交流開關(guān)及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種交流開關(guān)及其控制方法。該交流開關(guān)包括：兩連接端子、兩控制端子和四個(gè)開關(guān)控制單元，第一開關(guān)第二端與第一連接端子連接，第一控制端與第一控制端子連接，第一開關(guān)單元在第一開關(guān)第一端的電壓高于第一開關(guān)第二端且第一控制端接正電壓時(shí)導(dǎo)通，其余情況關(guān)斷；第二開關(guān)第一端與第一開關(guān)第一端連接，第二開關(guān)第二端與第二連接端子連接，第二控制端與第二控制端子連接，第二開關(guān)單元與第一開關(guān)單元具有相同開關(guān)特性；第三開關(guān)單元與第一開關(guān)單元并聯(lián)，當(dāng)其一端電壓高于另一端時(shí)導(dǎo)通，反之關(guān)斷；第四開關(guān)單元與第二開關(guān)單元并聯(lián)且與第三開關(guān)單元具有相同開關(guān)特性。通過(guò)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)交流電路在全周期任意瞬時(shí)通斷，靈活性高。
【專利說(shuō)明】交流開關(guān)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電路領(lǐng)域，具體而言，涉及一種交流開關(guān)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]交流開關(guān)是電力系統(tǒng)使用較多的器件，在一些高電壓、大電流、要求快速動(dòng)作的場(chǎng)合可以利用電力電子器件的開關(guān)特性控制電路的通斷，例如:利用晶閘管的導(dǎo)通與關(guān)斷的特性，通過(guò)控制晶閘管門極的電壓，就可以控制陽(yáng)極與陰極間電路的通斷。這類電力電子開關(guān)器件與傳統(tǒng)的接觸器-繼電器系統(tǒng)相比，其主回路及控制回路都沒(méi)有觸頭及可動(dòng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，因而，不存在電弧、觸頭磨損和熔焊等問(wèn)題，在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。然而，晶閘管僅開通是可控的，關(guān)斷只能靠電壓過(guò)零點(diǎn)自動(dòng)完成，即關(guān)斷不可控。
[0003]為了達(dá)到關(guān)斷可控，現(xiàn)有技術(shù)中存在采用雙向晶閘管開關(guān)實(shí)現(xiàn)的交流開關(guān)。雙向晶閘管是一個(gè)具有NPNPN五層結(jié)構(gòu)的硅半導(dǎo)體器件，由兩只反向并聯(lián)的單向晶閘管組成，電流可以從兩個(gè)方向通過(guò)，其外形與普通晶閘管相似，也有三個(gè)電極，即控制極g和主電極al、a2，其電氣符號(hào)如圖1所示。雙向晶閘管開關(guān)性能的具有如下特點(diǎn):
[0004](I)在主電極之間加電壓，而控制極g沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，雙向晶閘管不導(dǎo)通。
[0005](2)無(wú)論主電極之間電壓極性如何，在控制極g加上觸發(fā)信號(hào)(可正可負(fù))，均可觸發(fā)雙向晶閘管導(dǎo)通，由于負(fù)信號(hào)觸發(fā)所需觸發(fā)電壓、電流較小且工作可靠，所以通常采用負(fù)信號(hào)觸發(fā)方式。
[0006](3)雙向晶閘管導(dǎo)通后，再除去觸發(fā)信號(hào)，能繼續(xù)保持導(dǎo)通，只有主電極之間電壓為O (或者電流為O)時(shí),雙向晶閘管才自行關(guān)斷。
[0007]雖然雙向晶閘管是一種理想的交流開關(guān)器件，在交流開關(guān)、交流調(diào)壓、交流調(diào)速、燈具調(diào)光以及固態(tài)繼電器和固態(tài)接觸器等電路中得到了廣泛的應(yīng)用，但是由于其只有在主電極之間電壓為O (或者流經(jīng)電流為O)時(shí)才關(guān)斷，不能實(shí)現(xiàn)任意時(shí)刻所連支路的關(guān)斷。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中還存在采用絕緣柵雙極型晶體管實(shí)現(xiàn)的交流開關(guān)。絕緣柵雙極型晶體管簡(jiǎn)稱IGBT，是一種新型的負(fù)荷功率器件，具有輸入阻抗大、控制電路簡(jiǎn)單、開關(guān)損耗小、工作頻率高等優(yōu)點(diǎn)，是發(fā)展最快而且很有前途的一種開關(guān)器件。它有三個(gè)電極，分別是集電極C、發(fā)射極E和柵極G，電氣符號(hào)如圖2所示。
[0009]如果IGBT的C極接電源正極，E極接電源負(fù)極，則它的導(dǎo)通和關(guān)斷由柵極電壓來(lái)控制。柵極上加正電壓時(shí)，MOSFET內(nèi)形成溝道，并為PNP的晶體管提供基極電流，從而使IGBT導(dǎo)通，連接端子I與連接端子2之間導(dǎo)通。柵極上加負(fù)電壓時(shí)，MOSFET內(nèi)的溝道消失，PNP晶體管的基極電流被切斷，IGBT即關(guān)斷，連接端子I與連接端子2之間關(guān)斷。
[0010]因而，對(duì)于絕緣柵雙極型晶體管開關(guān)，在交流電壓正半周期時(shí)導(dǎo)通，而在交流電壓負(fù)半周期關(guān)斷。
[0011]綜上，現(xiàn)有技術(shù)中的交流開關(guān)無(wú)法實(shí)現(xiàn)控制交流電路在任意角度完成導(dǎo)通與關(guān)斷，通斷靈活性差。
[0012]針對(duì)相關(guān)技術(shù)中交流開關(guān)通斷靈活性差的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]本發(fā)明的主要目的在于提供一種交流開關(guān)及其控制方法，以解決交流開關(guān)通斷靈活性差的問(wèn)題。
[0014]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了 一種交流開關(guān)。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的交流開關(guān)包括:第一連接端子；第二連接端子；第一控制端子；第二控制端子；第一開關(guān)單元，第一開關(guān)單元具有第一開關(guān)第一端、第一開關(guān)第二端和第一控制端，第一開關(guān)第二端與第一連接端子相連接，第一控制端與第一控制端子相連接，其中，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)第一端的電壓高于第一開關(guān)第二端的電壓且第一控制端連接正電壓時(shí)，第一開關(guān)單元導(dǎo)通，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)第一端的電壓高于第一開關(guān)第二端的電壓且第一控制端連接負(fù)電壓時(shí)，或者當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)第一端的電壓低于第一開關(guān)第二端的電壓時(shí)，第一開關(guān)單元關(guān)斷；第二開關(guān)單元，第二開關(guān)單元具有第二開關(guān)第一端、第二開關(guān)第二端和第二控制端，第二開關(guān)第一端與第一開關(guān)第一端相連接，第二開關(guān)第二端與第二連接端子相連接，第二控制端與第二控制端子相連接，其中，當(dāng)?shù)诙_關(guān)第一端的電壓高于第二開關(guān)第二端的電壓且第二控制端連接正電壓時(shí)，第二開關(guān)單元導(dǎo)通，當(dāng)?shù)诙_關(guān)第一端的電壓高于第二開關(guān)第二端的電壓且第二控制端連接負(fù)電壓時(shí)，或者當(dāng)?shù)诙_關(guān)第一端的電壓低于第二開關(guān)第二端的電壓時(shí)，第二開關(guān)單元關(guān)斷；第三開關(guān)單元與第一開關(guān)單元并聯(lián)，其中，當(dāng)?shù)谌_關(guān)單元的第一端的電壓高于第三開關(guān)單元的第二端的電壓時(shí)，第三開關(guān)單元導(dǎo)通，當(dāng)?shù)谌_關(guān)單元的第一端的電壓低于第三開關(guān)單元的第二端的電壓時(shí)，第三開關(guān)單元關(guān)斷；第四開關(guān)單元與第二開關(guān)單元并聯(lián)，其中，當(dāng)?shù)谒拈_關(guān)單元的第一端的電壓高于第四開關(guān)單元的第二端的電壓時(shí)，第四開關(guān)單元導(dǎo)通，當(dāng)?shù)谒拈_關(guān)單元的第一端的電壓低于第四開關(guān)單元的第二端的電壓時(shí)，第四開關(guān)單元關(guān)斷。
[0016]進(jìn)一步地，該交流開關(guān)還包括:第一阻容電路，與第一開關(guān)單元并聯(lián)；以及第二阻容電路，與第二開關(guān)單元并聯(lián)。
[0017]進(jìn)一步地，該交流開關(guān)還包括:第一電阻，與第一開關(guān)單元并聯(lián)；以及第二電阻，與第二開關(guān)單元并聯(lián)。
[0018]進(jìn)一步地，第一開關(guān)單元和第二開關(guān)單元均為絕緣柵雙極型晶體管。
[0019]進(jìn)一步地，第三開關(guān)單元和第四開關(guān)單元均為二極管。
[0020]進(jìn)一步地，第一阻容電路和第二阻容電路均為由電阻和電容組成的串聯(lián)電路。
[0021]進(jìn)一步地，第一電阻和第二電阻的阻值相等。
[0022]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種控制交流開關(guān)的方法。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的交流開關(guān)的控制方法用于控制本發(fā)明提供的任意一種交流開關(guān)，當(dāng)交流開關(guān)連接于交流電路中時(shí)，該方法包括:當(dāng)?shù)谝贿B接端子的電位低于第二連接端子的電位時(shí)，向第一控制端子施加正電壓以控制交流開關(guān)導(dǎo)通，向第一控制端子施加負(fù)電壓以控制交流開關(guān)關(guān)斷；以及當(dāng)?shù)谝贿B接端子的電位高于第二連接端子的電位時(shí)，向第二控制端子施加正電壓以控制交流開關(guān)導(dǎo)通，向第二控制端子施加負(fù)電壓以控制交流開關(guān)關(guān)斷。
[0024]通過(guò)本發(fā)明，采用包括以下結(jié)構(gòu)的交流開關(guān):兩連接端子、兩控制端子和四個(gè)開關(guān)控制單元，其中，第一開關(guān)單元的第一開關(guān)第二端與第一連接端子相連接，第一控制端與第一控制端子相連接，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)第一端的電壓高于第一開關(guān)第二端的電壓且第一控制端連接正電壓時(shí)，第一開關(guān)單元導(dǎo)通，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)第一端的電壓高于第一開關(guān)第二端的電壓且第一控制端連接負(fù)電壓時(shí)，或者當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)第一端的電壓低于第一開關(guān)第二端的電壓時(shí)，第一開關(guān)單元關(guān)斷；第二開關(guān)單元的第二開關(guān)第一端與第一開關(guān)第一端相連接，第二開關(guān)第二端與第二連接端子相連接，第二控制端與第二控制端子相連接，第二開關(guān)單元與第一開關(guān)單元具有相同的開關(guān)特性；第三開關(guān)單元與第一開關(guān)單元并聯(lián)，其中，當(dāng)?shù)谌_關(guān)單元的第一端的電壓高于第三開關(guān)單元的第二端的電壓時(shí)導(dǎo)通，反之關(guān)斷；第四開關(guān)單元與第二開關(guān)單元并聯(lián)且與第三開關(guān)單元具有相同的開關(guān)特性，能夠控制交流電路在任意角度完成導(dǎo)通與關(guān)斷，解決了交流開關(guān)通斷靈活性差的問(wèn)題，進(jìn)而達(dá)到了提高交流開關(guān)通斷靈活性的效果。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0026]圖1是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的雙向晶閘管開關(guān)的電氣符號(hào)；
[0027]圖2是根據(jù)相關(guān)技術(shù)的絕緣柵雙極型晶體管的電氣符號(hào)；
[0028]圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的交流開關(guān)的原理框圖；
[0029]圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的交流開關(guān)的連接示意圖；以及
[0030]圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的交流開關(guān)的連接示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
[0032]圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的交流開關(guān)的原理框圖，如圖3所示，該交流開關(guān)包括兩個(gè)連接端子和兩個(gè)控制端子，其中，兩個(gè)連接端子分別與交流開關(guān)所處的交流線路連接，該兩個(gè)連接端子可以根據(jù)線路需要相應(yīng)設(shè)置，例如直接設(shè)置為導(dǎo)線與交流線路中的導(dǎo)線相連接，或者設(shè)置為與交流線路向適配的接線口 ；兩個(gè)控制端子與外部控制電路或控制器件相連接，接收外部的控制信號(hào)，包括正電壓和負(fù)電壓，以控制交流開關(guān)的通斷。
[0033]具體地，第一開關(guān)單元具有第一開關(guān)第一端、第一開關(guān)第二端和第一控制端，其中，第一開關(guān)第一端與第二開關(guān)單元的第二開關(guān)第一端相連接，第一開關(guān)第二端與第一連接端子相連接，第一控制端與第一控制端子相連接。該第一開關(guān)單元的開關(guān)特性如下:當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)第一端的電壓高于第一開關(guān)第二端的電壓且第一控制端連接正電壓時(shí)，第一開關(guān)單元導(dǎo)通，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)第一端的電壓高于第一開關(guān)第二端的電壓且第一控制端連接負(fù)電壓時(shí)，或者當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)第一端的電壓低于第一開關(guān)第二端的電壓時(shí)，第一開關(guān)單元關(guān)斷。
[0034]第二開關(guān)單元具有第二開關(guān)第一端、第二開關(guān)第二端和第二控制端，其中，第二開關(guān)第一端與第一開關(guān)單元的第一開關(guān)第一端相連接，第二開關(guān)第二端與第二連接端子相連接，第二控制端與第二控制端子相連接，該第二開關(guān)單元的開關(guān)特性與第一開關(guān)單元的開關(guān)特性相同。
[0035]第三開關(guān)單元與第一開關(guān)單元并聯(lián)，第三開關(guān)單元的第一端與第一開關(guān)單元的第一開關(guān)第二端相連接，第三開關(guān)單元的第二端與第一開關(guān)單元的第一開關(guān)第一端相連接。該第三開關(guān)單元的開關(guān)特性如下:當(dāng)?shù)谌_關(guān)單元的第一端的電壓高于第三開關(guān)單元的第二端的電壓時(shí)，第三開關(guān)單元導(dǎo)通，當(dāng)?shù)谌_關(guān)單元的第一端的電壓低于第三開關(guān)單元的第二端的電壓時(shí)，第三開關(guān)單元關(guān)斷。
[0036]第四開關(guān)單元與第二開關(guān)單元并聯(lián)，第四開關(guān)單元的第一端與第二開關(guān)單元的第二開關(guān)第二端相連接，第四開關(guān)單元的第二端與第二開關(guān)單元的第二開關(guān)第一端相連接。該第四開關(guān)單元的開關(guān)特性與第三開關(guān)單元的開關(guān)特性相同。
[0037]需要說(shuō)明的是，各開關(guān)單元可以是單獨(dú)的電氣元器件，也可以是多個(gè)電氣元器件組成的電路，只要實(shí)現(xiàn)各開關(guān)單元的開關(guān)特性，均可實(shí)現(xiàn)該實(shí)施例的交流開關(guān)。
[0038]采用該實(shí)施例提供的交流開關(guān)置于交流線路中，根據(jù)各開關(guān)單元的開關(guān)特性，當(dāng)?shù)谝贿B接端子電位高于第二連接端子電位時(shí)，第一開關(guān)單元關(guān)斷，與第一開關(guān)單元相并聯(lián)的第三開關(guān)單元導(dǎo)通，與第二開關(guān)單元相并聯(lián)的第四開關(guān)單元關(guān)斷，第二開關(guān)單元的通斷可由第二控制端子(或第二控制端)連接電壓的極性控制，具體地，當(dāng)?shù)诙刂贫诉B接正電壓時(shí)第二開關(guān)單元導(dǎo)通，連接負(fù)電壓時(shí)第二開關(guān)單元關(guān)斷。因此，當(dāng)?shù)谝贿B接端子的電位高于第二連接端子的電位時(shí)，向第二控制端子施加正電壓能夠使得第一連接端子與第二連接端子之間連通，也即交流開關(guān)導(dǎo)通，而向第二控制端子施加負(fù)電壓能夠使得第一連接端子與第二連接端子之間斷開，也即交流開關(guān)關(guān)斷。
[0039]相應(yīng)地，當(dāng)?shù)谝贿B接端子電位低于第二連接端子電位時(shí)，第二開關(guān)單元關(guān)斷，與第二開關(guān)單元相并聯(lián)的第四開關(guān)單元導(dǎo)通，與第一開關(guān)單元相并聯(lián)的第三開關(guān)單元關(guān)斷，第一開關(guān)單元的通斷可由第一控制端子(或第一控制端)連接電壓的極性控制，具體地，當(dāng)?shù)谝豢刂贫诉B接正電壓時(shí)第一開關(guān)單元導(dǎo)通，連接負(fù)電壓時(shí)第一開關(guān)單元關(guān)斷。因此，當(dāng)?shù)谝贿B接端子的電位低于第二連接端子的電位時(shí)，向第一控制端子施加正電壓能夠使得第一連接端子與第二連接端子之間連通，也即交流開關(guān)導(dǎo)通，而向第一控制端子施加負(fù)電壓能夠使得第一連接端子與第二連接端子之間斷開，也即交流開關(guān)關(guān)斷。
[0040]綜上，采用該實(shí)施例的交流開關(guān)，無(wú)論當(dāng)前交流線路中的交流電壓處于正半周期或負(fù)半周期，均可通過(guò)控制端施加正電壓或負(fù)電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)任意瞬時(shí)通斷，使得交流開關(guān)的通斷靈活性高。
[0041]圖4是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的交流開關(guān)的連接示意圖，如圖4所示，該交流開關(guān)包括兩個(gè)共集電極的絕緣柵雙極型晶體管和兩個(gè)分別與絕緣柵雙極型晶體管相并聯(lián)的二極管。
[0042]其中，交流開關(guān)的第一連接端子Pl和第二連接端子P2分別與交流開關(guān)所處的交流線路連接，該兩個(gè)連接端子可以根據(jù)線路需要相應(yīng)設(shè)置；第一控制端子Tl和第二控制端子T2分別用于連接外部控制電路或控制器件，接收外部的控制信號(hào)，包括正電壓和負(fù)電壓，以控制交流開關(guān)的通斷。
[0043]第一絕緣柵雙極型晶體管IGBTl的發(fā)射極El連接第一連接端子P1，集電極Cl連接第二絕緣柵雙極型晶體管IGBT2的集電極C2，柵極Gl連接第一控制端子Tl ;第二絕緣柵雙極型晶體管IGBT2的發(fā)射極E2連接第二連接端子P2，集電極C2連接第一絕緣柵雙極型晶體管IGBTl的集電極Cl，柵極G2連接第二控制端子T2 ;第一二極管VDl的正極與第一連接端子Pl相連接，負(fù)極與第一絕緣柵雙極型晶體管IGBTl的集電極Cl連接；第二二極管VD2的正極與第二連接端子P2相連接，負(fù)極與第二絕緣柵雙極型晶體管IGBT2的集電極C2連接。
[0044]當(dāng)交流開關(guān)接在交流線路中且交流電源接通后，在交流電壓正半周期內(nèi)端子Pl的電位高于端子P2的電位，給IGBT2柵極G2加正電壓時(shí)，IGBT2導(dǎo)通，端子Pl與端子P2之間通過(guò)VD1、IGBT2導(dǎo)通，給IGBT2柵極G2加負(fù)電壓時(shí)，IGBT2斷開，端子Pl與端子P2之間斷開；在交流電壓負(fù)半周期內(nèi)，端子Pl的電位低于端子P2的電位，給IGBTl柵極Gl加正電壓時(shí)，IGBTl導(dǎo)通，端子Pl與端子P2之間通過(guò)VD2、IGBTl導(dǎo)通，給IGBTl柵極Gl加負(fù)電壓時(shí)，IGBTl斷開，端子Pl與端子P2之間斷開，從而實(shí)現(xiàn)控制交流線路支路任意瞬間的導(dǎo)通與斷開。
[0045]采用該實(shí)施例的交流開關(guān)，通過(guò)簡(jiǎn)單的電氣元器件實(shí)現(xiàn)交流線路任意周期的瞬時(shí)通斷，使得交流開關(guān)的通斷靈活性高，并且電路連接方式簡(jiǎn)單，成本低，易于交流線路使用。
[0046]圖5是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的交流開關(guān)的連接示意圖，該實(shí)施例是在圖4所示實(shí)施例基礎(chǔ)上進(jìn)一步改進(jìn)的優(yōu)選實(shí)施例。
[0047]如圖5所示，在第一絕緣柵雙極型晶體管IGBTl和第二絕緣柵雙極型晶體管IGBT2的兩端分別并聯(lián)了阻容電路和電阻。具體地，第一電阻Rl與IGBTl并聯(lián)；第二電阻2與IGBT2并聯(lián)；第一阻容電路由串聯(lián)的第一電容C3和第三電阻R3組成，與IGBTl并聯(lián)；第二阻容電路由串聯(lián)的第二電容C4和第四電阻R4組成，與IGBT2并聯(lián)。
[0048]采用該實(shí)施例的交流開關(guān)，能夠解決變化緩慢的電壓或直流電壓帶來(lái)的靜態(tài)不均壓?jiǎn)栴}以及器件開通與關(guān)斷過(guò)程中出現(xiàn)的瞬時(shí)電壓不均勻問(wèn)題，同時(shí)，阻容回路還可以作為浪涌電壓吸收回路。
[0049]進(jìn)一步優(yōu)選地，第一電阻Rl與第二電阻2的阻值相等，第一阻容電路與第二阻容電路為相同的阻容電路。
[0050]本【具體實(shí)施方式】還提供了控制上述任一種交流開關(guān)的控制方法。具體地，當(dāng)交流開關(guān)連接于交流電路中時(shí)，該方法包括:當(dāng)?shù)谝贿B接端子的電位低于第二連接端子的電位時(shí)，向第一控制端子施加正電壓以控制交流開關(guān)導(dǎo)通，向第一控制端子施加負(fù)電壓以控制交流開關(guān)關(guān)斷；以及當(dāng)?shù)谝贿B接端子的電位高于第二連接端子的電位時(shí)，向第二控制端子施加正電壓以控制交流開關(guān)導(dǎo)通，向第二控制端子施加負(fù)電壓以控制交流開關(guān)關(guān)斷。
[0051]采用該實(shí)施例的控制方法控制上述任一交流開關(guān)，無(wú)論當(dāng)前交流線路中的交流電壓處于正半周期或負(fù)半周期，均可根據(jù)實(shí)際使用需要控制交流開關(guān)通斷，使得交流開關(guān)的通斷靈活性提高。
[0052]以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:通過(guò)本發(fā)明的交流開關(guān)，能夠?qū)崿F(xiàn)控制交流線路支路在交流電壓的全周期任意瞬時(shí)通斷，也即在任意角度完成導(dǎo)通與關(guān)斷，提高了交流開關(guān)通斷的靈活性。
[0053]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種交流開關(guān)，其特征在于，包括: 第一連接端子(Pl); 第二連接端子(P2); 第一控制端子(Tl); 第二控制端子(T2)； 第一開關(guān)單元(IGBT1)，所述第一開關(guān)單元(IGBTl)具有第一開關(guān)第一端(Cl)、第一開關(guān)第二端(El)和第一控制端(Gl )，所述第一開關(guān)第二端(El)與所述第一連接端子(Pl)相連接，所述第一控制端(Gl)與所述第一控制端子(Tl)相連接，其中，當(dāng)所述第一開關(guān)第一端(Cl)的電壓高于所述第一開關(guān)第二端(El)的電壓且所述第一控制端(Gl)連接正電壓時(shí)，所述第一開關(guān)單元(IGBTl)導(dǎo)通，當(dāng)所述第一開關(guān)第一端(Cl)的電壓高于所述第一開關(guān)第二端(El)的電壓且所述第一控制端(Gl)連接負(fù)電壓時(shí)，或者當(dāng)所述第一開關(guān)第一端(Cl)的電壓低于所述第一開關(guān)第二端(El)的電壓時(shí)，所述第一開關(guān)單元(IGBTl)關(guān)斷；第二開關(guān)單元(IGBT2)，所述第二開關(guān)單元(IGBT2)具有第二開關(guān)第一端(C2)、第二開關(guān)第二端(E2)和第二控制端(G2)，所述第二開關(guān)第一端(C2)與所述第一開關(guān)第一端(Cl)相連接，所述第二開關(guān)第二端(E2)與所述第二連接端子(P2)相連接，所述第二控制端(G2)與所述第二控制端子(T2)相連接 ，其中，當(dāng)所述第二開關(guān)第一端(C2)的電壓高于所述第二開關(guān)第二端(E2)的電壓且所述第二控制端(G2)連接正電壓時(shí)，所述第二開關(guān)單元(IGBT2)導(dǎo)通，當(dāng)所述第二開關(guān)第一端(C2)的電壓高于所述第二開關(guān)第二端(E2)的電壓且所述第二控制端(G2)連接負(fù)電壓時(shí)，或者當(dāng)所述第二開關(guān)第一端(C2)的電壓低于所述第二開關(guān)第二端(E2)的電壓時(shí)，所述第二開關(guān)單元(IGBT2)關(guān)斷； 第三開關(guān)單元(VD1)，與所述第一開關(guān)單元(IGBTl)并聯(lián)，其中，當(dāng)所述第三開關(guān)單元(VDl)的第一端的電壓高于所述第三開關(guān)單元(VDl)的第二端的電壓時(shí)，所述第三開關(guān)單元(VDl)導(dǎo)通，當(dāng)所述第三開關(guān)單元(VDl)的第一端的電壓低于所述第三開關(guān)單元(VDl)的第二端的電壓時(shí)，所述第三開關(guān)單元(VDl)關(guān)斷； 第四開關(guān)單元(VD2)，與所述第二開關(guān)單元(IGBT2)并聯(lián)，其中，當(dāng)所述第四開關(guān)單元(VD2)的第一端的電壓高于所述第四開關(guān)單元(VD2)的第二端的電壓時(shí)，所述第四開關(guān)單元(VD2)導(dǎo)通，當(dāng)所述第四開關(guān)單元(VD2)的第一端的電壓低于所述第四開關(guān)單元(VD2)的第二端的電壓時(shí)，所述第四開關(guān)單元(VDl)關(guān)斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流開關(guān)，其特征在于，還包括: 第一阻容電路，與所述第一開關(guān)單元(IGBT1)并聯(lián)；以及 第二阻容電路，與所述第二開關(guān)單元(IGBT2)并聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的交流開關(guān)，其特征在于，還包括: 第一電阻(R1)，與所述第一開關(guān)單元(IGBTl)并聯(lián)；以及 第二電阻(R2)，與所述第二開關(guān)單元(IGBT2)并聯(lián)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的交流開關(guān)，其特征在于，所述第一開關(guān)單元和所述第二開關(guān)單元均為絕緣柵雙極型晶體管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的交流開關(guān)，其特征在于，所述第三開關(guān)單元和所述第四開關(guān)單元均為二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的交流開關(guān)，其特征在于，所述第一阻容電路和所述第二阻容電路均為由電阻和電容組成的串聯(lián)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的交流開關(guān)，其特征在于，所述第一電阻(Rl)和所述第二電阻(R2)的阻值相等。
8.—種控制如權(quán)利要求1所述交流開關(guān)的方法，其特征在于，當(dāng)所述交流開關(guān)連接于交流電路中時(shí)，所述方法包括: 當(dāng)?shù)谝贿B接端子(Pl)的電位低于第二連接端子(P2)的電位時(shí)，向第一控制端子(Tl)施加正電壓以控制所述交流開關(guān)導(dǎo)通，向所述第一控制端子(Tl)施加負(fù)電壓以控制所述交流開關(guān)關(guān)斷；以及 當(dāng)所述第一連接端子 (Pl)的電位高于所述第二連接端子(P2)的電位時(shí)，向第二控制端子(T2)施加正電壓以控制所述交流開關(guān)導(dǎo)通，向所述第二控制端子(T2)施加負(fù)電壓以控制所述交流開關(guān)關(guān)斷。
【文檔編號(hào)】H03K17/567GK103916111SQ201310004988
【公開日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月7日
【發(fā)明者】丁屹峰, 段大鵬, 錢葉牛, 于希娟, 趙賀, 周作春, 唐宇 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 北京市電力公司