述。圖6所示方案可以看作是將圖3所示方案分別應(yīng)用在三相并網(wǎng)逆變器的A、B、C相輸電線路中的每一相上，兩者工作原理相同，不再贅述。圖7所示方案可以看作是將圖4所示方案分別應(yīng)用在三相并網(wǎng)逆變器的A、B、C相輸電線路中的每一相上，兩者工作原理相同，不再贅述。當(dāng)然，各相線上設(shè)置的繼電器個(gè)數(shù)也可以不相等。

本實(shí)用新型各實(shí)施例中公開的各個(gè)附圖僅以雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件采用雙向可控硅作為示例，但需要說明的是，本實(shí)用新型各實(shí)施例中所述的任意一個(gè)雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件，除了可以采用雙向可控硅外，也可以由兩個(gè)反向串聯(lián)的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET，金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)構(gòu)成，如圖8所示；也可以由兩個(gè)反向串聯(lián)的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極晶體管)(其中每個(gè)IGBT均并聯(lián)一顆反向二極管)構(gòu)成，如圖9所示。

綜上所述，本實(shí)用新型將并網(wǎng)開關(guān)電路中的任意一個(gè)繼電器(或由部分繼電器構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu))與雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa并聯(lián)后，再與所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的其他繼電器串聯(lián)，并將Sa的導(dǎo)通角度設(shè)置為一較小值以使得Sa的導(dǎo)通壓降、導(dǎo)通電流很小?；诖穗娐方Y(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員只要將Sa的導(dǎo)通和關(guān)斷動(dòng)作恰當(dāng)?shù)拇┎逶跀嚅_/閉合各個(gè)繼電器的過程中，就可以避免各個(gè)繼電器在斷開或閉合時(shí)產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。