[发明专利]一种固态直流断路器及其控制方法

说明书

一种固态直流断路器及其控制方法，固态直流断路器包括连接在主线路上的第一开关，还包括开关组件，所述开关组件包括第二开关、半导体功率开关，以及控制半导体功率开关的控制模块，串联的第二开关和半导体功率开关并联在第一开关两端，断路器分闸时，所述第一开关先于第二开关断开，控制模块监测到第一开关从闭合转换为断开后，在第二开关断开之前，控制模块驱动半导体功率开关先导通然后截止。本发明一种固态直流断路器及其控制方法，控制模块使半导体功率开关被短时间导通，利于熄灭电弧，减小电弧对设备的损坏，同时还具有体积小、成本低的优点。

技术领域

本发明涉及直流断路器，具体涉及一种固态直流断路器及其控制方法。

背景技术

直流开关导通开断过程中，将会产生直流电弧，该电弧电流在时间上不超过零点，属于非周期变化的，因而相比交流电弧，直流电弧较难熄灭。现有的纯固态断路器，例如Atom Power、ABB等，可以有效解决直流分断的技术问题，但是长期通载使设备温度高、电能损耗大，且成本高，而一些混合式固态断路器，虽然可以在机械开关断开前提前导通半导体功率器件，在机械开关完全断开时关闭半导体功率器件，以达到直流通过半导体功率器件断开的目的，但这种方式需要半导体功率器件承受一定时间的短路电流，所用的半导体功率器件成本高、体积大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种成本低、体积小且可靠性高的固态直流断路器及其控制方法。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种固态直流断路器，包括连接在主线路上的第一开关，还包括开关组件，所述开关组件包括第二开关、半导体功率开关，以及控制半导体功率开关的控制模块，串联的第二开关和半导体功率开关并联在第一开关两端，断路器分闸时，所述第一开关先于第二开关断开，控制模块监测到第一开关从闭合转换为断开后，在第二开关断开之前，控制模块驱动半导体功率开关先导通然后截止。

进一步，断路器分闸时，由断路器的动作机构同步驱动第一开关和第二开关动作，使第一开关和第二开关先后断开。

进一步，所述控制模块通过监测第一开关位置，和/或第一开关是否产生电弧，和/或主线路电流，和/或半导体功率开关的电压，确定第一开关从闭合转换为断开。

进一步，所述开关组件还包括并联在半导体功率开关两端的电源电路，所述电源电路将半导体开关元件两端的电压转化为工作电源。

进一步，所述开关组件还包括并联在半导体功率开关两端的电压检测电路，所述电压检测电路与控制模块连接用于反馈半导体功率开关的电压。

进一步，所述开关组件还包括第三开关以及与控制模块连接的机械触发电路，第一开关断开能够使第三开关触发机械触发电路，控制模块通过机械触发电路监测第一开关位置。

进一步，在所述主线路上还连接有电弧检测电路，所述电弧检测电路与控制模块连接用于反馈是否产生电弧。

进一步，在所述主线路上还连接有电流检测电路，电流检测电路与控制模块连接用于反馈主线路的电流信号。

进一步，在断路器合闸时，第一开关、第二开关均闭合，半导体功率开关保持截止。