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1、(10)申请公布号 CN 103943386 A (43)申请公布日 2014.07.23 CN 103943386 A (21)申请号 201310020655.0 (22)申请日 2013.01.18 H01H 3/22(2006.01) (71)申请人 珠海市伏安达电子科技有限公司 地址 519000 广东省珠海市香洲区沿河东路 341 号华力大厦 603 室 (72)发明人 陈贤 刘洋 周飞勇 (74)专利代理机构 广州华进联合专利商标代理 有限公司 44224 代理人 王昕 李双皓 (54) 发明名称 可控开关及其控制方法 (57) 摘要 本发明公开了一种可控开关及其控制方法， 所述。
2、可控开关包括机械开关和控制装置， 所述机 械开关具有用于连接电源的输入端和用于连接负 载的输出端， 所述控制装置用于控制所述机械开 关导通和切断， 所述控制装置包括 ： 周期计算模 块， 用于计算机械开关输入端或输出端的周期信 号的周期 T ； 通、 断计算模块， 用于根据所述周期 T、 机械开关导通动作时间 Tt1和预置的导通角 t 计算导通前置时间 Tt2， 根据所述周期 T、 机械开关 切断动作时间Td1和预置的切断角d计算切断前 置时间 Td2； 控制模块， 用于根据所述导通前置时 间 Tt2和所述切断前置时间 Td2控制所述机械开关 导通和切断。本发明所提供的可控开关具有高可 靠性、。
3、 低损耗、 高精度的优点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103943386 A CN 103943386 A 1/2 页 2 1. 一种可控开关， 包括机械开关和控制装置， 所述机械开关具有用于连接电源的输入 端和用于连接负载的输出端， 所述控制装置用于控制所述机械开关导通和切断， 其特征在 于， 所述控制装置包括 周期计算模块， 用于计算机械开关输入端或输出端的周期信号的周期 T ； 通、 断计算模块， 用于根据所述周期 T。
4、、 机械开关导通动作时间 Tt1和预置的导通角 t 计算导通前置时间 Tt2， 根据所述周期 T、 机械开关切断动作时间 Td1和预置的切断角 d计 算切断前置时间 Td2； 控制模块， 用于根据所述导通前置时间 Tt2和所述切断前置时间 Td2控制所述机械开关 导通和切断。 2.根据权利要求1所述的可控开关， 其特征在于， 所述通、 断计算模块根据所述周期T、 机械开关导通动作时间 Tt1和预置的导通角 t计算所述导通前置时间 Tt2的公式如下 ： 其中， N 为自然数。 3. 根据权利要求 2 所述的可控开关， 其特征在于， 0 Tt2 T。 4.根据权利要求1所述的可控开关， 其特征在于。
5、， 所述通、 断计算模块根据所述周期T、 机械开关切断动作时间 Td1和预置的切断角 d计算所述切断前置时间 Td2的公式如下 ： 其中， N 为自然数。 5. 根据权利要求 4 所述的可控开关， 其特征在于， 0 Td2 T。 6. 根据权利要求 1 所述的可控开关， 其特征在于， 所述控制装置还包括 保护运算模块， 用于采集所述机械开关输出端的电压和 / 或电流信号， 并传输至所述 控制模块， 所述控制模块用于根据所述电压和 / 或电流信号判断负载是否异常， 如果异常 则控制所述机械开关切断。 7.根据权利要求1至6中任意一项所述的可控开关， 其特征在于， 所述机械开关为继电 器或交流接触。
6、器。 8. 一种可控开关的控制方法， 所述可控开关包括机械开关， 所述机械开关具有用于连 接电源的输入端和用于连接负载的输出端， 其特征在于， 所述控制方法包括如下步骤 ： 计算所述机械开关输入端或输出端的周期信号的周期 T ； 根据所述周期T、 机械开关导通动作时间Tt1和预置的导通角t计算导通前置时间Tt2， 根据所述周期 T、 机械开关切断动作时间 Td1和预置的切断角 d计算切断前置时间 Td2； 根据所述导通前置时间 Tt2和所述切断前置时间 Td2控制所述机械开关导通和切断。 9. 根据权利要求 8 所述的可控开关的控制方法， 其特征在于， 所述根据所述周期 T、 机 械开关导通动。
7、作时间 Tt1和预置的导通角 t计算所述导通前置时间 Tt2的公式如下 ： 其中， N 为自然数。 权 利 要 求 书 CN 103943386 A 2 2/2 页 3 10.根据权利要求8所述的可控开关的控制方法， 其特征在于， 所述根据所述周期T、 机 械开关切断动作时间 Td1和预置的切断角 d计算切断前置时间 Td2的公式如下 ： 其中， N 为自然数。 权 利 要 求 书 CN 103943386 A 3 1/5 页 4 可控开关及其控制方法 技术领域 0001 本发明涉及开关， 特别是涉及一种可控开关及其控制方法。 背景技术 0002 可控开关是指开关能在设定的时刻精确的导通和切断。
8、的开关。目前， 可控开关大 多利用可控硅的电压过零导通、 电流过零切断的特性来实现可控的通断， 这种可控开关存 在以下缺陷 ： 0003 1、 可控硅通电时温升较大， 要加装散热系统 ； 0004 2、 可控硅易被击穿而失效 ； 0005 3、 可控硅频繁通、 断会形成谐波源。 发明内容 0006 针对上述现有技术现状， 本发明所要解决的技术问题在于， 提供一种高可靠性、 低 损耗、 高精度的可控开关。 0007 本发明所要解决的另一个技术问题在于， 提供一种可控开关的控制方法， 以实现 导通和切断的精确性。 0008 为了解决上述技术问题， 本发明所提供一种可控开关， 包括机械开关和控制装置。
9、， 所述机械开关具有用于连接电源的输入端和用于连接负载的输出端， 所述控制装置用于控 制所述机械开关导通和切断， 所述控制装置包括 0009 周期计算模块， 用于计算机械开关输入端或输出端的周期信号的周期 T ； 0010 通、 断计算模块， 用于根据所述周期 T、 机械开关导通动作时间 Tt1和预置的导通角 t计算导通前置时间 Tt2， 根据所述周期 T、 机械开关切断动作时间 Td1和预置的切断角 d 计算切断前置时间 Td2； 0011 控制模块， 用于根据所述导通前置时间 Tt2和所述切断前置时间 Td2控制所述机械 开关导通和切断。 0012 在其中一个实施例中， 所述通、 断计算模。
10、块根据所述周期 T、 机械开关导通动作时 间 Tt1和预置的导通角 t计算所述导通前置时间 Tt2的公式如下 ： 0013 0014 其中， N 为自然数。 0015 在其中一个实施例中， 0 Tt2 T。 0016 在其中一个实施例中， 所述通、 断计算模块根据所述周期 T、 机械开关切断动作时 间 Td1和预置的切断角 d计算切断前置时间 Td2的公式如下 ： 0017 0018 其中， N 为自然数。 说 明 书 CN 103943386 A 4 2/5 页 5 0019 在其中一个实施例中， 0 Td2 T。 0020 在其中一个实施例中， 所述控制装置还包括 0021 保护运算模块，。
11、 用于采集所述机械开关输出端的电压和 / 或电流信号， 并传输至 所述控制模块， 所述控制模块用于根据所述电压和 / 或电流信号判断负载是否异常， 如果 异常则控制所述机械开关切断。 0022 在其中一个实施例中， 所述机械开关为继电器或交流接触器。 0023 本发明所提供的一种可控开关的控制方法， 所述可控开关包括机械开关， 所述机 械开关具有用于连接电源的输入端和用于连接负载的输出端， 所述控制方法包括如下步 骤 ： 0024 计算所述机械开关输入端或输出端的周期信号的周期 T ； 0025 根据所述周期 T、 机械开关导通动作时间 Tt1和预置的导通角 t计算导通前置时 间 Tt2， 根。
12、据所述周期 T、 机械开关切断动作时间 Td1和预置的切断角 d计算切断前置时间 Td2； 0026 根据所述导通前置时间 Tt2和所述切断前置时间 Td2控制所述机械开关导通和切 断。 0027 在其中一个实施例中， 所述根据所述周期 T、 机械开关导通动作时间 Tt1和预置的 导通角 t计算所述导通前置时间 Tt2的公式如下 ： 0028 0029 其中， N 为自然数。 0030 在其中一个实施例中， 所述根据所述周期 T、 机械开关切断动作时间 Td1和预置的 切断角 d计算切断前置时间 Td2的公式如下 ： 0031 0032 其中， N 为自然数。 0033 与现有技术相比， 本发。
13、明所提供的可控开关及可控开关的控制方法具有以下有益 效果 ： 0034 1、 本发明所提供的可控开关包括机械开关和控制装置， 控制装置通过实时检测流 过机械开关输入端或输出端的电压、 电流， 并根据预置的导通角和切断角， 同时结合可控开 关的机械特性， 控制可控开关的接通与切断， 从而实现了导通和切断的精准性。 0035 2、 本发明所提供的可控开关的预置的导通角和切断角可以调节， 可实现可控开关 对系统无涌流冲击， 本身无电弧等的目的。 0036 3、 本发明所提供的可控开关可根据不同负载调节控制装置中的导通角和切断角， 从而实现不同负载的导通与切断的一致性。 0037 4、 本发明所提供的。
14、可控开关由于是机械开关， 抗谐波与抗干扰的能力非常强。 0038 总之， 本发明所提供的可控开关实现了高可靠性、 低损耗、 高精度的完美集合， 它 主要可以应用在低压配电装置中对一些元件的无涌流导通或切断控制中。 附图说明 说 明 书 CN 103943386 A 5 3/5 页 6 0039 图 1 为本发明其中一个实施例中的可控开关的结构示意图 ； 0040 图 2 为图 1 中的可控开关的控制装置的模块框图 ； 0041 图 3 为图 1 中的可控开关的通、 断波形图。 具体实施方式 0042 下面参考附图并结合实施例对本发明进行详细说明。需要说明的是， 在不冲突的 情况下， 以下各实施。
15、例及实施例中的特征可以相互组合。 0043 本发明其中一个实施例中， 提供一种可控开关， 如图 1 所示， 可控开关 100 包括机 械开关110和控制装置120， 所述机械开关110具有用于连接电源的输入端111和用于连接 负载的输出端 112， 所述控制装置 120 用于控制所述机械开关 110 导通和切断。优选地， 所 述机械开关 110 为继电器或交流接触器。 0044 如图2所示， 所述控制装置120包括周期计算模块121， 通、 断计算模块122和控制 模块 123， 其中， 周期计算模块 121 用于计算机械开关 110 输入端 111 或输出端 112 的周期 信号的周期 T。。
16、优选地， 导通时周期计算模块 121 实时监测机械开关 110 输入端 111 上的电 压， 以达到精确控制， 切断时周期计算模块 121 实时监测机械开关 110 输出端 112 的负载特 性， 以实现切断的精确性。 0045 所述通、 断计算模块 122， 用于根据所述周期 T、 机械开关 110 导通动作时间 Tt1和 预置的导通角t计算导通前置时间Tt2， 根据所述周期T、 机械开关110切断动作时间Td1和 预置的切断角 d计算切断前置时间 Td2。机械开关导通动作时间 Tt1是指机械开关 110 从 接收到导通控制信号起至导通所经历的时间， 不同种类的机械开关 110 的导通动作时。
17、间不 同。同理， 机械开关切断动作时间 Td1是指机械开关 110 从接收到切断控制信号起至切断所 经历的时间。 0046 所述控制模块123用于根据所述导通前置时间Tt2和所述切断前置时间Td2控制所 述机械开关 110 导通和切断。具体方法如下 ： 导通时， 控制模块 123 根据周期 T 和预置的导 通角 t计算预置的导通时间点， 从预置的导通时间点起经过导通前置时间 Tt2后控制机械 开关 110 导通。同理， 切断时， 控制模块 123 根据周期 T 和预置的切断角 d计算预置的切 断时间点， 从预置的切断时间点起经过切断前置时间 Td2后控制机械开关 110 切断。 0047 本发。
18、明实施例中的可控开关100的控制装置120通过实时检测流过计算机械开关 110输入端111或输出端112的电压、 电流， 并根据预置的导通角和切断角， 同时结合可控开 关 100 的机械特性， 控制可控开关 100 的接通与切断， 从而实现了导通和切断的精准性。 0048 优选地， 所述通、 断计算模块 122 根据所述周期 T、 机械开关 110 导通动作时间 Tt1 和预置的导通角 t计算所述导通前置时间 Tt2的公式如下 ： 0049 0050 其中， N 为自然数。 0051 根据公式 (1)， 当 N 取 1 时， 设周期 T 为 5s， 机械开关 110 导通动作时间 Tt1为 2。
19、s， 预置的导通角 t为 72， 则导通前置时间 Tt2为 4s。当 N 取 2 时， 其它条件相同， 则导通 前置时间 Tt2为 9s。 0052 进一步地， 0 Tt2 T。这样可以实现当负载需要在预置启始点 t1 导通时， 可控 说 明 书 CN 103943386 A 6 4/5 页 7 开关 100 在下一周期的 t1 点精准导通 ( 如图 3 中的上部分所示 )。 0053 优选地， 所述根据所述周期 T、 机械开关 110 切断动作时间 Td1和预置的切断角 d 计算切断前置时间 Td2的公式如下 ： 0054 0055 其中， N 为自然数。 0056 根据公式 (2)， 当 。
20、N 取 1 时， 设周期 T 为 5s， 机械开关 110 切断动作时间 Td1为 1s， 预置的切断角 d为 72， 则切断前置时间 Td2为 5s。当 N 取 2 时， 其它条件相同， 则切断 前置时间 Td2为 10s。 0057 进一步地， 0 Td2 T。这样可以实现当负载需要在预置切断点 t2 切断时， 可控 开关 100 在下一周期的 t2 点精准切断 ( 如图 3 中的下部分所示 )。 0058 优选地， 所述控制装置 120 还包括保护运算模块 124， 保护运算模块 124 用于采集 所述机械开关 110 输出端 112 的电压和 / 或电流信号， 并传输至所述控制模块 1。
21、23， 所述控 制模块 123 用于根据所述电压和 / 或电流信号判断负载是否异常， 如果异常则发出切断执 行信号。这样当负载出现过压、 欠压、 过流等各种异常时可以起到保护负载的作用。 0059 由此可见， 本发明实施例中的可控开关 100 具有以下有益效果 ： 0060 1、 本发明实施例的可控开关导通和切断的精准性高。 0061 2、 本发明实施例的可控开关的预置的导通角和切断角可以调节， 可实现可控开关 对系统无涌流冲击， 本身无电弧等的目的。 0062 3、 本发明实施例的可控开关可根据不同负载调节控制装置中的导通角和切断角， 从而实现不同负载的导通与切断的一致性。 0063 4、 。
22、本发明实施例的可控开关由于是机械开关， 抗谐波与抗干扰的能力非常强。 0064 总之， 本发明实施例的可控开关实现了高可靠性、 低损耗、 高精度的完美集合， 它 主要可以应用在低压配电装置中对一些元件的无涌流导通或切断控制中。 0065 本发明另一个实施例中， 提供一种可控开关的控制方法， 所述可控开关包括机械 开关， 所述机械开关具有用于连接电源的输入端和用于连接负载的输出端， 所述控制方法 包括如下步骤 ： 0066 步骤 1、 计算所述机械开关输入端或输出端的周期信号的周期 T。 0067 步骤 2、 根据所述周期 T、 机械开关导通动作时间 Tt1和预置的导通角 t计算导通 前置时间 。
23、Tt2， 根据所述周期 T、 机械开关切断动作时间 Td1和预置的切断角 d计算切断前 置时间 Td2。 0068 步骤3、 根据所述导通前置时间Tt2和所述切断前置时间Td2控制所述机械开关110 导通和切断。 0069 优选地， 步骤 2 中， 所述根据所述周期 T、 机械开关 110 导通动作时间 Tt1和预置的 导通角 t计算所述导通前置时间 Tt2的公式为上述实施例中的公式 (1)。 0070 优选地， 步骤 2 中， 所述根据所述周期 T、 机械开关 110 切断动作时间 Td1和预置的 切断角 d计算切断前置时间 Td2的公式为上述实施例中的公式 (2)。 0071 通过本发明所。
24、提供的可控开关的控制方法， 可以实现可控开关的导通和切断的精 确性。 说 明 书 CN 103943386 A 7 5/5 页 8 0072 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式， 其描述较为具体和详细， 但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是， 对于本领域的普通技术人员 来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改进， 这些都属于本发明的保 护范围。因此， 本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。 说 明 书 CN 103943386 A 8 1/2 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103943386 A 9 2/2 页 10 图 3 说 明 书 附 图 CN 103943386 A 10 。