CN106680704B - 复合开关及其过零投切控制与自身投切故障判断方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了复合开关及其过零投切控制与自身投切故障判断方法，涉及开关技术领域，该复合开关既能检测自身投切故障，又能准确检测交流电电压过零点时并能进行投切。可控硅开关Kb的一端和磁保持继电器开关Kc的一端分别与一号节点连接，可控硅开关Kb的另一端和电感La的一端分别与节点Ma连接，电感La的另一端和六号开关的一端分别与节点Mb连接，磁保持继电器开关Kc的另一端、一号开关的另一端和二号开关的另一端分别与节点Mc连接，电容C2的一端、四号开关的另一端、二极管D1的正极端和二极管D3的负极端分别与节点Md连接，硅驱动电路分别与可控硅开关Kb的控制端和控制器连接，磁驱动电路分别与磁保持继电器开关Kc的控制端和控制器连接。

Description

复合开关及其过零投切控制与自身投切故障判断方法

技术领域

本发明涉及开关技术领域，具体涉及复合开关及其过零投切控制与自身投切故障判断方法。

背景技术

现有连接在交流电路上的开关，当交流电路上的电流较大时，开关断开或者闭合时都会出现火花，火花严重时会烧坏开关。开关断开或闭合时火花产生的原因是在开关断开或者闭合时的冲击电流较大造成的。要想降低开关断开或闭合的冲击电流，只有在交流电的电压过零点时对开关进行断开或闭合操作才能使开关断开或闭合时的冲击电流较小。而且现有开关都不能检测自身投切故障。因此设计一种既能检测自身投切故障，又能够在交流电的电流过零点时断开或闭合的开关显得非常必要。

发明内容

本发明是为了解决现有开关的上述不足，提供一种既能检测自身投切故障，又能准确检测交流电电流过零点时的准确时间点，还能在电流过零点时的准确时间点进行投切，易对自用电供电模块的电池组进行充放电控制的复合开关及其过零投切控制与自身投切故障判断方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

复合开关，包括一号节点、二号节点、一号开关、二号开关、三号开关、四号开关、五号开关、六号开关、节点M_a、节点M_b、节点M_c、节点M_d、节点M_e、电感L_a、电容C_a、电容C₀、电容C₂、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、光电耦合器OPT、电阻R₀、电阻R₁、电阻R₂、切换开关K_a、磁驱动电力路、硅驱动电路、自用电供电模块、接地端SGND和含有脉冲计数器的控制器；切换开关K_a包括可控硅开关K_b和磁保持继电器开关K_c，光电耦合器OPT包括发光二极管D₅和光敏三极管Q₀；可控硅开关K_b的一端和磁保持继电器开关K_c的一端分别与一号节点连接，可控硅开关K_b的另一端、一号开关的一端、三号开关的一端、四号开关的一端和电感L_a的一端分别与节点M_a连接，电感L_a的另一端、电容C_a的一端、二号开关的一端、五号开关的一端和六号开关的一端分别与节点M_b连接，磁保持继电器开关K_c的另一端、一号开关的另一端和二号开关的另一端分别与节点M_c连接，电容C₂的一端、四号开关的另一端、二极管D₁的正极端和二极管D₃的负极端分别与节点M_d连接，二极管D₂的正极端、二极管D₄的负极端、电容C₀的一端和电阻R₂的一端分别与节点M_e连接，三号开关的另一端与电阻R₁的一端连接，电阻R₁的另一端与电容C₂的另一端连接，五号开关的另一端与电容C₀的另一端连接，六号开关的另一端与电阻R₂的另一端连接，电容C_a的另一端连接在二号节点上，二极管D₁的负极端和二极管D₂的负极端分别连接在发光二极管D₅的正极端上，二极管D₃的正极端和二极管D₄的正极端分别连接在发光二极管D₅的负极端上，光敏三极管Q₀的集电极端分别与电阻R₀的一端和控制器连接，光敏三极管Q₀的发射极与信号接地端SGND连接，自用电供电模块分别与电阻R₀的另一端、磁驱动电路、硅驱动电路和控制器连接，硅驱动电路分别与可控硅开关K_b的控制端和控制器连接，磁驱动电路分别与磁保持继电器开关K_c的控制端和控制器连接。

自用电供电模块包括电池连接模块、能由若干个相互独立的单体电池依次串联连接而成的电池组；自用电供电模块还包括分别与单体电池个数相等的充电器、切换开关和限流模块；电池连接模块包括与单体电池个数相等的体充电连接机构；在每个体充电连接机构上分别设有体电压检测芯片；每个充电器的电源输出端一对一连接在每个切换开关选择端的一个接线端上；每个切换开关的转动端一对一连接在限流模块的一端上，每个限流模块的另一端一对一连接在电池连接模块的体充电连接机构上；电池连接模块连接在电池组上，所述电池连接模块的控制端、每个体电压检测芯片、每个限流模块的控制端和每个切换开关的控制端分别与控制器连接；并在控制器的控制下，当不为电池组充电时，电池连接模块能将电池组内各个相互独立的单体电池依次串联连接在一起变成串联电池，当为电池组充电时，电池连接模块能将电池组内依次串联连接在一起的串联电池变成相互独立的单体电池；

每个充电器的电源输入端和控制器的电源输入端都导电连接在一个通电先后控制机构上，并且在上电时通电先后控制机构先给控制器通电，然后再给充电器通电；在下电时通电先后控制机构先让充电器断电，然后再让控制器断电。

本方案的通电先后控制机构让控制器先通电，控制器通电后就让电池连接模块将电池组内依次串联连接在一起的串联电池变成相互独立的单体电池，然后通电先后控制机构才让充电器通电，这样能够充分保证在充电器通电时，各个单体电池之间是相互独立的，各个单体电池之间充电就不会受影响，从而易对自用电供电模块的电池组进行充放电控制。

本方案的复合开关在使用时，把一号节点连接在交流电源的火线C上，把二号节点连接在交流电源的零线N上。在使用本方案复合开关的过程中，当同时断开一号开关、断开四号开关、断开五号开关、闭合二号开关、闭合三号开关和闭合六号开关时，此时本方案的复合开关就成为一个既能检测自身投切故障的故障自检开关了；当同时闭合一号开关、闭合四号开关、闭合五号开关、断开二号开关、断开三号开关和断开六号开关时，此时本方案的复合开关就成为一个既能准确检测交流电电流过零点时的准确时间点，又能在电流过零点时的准确时间点进行投切的过零点投切开关了。

一、当把本方案的复合开关作为过零点投切开关使用时，其原理如下：

首先，需要同时断开一号开关、断开四号开关、断开五号开关、闭合二号开关、闭合三号开关和闭合六号开关。此时，在本方案的复合开关中，电感L_a采用高频电感，电感L_a的电感为几十微亨。当可控硅开关K_b或磁保持继电器开关K_c导通瞬间，电容Ca的阻抗约为0，而由于电感L_a的存在，电感L_a在导通瞬间，其频率变化很大，电感L_a的阻抗也很大，抑制了电源导通瞬间的冲击电流；当电路正常工作时，由于电源频率为50Hz工频，则电感L_a的阻抗很小。

在电感L_a中，电感L_a的电压U_La超前电感L_a的电流I₁90度，即电感L_a的电流I₁落后电感L_a的电压U_La90度。

在电容C₀中，电容C₀的电流I₂超前电容C₀的电压U_C090度，即电容C₀的电压U_C0落后电容C₀的电流I₂90度。

电流I₁通过电感L_a、电容Ca形成闭合回路，则有电感L_a上的电压U_La超前电感L_a上的电流I₁90度。

当电感L_a的电压U_La在某个时刻的节点M_a点为正、节点M_b点为负时，则电流I₂从节点M_a点通过二极管D₁、发光二极管D₅、二极管D₄和电容C₀形成支路。

忽略二极管D₁、发光二极管D₅和二极管D₄的压降，显然有即U_La＝U_C0，即电感L_a的电压U_La等于电容C₀的电压U_C0。显然有电感L_a上的电压U_La滞后电容C₀上的电流I₂90度，从而有电容C₀上的电流I₂与电感L_a上的电流I₁互为反向，即电流I₂与电流I₁互为反向。U_CN是火线C上的电压。

当电流I₂正向且大于发光二极管D₅发光的最小电流时，光电耦合器的输出信号U_I0即从高电平变为低电平，合理选择电容C₀，使电容C₀上的电流I₂正向过零点且能快速达到发光二极管D₅发光的最小电流。

当电流I₂正向过零点后，光电耦合器的输出信号U_I0即从高电平变为低电平，由于电流I₂与电流I₁反向，则有当光电耦合器的输出信号U_I0从低电平变为高电平时，电流I₁刚好处于正向过零点。因此光电耦合器的输出信号U_I0从低电平变为高电平时，即获得了电流I₁的过零点电流。当获得了电流I₁的过零点电流时，控制器即可立即给磁保持继电器开关K_c发出断开或闭合信号。如果需要让磁保持继电器开关K_c断开，则控制器就给磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，磁保持继电器开关K_c随即断开；如果需要让磁保持继电器开关K_c闭合，则控制器就给磁保持继电器开关K_c发出闭合控制信号，磁保持继电器开关K_c随即闭合。本方案从通过获取电流过零点时的准确时间点，再根据该准确时间点对磁保持继电器开关K_c发出断开或闭合的控制信号来使磁保持继电器开关K_c的触点断开或闭合，此时流过磁保持继电器开关K_c的电流小，在小电流时断开或闭合磁保持继电器开关K_c，使得磁保持继电器开关K_c的触点不易损坏。从而有效地延长了磁保持继电器开关K_c的寿命，进而延长了复合开关的使用寿命。

在投入复合开关时，因为可控硅开关K_b导通的瞬间，由于电感L_a的电流抑制作用，不会发生大的冲击电流，又由于可控硅开关K_b的导通压降很小，且电感L_a在工频频率下阻抗很小，节点M_a和节点M_b两点间的压降较小，此时闭合磁保持继电器开关K_c，对磁保持继电器开关K_c的触点损害很小，从而有效地延长了控硅开关K_b的寿命，进而延长了复合开关的使用寿命。

本方案在可控硅开关K_b处于导通且磁保持继电器开关K_c处于闭合时，如果要关断可控硅开关K_b，则在电流I₁过零点时才让可控硅开关K_b断开，这样能够有效保护可控硅开关K_b的使用寿命。

本方案只有在要向火线C投入复合开关的可控硅开关K_b时才采用电压过零点时投入，只要复合开关上有电流的情况下都采用电流过零来进行投入或切除，大大提高了复合开关的使用寿命，可靠性较高，安全性较好。

本方案中，当可控硅开关K_b导通时，在磁保持继电器开关K_c还没有断开的情况下，此时的磁保持继电器开关K_c也是导通的，即可控硅开关K_b和磁保持继电器开关K_c此时同时处于导通状态。由于可控硅开关K_b支路具有电感L_a的导通电阻，显然磁保持继电器开关K_c支路的阻抗要远远小于可控硅开关K_b支路的阻抗，因此流过磁保持继电器开关K_c的电流大于流过可控硅开关K_b支路的电流。若磁保持继电器开关K_c不在电流过零点断开触点，极易损坏触点。本方案从通过获取电感L_a支路的电流I₁过零点时的准确时间点，再让控制器发出控制信号来断开磁保持继电器开关K_c的触点，让磁保持继电器开关K_c在电流较小时进行闭合或断开动作，这样就不易烧坏磁保持继电器开关K_c上的触点，有效地延长了磁保持继电器开关K_c的使用寿命，进而也延长了复合开关的使用寿命，结构简单，可靠性高。

一种适用于复合开关的过零投切控制方法，

当把复合开关当作过零点投切开关使用时，该复合开关的过零投切控制方法如下：

(1-1)投入复合开关；

(1-1-1)当要向火线C投入复合开关时，先检测火线C上电压U_CN过零点时的准确时间点，当电压U_CN过零点时，控制器立即向可控硅开关K_b发出导通控制信号，可控硅开关K_b随即导通；

(1-1-2)当可控硅开关K_b导通设定时间后，先检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向磁保持继电器开关K_c发出闭合控制信号，磁保持继电器开关K_c随即闭合；

(1-1-3)然后再次检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向可控硅开关K_b发出关断控制信号，可控硅开关K_b随即关断，此时只由磁保持继电器开关K_c保持供电回路工作，至此完成复合开关向火线C的投入工作；

(1-2)切除复合开关；

(1-2-1)当要切除火线C上的复合开关时，先检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向可控硅开关K_b发出导通控制信号，可控硅开关K_b随即导通，延时一段时间使可控硅开关K_b可靠导通；

(1-2-2)在可控硅开关K_b导通的情况下，再次检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，磁保持继电器开关K_c随即断开；

(1-2-3)然后再次检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向可控硅开关K_b发出关断控制信号，可控硅开关K_b随即关断；至此复合开关已从火线C上完全切除。

二、当把本方案的复合开关作为故障自检开关使用时，其原理如下：

首先，需要同时断开一号开关、断开四号开关、断开五号开关、闭合二号开关、闭合三号开关和闭合六号开关，这样就把本方案的复合开关变为了故障自检开关。

当需要投切复合开关时，控制器向可控硅开关K_b发出导通控制信号，使可控硅开关K_b导通。电流经可控硅开关K_b、电感L_a和电容C_a形成闭合回路，并联在电感L_a两端的电容C₂、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、光电耦合器OPT、电阻R₁、电阻R₀、电阻R₂、自用电供电模块和接地端SGND共同形成了可控硅开关K_b的运行检测电路。在电流流过可控硅开关K_b时该可控硅开关K_b的运行检测电路会产生触发脉冲信号，保持一定时间后，控制器向磁保持继电器开关K_c发出闭合控制信号，使磁保持继电器开关K_c闭合。磁保持继电器开关K_c闭合后将可控硅开关K_b与电感L_a组成的串联支路短路，此时可控硅开关K_b的运行检测电路将不会产生触发脉冲。然后，控制器向可控硅开关K_b发出断开控制信号，使可控硅开关K_b断开，由磁保持继电器开关K_c保持供电回路工作。

当需要切除复合开关时，控制器向可控硅开关K_b发出导通控制信号，使可控硅开关K_b导通，保持一定时间后，控制器向磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，磁保持继电器开关K_c随即断开，此时，可控硅运行检测电路将有触发脉冲出现。最后，控制器向可控硅开关K_b再次发出断开控制信号，可控硅开关K_b随即断开。至此就完全切除了复合开关。

本方案的复合开关具备在开关动作的过程中能进行自我故障检测，且无需在复合开关中另外设置检测故障的仪器，从而使复合开关的结构更加简单，体积小，结构可靠，成本低廉，降低了复合开关使用时投切不成功的安全隐患。

一种适用于复合开关的自身投切故障判断方法，

当把复合开关当作故障自检开关使用时，由于该复合开关自身投切故障包括可控硅开关K_b的无法导通故障、磁保持继电器开关K_c的无法闭合故障、磁保持继电器开关K_c的无法断开故障和可控硅开关K_b的无法关断故障；因此，复合开关自身投切故障判断方法包括：

(2-1)判断可控硅开关K_b为无法导通故障的方法是：

在投入复合开关时，假设可控硅开关K_b处于关断状态，且磁保持继电器开关K_c也处于断开状态的前提下，

(2-1-1)先由控制器向可控硅开关K_b发出导通控制信号，控制器等待可控硅开关K_b的运行检测电路返回的触发脉冲信号，并用控制器的脉冲计数器进行触发脉冲计数，当延时设定时间后，若控制器接收到的触发脉冲个数大于设定个数时，即可认为该可控硅开关K_b能正常导通，若控制器接收到的触发脉冲个数小于设定个数时，

(2-1-2)再由控制器向可控硅开关K_b发出导通控制信号，并将脉冲计数器清零，再次延时设定时间后，若控制器接收到的触发脉冲个数仍小于设定个数时，即可判断该可控硅开关K_b为无法导通故障。

(2-2)判断磁保持继电器开关K_c为无法闭合故障的方法是：

在投入复合开关时，假设可控硅开关K_b能正常导通，且可控硅开关K_b已处于导通状态和磁保持继电器开关K_c处于断开状态的前提下，

(2-2-1)先由控制器向磁保持继电器开关K_c发出闭合控制信号，并将脉冲计数器清零，延时设定时间后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数大于设定个数时，

(2-2-2)再由控制器向磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，并将脉冲计数器清零，再延时设定时间后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数大于也设定个数时，

(2-2-3)再次由控制器向磁保持继电器开关K_c发出闭合控制信号，并将脉冲计数器清零，再次延时设定时间后，此时如果控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲计数仍大于设定个数时，即可判断该磁保持继电器开关K_c为无法闭合故障。

(2-3)判断磁保持继电器开关K_c为无法断开故障的方法是：

在切除复合开关时，假设可控硅开关K_b能正常导通，且可控硅开关K_b已处于断开状态和磁保持继电器开关K_c已处于闭合状态的前提下，

(2-3-1)先由控制器向可控硅开关K_b发出导通控制信号让可控硅开关K_b导通，并延时设定时间让可控硅开关K_b可靠导通后，又由控制器向磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，并将脉冲计数器清零，等待设定时间后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数小于设定个数时；

(2-3-2)再由控制器向磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，并将脉冲计数器清零，再次等待设定时间后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数仍小于设定个数时，即可判断磁保持继电器开关K_c为无法断开故障。

(2-4)判断可控硅开关K_b为无法关断故障的方法是：

在切除复合开关时，假设磁保持继电器开关K_c能正常断开，且磁保持继电器开关K_c已处于断开状态和可控硅开关K_b还处于导通状态的前提下，

(2-4-1)先由控制器向可控硅开关K_b发出关断控制信号，并将脉冲计数器清零，延时设定时间后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数大于设定个数时；

(2-4-2)再由控制器向可控硅开关K_b发出关断控制信号，并将脉冲计数器清零，再次延时设定时间后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数仍大于设定个数时，即可判断可控硅开关K_b为无法关断故障。

本方案的复合开关既能检测自身投切故障，又能分别准确检测交流电电流过零点时的准确时间点和电压过零点时的准确时间点，不仅在复合开关有电流的情况下能分别保证可控硅开关K_b和磁保持继电器开关K_c在电流过零点时的准确时间点进行投切，还能在复合开关没有电流的情况下保证可控硅开关K_b在电压过零点时的准确时间点进行投切，投切电流小，投切时不会烧坏开关的触点，结构简单，可靠性高，安全性好，能大大延长复合开关的使用寿命。

作为优选，还包括与控制器连接的存储器。存储器能够存储火线C的电压过零点的时间点，便于控制器直接调用。

作为优选，还包括与控制器连接的显示器。显示器便于用户观察，使用方便简单。

作为优选，电感L_a的电感为30-50微亨。电感L_a采用电感为几十微亨的高频电感，大大提高了可控硅开关K_b在导通瞬间的抑制冲击电流的作用，可靠性较高。

本发明能够达到如下效果：

本发明的复合开关既能检测自身投切故障，又能分别准确检测交流电电流过零点时的准确时间点和电压过零点时的准确时间点，不仅在复合开关有电流的情况下能分别保证可控硅开关K_b和磁保持继电器开关K_c在电流过零点时的准确时间点进行投切，还能在复合开关没有电流的情况下保证可控硅开关K_b在电压过零点时的准确时间点进行投切，投切电流小，投切时不会烧坏开关的触点，结构简单，可靠性高，安全性好，能大大延长复合开关的使用寿命，易对自用电供电模块的电池组进行充放电控制。

附图说明

图1是本发明实施例自用电供电模块的一种电路原理连接结构示意图。

图2是本发明实施例自用电供电模块的一号体充电连接机构处上电磁铁压紧在下电磁铁上时的一种连接结构示意图。

图3是本发明实施例自用电供电模块的一号体充电连接机构处上电磁铁没有压在下电磁铁上时的一种连接结构示意图。

图4是本发明实施例自用电供电模块的通电先后控制机构处充电器和微控制器都还未上电时的一种使用状态连接结构示意图。

图5是本发明实施例自用电供电模块的通电先后控制机构处在上电时，只有微控制器的电源输入端正极已经接通电源时的一种使用状态连接结构示意图。

图6是本发明实施例自用电供电模块的通电先后控制机构处在上电时，只有微控制器的电源输入端正极接通电源和微控制器的电源输入端负极也已接通电源时的一种使用状态连接结构示意图。

图7是本发明实施例自用电供电模块的通电先后控制机构处在上电时，只有微控制器的电源输入端正极接通电源、微控制器的电源输入端负极也已接通电源和充电器的电源输入端正极也已接通电源时的一种使用状态连接结构示意图。

图8是本发明实施例自用电供电模块的通电先后控制机构处在上电时，微控制器的电源输入端正极接通电源、微控制器的电源输入端负极也已接通电源、充电器的电源输入端正极也已接通电源和充电器的电源输入端负极也已接通电源时的一种使用状态连接结构示意图。

图9是本发明的一种使用状态电路原理连接结构示意图。

图10是本发明的一种波形示意图。

图11是本实施例自用电供电模块的各部件与控制器相连接的一种电路原理连接结构示意框图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：复合开关，参见图9所示，包括一号节点701、二号节点702、一号开关201、二号开关202、三号开关203、四号开关204、五号开关205、六号开关206、节点M_a、节点M_b、节点M_c、节点M_d、节点M_e、电感L_a、电容C_a、电容C₀、电容C₂、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、光电耦合器OPT、电阻R₀、电阻R₁、电阻R₂、切换开关K_a、磁驱动电力路502、硅驱动电路503、自用电供电模块901、接地端SGND和含有脉冲计数器805的控制器107。电感L_a的电感为30-50微亨。还包括分别与控制器连接的存储器106和显示器504。切换开关K_a包括可控硅开关K_b和磁保持继电器开关K_c，光电耦合器OPT包括发光二极管D₅和光敏三极管Q₀；可控硅开关K_b的一端和磁保持继电器开关K_c的一端分别与一号节点连接，可控硅开关K_b的另一端、一号开关的一端、三号开关的一端、四号开关的一端和电感L_a的一端分别与节点M_a连接，电感L_a的另一端、电容C_a的一端、二号开关的一端、五号开关的一端和六号开关的一端分别与节点M_b连接，磁保持继电器开关K_c的另一端、一号开关的另一端和二号开关的另一端分别与节点M_c连接，电容C₂的一端、四号开关的另一端、二极管D₁的正极端和二极管D₃的负极端分别与节点M_d连接，二极管D₂的正极端、二极管D₄的负极端、电容C₀的一端和电阻R₂的一端分别与节点M_e连接，三号开关的另一端与电阻R₁的一端连接，电阻R₁的另一端与电容C₂的另一端连接，五号开关的另一端与电容C₀的另一端连接，六号开关的另一端与电阻R₂的另一端连接，电容C_a的另一端连接在二号节点上，二极管D₁的负极端和二极管D₂的负极端分别连接在发光二极管D₅的正极端上，二极管D₃的正极端和二极管D₄的正极端分别连接在发光二极管D₅的负极端上，光敏三极管Q₀的集电极端分别与电阻R₀的一端和控制器连接，光敏三极管Q₀的发射极与信号接地端SGND连接，自用电供电模块分别与电阻R₀的另一端、磁驱动电路、硅驱动电路和控制器连接，硅驱动电路分别与可控硅开关K_b的控制端和控制器连接，磁驱动电路分别与磁保持继电器开关K_c的控制端和控制器连接。

参见图1所示，自用电供电模块包括电池连接模块t22、能由若干个相互独立的单体电池依次串联连接而成的电池组t26；自用电供电模块还包括分别与单体电池个数相等的充电器、切换开关和限流模块；电池连接模块包括与单体电池个数相等的体充电连接机构；在每个体充电连接机构上分别设有体电压检测芯片t101；每个充电器的电源输出端一对一连接在每个切换开关选择端的一个接线端上；每个切换开关的转动端一对一连接在限流模块的一端上，每个限流模块的另一端一对一连接在电池连接模块的体充电连接机构上；电池连接模块连接在电池组上，所述电池连接模块t22的控制端、每个体电压检测芯片t101、每个限流模块的控制端和每个切换开关的控制端分别与控制器连接；并在控制器的控制下，当不为电池组充电时，电池连接模块能将电池组内各个相互独立的单体电池依次串联连接在一起变成串联电池，当为电池组充电时，电池连接模块能将电池组内依次串联连接在一起的串联电池变成相互独立的单体电池。

本实例中的充电器为充电器t2、充电t3和充电器t4。本实例中的切换开关为切换开关t5、切换开关t6和切换开关t7。本实例中的限流模块为限流模块t9、限流模块t10和限流模块t11。每个切换开关的选择端都包括接线端d、接线端e和接线端f。本实例中的控制器即为微控制器。

参见图1、图11所示，设本实施例电池组的单体电池共有三个，并设这三个单体电池分别为一号单体电池t19、二号单体电池t20和三号单体电池t21；电池连接模块的体充电连接机构共有三个，并设这三个体充电连接机构分别为一号体充电连接机构t12、二号体充电连接机构t13和三号体充电连接机构t14；电池连接模块还包括组电源输出接口t15、一号单刀双掷开关t17、二号单刀双掷开关t18和单刀开关t16；一号单体电池的正极连接在一号单刀双掷开关的转动端上，一号单刀双掷开关的一号触点连接在一号体充电连接机构的正极接线端上，一号单刀双掷开关的二号触点连接在二号单刀双掷开关的二号触点上，一号单体电池的负极连接在一号体充电连接机构的负极接线端上，一号单体电池的负极也连接在组电源输出接口的负极接线端上；二号单体电池的正极连接在二号体充电连接机构的正极接线端上，二号单体电池的正极也连接在组电源输出接口的正极接线端上，二号单体电池的负极连接在二号体充电连接机构的负极接线端上，二号单体电池的负极也连接在单刀开关的一端上；三号单体电池的负极t25连接在二号单刀双掷开关的转动端上，二号单刀双掷开关的一号触点连接在三号体充电连接机构的负极接线端上，三号单体电池的正极t23连接在三号体充电连接机构的正极接线端上，三号单体电池的正极也连接在单刀开关的另一端上；所述一号单刀双掷开关的控制端、二号单刀双掷开关的控制端和单刀开关的控制端分别与控制器连接。

所述一号单刀双掷开关的二号触点和二号单刀双掷开关的二号触点均为常闭触点，在电池组充电时一号单刀双掷开关的二号触点和二号单刀双掷开关的二号触点均处于断开状态，在电池组没充电时一号单刀双掷开关的二号触点和二号单刀双掷开关的二号触点均处于闭合状态；所述一号单刀双掷开关的一号触点和二号单刀双掷开关的一号触点均为常开触点，在电池组充电时一号单刀双掷开关的一号触点和二号单刀双掷开关的一号触点均处于闭合状态，在电池组没充电时一号单刀双掷开关的一号触点和二号单刀双掷开关的一号触点均处于断开状态；所述单刀开关在电池组充电时处于断开状态，在电池组没充电时处于闭合状态。

参见图2、图3所示，每个体充电连接机构都包括滑腔t29、绝缘下横块t30、绝缘滑动块t38、绝缘上横块t36、滑动杆t32和活动横块t31，体充电连接机构的正极接线端包括上正极接线端头t28和下正极接线端头t27，体充电连接机构的负极接线端包括上负极接线端头t39和下负极接线端头t40；绝缘滑动块滑动设置在滑腔内，绝缘下横块固定设置在绝缘滑动块下方的滑腔内，绝缘上横块固定设置在绝缘滑动块上方的滑腔内，活动横块活动布置在绝缘上横块上方的滑腔内，上正极接线端头和上负极接线端头均设置在绝缘滑动块的下表面上，下正极接线端头和下负极接线端头均设置在绝缘下横块的上表面上，在绝缘上横块上设有竖直通孔t34，滑动杆滑动设置在竖直通孔内，滑动杆上端固定连接在活动横块上，滑动杆下端固定连接在绝缘上横块上，在绝缘上横块与绝缘滑动块之间的滑动杆上设有拉开弹簧t37，拉开弹簧的两端分别挤压连接在绝缘上横块的下表面上和绝缘滑动块的上表面上；在绝缘上横块的上表面上固定设有下电磁铁t35，在活动横块上设有上电磁铁t33，并且上电磁铁通电时产生的电磁力与下电磁铁通时电产生的电磁力相互吸引，且上电磁铁通电时产生的电磁力与下电磁铁通时电产生的电磁力相互吸引后能推动绝缘滑动块往下移动，并能将上正极接线端头压紧导电连接在下正极接线端头上和能将上负极接线端头压紧导电连接在下负极接线端头上。

每个单体电池的正极一对一电连接在下正极接线端头上，每个单体电池的负极一对一电连接在下负极接线端头上，每个限流模块的另一端的正极一对一电连接上正极接线端头上，每个限流模块的另一端的负极一对一电连接上负极接线端头上。

参见图4-图8所示，每个充电器的电源输入端和控制器的电源输入端都导电连接在一个通电先后控制机构t75上，并且在上电时通电先后控制机构先给控制器通电，然后再给充电器通电；在下电时通电先后控制机构先让充电器断电，然后再让控制器断电。

参见图4-图8所示，通电先后控制机构包括右端密封的绝缘管t62、绝缘支块t64、绝缘滑动杆t63和手柄t61，绝缘支块固定在绝缘管内t66，在绝缘支块上横向设有滑孔t65，绝缘滑动杆滑动设置在滑块内，手柄固定连接在绝缘滑动杆的左端；在绝缘管的内管壁下底面上从左到右依次固定设有一号正极接线端头t71、一号负极接线端头t72、二号正极接线端头t73和二号负极接线端头t74，并且一号正极接线端头的高度高于一号负极接线端头的高度高，一号负极接线端头的高度高于二号正极接线端头的高度高，二号正极接线端头的高度高高于二号负极接线端头的高度高；在绝缘支块右方的绝缘滑动杆的下表面上从左到右依次固定设有三号正极接线端头t67、三号负极接线端头t68、四号正极接线端头t69和四号负极接线端头t70，并且在绝缘滑动杆移动到设定位置时，三号正极接线端头能压紧导电连接在一号正极接线端头上，三号负极接线端头能压紧导电连接在一号负极接线端头上，四号正极接线端头能压紧导电连接在二号正极接线端头上，四号负极接线端头能压紧导电连接在二号负极接线端头上；控制器的电源输入端正极电连接在一号正极接线端头的下端，控制器的电源输入端负极电连接在一号负极接线端头的下端，充电器的电源输入端正极电连接在二号正极接线端头的下端，充电器的电源输入端负极电连接在二号负极接线端头的下端；三号正极接线端头和四号正极接线端头都电连接在通电先后控制机构的电源输入端的正极上；三号负极接线端头和四号负极接线端头都电连接在通电先后控制机构的电源输入端的负极上。

本实施例的复合开关在使用时，把一号节点连接在交流电源的火线C上，把二号节点连接在交流电源的零线N上。在使用本实施例复合开关的过程中，当同时断开一号开关、断开四号开关、断开五号开关、闭合二号开关、闭合三号开关和闭合六号开关时，此时本实施例的复合开关就成为一个既能检测自身投切故障的故障自检开关了；当同时闭合一号开关、闭合四号开关、闭合五号开关、断开二号开关、断开三号开关和断开六号开关时，此时本实施例的复合开关就成为一个既能准确检测交流电电流过零点时的准确时间点，又能在电流过零点时的准确时间点进行投切的过零点投切开关了。

一、当把本实施例的复合开关作为过零点投切开关使用时，其原理如下：

首先，需要同时断开一号开关、断开四号开关、断开五号开关、闭合二号开关、闭合三号开关和闭合六号开关。此时，在本实施例的复合开关中，电感L_a采用高频电感，电感L_a的电感为几十微亨。当可控硅开关K_b或磁保持继电器开关K_c导通瞬间，电容Ca的阻抗约为0，而由于电感L_a的存在，电感L_a在导通瞬间，其频率变化很大，电感L_a的阻抗也很大，抑制了电源导通瞬间的冲击电流；当电路正常工作时，由于电源频率为50Hz工频，则电感L_a的阻抗很小。

在电感L_a中，电感L_a的电压U_La超前电感L_a的电流I₁90度，即电感L_a的电流I₁落后电感L_a的电压U_La90度。

在电容C₀中，电容C₀的电流I₂超前电容C₀的电压U_C090度，即电容C₀的电压U_C0落后电容C₀的电流I₂90度。

电流I₁通过电感L_a、电容Ca形成闭合回路，则有电感L_a上的电压U_La超前电感L_a上的电流I₁90度。

当电感L_a的电压U_La在某个时刻的节点M_a点为正、节点M_b点为负时，则电流I₂从节点M_a点通过二极管D₁、发光二极管D₅、二极管D₄和电容C₀形成支路。

忽略二极管D₁、发光二极管D₅和二极管D₄的压降，显然有即U_La＝U_C0，即电感L_a的电压U_La等于电容C₀的电压U_C0。显然有电感L_a上的电压U_La滞后电容C₀上的电流I₂90度，从而有电容C₀上的电流I₂与电感L_a上的电流I₁互为反向，即电流I₂与电流I₁互为反向。U_CN是火线C上的电压。

当电流I₂正向且大于发光二极管D₅发光的最小电流时，光电耦合器的输出信号U_I0即从高电平变为低电平，合理选择电容C₀，使电容C₀上的电流I₂正向过零点且能快速达到发光二极管D₅发光的最小电流。

当电流I₂正向过零点后，光电耦合器的输出信号U_I0即从高电平变为低电平，由于电流I₂与电流I₁反向，则有当光电耦合器的输出信号U_I0从低电平变为高电平时，电流I₁刚好处于正向过零点。因此光电耦合器的输出信号U_I0从低电平变为高电平时，即获得了电流I₁的过零点电流。当获得了电流I₁的过零点电流时，控制器即可立即给磁保持继电器开关K_c发出断开或闭合信号。如果需要让磁保持继电器开关K_c断开，则控制器就给磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，磁保持继电器开关K_c随即断开；如果需要让磁保持继电器开关K_c闭合，则控制器就给磁保持继电器开关K_c发出闭合控制信号，磁保持继电器开关K_c随即闭合。本实施例从通过获取电流过零点时的准确时间点，再根据该准确时间点对磁保持继电器开关K_c发出断开或闭合的控制信号来使磁保持继电器开关K_c的触点断开或闭合，此时流过磁保持继电器开关K_c的电流小，在小电流时断开或闭合磁保持继电器开关K_c，使得磁保持继电器开关K_c的触点不易损坏。从而有效地延长了磁保持继电器开关K_c的寿命，进而延长了复合开关的使用寿命。

在投入复合开关时，因为可控硅开关K_b导通的瞬间，由于电感L_a的电流抑制作用，不会发生大的冲击电流，又由于可控硅开关K_b的导通压降很小，且电感L_a在工频频率下阻抗很小，节点M_a和节点M_b两点间的压降较小，此时闭合磁保持继电器开关K_c，对磁保持继电器开关K_c的触点损害很小，从而有效地延长了控硅开关K_b的寿命，进而延长了复合开关的使用寿命。

本实施例在可控硅开关K_b处于导通且磁保持继电器开关K_c处于闭合时，如果要关断可控硅开关K_b，则在电流I₁过零点时才让可控硅开关K_b断开，这样能够有效保护可控硅开关K_b的使用寿命。

本实施例只有在要向火线C投入复合开关的可控硅开关K_b时才采用电压过零点时投入，只要复合开关上有电流的情况下都采用电流过零来进行投入或切除，大大提高了复合开关的使用寿命，可靠性较高，安全性较好。

本实施例中，当可控硅开关K_b导通时，在磁保持继电器开关K_c还没有断开的情况下，此时的磁保持继电器开关K_c也是导通的，即可控硅开关K_b和磁保持继电器开关K_c此时同时处于导通状态。由于可控硅开关K_b支路具有电感L_a的导通电阻，显然磁保持继电器开关K_c支路的阻抗要远远小于可控硅开关K_b支路的阻抗，因此流过磁保持继电器开关K_c的电流大于流过可控硅开关K_b支路的电流。若磁保持继电器开关K_c不在电流过零点断开触点，极易损坏触点。本实施例从通过获取电感L_a支路的电流I₁过零点时的准确时间点，再让控制器发出控制信号来断开磁保持继电器开关K_c的触点，让磁保持继电器开关K_c在电流较小时进行闭合或断开动作，这样就不易烧坏磁保持继电器开关K_c上的触点，有效地延长了磁保持继电器开关K_c的使用寿命，进而也延长了复合开关的使用寿命，结构简单，可靠性高。

一种适用于复合开关的过零投切控制方法，

当把复合开关当作过零点投切开关使用时，该复合开关的过零投切控制方法如下：

(1-1)投入复合开关；

(1-1-1)当要向火线C投入复合开关时，先检测火线C上电压U_CN过零点时的准确时间点，当电压U_CN过零点时，控制器立即向可控硅开关K_b发出导通控制信号，可控硅开关K_b随即导通；

(1-1-2)当可控硅开关K_b导通设定时间后，先检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向磁保持继电器开关K_c发出闭合控制信号，磁保持继电器开关K_c随即闭合；

(1-1-3)然后再次检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向可控硅开关K_b发出关断控制信号，可控硅开关K_b随即关断，此时只由磁保持继电器开关K_c保持供电回路工作，至此完成复合开关向火线C的投入工作；

(1-2)切除复合开关；

(1-2-1)当要切除火线C上的复合开关时，先检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向可控硅开关K_b发出导通控制信号，可控硅开关K_b随即导通，延时一段时间使可控硅开关K_b可靠导通；

(1-2-2)在可控硅开关K_b导通的情况下，再次检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，磁保持继电器开关K_c随即断开；

(1-2-3)然后再次检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向可控硅开关K_b发出关断控制信号，可控硅开关K_b随即关断；至此复合开关已从火线C上完全切除。

图10是本发明的一种波形示意图。(a)流过可控硅开关K_b的电流波形示意图，(a)流过可控硅开关K_b的运行检测电路上产生的触发脉冲波形示意图。

二、当把本实施例的复合开关作为故障自检开关使用时，其原理如下：

首先，需要同时断开一号开关、断开四号开关、断开五号开关、闭合二号开关、闭合三号开关和闭合六号开关，这样就把本实施例的复合开关变为了故障自检开关。

当需要投切复合开关时，控制器向可控硅开关K_b发出导通控制信号，使可控硅开关K_b导通。电流经可控硅开关K_b、电感L_a和电容C_a形成闭合回路，并联在电感L_a两端的电容C₂、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、光电耦合器OPT、电阻R₁、电阻R₀、电阻R₂、自用电供电模块和接地端SGND共同形成了可控硅开关K_b的运行检测电路。在电流流过可控硅开关K_b时该可控硅开关K_b的运行检测电路会产生触发脉冲信号，保持一定时间后，控制器向磁保持继电器开关K_c发出闭合控制信号，使磁保持继电器开关K_c闭合。磁保持继电器开关K_c闭合后将可控硅开关K_b与电感L_a组成的串联支路短路，此时可控硅开关K_b的运行检测电路将不会产生触发脉冲。然后，控制器向可控硅开关K_b发出断开控制信号，使可控硅开关K_b断开，由磁保持继电器开关K_c保持供电回路工作。

当需要切除复合开关时，控制器向可控硅开关K_b发出导通控制信号，使可控硅开关K_b导通，保持一定时间后，控制器向磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，磁保持继电器开关K_c随即断开，此时，可控硅运行检测电路将有触发脉冲出现。最后，控制器向可控硅开关K_b再次发出断开控制信号，可控硅开关K_b随即断开。至此就完全切除了复合开关。

本实施例的复合开关具备在开关动作的过程中能进行自我故障检测，且无需在复合开关中另外设置检测故障的仪器，从而使复合开关的结构更加简单，体积小，结构可靠，成本低廉，降低了复合开关使用时投切不成功的安全隐患。

一种适用于复合开关的自身投切故障判断方法，

当把复合开关当作故障自检开关使用时，由于该复合开关自身投切故障包括可控硅开关K_b的无法导通故障、磁保持继电器开关K_c的无法闭合故障、磁保持继电器开关K_c的无法断开故障和可控硅开关K_b的无法关断故障；因此，复合开关自身投切故障判断方法包括：

(2-1)判断可控硅开关K_b为无法导通故障的方法是：

在投入复合开关时，假设可控硅开关K_b处于关断状态，且磁保持继电器开关K_c也处于断开状态的前提下，

(2-1-1)先由控制器向可控硅开关K_b发出导通控制信号，控制器等待可控硅开关K_b的运行检测电路返回的触发脉冲信号，并用控制器的脉冲计数器进行触发脉冲计数，当延时0.2s后，若控制器接收到的触发脉冲个数大于5个时，即可认为该可控硅开关K_b能正常导通，若控制器接收到的触发脉冲个数小于设定个数时，

(2-1-2)再由控制器向可控硅开关K_b发出导通控制信号，并将脉冲计数器清零，再次延时0.2s后，若控制器接收到的触发脉冲个数仍小于5个时，即可判断该可控硅开关K_b为无法导通故障。

(2-2)判断磁保持继电器开关K_c为无法闭合故障的方法是：

在投入复合开关时，假设可控硅开关K_b能正常导通，且可控硅开关K_b已处于导通状态和磁保持继电器开关K_c处于断开状态的前提下，

(2-2-1)先由控制器向磁保持继电器开关K_c发出闭合控制信号，并将脉冲计数器清零，延时0.6s后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数大于20个时，

(2-2-2)再由控制器向磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，并将脉冲计数器清零，再延时0.6s时间后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数大于也20个时，

(2-2-3)再次由控制器向磁保持继电器开关K_c发出闭合控制信号，并将脉冲计数器清零，再次延时0.6s后，此时如果控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲计数仍大于20个时，即可判断该磁保持继电器开关K_c为无法闭合故障。

(2-3)判断磁保持继电器开关K_c为无法断开故障的方法是：

在切除复合开关时，假设可控硅开关K_b能正常导通，且可控硅开关K_b已处于断开状态和磁保持继电器开关K_c已处于闭合状态的前提下，

(2-3-1)先由控制器向可控硅开关K_b发出导通控制信号让可控硅开关K_b导通，并延时0.4s后让可控硅开关K_b可靠导通，又由控制器向磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，并将脉冲计数器清零，等待0.6s后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数小于20个时；

(2-3-2)再由控制器向磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，并将脉冲计数器清零，再次等待0.6s后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数仍小于20个时，即可判断磁保持继电器开关K_c为无法断开故障。

(2-4)判断可控硅开关K_b为无法关断故障的方法是：

在切除复合开关时，假设磁保持继电器开关K_c能正常断开，且磁保持继电器开关K_c已处于断开状态和可控硅开关K_b还处于导通状态的前提下，

(2-4-1)先由控制器向可控硅开关K_b发出关断控制信号，并将脉冲计数器清零，延时0.2s后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数大于5个时；

(2-4-2)再由控制器向可控硅开关K_b发出关断控制信号，并将脉冲计数器清零，再次延时0.2s后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数仍大于5个时，即可判断可控硅开关K_b为无法关断故障。

本实施例的复合开关既能检测自身投切故障，又能分别准确检测交流电电流过零点时的准确时间点和电压过零点时的准确时间点，不仅在复合开关有电流的情况下能分别保证可控硅开关K_b和磁保持继电器开关K_c在电流过零点时的准确时间点进行投切，还能在复合开关没有电流的情况下保证可控硅开关K_b在电压过零点时的准确时间点进行投切，投切电流小，投切时不会烧坏开关的触点，结构简单，可靠性高，安全性好，能大大延长复合开关的使用寿命。

本实施例的通电先后控制机构让控制器先通电，控制器通电后就让电池连接模块将电池组内依次串联连接在一起的串联电池变成相互独立的单体电池，然后通电先后控制机构才让充电器通电，这样能够充分保证在充电器通电时，各个单体电池之间是相互独立的，各个单体电池之间充电就不会受影响。

本实施例在充电时，电压检测芯片能对对应的单体电池进行电压检测。当某个单体电池要充满时可通过限流模块降低充电电流，当某个单体电池还远没充满时可通过限流模块增大充电电流。从而尽量让单体电池所含电压相同。当每个单体电池充满并且每个单体电池的电压相同时即可断开充电电源。或者当每个单体电池并未充满并且每个单体电池的电压相同时也可断开充电电源。这样让单体电池串联后，串联连接的单体电池之间不会有电流流动，电池的可靠性高。每个充电器的充电电流或充电电压相互之间可不相同。通过切换开关可给某个单体电池选择不同的充电器。切换开关和限流模块的配合能更好的为需要充电的单体电池实时提供充电电流和充电电压，从而便于对各个单体电池的充电进度进行单独控制，也便于对各个单体电池的充电电压进行单独控制。在充电过程中通过温度检测机构能对单体电池的温度进行检测，并在充电时能对单体电池进行过温保护控制。通过双电源机构使本实施例具有双电源供电功能，大大提高了可靠性和实用性。

本实施例能使单个单体电池的损坏不会影响其它单体电池充电，并在没为电池组充电时能将电池组内各个相互独立的单体电池依次串联连接在一起变成串联电池，在为电池组充电时能将电池组内依次串联连接在一起的串联电池变成相互独立的单体电池，对每个单体电池的充电过程还能进行电压检测，并可对各个单体电池的充电进度进行单独控制，还可对各个单体电池的充电电压进行单独控制。并在充电时能对单体电池进行过温保护控制。采用双电源机构供电实现用电设备的不间断供电。安全性高，可靠性好，并设有通电先后控制机构对电池组上电充电过程中先让串联连接的单体电池变成独立的单体电池后再充电，充电可靠性高。

本实施例的电池连接模块能很好的让电池组充电时能将电池组内各个相互独立的单体电池依次串联连接在一起变成串联电池，在为电池组充电时能将电池组内依次串联连接在一起的串联电池变成相互独立的单体电池，可靠性高。

本实施例能提高了电池组在使用过程中能始终保持电池组内各个相互独立的单体电池依次串联连接在一起变成串联电池，易对自用电供电模块的电池组进行充放电控制，可靠性高。

上面结合附图描述了本发明的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。

Claims (6)

1.复合开关，其特征在于，包括一号节点(701)、二号节点(702)、一号开关(201)、二号开关(202)、三号开关(203)、四号开关(204)、五号开关(205)、六号开关(206)、节点M_a、节点M_b、节点M_c、节点M_d、节点M_e、电感L_a、电容C_a、电容C₀、电容C₂、二极管D₁、二极管D₂、二极管D₃、二极管D₄、光电耦合器OPT、电阻R₀、电阻R₁、电阻R₂、切换开关K_a、磁驱动电力路(502)、硅驱动电路(503)、自用电供电模块(901)、接地端SGND和含有脉冲计数器(805)的控制器(107)；所述切换开关K_a包括可控硅开关K_b和磁保持继电器开关K_c，所述光电耦合器OPT包括发光二极管D₅和光敏三极管Q₀；所述可控硅开关K_b的一端和磁保持继电器开关K_c的一端分别与一号节点连接，所述可控硅开关K_b的另一端、一号开关的一端、三号开关的一端、四号开关的一端和电感L_a的一端分别与节点M_a连接，所述电感L_a的另一端、电容C_a的一端、二号开关的一端、五号开关的一端和六号开关的一端分别与节点M_b连接，磁保持继电器开关K_c的另一端、一号开关的另一端和二号开关的另一端分别与节点M_c连接，所述电容C₂的一端、四号开关的另一端、二极管D₁的正极端和二极管D₃的负极端分别与节点M_d连接，所述二极管D₂的正极端、二极管D₄的负极端、电容C₀的一端和电阻R₂的一端分别与节点M_e连接，所述三号开关的另一端与电阻R₁的一端连接，所述电阻R₁的另一端与电容C₂的另一端连接，五号开关的另一端与电容C₀的另一端连接，六号开关的另一端与电阻R₂的另一端连接，所述电容C_a的另一端连接在二号节点上，所述二极管D₁的负极端和二极管D₂的负极端分别连接在发光二极管D₅的正极端上，所述二极管D₃的正极端和二极管D₄的正极端分别连接在发光二极管D₅的负极端上，所述光敏三极管Q₀的集电极端分别与电阻R₀的一端和控制器连接，所述光敏三极管Q₀的发射极与信号接地端SGND连接，所述自用电供电模块分别与电阻R₀的另一端、磁驱动电路、硅驱动电路和控制器连接，所述硅驱动电路分别与可控硅开关K_b的控制端和控制器连接，所述磁驱动电路分别与磁保持继电器开关K_c的控制端和控制器连接；

自用电供电模块包括电池连接模块、能由若干个相互独立的单体电池依次串联连接而成的电池组；自用电供电模块还包括分别与单体电池个数相等的充电器、切换开关和限流模块；电池连接模块包括与单体电池个数相等的体充电连接机构；在每个体充电连接机构上分别设有体电压检测芯片；每个充电器的电源输出端一对一连接在每个切换开关选择端的一个接线端上；每个切换开关的转动端一对一连接在限流模块的一端上，每个限流模块的另一端一对一连接在电池连接模块的体充电连接机构上；电池连接模块连接在电池组上，所述电池连接模块的控制端、每个体电压检测芯片、每个限流模块的控制端和每个切换开关的控制端分别与控制器连接；并在控制器的控制下，当不为电池组充电时，电池连接模块能将电池组内各个相互独立的单体电池依次串联连接在一起变成串联电池，当为电池组充电时，电池连接模块能将电池组内依次串联连接在一起的串联电池变成相互独立的单体电池；

每个充电器的电源输入端和控制器的电源输入端都导电连接在一个通电先后控制机构上，并且在上电时通电先后控制机构先给控制器通电，然后再给充电器通电；在下电时通电先后控制机构先让充电器断电，然后再让控制器断电。

2.根据权利要求1所述的复合开关，其特征在于，还包括与控制器连接的存储器(106)。

3.根据权利要求1所述的复合开关，其特征在于，还包括与控制器连接的显示器(504)。

4.根据权利要求1所述的复合开关，其特征在于，所述电感L_a的电感为30-50微亨。

5.一种适用于权利要求1所述的复合开关的过零投切控制方法，其特征在于，当把复合开关当作过零点投切开关使用时，该复合开关的过零投切控制方法如下：

(1-1)投入复合开关；

(1-1-1)当要向火线C投入复合开关时，先检测火线C上电压U_CN过零点时的准确时间点，当电压U_CN过零点时，控制器立即向可控硅开关K_b发出导通控制信号，可控硅开关K_b随即导通；

(1-1-2)当可控硅开关K_b导通设定时间后，先检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向磁保持继电器开关K_c发出闭合控制信号，磁保持继电器开关K_c随即闭合；I₁为电感L_a的电流；

(1-1-3)然后再次检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向可控硅开关K_b发出关断控制信号，可控硅开关K_b随即关断，此时只由磁保持继电器开关K_c保持供电回路工作，至此完成复合开关向火线C的投入工作；

(1-2)切除复合开关；

(1-2-1)当要切除火线C上的复合开关时，先检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向可控硅开关K_b发出导通控制信号，可控硅开关K_b随即导通，延时一段时间使可控硅开关K_b可靠导通；

(1-2-2)在可控硅开关K_b导通的情况下，再次检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，磁保持继电器开关K_c随即断开；

(1-2-3)然后再次检测电流I₁过零点时的准确时间点，当电流I₁过零点时，控制器立即向可控硅开关K_b发出关断控制信号，可控硅开关K_b随即关断；至此复合开关已从火线C上完全切除。

6.一种适用于权利要求1所述的复合开关的自身投切故障判断方法，其特征在于，

当把复合开关当作故障自检开关使用时，由于该复合开关自身投切故障包括可控硅开关K_b的无法导通故障、磁保持继电器开关K_c的无法闭合故障、磁保持继电器开关K_c的无法断开故障和可控硅开关K_b的无法关断故障；因此，复合开关自身投切故障判断方法包括：

(2-1)判断可控硅开关K_b为无法导通故障的方法是：

在投入复合开关时，假设可控硅开关K_b处于关断状态，且磁保持继电器开关K_c也处于断开状态的前提下，

(2-1-1)先由控制器向可控硅开关K_b发出导通控制信号，控制器等待可控硅开关K_b的运行检测电路返回的触发脉冲信号，并用控制器的脉冲计数器进行触发脉冲计数，当延时设定时间后，若控制器接收到的触发脉冲个数大于设定个数时，即可认为该可控硅开关K_b能正常导通，若控制器接收到的触发脉冲个数小于设定个数时，

(2-1-2)再由控制器向可控硅开关K_b发出导通控制信号，并将脉冲计数器清零，再次延时设定时间后，若控制器接收到的触发脉冲个数仍小于设定个数时，即可判断该可控硅开关K_b为无法导通故障；

(2-2)判断磁保持继电器开关K_c为无法闭合故障的方法是：

在投入复合开关时，假设可控硅开关K_b能正常导通，且可控硅开关K_b已处于导通状态和磁保持继电器开关K_c处于断开状态的前提下，

(2-2-1)先由控制器向磁保持继电器开关K_c发出闭合控制信号，并将脉冲计数器清零，延时设定时间后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数大于设定个数时，

(2-2-2)再由控制器向磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，并将脉冲计数器清零，再延时设定时间后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数也 大于设定个数时，

(2-2-3)再次由控制器向磁保持继电器开关K_c发出闭合控制信号，并将脉冲计数器清零，再次延时设定时间后，此时如果控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲计数仍大于设定个数时，即可判断该磁保持继电器开关K_c为无法闭合故障；

(2-3)判断磁保持继电器开关K_c为无法断开故障的方法是：

在切除复合开关时，假设可控硅开关K_b能正常导通，且可控硅开关K_b已处于断开状态和磁保持继电器开关K_c已处于闭合状态的前提下，

(2-3-1)先由控制器向可控硅开关K_b发出导通控制信号让可控硅开关K_b导通，并延时设定时间让可控硅开关K_b可靠导通后，又由控制器向磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，并将脉冲计数器清零，等待设定时间后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数小于设定个数时；

(2-3-2)再由控制器向磁保持继电器开关K_c发出断开控制信号，并将脉冲计数器清零，再次等待设定时间后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数仍小于设定个数时，即可判断磁保持继电器开关K_c为无法断开故障；

(2-4)判断可控硅开关K_b为无法关断故障的方法是：

在切除复合开关时，假设磁保持继电器开关K_c能正常断开，且磁保持继电器开关K_c已处于断开状态和可控硅开关K_b还处于导通状态的前提下，

(2-4-1)先由控制器向可控硅开关K_b发出关断控制信号，并将脉冲计数器清零，延时设定时间后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数大于设定个数时；

(2-4-2)再由控制器向可控硅开关K_b发出关断控制信号，并将脉冲计数器清零，再次延时设定时间后，若控制器接收到可控硅开关K_b的触发脉冲个数仍大于设定个数时，即可判断可控硅开关K_b为无法关断故障。