CN105373016A - 闸流体直流开关的快速截止装置及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种闸流体直流开关的快速截止装置及其操作方法，装置包含一闸流体直流开关、一开关及一电容器。该闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法包含：将该闸流体直流开关连接至一第一直流电路及一第二直流电路之间；将该开关及电容器串联连接后并联连接于该第一直流电路；在该闸流体直流开关导通时，经由该闸流体直流开关进行供应一直流电能；在该闸流体直流开关的一驱动信号截止时，利用该开关导通该电容器，由该第一直流电路对该电容器进行充电，以快速降低该闸流体直流开关的电流至趋近于零，以快速截止该闸流体直流开关。

Description

闸流体直流开关的快速截止装置及其操作方法
技术领域
本发明关于一种闸流体直流开关的快速截止装置及其操作方法；特别是关于一种闸流体直流单向或双向开关的快速截止装置及其操作方法。
背景技术
一般而言，开关元件包含主动式开关元件及机械式开关元件。机械式开关元件应用于交流电路中时，需要具备足够的断开能力及消弧能力。若将机械式开关元件应用于直流电路时，由于直流电路的电流不会发生交流电路的电流换相，因而机械式开关元件需要具有较大消弧能力。因此，常用直流机械式开关元件相对具有制造成本昂贵及增加体积的缺点。
另外，机械式开关元件在切离过程中皆产生电弧，其会容易造成接点的损坏，并具有降低其使用寿命的缺点。为了改善机械式开关元件的前述缺点，选择采用主动式开关元件。一般而言，主动式开关元件选用金氧半场效电晶体〔MOSFET〕或闸极绝缘双极性电晶体〔IGBT〕，其提供硬切〔hardswitching〕功能。主动式开关元件无论应用于交流或直流电路中，在开关截止时，皆能有效快速将电流截止，且具有不产生电弧的优点。虽然上述的主动式开关元件具有高速切换的优点，但其所能承受的电压与电流较低，且无法承受暂态瞬间大电流，因此其具有可靠度较低的缺点。
另外，闸流体元件为良好的高功率元件，其具有耐较高电压及较大涌浪电流的优点，且具有使用范围广、寿命长、可靠度佳、速度快、体积小、维护频率低、消耗功率低、制造成本低及不易烧毁的优点。然而，将闸流体开关元件应用于交流电路时，闸流体开关元件具有在驱动信号截止后，尚需等待闸流体开关元件的电流下降趋近于零，方能截止闸流体开关元件的导通的缺点。此外，当闸流体开关元件应用于直流电路时，由于直流电路不具电流换相，因而在闸流体开关元件上持续发生电流，闸流体开关元件并不会截止。纵使在闸流体开关元件的驱动信号截止后，在闸流体开关元件上仍发生电流，因此其具有无法确实截止导通的缺点。
举例而言，常用交流/直流开关，如中国台湾专利公开第201106623号的″交流-直流两用开关″及美国专利公开第20120086427号″Alternatingcurrent/directcurrenttwo-wayswitch″的申请案，其揭示一种交流-直流两用开关。该交流-直流两用开关可使用在交流配电系统或直流配电系统。该交流-直流两用开关包含一双向半导体开关元件〔bi-directionalsemiconductorswitchelement〕，其具有电晶体构造〔transistorstructure〕。该交流-直流两用开关应用于直流配电系统时，可避免发生电弧〔arc〕。前述专利及专利申请案仅为本发明技术背景的参考及说明目前技术发展状态而已，其并非用以限制本发明的范围。
举例而言，另一常用交流/直流开关，如美国专利第7079363号″HybridDCelectromagneticcontactor″，其揭示一种混合直流电磁接触器。该混合直流电磁接触器将一半导体开关元件并联至一机械式接触开关〔mechanicalcontactswitch〕，如此在操作开启或断开混合直流电磁接触器时，可避免发生电弧，并可减少漏电电流〔leakagecurrent〕至最小。前述专利及专利申请案仅为本发明技术背景的参考及说明目前技术发展状态而已，其并非用以限制本发明的范围。
发明内容
本发明较佳实施例的主要目的是提供一种闸流体直流开关的快速截止装置及其操作方法，将一闸流体直流开关连接至一第一直流电路，当该闸流体直流开关导通时，该第一直流电路经该闸流体直流开关供电至一第二直流电路，而在该闸流体直流开关的一驱动信号截止时，利用一开关进行导通一电容器，将由该第一直流电路对该电容器进行充电，如此便能快速降低经由该闸流体直流开关的电流至趋近于零，以达成快速截止该闸流体直流开关的目的。
为了达成上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种闸流体直流开关的快速截止装置，包含：
一闸流体直流开关，其连接至一第一直流电路及一第二直流电路之间，以便在该闸流体直流开关导通时，经由该闸流体直流开关进行供应一直流电能；
一开关；及
一电容器，其串联于该开关后，将该开关及该电容器并联连接于该第一直流电路；
其中在该闸流体直流开关的一驱动信号截止时，利用该开关进行导通该电容器，将由该第一直流电路对该电容器进行充电，而该第一直流电路无法经由该闸流体直流开关进行供应该直流电能，如此便能快速降低经由该闸流体直流开关的电流至趋近于零，而快速截止该闸流体直流开关。
本发明较佳实施例的该闸流体直流开关具有一第二直流电路端，且该第二直流电路端并联一反向二极管。
本发明较佳实施例的该电容器另并联连接一放电电路，且该放电电路包含一电阻及一放电开关的串联。
本发明较佳实施例的该闸流体直流开关选自一闸流体直流单向开关或一闸流体双向开关。
为了达成上述目的，本发明较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置包含：
一闸流体双向开关，其连接于一第一直流电路及一第二直流电路之间，以便在一第一方向上该闸流体双向开关导通时，该第一直流电路经由该闸流体双向开关进行供应一第一直流电能至该第二直流电路，或在一第二方向上该闸流体双向开关导通时，该第二直流电路经由该闸流体双向开关进行供应一第二直流电能至该第一直流电路；
一第一开关；
一第一电容器，其串联于该第一开关后，将该第一开关及第一电容器并联连接于该第一直流电路；
一第二开关；及
一第二电容器，其串联于该第二开关后，将该第二开关及第二电容器并联连接于该第二直流电路；
其中在该闸流体双向开关的一第一驱动信号截止时，利用该第一开关进行导通该第一电容器，将由该第一直流电路对该第一电容器进行充电，而该第一直流电路无法经由该闸流体双向开关对该第二直流电路进行供应电能，如此便能快速降低经由该闸流体双向开关的电流至趋近于零，而快速截止该闸流体双向开关；
或，在该闸流体双向开关的一第二驱动信号截止时，利用该第二开关进行导通该第二电容器，将由该第二直流电路对该第二电容器进行充电，而该第二直流电路无法经由该闸流体双向开关对该第一直流电路进行供应电能，如此便能快速降低经由该闸流体双向开关的电流至趋近于零，而快速截止该闸流体双向开关。
本发明较佳实施例的该闸流体双向开关另具有一反向二极管，且该反向二极管并联于该第一直流电路。
本发明较佳实施例的该闸流体双向开关另具有一反向二极管，且该反向二极管并联于该第二直流电路。
本发明较佳实施例的该第一电容器另并联连接一放电电路，且该放电电路包含一第一电阻及一第一放电开关的串联。
本发明较佳实施例的该第二电容器另并联连接一放电电路，且该放电电路包含一第二电阻及一第二放电开关的串联。
本发明较佳实施例的该闸流体双向开关另包含一机械式开关并联连接至该闸流体双向开关，以形成一混合式开关。
本发明较佳实施例的该闸流体双向开关另包含一机械式开关串联连接至该闸流体双向开关，以形成一隔离型开关。
为了达成上述目的，本发明较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法包含：
将一闸流体直流开关连接于一第一直流电路及一第二直流电路之间；
将一开关及一电容器串联后并联连接于该第一直流电路；
在该闸流体直流开关导通时，该第一直流电路经由该闸流体直流开关进行供应一直流电能；
在该闸流体直流开关的一驱动信号截止时，利用该开关导通该电容器，将由该第一直流电路对该电容器进行充电，而该第一直流电路无法经由该闸流体直流开关进行供应该直流电能，如此便能快速降低经由该闸流体直流开关的电流至趋近于零，而快速截止该闸流体直流开关。
本发明较佳实施例的该闸流体直流开关具有一第二直流电路端，且该第二直流电路端并联一反向二极管。
本发明较佳实施例的该电容器的两端并联连接一放电电路，且该放电电路包含一电阻及一放电开关的串联。
本发明较佳实施例的该闸流体直流开关选自一闸流体直流单向开关或一闸流体双向开关。
为了达成上述目的，本发明较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法包含：
将一闸流体双向开关连接于一第一直流电路及一第二直流电路之间；
将一第一开关及一第一电容器串联后并联连接于该第一直流电路；
将一第二开关及一第二电容器串联后并联连接于该第二直流电路；
在一第一方向上该闸流体双向开关导通时，该第一直流电路经由该闸流体双向开关进行供应一第一直流电能至该第二直流电路；
在一第二方向上该闸流体双向开关导通时，该第二直流电路经由该闸流体双向开关进行供应一第二直流电能至该第一直流电路；
在该闸流体双向开关的一第一驱动信号截止时，利用该第一开关进行导通该第一电容器，将由该第一直流电路对该第一电容器进行充电，而该第一直流电路无法经由该闸流体双向开关对该第二直流电路进行供应电能，如此便能快速降低经由该闸流体双向开关的电流至趋近于零，而快速截止该闸流体双向开关；
在该闸流体双向开关的一第二驱动信号截止时，利用该第二开关进行导通该第二电容器，将由该第二直流电路对该第二电容器进行充电，而该第二直流电路无法经由该闸流体双向开关对该第一直流电路进行供应电能，如此便能快速降低经由该闸流体双向开关的电流至趋近于零，而快速截止该闸流体双向开关。
本发明较佳实施例的该闸流体双向开关另具有一反向二极管，且该反向二极管并联于该闸流体双向开关与该第一直流电路之间。
本发明较佳实施例的该闸流体双向开关另具有一反向二极管，且该反向二极管并联于该闸流体双向开关与该第二直流电路之间。
本发明较佳实施例的该第一电容器另并联连接一放电电路，且该放电电路包含一第一电阻及一第一放电开关的串联。
本发明较佳实施例的该第二电容器另并联连接一放电电路，且该放电电路包含一第二电阻及一第二放电开关的串联。
本发明较佳实施例的该闸流体双向开关另包含一机械式开关并联连接至该闸流体双向开关。
本发明较佳实施例的该闸流体双向开关另包含一机械式开关串联连接至该闸流体双向开关。
本发明的优点在于：
本发明可快速降低经由闸流体直流开关的电流至趋近于零，以达成快速截止闸流体直流开关的功效。
附图说明
图1是本发明第一较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置的架构示意图。
图2是本发明第二较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置的架构示意图。
图3是本发明第三较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置的架构示意图。
图4是本发明第四较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置的架构示意图。
图5是本发明第五较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置的架构示意图。
图6是本发明第六较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置的架构示意图。
具体实施方式
为了充分了解本发明，于下文将举例较佳实施例并配合附图作详细说明，但其并非用以限定本发明。
本发明较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置及其操作方法适用于各种直流开关装置，例如：闸流体直流单向开关、闸流体双向开关、隔离混合式闸流体双向开关或其它直流开关，但其并非用以限制本发明的范围。另外，本发明较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置及其操作方法适合应用于各种直流电源系统，例如：太阳能发电系统、风力发电系统、波浪发电系统或其它独立式〔stand-alone〕发电系统，但其并非用以限制本发明的应用范围。
图1揭示本发明第一较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置的架构示意图，其仅以适当缩小比例符号及形状表示其装置的技术特征，但其并非用以限定本发明的规格尺寸范围。请参照图1所示，本发明第一较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置包含一闸流体直流开关10、一开关20及一电容器21。闸流体直流开关的快速截止装置连接于一第一直流电路1及一第二直流电路2之间。举例而言，第一直流电路1可选自一储能系统、一独立式发电系统、一交流-直流转换器、一直流-直流转换器或一不断电系统。
请再参照图1所示，举例而言，闸流体直流开关10连接于第一直流电路1〔第一直流电路端〕及第二直流电路2〔第二直流电路端〕之间，且闸流体直流开关10选自一闸流体开关。闸流体直流开关10连接至第一直流电路1，以便在闸流体直流开关10导通时，由第一直流电路1经由闸流体直流开关10进行供应一直流电能至第二直流电路2。第二直流电路2可消耗或吸收直流电能，例如：第二直流电路2选自一储能系统、一直流-直流转换器、一直流-交流转换器或一直流负载。电容器21与开关20串联后并联连接于第一直流电路1，以便开关20控制电容器21。
请再参照图1所示，当第二直流电路2需要截止供电时，将闸流体直流开关10的驱动信号在截止后，将开关20导通。在导通开关20时，电容器21的初始电压为0伏特，且由第一直流电路1对电容器21进行充电。此时，由于第二直流电路2仍存在一正电压，因此闸流体直流开关10的两端电压瞬间变为反向电压，且闸流体直流开关10的电流将快速下降至趋于零，因而可快速截止闸流体直流开关10。此时，第一直流电路1无法经由闸流体直流开关10进行供应直流电能至第二直流电路2，如此能达成闸流体直流开关10快速截止的功效。另外，闸流体直流开关10的电流完全截止后，将开关20断开。此时，电容器21两端电压趋近于第一直流电路1的电压。
图2揭示本发明第二较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置的架构示意图，其对应于图1的闸流体直流开关的快速截止装置及其相关操作。请参照图2所示，相对于第一实施例，本发明第二较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置包含一闸流体直流开关10、一开关20、一电容器21、一电阻31、一放电开关32及一反向二极管50。举例而言，电阻31及放电开关32串联连接或其它连接方式而形成一放电电路。电容器21两端并联电阻31及放电开关32组成的放电电路，或电容器21两端以其它适当方式连接电阻31及放电开关32组成的放电电路。
请再参照图2所示，闸流体直流开关10连接至第一直流电路1，以便在闸流体直流开关10导通时，由第一直流电路1经由闸流体直流开关10进行供应一直流电能至第二直流电路2。电容器21与开关20串联后并联连接于第一直流电路1，而电阻31及放电开关32组成的放电电路并联连接于电容器21。
请再参照图2所示，当第二直流电路2需要截止供电时，将闸流体直流开关10的驱动信号在截止后，将开关20导通。当导通开关20时，电容器21的初始电压为0伏特，且由第一直流电路1对电容器21进行充电。此时，由于第二直流电路2仍存在一正电压，因此闸流体直流开关10两端电压瞬间变为反向电压，且闸流体直流开关10的电流将快速下降至趋于零，因而可快速截止闸流体直流开关10。此时，第一直流电路1无法经由闸流体直流开关10进行供应直流电能至第二直流电路2，如此能达成闸流体直流开关10快速截止的功效。另外，闸流体直流开关10的电流完全截止后，将开关20断开。此时，电容器21两端电压趋近于第一直流电路1的电压。
请再参照图2所示，接着，在开关20断开后，可选择将放电开关32导通，以便电容器21经由电阻31进行放电。当电容器21完全释放电能时，可选择将放电开关32断开，以使电容器21在闸流体直流开关10下一次截止时能维持其初始电压为0伏特。
请再参照图2所示，由于在闸流体直流开关的快速截止装置的电路上存在杂散电感，因此在闸流体直流开关10的第二直流电路端并联一反向二极管50。在闸流体直流开关10快速截止瞬间，杂散电感的电流经由反向二极管50导通，如此反向二极管50与第二直流电路2形成一回路，以防止闸流体直流开关10两端因开关快速截止形成高压而造成损坏。另外，反向二极管50的设置也可加速闸流体直流开关10的截止动作。反向二极管50也可由将一电容器及一电阻并联，再将电容器及电阻的并联与一反向二极管进行串联所组成。
图3揭示本发明第三较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置的架构示意图，其对应于图1的闸流体直流开关的快速截止装置及其相关操作。请参照图3所示，相对于第一实施例，本发明第三较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置包含一闸流体双向开关10’、一第一开关20a、一第二开关20b、一第一电容器21a及一第二电容器21b。闸流体双向开关10’包含两个闸流体开关元件，且由两个闸流体开关元件反向并联，以使闸流体双向开关10’能双向导通电流。
请再参照图3所示，举例而言，闸流体双向开关10’连接于一第一直流电路1及一第二直流电路2之间，且第一直流电路1及第二直流电路2皆可提供、消耗或吸收直流电能。在电能供给操作上，可选择由第一直流电路1可提供直流电能至第二直流电路2，或选择由第二直流电路2可提供直流电能至第一直流电路1，意即直流电能可在第一直流电路1与第二直流电路2之间进行双向传输。在一第一方向上闸流体双向开关10’导通时，由第一直流电路1经由闸流体双向开关10’供应一直流电能至第二直流电路2。或，在一第二方向上闸流体双向开关10’导通时，由第二直流电路2经由闸流体双向开关10’供应一直流电能至第一直流电路1。
请再参照图3左侧部分所示，第一电容器21a与第一开关20a串联后并联连接于第一直流电路1，如此第一开关20a可控制第一电容器21a。
请再参照图3右侧部分所示，相对的，第二电容器21b与第二开关20b串联后并联连接于第二直流电路2，如此第二开关20b可控制第二电容器21b。
请再参照图3所示，在一第一方向上该闸流体双向开关10’导通时，由第一直流电路1经由闸流体双向开关10’供应一直流电能至第二直流电路2。当截止闸流体双向开关10’以终止第一方向的直流电能传输时，将闸流体双向开关10’一第一驱动信号截止，并利用第一开关20a进行导通第一电容器21a，此时第一电容器21a的初始电压为0伏特，且由第一直流电路1对第一电容器21a进行充电。此时，由于第二直流电路2仍存在一正电压，因此闸流体双向开关10’的两端电压瞬间变为反向电压，且闸流体双向开关10’的电流将快速下降至趋于零，因而可快速截止该闸流体双向开关10’。另外，闸流体双向开关10’的电流完全截止后，将第一开关20a断开。此时，第一电容器21a两端电压趋近于第一直流电路1的电压。
请再参照图3所示，或，在一第二方向上闸流体双向开关10’导通时，由第二直流电路2经由闸流体双向开关10’供应一直流电能至第一直流电路1。当截止闸流体双向开关10’以终止第二方向的直流电能传输时，将闸流体双向开关10’的一第二驱动信号截止，并利用第二开关20b进行导通第二电容器21b，此时第二电容器21b的初始电压为0伏特，且由第二直流电路2对该第二电容器21b进行充电。此时，由于第一直流电路1仍存在一正电压，因此闸流体双向开关10’的两端电压瞬间变为反向电压，且闸流体双向开关10’的电流将快速下降至趋于零，因而可快速截止闸流体双向开关10’。另外，闸流体双向开关10’的电流完全截止后，将第二开关20b断开。此时，第二电容器21b的两端电压趋近于第二直流电路2的电压。
图4揭示本发明第四较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置的架构示意图，其对应于图3的闸流体直流开关的快速截止装置及其相关操作。请参照图4所示，相对于第三实施例，本发明第四较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置包含一闸流体双向开关10’、一第一开关20a、一第二开关20b、一第一电容器21a、一第二电容器21b、一第一电阻31a、一第二电阻31b、一第一放电开关32a、一第二放电开关32b、一第一反向二极管50a及一第二反向二极管50b。闸流体双向开关10’为一可双向流通的闸流体开关，或包含两个单向闸流体开关元件，且由两个单向闸流体开关元件反向并联，以使闸流体双向开关10’能双向导通电流。
请再参照图4所示，举例而言，闸流体双向开关10’连接于一第一直流电路1及一第二直流电路2之间，且第一直流电路1及第二直流电路2皆可提供、消耗或吸收直流电能。在电能供给操作上，可选择由第一直流电路1可提供直流电能至第二直流电路2，或选择由第二直流电路2可提供直流电能至第一直流电路1，意即直流电能可在第一直流电路1与第二直流电路2之间进行双向传输。在一第一方向上闸流体双向开关10’导通时，由第一直流电路1经由闸流体双向开关10’供应一直流电能至第二直流电路2。或，在一第二方向上闸流体双向开关10’导通时，由第二直流电路2经由闸流体双向开关10’供应一直流电能至第一直流电路1。
请再参照图4所示，举例而言，第一电阻31a及第一放电开关32a形成串联或其它连接方式组成一放电电路。第一电容器21a的两端并联第一电阻31a及第一放电开关32a组成的放电电路，或第一电容器21a的两端以其它适当连接方式连接第一电阻31a及第一放电开关32a组成的放电电路。相对的，第二电阻31b及第二放电开关32b形成串联或其它连接方式组成一放电电路。第二电容器21b的两端并联第二电阻31b及第二放电开关32b组成的放电电路，或第二电容器21b两端以其它适当连接方式连接第二电阻31b及第二放电开关32b组成的放电电路。
请再参照图4所示，在一第一方向上闸流体双向开关10’导通时，由第一直流电路1经由闸流体双向开关10’供应一直流电能至第二直流电路2。当截止闸流体双向开关10’终止第一方向的直流电能传输时，将闸流体双向开关10’的一第一驱动信号截止，并利用第一开关20a进行导通第一电容器21a，此时第一电容器21a的初始电压为0伏特，且由第一直流电路1对电容器21a进行充电。此时，由于第二直流电路2仍存在一正电压，因此闸流体双向开关10’的两端电压瞬间变为反向电压，且闸流体双向开关10’的电流将快速下降至趋于零，因而可快速截止闸流体双向开关10’。另外，闸流体双向开关10’的电流完全截止后，将第一开关20a断开。此时，第一电容器21a的两端电压趋近于第一直流电路1的电压。
请再参照图4所示，接着，在第一开关20a断开后，可选择将第一放电开关32a导通，以便第一电容器21a经由第一电阻31a进行放电。当第一电容器21a完全释放电能时，可选择将第一放电开关32a断开，以使第一电容器21a在闸流体双向开关10’下一次截止时能维持其初始电压为0伏特。
请再参照图4所示，或，在一第二方向上闸流体双向开关10’导通时，由第二直流电路2经由闸流体双向开关10’供应一直流电能至第一直流电路1。当截止闸流体双向开关10’以终止第二方向的直流电能传输时，将闸流体双向开关10’的一第二驱动信号截止，并利用第二开关20b进行导通第二电容器21b，此时第二电容器21b的初始电压为0伏特，且由第二直流电路2对第二电容器21b进行充电。此时，由于第一直流电路1仍存在一正电压，因此闸流体双向开关10’的两端电压瞬间变为反向电压，且闸流体双向开关10’的电流将快速下降至趋于零，因而可快速截止闸流体双向开关10’。另外，闸流体双向开关10’的电流完全截止后，将第二开关20b断开。此时，第二电容器21b的两端电压趋近于第二直流电路2的电压。
请再参照图4所示，接着，在第二开关20b断开后，可选择将第二放电开关32b导通，以便第二电容器21b经由第二电阻31b进行放电。当第二电容器21b完全释放电能时，可选择将第二放电开关32b断开，以使第二电容器21b在闸流体双向开关10’下一次截止时能维持其初始电压为0伏特。
请再参照图4所示，另外，由于在闸流体开关的快速截止装置的电路上存在杂散电感，因此在闸流体双向开关10’与第二直流电路2间并联一第一反向二极管50a，而在闸流体双向开关10’与第一直流电路1间并联一第二反向二极管50b。当终止第一方向上传输直流电能时，在闸流体双向开关10’快速截止瞬间，杂散电感的电流经由第一反向二极管50a导通，如此第一反向二极管50a与第二直流电路2形成一回路，以防止闸流体双向开关10’的两端因开关快速截止形成高压而造成损坏，并可加速闸流体双向开关10’截止动作。当终止第二方向上传输直流电能时，在闸流体双向开关10’快速截止瞬间，杂散电感的电流经由第二反向二极管50b导通，如此第二反向二极管50b与第一直流电路1形成一回路，以防止闸流体双向开关10’的两端因开关快速截止形成高压而造成损坏，并可加速该闸流体双向开关10’截止动作。第一反向二极管50a及第二反向二极管50b也可选择分别由将一电容器及一电阻并联，再将电容器及电阻的并联与一反向二极管进行串联所组成。
图5揭示本发明第五较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置的架构示意图，其对应于图4的闸流体直流开关的快速截止装置及其相关操作。请参照图5所示，相对于第三实施例，本发明第五较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置包含一闸流体双向开关10’、一第一开关20a、一第二开关20b、一第一电容器21a、一第二电容器21b、一第一电阻31a、一第二电阻31b、一第一放电开关32a、一第二放电开关32b、一第一反向二极管50a、一第二反向二极管50b、一第一机械式开关61及一第二机械式开关62。第一机械式开关61与闸流体双向开关10’并联可组成一混合式开关〔hybridswitch〕，而第二机械式开关62与闸流体双向开关10’串联可组成一隔离型开关。
图6揭示本发明第六较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置的架构示意图，其对应于图2的闸流体直流开关的快速截止装置及其相关操作。请参照图6所示，相对于第二实施例，本发明第六较佳实施例的闸流体直流开关的快速截止装置包含一闸流体直流开关10、一开关20、一电容器21、一电阻31、一放电开关32、一反向二极管50、一第一机械式开关61及一第二机械式开关62。第一机械式开关61与闸流体直流开关10并联可组成一混合式开关，而第二机械式开关62与闸流体直流开关10串联可组成一隔离型开关。
前述较佳实施例仅举例说明本发明及其技术特征，该实施例的技术仍可适当进行各种实质等效修饰及/或替换方式予以实施；因此，本发明的权利范围须视后附权利要求所界定的范围为准。

Claims (24)

1.闸流体直流开关的快速截止装置，其特征在于，包含：
一闸流体直流开关，其连接至一第一直流电路，以便在该闸流体直流开关导通时，经由该闸流体直流开关进行供应一直流电能；
一开关；及
一电容器，其与该开关串联连接，该开关与该电容器串联连接组合后连接于该第一直流电路及该闸流体直流开关之间；
其中在该闸流体直流开关的一驱动信号截止时，利用该开关进行导通该电容器，以便将该电容器由该第一直流电路进行充电，并快速降低经由该闸流体直流开关的电流至趋近于零，以快速截止该闸流体直流开关。
2.依权利要求1所述的闸流体直流开关的快速截止装置，其特征在于，所述闸流体直流开关具有一第二直流电路端，且该第二直流电路端并联一反向二极管。
3.依权利要求1所述的闸流体直流开关的快速截止装置，其特征在于，还包含一电阻及一开关，而该电阻及该开关组成一放电电路，且该放电电路并联连接至所述电容器。
4.依权利要求1所述的闸流体直流开关的快速截止装置，其特征在于，另包含一机械式开关与所述闸流体直流开关并联组成一混合型开关。
5.依权利要求1所述的闸流体直流开关的快速截止装置，其特征在于，另包含一机械式开关与所述闸流体直流开关串联组成一隔离型开关。
6.一种闸流体直流开关的快速截止装置，其特征在于，包含：
一闸流体双向开关，其连接于一第一直流电路及一第二直流电路之间，以便在一第一方向上该闸流体双向开关导通时，经由该闸流体双向开关进行将该第一直流电路的电能供应至该第二直流电路，或在一第二方向上该闸流体双向开关导通时，经由该闸流体双向开关进行将该第二直流电路的电能供应至该第一直流电路；
一第一开关；
一第一电容器，其与该第一开关串联连接，该第一开关与该第一电容串联连接后连接于该第一直流电路及该闸流体双向开关之间；
一第二开关；及
一第二电容器，其与该第二开关串联连接，该第二开关与该第二电容串联连接后连接于该第二直流电路及该闸流体双向开关之间；
其中在该闸流体双向开关的一第一驱动信号截止时，利用该第一开关进行导通该第一电容器，以便将该第一电容器由该第一直流电路进行充电，并快速降低经由该闸流体双向开关的电流至趋近于零，以快速截止该闸流体双向开关；
或，在该闸流体双向开关的一第二驱动信号截止时，利用该第二开关进行导通该第二电容器，以便将该第二电容器由该第二直流电路进行充电，并快速降低经由该闸流体双向开关的电流至趋近于零，以快速截止该闸流体双向开关。
7.依权利要求6所述的闸流体直流开关的快速截止装置，其特征在于，所述第一直流电路并联一反向二极管。
8.依权利要求6所述的闸流体直流开关的快速截止装置，其特征在于，所述第二直流电路并联一反向二极管。
9.依权利要求6所述的闸流体直流开关的快速截止装置，其特征在于，还包含一电阻及一开关组成一放电电路，且该放电电路并联连接至所述第一电容器。
10.依权利要求6所述的闸流体直流开关的快速截止装置，其特征在于，还包含一电阻及一开关组成一放电电路，且该放电电路并联连接至所述第二电容器。
11.依权利要求6所述的闸流体直流开关的快速截止装置，其特征在于，还包含一机械式开关与所述闸流体双向开关并联连接组成一混合型开关。
12.依权利要求6所述的闸流体直流开关的快速截止装置，其特征在于，还包含一机械式开关与所述闸流体双向开关串联连接组成一隔离型开关。
13.一种闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法，其特征在于，包含：
将一闸流体直流开关连接至一第一直流电路；
将一开关及一电容器串联连接后再连接于该第一直流电路及该闸流体直流开关之间；
在该闸流体直流开关导通时，该第一直流电路经由该闸流体直流开关进行供应一直流电能；
在该闸流体直流开关的一驱动信号截止时，利用该开关导通该电容器，以便将该电容器由该第一直流电路进行充电，而该第一直流电路无法经由该闸流体直流开关进行供应该直流电能，如此便能快速降低经由该闸流体直流开关之电流至趋近于零，以快速截止该闸流体直流开关。
14.依权利要求13所述的闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法，其特征在于，所述闸流体直流开关具有一第二直流电路端，且该第二直流电路端并联一反向二极管。
15.依权利要求13所述的闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法，其特征在于，还包含一电阻及一开关组成一放电电路，且该放电电路并联连接至所述电容器。
16.依权利要求13所述的闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法，其特征在于，还包含一机械式开关与所述闸流体直流开关并联连接组成一混合型开关。
17.依权利要求13所述的闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法，其特征在于，还包含一机械式开关与所述闸流体直流开关串联连接组成一隔离型开关。
18.一种闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法，其特征在于，包含：
将一闸流体双向开关连接于一第一直流电路及第二直流电路之间；
将一第一开关及一第一电容器连接于该第一直流电路及闸流体双向开关之间，且该第一开关串联连接于该第一电容器；
将一第二开关及一第二电容器连接于该闸流体双向开关及该第二直流电路之间，且该第二开关串联连接于该第二电容器；
在一第一方向上该闸流体双向开关导通时，该第一直流电路经由该闸流体双向开关进行供应一第一直流电能至该第二直流电路；
在一第二方向上该闸流体双向开关导通时，该第二直流电路经由该闸流体双向开关进行供应一第二直流电能至该第一直流电路；
在该闸流体双向开关的一第一驱动信号截止时，利用该第一开关进行导通该第一电容器，以便将该第一电容器由该第一直流电路进行充电，该第一直流电路无法经由该闸流体双向开关进行供应该第一直流电能，如此便能快速降低经由该闸流体双向开关的电流至趋近于零，以快速截止该闸流体双向开关；
在该闸流体双向开关的一第二驱动信号截止时，利用该第二开关进行导通该第二电容器，以便将该第二电容器由该第二直流电路充电，该第二直流电路无法经由该闸流体双向开关进行供应该第二直流电能，如此并快速降低经由该闸流体双向开关的电流至趋近于零，以快速截止该该闸流体双向开关。
19.依权利要求18所述的闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法，其特征在于，在所述第一直流电路及所述闸流体双向开关之间还并联一反向二极管。
20.依权利要求18所述的闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法，其特征在于，在所述第二直流电路及所述闸流体双向开关之间还并联一反向二极管。
21.依权利要求18所述的闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法，其特征在于，还包含一电阻及一开关组成一放电电路，且该放电电路并联连接至所述第一电容器。
22.依权利要求18所述的闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法，其特征在于，还包含一电阻及一开关组成一放电电路，且该放电电路并联连接至所述第二电容器。
23.依权利要求18所述的闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法，其特征在于，还包含一机械式开关并联连接至所述闸流体双向开关，以组成一混合型开关。
24.依权利要求18所述的闸流体直流开关的快速截止装置的操作方法，其特征在于，还包含一机械式开关串联连接至所述闸流体双向开关，以组成一隔离型开关。
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