專利名稱:一種電力電子主接觸器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種電力電子主接觸器，應(yīng)用于電動汽車動力系統(tǒng)。本電力電子主接觸器包括四組二極管和一組半導(dǎo)體功率開關(guān)器件；其中的兩組二極管首尾相連，連接成第一組順序串聯(lián)的二極管；其余的兩組二極管首尾相連，連接成第二組順序串聯(lián)的二極管；所述的第一組順序串聯(lián)的二極管和第二組順序串聯(lián)的二極管并聯(lián)組成整流橋；半導(dǎo)體功率開關(guān)器件并聯(lián)在并聯(lián)的兩組二極管兩端，實(shí)現(xiàn)一個無觸點(diǎn)的雙向電力電子主接觸器。此外，采用本實(shí)用新型提供的電力電子主接觸器可以實(shí)現(xiàn)高速、無噪聲、無拉弧、無機(jī)械接觸可控分?jǐn)啵欣谔岣唠妱悠噭恿ο到y(tǒng)的可靠性、安全性和穩(wěn)定性。
【專利說明】一種電力電子主接觸器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是一種應(yīng)用于電動汽車動力系統(tǒng)中，具體而言，涉及一種電力電子主接觸器。本實(shí)用新型提出的電力電子主接觸器，可以用于替代傳統(tǒng)的電動汽車系統(tǒng)中所采用的斷路器、接觸器、繼電器、固態(tài)繼電器等設(shè)備。此外，采用本實(shí)用新型所提出的電力電子主接觸器連接結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)高速、無噪聲、無拉弧、無機(jī)械接觸可控分?jǐn)啵欣谔岣唠妱悠噭恿ο到y(tǒng)的可靠性、安全性和穩(wěn)定性。

【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)低壓電器是一類根據(jù)外界的信號和要求，手動或自動地接通、斷開電路，以實(shí)現(xiàn)對電路或非電對象的切換、控制、保護(hù)、檢測、變換和調(diào)節(jié)的元件或設(shè)備，包括斷路器、接觸器、繼電器、固態(tài)繼電器等幾種類型。低壓電器的發(fā)展，取決于國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)自動化發(fā)展的需要，以及新技術(shù)、新工藝、新材料研宄與應(yīng)用。目前正朝著高性能、高可靠性、小型化、數(shù)模化、模塊化、組合化和零部件通用化的方向發(fā)展。
[0003]隨著電力電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，在新能源發(fā)電、軌道交通、電動汽車伺服控制、調(diào)速系統(tǒng)等各個領(lǐng)域，電力電子系統(tǒng)都得到了廣泛的應(yīng)用。在電動汽車控制系統(tǒng)中:目前仍然普遍采用傳統(tǒng)低壓電器(包括斷路器、接觸器、繼電器、固態(tài)繼電器)作為主接觸器，實(shí)現(xiàn)大功率供電回路的分合控制。
[0004]在電動汽車動力系統(tǒng)中，采用低壓電器(包括斷路器、接觸器、繼電器、固態(tài)繼電器)會帶來如下缺點(diǎn):觸點(diǎn)為機(jī)械接觸式，分?jǐn)噙^程不可避免的帶來觸點(diǎn)拉弧現(xiàn)象，造成觸點(diǎn)表面氧化和接觸電阻提高。隨著使用時間和分?jǐn)啻螖?shù)的增加，表面氧化和接觸電阻提高不僅會造成系統(tǒng)可靠性降低，還會導(dǎo)致系統(tǒng)效率下降。此外，上述各類低壓電器的分?jǐn)鄩勖芡獠凯h(huán)境(包括溫度、濕度、過載等級)的影響，且分?jǐn)鄷r有噪聲，影響電動汽車的駕駛體驗(yàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提供了一種電力電子主接觸器，通過該電力電子主接觸器可以實(shí)現(xiàn)大功率供電回路的分合控制，該電力電子主接觸器為無機(jī)械觸點(diǎn)主接觸器結(jié)構(gòu)，無噪音分合、無拉弧、無表面電阻氧化現(xiàn)象，并且使用壽命長。
[0006]本實(shí)用新型提供的電力電子主接觸器，包括四組二極管和一組半導(dǎo)體功率開關(guān)器件；其中的兩組二極管首尾相連，連接成第一組順序串聯(lián)的二極管；其余的兩組二極管首尾相連，連接成第二組順序串聯(lián)的二極管；所述的第一組順序串聯(lián)的二極管和第二組順序串聯(lián)的二極管并聯(lián)組成整流橋；所述半導(dǎo)體功率開關(guān)器件并聯(lián)在并聯(lián)的兩組二極管的兩端。
[0007]進(jìn)一步地，上述電力電子主接觸器中，所述的半導(dǎo)體功率開關(guān)器件為MOSFET、IGBT, GTO, IGCT、晶閘管或三極管。
[0008]本實(shí)用新型所涉及到的電力電子器件包括MOSFET、IGBT, GTO, IGCT、晶閘管、三極管等通過弱信號來控制功率回路導(dǎo)通或者關(guān)斷的半導(dǎo)體器件和二極管等具有單向?qū)芰Φ陌雽?dǎo)體器件。本實(shí)用新型先將兩組二極管首尾相連，連接成第一組順序串聯(lián)的二極管；再用兩組二極管首尾相連，連接成第二組順序串聯(lián)的二極管；然后將兩組串聯(lián)二極管并聯(lián)組成整流橋；最后將半導(dǎo)體功率開關(guān)器件也并聯(lián)在并聯(lián)的兩組二極管兩端；本實(shí)用新型所涉及到的電力電子器件包括MOSFET、IGBT, GTO, IGCT、晶閘管、三極管等通過弱信號來控制功率回路導(dǎo)通或者關(guān)斷的半導(dǎo)體開關(guān)器件和二極管等具有單向?qū)芰Φ陌雽?dǎo)體器件。
[0009]【附圖說明】

:
[0010]圖1為電力電子主接觸器整流橋式連接示意圖；
[0011]圖2為電力電子主接觸器應(yīng)用于電動汽車系統(tǒng)的示意圖。
[0012]【具體實(shí)施方式】:
[0013]如圖2，二極管D1，D2，D3，D4 ；MOSFETQl和Ql器件本體所包含的二極管D5，主回路接入點(diǎn)Jl和J2 ；
[0014]連接關(guān)系如下:D1的陽極(I腳)、D2的陰極(2腳)連接構(gòu)成第一組順序串聯(lián)二極管；D3的陽極(I腳)、D4的陰極(2腳)連接構(gòu)成第二組順序串聯(lián)的二極管；然后將Dl的陰極(2腳)、D3的陰極(2腳)連接，D2的陽極(I腳)、D4的陽極(I腳)分別連接，組成一組并聯(lián)的二極管橋及整流橋；Q1的漏極(2腳)、D5的陰極(2腳)連接，Ql的源極(3腳)、D5的陽極(I腳)連接之后，再將Ql的漏極(2腳)與Dl的陰極(2腳)連接，將Ql的源極(3腳)與D2的陽極(I腳)連接，組成了完成的電力電子主接觸器結(jié)構(gòu)。
[0015]當(dāng)Ql的柵極(I腳)相對于Ql的源極(3腳)加控制電壓OV時，Ql關(guān)斷；當(dāng)Jl電壓高于J2電壓時，二極管Dl和D4起作用，但Ql關(guān)斷，主回路不導(dǎo)通；當(dāng)J2電壓高于Jl電壓是，二極管D2和D3起作用，但Ql關(guān)斷，主回路不導(dǎo)通；
[0016]當(dāng)Ql的柵極(I腳)相對于Ql的源極(3腳)加控制電壓高于Ql的導(dǎo)通電壓時，Ql導(dǎo)通，此時如果Jl電壓高于J2，則電流經(jīng)Dl的陽極(I腳)到Dl的陰極(2腳)，經(jīng)Ql的漏極(2腳)到Ql的源極(3腳)，最后經(jīng)D4的陽極(I腳)到D4的陰極(2腳)，至此電流流經(jīng)主接觸器完成主接觸器正向?qū)ǎ蝗绻鸍2電壓高于J1，則電流經(jīng)D3的陽極(I腳)到D3的陰極(2腳)，經(jīng)Ql的漏極(2腳)到Ql的源極(3腳)，最后經(jīng)D2的陽極(I腳)到D2的陰極(2腳)，至此電流流經(jīng)主接觸器完成主接觸器反向?qū)ā?br> [0017]此結(jié)構(gòu)在電動汽車控制器的應(yīng)用，如圖2:
[0018]蓄電池，電動汽車控制器，其中電力電子主接觸器是電動汽車控制器的一部分，其中蓄電池的正極連接到主接觸器的Jl端，然后主接觸器的J2端連接到電動汽車控制器內(nèi)的控制和能量轉(zhuǎn)換電路，電動汽車控制器的負(fù)極連接到蓄電池的負(fù)極。
[0019]當(dāng)電動汽車控制器的驅(qū)動電路給電力電子主接觸器加驅(qū)動信號時，電力電子主接觸器吸合，蓄電池通過主接觸器給電動汽車控制器內(nèi)部功率電路供電；當(dāng)電動汽車控制器的驅(qū)動電路不給電力電子主接觸器加驅(qū)動信號時，電力電子主接觸器斷開，切斷了蓄電池到電動汽車控制器內(nèi)部功率電流的供電。
【權(quán)利要求】
1.一種電力電子主接觸器，其特征在于:包括四組二極管和一組半導(dǎo)體功率開關(guān)器 件；其中的兩組二極管首尾相連，連接成第一組順序串聯(lián)的二極管；其余的兩組二極管首尾相連，連接成第二組順序串聯(lián)的二極管；所述的第一組順序串聯(lián)的二極管和第二組順序串聯(lián)的二極管并聯(lián)組成整流橋； 所述半導(dǎo)體功率開關(guān)器件并聯(lián)在并聯(lián)的兩組二極管的兩端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力電子主接觸器，其特征在于，所述的半導(dǎo)體功率開關(guān)器件為MOSFET、IGBT, GTO, IGCT、晶閘管或三極管。
【文檔編號】H03K17-74GK204290918SQ201420554368
【發(fā)明者】曾慶臣 [申請人]北京友信宏科電子科技有限公司