一種無電弧放電的直流高壓開關(guān)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光伏電站中應(yīng)用的直流高壓開關(guān)裝置，具體是一種無電弧放電的直流尚壓開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]通常的高壓開關(guān)一般是針對(duì)交流電進(jìn)行開關(guān)切換，多采用繼電器進(jìn)行開關(guān)控制。由于開關(guān)兩端壓差較大，很容易產(chǎn)生電弧放電及對(duì)后端連接電器的沖擊。而直流高壓開關(guān)更容易出現(xiàn)電弧放電現(xiàn)象，且很難做到較高的開關(guān)電壓，一般繼電器形式的直流開關(guān)的電壓只能做到100V左右，且價(jià)格成本較高。本發(fā)明主要應(yīng)用在光伏電站之中，不光電壓較高，電流也較大，能達(dá)到10A，一般的電子器件由于導(dǎo)通內(nèi)阻較大，在高壓下無法承受較大通過電流，繼電器雖然導(dǎo)通阻抗低，但電弧放電現(xiàn)象又較為嚴(yán)重，很容易在高壓下造成損壞，因此需要設(shè)計(jì)一種合理的開關(guān)裝置，既能通過較大電流，又能避免電弧放電現(xiàn)象，提高開關(guān)的可靠性。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
本發(fā)明的目的是提供一種無電弧放電的直流高壓開關(guān)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種無電弧放電的直流高壓開關(guān)，其特征在于:包括單片機(jī)、MOS管，MOS管的柵極、漏極與源極通過MOS管驅(qū)動(dòng)電路分別接入單片機(jī)的1 口，且MOS管的漏極與源極分別通過繼電器的驅(qū)動(dòng)電路與繼電器連接；當(dāng)外部傳來開關(guān)導(dǎo)通命令時(shí)，單片機(jī)通過通訊端口接收導(dǎo)通命令，然后通過單片機(jī)的1 口控制MOS管驅(qū)動(dòng)電路接通MOS管的漏極和源極飽和導(dǎo)通，接著單片機(jī)延時(shí)2mS，向繼電器的驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送控制信號(hào)使繼電器在兩端極低壓差的情況下導(dǎo)通，然后再關(guān)閉MOS管，在單片機(jī)收到斷開命令后，控制MOS管導(dǎo)通，延時(shí)幾mS確保導(dǎo)通后，再關(guān)斷繼電器，再延時(shí)幾mS確保繼電器斷開后控制MOS管斷開，從而實(shí)現(xiàn)了無電弧放電的直流尚壓開關(guān)。
[0005]本發(fā)明將功率MOS管與低壓繼電器并聯(lián)作為開關(guān)使用。利用功率MOS管作為開關(guān)切換動(dòng)作的控制者，由于MOS管的關(guān)斷與導(dǎo)通沒有機(jī)械器件，可保障開關(guān)的瞬間無電弧放電，開關(guān)吸合后，立即切換到低壓繼電器導(dǎo)通，由于繼電器阻抗低于MOS管，這時(shí)電流通過繼電器，確保MOS管不會(huì)在大通過電流下?lián)p壞。斷開時(shí)，先斷開繼電器，立刻再斷開MOS管，就確保了開關(guān)過程不會(huì)發(fā)生電弧放電現(xiàn)象。
[0006]本發(fā)明的有益效果是，使用較低成本實(shí)現(xiàn)了直流高壓開關(guān)，并提高了設(shè)備的可靠性，避免了開關(guān)的電弧放電現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0007]圖1為本發(fā)明電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]參見圖1所示，選擇耐壓值超過1000V，并能夠在1mS內(nèi)通過1A以上電流的功率MOS管。設(shè)計(jì)MOS管與繼電器的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路，利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)功能控制和外部控制接口。當(dāng)外部傳來開關(guān)導(dǎo)通命令時(shí)，可以通過單片機(jī)的通訊端口接收導(dǎo)通命令，然后通過單片機(jī)的1 口控制MOS管驅(qū)動(dòng)電路接通MOS管的DS端飽和導(dǎo)通。然后通過單片機(jī)延時(shí)2mS，向繼電器的驅(qū)動(dòng)電路送控制信號(hào)使繼電器在兩端極低壓差的情況下導(dǎo)通，不會(huì)產(chǎn)生機(jī)械部件電氣間隙導(dǎo)致的放電，然后再關(guān)閉MOS管。在單片機(jī)收到斷開命令后，控制MOS管導(dǎo)通，延時(shí)幾mS確保導(dǎo)通后，再關(guān)斷繼電器，再延時(shí)幾mS確保繼電器斷開后控制MOS管斷開。從而實(shí)現(xiàn)了無電弧放電的直流高壓開關(guān)設(shè)計(jì)。
[0009]本發(fā)明應(yīng)用環(huán)境是在光伏電站中，由于電站的光伏陣列中光伏組串兩端存在接近1000V的直流高壓，組串的電流最大至10A。由于要將光伏組串或光伏組件從陣列中短時(shí)隔離出來，在開關(guān)切換的一瞬，開關(guān)兩端電壓接近1000V。本發(fā)明的設(shè)計(jì)既要滿足開關(guān)導(dǎo)通時(shí)有足夠小的導(dǎo)通阻抗，又要確保開關(guān)吸合及斷開時(shí)不發(fā)生電弧放電現(xiàn)象。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無電弧放電的直流高壓開關(guān)，其特征在于:包括單片機(jī)、MOS管，MOS管的柵極、漏極與源極通過MOS管驅(qū)動(dòng)電路分別接入單片機(jī)的1 口，且MOS管的漏極與源極分別通過繼電器的驅(qū)動(dòng)電路與繼電器連接；當(dāng)外部傳來開關(guān)導(dǎo)通命令時(shí)，單片機(jī)通過通訊端口接收導(dǎo)通命令，然后通過單片機(jī)的1 口控制MOS管驅(qū)動(dòng)電路接通MOS管的漏極和源極飽和導(dǎo)通，接著單片機(jī)延時(shí)2mS，向繼電器的驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送控制信號(hào)使繼電器在兩端極低壓差的情況下導(dǎo)通，然后再關(guān)閉MOS管，在單片機(jī)收到斷開命令后，控制MOS管導(dǎo)通，延時(shí)幾mS確保導(dǎo)通后，再關(guān)斷繼電器，再延時(shí)幾mS確保繼電器斷開后控制MOS管斷開，從而實(shí)現(xiàn)了無電弧放電的直流高壓開關(guān)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無電弧放電的直流高壓開關(guān)，包括單片機(jī)、MOS管，MOS管的柵極、漏極與源極通過MOS管驅(qū)動(dòng)電路分別接入單片機(jī)的IO口，且MOS管的漏極與源極分別通過繼電器的驅(qū)動(dòng)電路與繼電器連接。本發(fā)明使用較低成本實(shí)現(xiàn)了直流高壓開關(guān)，并提高了設(shè)備的可靠性，避免了開關(guān)的電弧放電現(xiàn)象。
【IPC分類】H01H33/59
【公開號(hào)】CN104952664
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510334898
【發(fā)明人】朱炬, 朱文星, 張濟(jì)民, 劉家鼎, 趙鵬, 王聚博, 李小麗, 李佳林
【申請(qǐng)人】中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第四十一研究所, 中電投科學(xué)技術(shù)研究院有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月12日