CN106253461B - 新型静态开关的控制方法 - Google Patents
新型静态开关的控制方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106253461B CN106253461B CN201610710282.3A CN201610710282A CN106253461B CN 106253461 B CN106253461 B CN 106253461B CN 201610710282 A CN201610710282 A CN 201610710282A CN 106253461 B CN106253461 B CN 106253461B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- current
- power
- bidirectional triode
- triode thyristor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
- H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
- H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
- H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
- H02J9/068—Electronic means for switching from one power supply to another power supply, e.g. to avoid parallel connection
Landscapes
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
本发明涉及新型静态开关及其控制方法，属于电子开关技术领域。其解决了现有技术存在的供电间断和触发功率大等问题。本发明在交流静态切换技术的基础上改进了检测方法，由原来的检测电压的方法变为检测电压及电流的方法，通过第一输入交流电源与第一双向可控硅之间设置有检测电压的第一电压检测模块和检测电流的第一电流检测模块，第二输入交流电源与第二双向可控硅之间设置有检测电压的第二电压检测模块和检测电流的第二电流检测模块；解决了输入电源异步时供电间断的问题；解决了输入电源异步时两个同极性的正弦半波烧坏负载的问题；解决了在带感性负载或容性负载时供电间断的问题；解决了功率较大、可控硅门极发热，降低器件的使用寿命的问题。
Description
技术领域
本发明涉及新型静态开关的控制方法，属于电子开关技术领域。
背景技术
静态开关用于在多回路的独立AC电源之间转换供电，能提供快速转换，保证精密的电子设备不间断的供电，涉及的产品有UPS电源、STS系统等。在UPS电源、STS系统中，目前采用的静态开关是两组双向可控硅组成的静态开关或者两组交流接触器加一组双向可控硅组成的静态开关，实现逆变输出的交流电源(或主电源)及备用交流电源之间的切换。目前UPS电源、STS系统中的静态开关，采用电压有效值比较法控制切换，切换时间为同步4ms-5ms、异步8ms-10ms。因检测电压无法判断可控硅是否已导通，一般采用360°全周期覆盖的触发法以保证可控硅稳定导通。
电压有效值比较法，是采样每回路交流输入电源的交流电压有效值，当有效值超出额定范围后，立即启动切换，交流输入电源不同步时，切换时增加至少8ms的死区时间防止输入电源间的环流。问题和缺点：(1)此方法会出现交流输入电源异步时，不能及时切换，产生供电间断；极端情况下会出现向负载供出连续两个同极性的正弦半波，烧坏变压器、电机类负载；(2)即使输入电源同步，在带感性负载或容性负载时，因为电流与电压的相位不同，仍然会因双向可控硅不能立即导通造成供电间断。
360°全周期覆盖的触发法，是由于检测电压不能判定可控硅是否已导通，为实现可控硅无间断的连续导通，将触发不间断的连续施加在可控硅的门极上。问题和缺点：(1)触发功率很大，需要较大的脉冲变压器、驱动电源；(2)触发电路、脉冲变压器、可控硅门极连续工作，会发热，降低器件的使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有电压有效值比较法和360°全周期覆盖的触发法存在的上述缺陷，提出了一种新型静态开关的控制方法，解决了交流输入电源异步时，不能及时切换，切换时产生供电间断的问题；解决了交流输入电源异步时，切换时产生两个同极性的正弦半波，烧坏变压器、电机类负载的问题；解决了在带感性负载或容性负载时，因为电流与电压的相位不同，造成切换时供电间断的问题；解决了触发电路、脉冲变压器需要的功率较大、可控硅门极发热，降低器件的使用寿命的问题。
本发明是采用以下的技术方案实现的：一种新型静态开关，包括由第一输入交流电源、第一电压检测模块、第一电流检测模块、第一双向可控硅和第一SCR驱动模块构成的第一回路；第一输入交流电源与第一双向可控硅之间设置有检测电压的第一电压检测模块和检测电流的第一电流检测模块，第一双向可控硅与第一SCR驱动模块相连；还包括由第二输入交流电源、第二电压检测模块、第二电流检测模块、第二双向可控硅和第二SCR驱动模块构成的第二回路，第二输入交流电源与第二双向可控硅之间设置有检测电压的第二电压检测模块和检测电流的第二电流检测模块，第二双向可控硅与第二SCR驱动模块相连；第一回路与第二回路相互并联并连接交流输出模块。
进一步地，第一SCR驱动模块和第二SCR驱动模块均与静态开关的控制器相连。
进一步地，第一电压检测模块和第二电压检测模块均采用HT70xx系列电压检测芯片。
进一步地，第一电流检测模块和第二电流检测模块均采用MAX471系列电流检测芯片。
进一步地，交流输出模块与UPS电源、STS系统的输出负载相连。
一种新型静态开关控制方法，包括如下步骤：
步骤一：利用电压检测模块检测每条回路的电压信号有效值；
步骤二：利用电流检测模块检测每条回路的电流瞬时值，并计算其有效值；
步骤三：计算每条回路交流输入电源的交流电压有效值，当有效值超出额定范围后，进入准备切换状态；
步骤四：在准备切换状态中，检测欲切出回路的电流瞬时值，至基波过零点时，SCR驱动模块停止触发该回路双向可控硅，判断电压相位差，反相时延时3ms-5ms后，开始触发切入回路的双向可控硅，同相时不加延时；
步骤五：触发双向可控硅时，判断其电流基波，过零点约40°后，至下一过零点区间，停止触发。
进一步地，交流输入电源异步时，切换时间为3ms-5ms。
进一步地，交流输入电源同步时，切换时间为≤0.4ms。
进一步地，触发电路持续40°阶段触发，需要的功率≤1W。
本发明的有益效果是：
(1)切换时间短：交流输入电源异步时，切换时间由8ms-10ms减少为3ms-5ms；交流输入电源同步时，切换时间由3ms-5ms减少为≤0.4ms；
(2)性能稳定：交流输入电源异步时，以往技术切换时可能产生两个连续的同极性正弦半波，该技术在两个连续的同极性正弦半波之间插入3ms-5ms延时，不会烧坏变压器类负载；
(3)电流连续：带感性负载或容性负载时，以往技术切换时会造成电流间断，使用该技术切换时，电流连续不会间断；
(4)触发功率小：以往技术的触发电路360°全周期覆盖触发，脉冲变压器持续工作，需要的功率一般≥2W，SCR的触发端会发热；使用该技术，触发电路持续40°阶段触发，需要的功率一般≤1W，SCR的触发端不会发热。
附图说明
图1是本发明的电气原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明所述的一种新型静态开关，包括由第一输入交流电源、第一电压检测模块、第一电流检测模块、第一双向可控硅和第一SCR驱动模块构成的第一回路；第一输入交流电源与第一双向可控硅之间设置有检测电压的第一电压检测模块和检测电流的第一电流检测模块，第一双向可控硅与第一SCR驱动模块相连；还包括由第二输入交流电源、第二电压检测模块、第二电流检测模块、第二双向可控硅和第二SCR驱动模块构成的第二回路，第二输入交流电源与第二双向可控硅之间设置有检测电压的第二电压检测模块和检测电流的第二电流检测模块，第二双向可控硅与第二SCR驱动模块相连；第一回路与第二回路相互并联并连接交流输出模块。
其中，第一SCR驱动模块和第二SCR驱动模块均与静态开关的控制器相连；第一电压检测模块和第二电压检测模块均采用HT70xx系列电压检测芯片；第一电流检测模块和第二电流检测模块均采用MAX471系列电流检测芯片；交流输出模块与UPS电源、STS系统的输出负载相连。
本发明的技术是在现有交流静态切换技术的基础上更改了检测方法，由原来的检测电压的方法变为检测电压及电流的方法。本发明包括如下步骤：
步骤一：利用电压检测模块检测每条回路的电压信号有效值；
步骤二：利用电流检测模块检测每条回路的电流瞬时值，并计算其有效值；
步骤三：计算每条回路交流输入电源的交流电压有效值，当有效值超出额定范围后，进入准备切换状态；
步骤四：在准备切换状态中，检测欲切出回路的电流瞬时值，至基波过零点时，SCR驱动模块停止触发该回路双向可控硅，判断电压相位差，反相时延时3ms-5ms后，开始触发切入回路的双向可控硅，同相时不加延时；
步骤五：触发双向可控硅时，判断其电流基波，过零点约40°后，至下一过零点区间，停止触发。
其中，交流输入电源异步时，切换时间为3ms-5ms；交流输入电源同步时，切换时间为≤0.4ms；触发电路持续40°阶段触发，需要的功率≤1W。
与以往技术相比，本发明具有以下有益效果：输入电源异步时，切换时间由8ms-10ms减少为3ms-5ms；输入电源同步时，切换时间由3ms-5ms减少为≤0.4ms；输入电源异步时，以往技术切换时可能产生两个连续的同极性正弦半波，该技术在两个连续的同极性正弦半波之间插入3ms-5ms延时，不会烧坏变压器类负载。带感性负载或容性负载时，以往技术切换时会造成电流间断，使用该技术切换时，电流连续不会间断。以往技术的触发电路360°全周期覆盖触发，脉冲变压器持续工作，需要的功率一般≥2W，SCR的触发端会发热；使用该技术，触发电路持续40°阶段触发，需要的功率一般≤1W，SCR的触发端不会发热。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。
Claims (1)
1.一种新型静态开关的控制方法，包括由第一输入交流电源、第一电压检测模块、第一电流检测模块、第一双向可控硅和第一SCR驱动模块构成的第一回路；第一输入交流电源与第一双向可控硅之间设置有检测电压的第一电压检测模块和检测电流的第一电流检测模块，第一双向可控硅与第一SCR驱动模块相连；还包括由第二输入交流电源、第二电压检测模块、第二电流检测模块、第二双向可控硅和第二SCR驱动模块构成的第二回路，第二输入交流电源与第二双向可控硅之间设置有检测电压的第二电压检测模块和检测电流的第二电流检测模块，第二双向可控硅与第二SCR驱动模块相连；第一回路与第二回路相互并联并连接交流输出模块，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一：利用电压检测模块检测每条回路的电压信号有效值；
步骤二：利用电流检测模块检测每条回路的电流瞬时值，并计算其有效值；
步骤三：计算每条回路交流输入电源的交流电压有效值，当有效值超出额定范围后，进入准备切换状态；
步骤四：在准备切换状态中，检测欲切出回路的电流瞬时值，至基波过零点时，SCR驱动模块停止触发该回路双向可控硅，判断电压相位差，反相时延时3ms-5ms后，开始触发切入回路的双向可控硅；同相时不加延时，开始触发切入回路的双向可控硅；
步骤五：触发双向可控硅时，判断其电流基波，过零点40°后，至下一过零点区间，停止触发；
其中，交流输入电源异步时，切换时间为3ms-5ms；交流输入电源同步时，切换时间为≤0.4ms；
触发电路持续40°阶段触发，需要的功率≤1W。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610710282.3A CN106253461B (zh) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | 新型静态开关的控制方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610710282.3A CN106253461B (zh) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | 新型静态开关的控制方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106253461A CN106253461A (zh) | 2016-12-21 |
| CN106253461B true CN106253461B (zh) | 2019-04-05 |
Family
ID=57595028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610710282.3A Active CN106253461B (zh) | 2016-08-24 | 2016-08-24 | 新型静态开关的控制方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106253461B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108023350A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-05-11 | 安徽伊格瑞德电气设备有限公司 | 一种基于scr双母线的分段快速切换系统及其工作方法 |
| HK1257786A2 (zh) * | 2019-01-18 | 2019-10-25 | Astrid Electronics Hk Ltd | 快速切換靜態轉換開關的方法、裝置、存儲介質和終端設備 |
| KR102276024B1 (ko) | 2019-10-30 | 2021-07-12 | 엘에스일렉트릭(주) | 무순단 전원 공급 제어 장치 및 그 전원 공급 제어 장치가 적용된 ups 모듈 |
| CN113315348B (zh) * | 2021-07-01 | 2022-06-14 | 四川英杰电气股份有限公司 | 一种可控硅电源的驱动控制方法及可控硅电源 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103762714A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-04-30 | 深圳市泰永电气科技有限公司 | 一种用于实现多个电源系统切换控制的开关装置 |
| CN203942263U (zh) * | 2014-07-18 | 2014-11-12 | 成都天奥信息科技有限公司 | 连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统 |
| CN104377723A (zh) * | 2014-08-29 | 2015-02-25 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种用于静止式中频电源组网系统的暂态过程控制方法 |
| CN104485734A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-04-01 | 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 | 一种三相交流复合型静态转换开关 |
| CN204271747U (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-15 | 深圳市柏盛科技有限公司 | 一种sts静态开关 |
| CN204668919U (zh) * | 2015-05-22 | 2015-09-23 | 扬州华鼎电器有限公司 | 一种智能变压器保护装置 |
| CN205960785U (zh) * | 2016-08-24 | 2017-02-15 | 青岛艾迪森科技股份有限公司 | 新型静态开关 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050207082A1 (en) * | 2004-03-17 | 2005-09-22 | Bosch Martin S | Dual bus static tie switch |
| KR101079900B1 (ko) * | 2007-10-31 | 2011-11-04 | 주식회사 케이티 | 선택스위치 장치, 이를 이용한 전원공급장치 및 그 스위칭 방법 |
-
2016
- 2016-08-24 CN CN201610710282.3A patent/CN106253461B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103762714A (zh) * | 2014-01-13 | 2014-04-30 | 深圳市泰永电气科技有限公司 | 一种用于实现多个电源系统切换控制的开关装置 |
| CN203942263U (zh) * | 2014-07-18 | 2014-11-12 | 成都天奥信息科技有限公司 | 连续波导航雷达电源过压过流防反保护系统 |
| CN104377723A (zh) * | 2014-08-29 | 2015-02-25 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种用于静止式中频电源组网系统的暂态过程控制方法 |
| CN204271747U (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-15 | 深圳市柏盛科技有限公司 | 一种sts静态开关 |
| CN104485734A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-04-01 | 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 | 一种三相交流复合型静态转换开关 |
| CN204668919U (zh) * | 2015-05-22 | 2015-09-23 | 扬州华鼎电器有限公司 | 一种智能变压器保护装置 |
| CN205960785U (zh) * | 2016-08-24 | 2017-02-15 | 青岛艾迪森科技股份有限公司 | 新型静态开关 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106253461A (zh) | 2016-12-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106253461B (zh) | 新型静态开关的控制方法 | |
| US8045309B2 (en) | Magnetic energy recovery switch having protective circuit | |
| CN202586071U (zh) | 激光电源装置 | |
| US8792215B2 (en) | Switch unit and power generation system thereof | |
| CN103683469B (zh) | 一种不间断电源输入切换的控制方法及设备 | |
| JP6930214B2 (ja) | 電源装置 | |
| EP2863536A1 (en) | Motion and control system | |
| CN201967167U (zh) | 一种感应加热双循环控制器 | |
| CN103715762A (zh) | 混合供电系统的双向切换电路及其控制方法 | |
| CN205960785U (zh) | 新型静态开关 | |
| CN202949231U (zh) | 一种智能过零投切的可控硅复合开关 | |
| CN205666679U (zh) | 一种旁路自动切换型的ups | |
| CN112271800A (zh) | 一种无充电回路的供电电路及电源管理系统 | |
| CN104184343A (zh) | 可控硅整流回馈装置 | |
| CN205283243U (zh) | 不间断电源系统输出控制电路 | |
| CN103248349A (zh) | 新型电子式交流接触器 | |
| CN203617935U (zh) | 小功率电机重载启动的控制装置 | |
| CN102957157B (zh) | 智能过零投切的可控硅复合开关 | |
| CN107204723A (zh) | 基于高压变频器的同步电机无序循环启动方法 | |
| CN204376525U (zh) | 一种应急供电电路 | |
| WO2015173892A1 (ja) | 電動機駆動システム | |
| CN204465951U (zh) | 一种基于容性负载维持可控硅正常工作的控制电路 | |
| Fu et al. | Research on short circuit operation mechanism and current limiting strategy of single phase inverter | |
| CN204481567U (zh) | 一种交流电源切换系统 | |
| CN102075101B (zh) | 单相全控整流限流装置及其工作方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Control method of novel static switch Effective date of registration: 20200430 Granted publication date: 20190405 Pledgee: Qingdao Changyang financing Company limited by guarantee Pledgor: QINGDAO LDC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020370010013 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20210310 Granted publication date: 20190405 Pledgee: Qingdao Changyang financing Company limited by guarantee Pledgor: QINGDAO LDC TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020370010013 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |