[实用新型]交流开关

说明书

技术领域

本实用新型涉及电路领域，具体而言，涉及一种交流开关。

背景技术

交流开关是电力系统使用较多的器件，在一些高电压、大电流、要求快速动作的场合可以利用电力电子器件的开关特性控制电路的通断，例如：利用晶闸管的导通与关断的特性，通过控制晶闸管门极的电压，就可以控制阳极与阴极间电路的通断。这类电力电子开关器件与传统的接触器-继电器系统相比，其主回路及控制回路都没有触头及可动的机械结构，因而，不存在电弧、触头磨损和熔焊等问题，在现代电力系统中得到了广泛的应用。然而，晶闸管仅开通是可控的，关断只能靠电压过零点自动完成，即关断不可控。

为了达到关断可控，现有技术中存在采用双向晶闸管开关实现的交流开关。双向晶闸管是一个具有NPNPN五层结构的硅半导体器件，由两只反向并联的单向晶闸管组成，电流可以从两个方向通过,其外形与普通晶闸管相似，也有三个电极，即控制极g和主电极a1、a2，其电气符号如图1所示。双向晶闸管开关性能的具有如下特点：

(1)在主电极之间加电压，而控制极g没有触发信号时，双向晶闸管不导通。

(2)无论主电极之间电压极性如何，在控制极g加上触发信号（可正可负），均可触发双向晶闸管导通，由于负信号触发所需触发电压、电流较小且工作可靠，所以通常采用负信号触发方式。

(3)双向晶闸管导通后，再除去触发信号，能继续保持导通，只有主电极之间电压为0（或者电流为0）时，双向晶闸管才自行关断。

虽然双向晶闸管是一种理想的交流开关器件，在交流开关、交流调压、交流调速、灯具调光以及固态继电器和固态接触器等电路中得到了广泛的应用，但是由于其只有在主电极之间电压为0（或者流经电流为0）时才关断，不能实现任意时刻所连支路的关断。

现有技术中还存在采用绝缘栅双极型晶体管实现的交流开关。绝缘栅双极型晶体管简称IGBT，是一种新型的负荷功率器件，具有输入阻抗大、控制电路简单、开关损耗小、工作频率高等优点，是发展最快而且很有前途的一种开关器件。它有三个电极，分别是集电极C、发射极E和栅极G，电气符号如图2所示。

如果IGBT的C极接电源正极，E极接电源负极，则它的导通和关断由栅极电压来控制。栅极上加正电压时，MOSFET内形成沟道，并为PNP的晶体管提供基极电流，从而使IGBT导通，连接端子1与连接端子2之间导通。栅极上加负电压时，MOSFET内的沟道消失，PNP晶体管的基极电流被切断，IGBT即关断，连接端子1与连接端子2之间关断。

因而，对于绝缘栅双极型晶体管开关，在交流电压正半周期时导通，而在交流电压负半周期关断。

综上，现有技术中的交流开关无法实现控制交流电路在任意角度完成导通与关断，通断灵活性差。

针对相关技术中交流开关通断灵活性差的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种交流开关，以解决交流开关通断灵活性差的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种交流开关。

根据本实用新型的交流开关包括：第一连接端子；第二连接端子；第一控制端子；第二控制端子；第一开关单元，第一开关单元具有第一开关第一端、第一开关第二端和第一控制端，第一开关第二端与第一连接端子相连接，第一控制端与第一控制端子相连接，其中，当第一开关第一端的电压高于第一开关第二端的电压且第一控制端连接正电压时，第一开关单元导通，当第一开关第一端的电压高于第一开关第二端的电压且第一控制端连接负电压时，或者当第一开关第一端的电压低于第一开关第二端的电压时，第一开关单元关断；第二开关单元，第二开关单元具有第二开关第一端、第二开关第二端和第二控制端，第二开关第一端与第一开关第一端相连接，第二开关第二端与第二连接端子相连接，第二控制端与第二控制端子相连接，其中，当第二开关第一端的电压高于第二开关第二端的电压且第二控制端连接正电压时，第二开关单元导通，当第二开关第一端的电压高于第二开关第二端的电压且第二控制端连接负电压时，或者当第二开关第一端的电压低于第二开关第二端的电压时，第二开关单元关断；第三开关单元与第一开关单元并联，其中，当第三开关单元的第一端的电压高于第三开关单元的第二端的电压时，第三开关单元导通，当第三开关单元的第一端的电压低于第三开关单元的第二端的电压时，第三开关单元关断；第四开关单元与第二开关单元并联，其中，当第四开关单元的第一端的电压高于第四开关单元的第二端的电压时，第四开关单元导通，当第四开关单元的第一端的电压低于第四开关单元的第二端的电压时，第四开关单元关断。