本實用新型涉及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及并網(wǎng)開關(guān)電路。

背景技術(shù)：

并網(wǎng)逆變器的輸出側(cè)經(jīng)過并網(wǎng)開關(guān)電路接入電網(wǎng)。目前，中、小功率的并網(wǎng)逆變器均采用繼電器構(gòu)建并網(wǎng)開關(guān)電路，而且為了滿足國家對并網(wǎng)逆變器的安全要求，并網(wǎng)開關(guān)電路在設(shè)計時要求采用至少兩個繼電器(一般為兩個)串聯(lián)的冗余結(jié)構(gòu)，如圖1所示(圖1僅以一種應(yīng)用于單相電力系統(tǒng)的具有K1、K2兩個繼電器的并網(wǎng)開關(guān)電路作為示例)。

但由于繼電器本身不具備滅弧裝置，所以繼電器在觸點兩端電壓較大的情況下閉合，或者在有大電流流過的情況下斷開時，繼電器的觸點上會產(chǎn)生明顯拉弧現(xiàn)象，既妨礙了電路及時可靠地分斷，又會使繼電器的觸頭受到損傷。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型提供了并網(wǎng)開關(guān)電路，以避免構(gòu)成并網(wǎng)開關(guān)電路的繼電器在斷開或閉合時產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象。

一種并網(wǎng)開關(guān)電路，包括設(shè)置在單相并網(wǎng)逆變器的輸出側(cè)與電網(wǎng)之間的至少兩個繼電器，此外，所述并網(wǎng)開關(guān)電路還包括：雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件；

其中，所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的任意一個繼電器與所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件并聯(lián)后再與所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的其他繼電器串聯(lián)，或者，由所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的部分繼電器構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)與所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件并聯(lián)后再與所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的其他繼電器串聯(lián)；

所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通角度不得超出預(yù)設(shè)值。

其中，每一個所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件為一個雙向可控硅；

或者，每一個所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件由兩個反向串聯(lián)的MOSFET構(gòu)成；

或者，每一個所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件由兩個反向串聯(lián)的帶反并聯(lián)二極管的IGBT構(gòu)成。

一種并網(wǎng)開關(guān)電路，包括設(shè)置在三相并網(wǎng)逆變器的A相輸電線路上的至少兩個繼電器，設(shè)置在所述三相并網(wǎng)逆變器的B相輸電線路上的至少兩個繼電器，以及設(shè)置在所述三相并網(wǎng)逆變器的C相輸電線路上的至少兩個繼電器，此外，所述并網(wǎng)開關(guān)電路還包括：三個雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件，分別設(shè)置在所述三相并網(wǎng)逆變器的A、B、C相輸電線路中的不同相上；

其中，每一個所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件在對應(yīng)輸電線路上的設(shè)置方式，都包括：所述輸出線路上的任意一個繼電器與所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件并聯(lián)后再與本輸出線路上的其他繼電器串聯(lián)，或者，由所述輸出線路上的部分繼電器構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)與所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件并聯(lián)后再與本輸出線路上的其他繼電器串聯(lián)；

而且，所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通角度不得超出預(yù)設(shè)值。

其中，每一個所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件為一個雙向可控硅；

或者，每一個所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件由兩個反向串聯(lián)的MOSFET構(gòu)成；

或者，每一個所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件由兩個反向串聯(lián)的帶反并聯(lián)二極管的IGBT構(gòu)成。

從上述的技術(shù)方案可以看出，本實用新型將并網(wǎng)開關(guān)電路中的任意一個繼電器(或由部分繼電器構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu))與雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa并聯(lián)后，再與所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的其他繼電器串聯(lián)，并將Sa的導(dǎo)通角度設(shè)置為一較小值以使得Sa的導(dǎo)通壓降、導(dǎo)通電流很小。基于此電路結(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員只要將Sa的導(dǎo)通和關(guān)斷動作恰當?shù)拇┎逶跀嚅_/閉合各個繼電器的過程中，就可以避免各個繼電器在斷開或閉合時產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)公開的一種并網(wǎng)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型實施例公開的一種應(yīng)用于單相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實用新型實施例公開的又一種應(yīng)用于單相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實用新型實施例公開的又一種應(yīng)用于單相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型實施例公開的一種應(yīng)用于三相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型實施例公開的又一種應(yīng)用于三相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實用新型實施例公開的又一種應(yīng)用于三相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本實用新型實施例公開的一種雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本實用新型實施例公開的又一種雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

參見圖2，本實用新型實施例公開了一種并網(wǎng)開關(guān)電路，當其應(yīng)用于單相電力系統(tǒng)時，除了包括設(shè)置在單相并網(wǎng)逆變器的輸出側(cè)與電網(wǎng)之間的兩個繼電器K1、K2，還包括：雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa；

具體的，所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的一個繼電器(比如說是繼電器K2)與雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa并聯(lián)后再與另一繼電器串聯(lián)；而且，雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa的導(dǎo)通角度不得超出預(yù)設(shè)值。

其中，設(shè)置雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa的導(dǎo)通角度不得超出預(yù)設(shè)值，是為了保證雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa在電網(wǎng)電壓過零點附近導(dǎo)通，以使得雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa的導(dǎo)通壓降、導(dǎo)通電流很小。

基于上述結(jié)構(gòu)設(shè)計，為避免構(gòu)成并網(wǎng)開關(guān)電路的繼電器K1、K2在斷開或閉合時產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的是，采用以下操作：

1)在需要閉合K1和K2時，首先閉合K1，隨后控制Sa導(dǎo)通，接下來閉合K2，最后控制Sa關(guān)斷即可。

上述操作可以避免K1和K2閉合瞬間產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象，具體分析如下：K1閉合瞬間不會形成回路，所以不會造成K1的觸點上產(chǎn)生拉弧現(xiàn)象；Sa導(dǎo)通瞬間K1已經(jīng)閉合，所以不會造成K1的觸點上產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象；Sa的導(dǎo)通壓降很小，即K2兩端電壓很小，所以K2閉合瞬間不會產(chǎn)生沖擊電流，不會造成K2的觸點上產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象。

2)在需要斷開K1和K2時，首先控制Sa導(dǎo)通，隨后斷開K2，接下來控制Sa關(guān)斷，最后斷開K1即可。

上述操作可以避免K1和K2斷開瞬間產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象，具體分析如下：Sa導(dǎo)通后，電流會在Sa和K2上分流，當K2斷開時，電流全部流過Sa，Sa的導(dǎo)通壓降很小，即K2斷開時兩端電壓很小，所以K2斷開瞬間其觸點上不會產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象；Sa接受到斷開信號后，會在電流過零點自動斷開，Sa斷開后，線路中沒有電流，這時K1再斷開屬于零電流斷開，所以K1的觸點上不會產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象。

當然，現(xiàn)有的應(yīng)用于單相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路中也可能具有三個或三個以上的繼電器，為避免構(gòu)成各繼電器在斷開或閉合時產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象，本實用新型實施例還公開了如圖3和圖4所示方案，具體描述如下。

本實用新型實施例公開的另外一種并網(wǎng)開關(guān)電路，當其應(yīng)用于單相電力系統(tǒng)時，除了包括設(shè)置在單相并網(wǎng)逆變器的輸出側(cè)與電網(wǎng)之間的至少三個繼電器(例如包括K1、K2和K3三個繼電器)，還包括：雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa；

其中，所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的任意一個繼電器(例如繼電器K2)與雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa并聯(lián)后再與所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的其他繼電器串聯(lián)，如圖3所示；或者，由所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的部分繼電器(例如繼電器K2和K3)構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)與雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa并聯(lián)后再與所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的其他繼電器串聯(lián)，如圖4所示；

而且，雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa的導(dǎo)通角度不得超出預(yù)設(shè)值。

基于圖3所示結(jié)構(gòu)設(shè)計，為避免構(gòu)成并網(wǎng)開關(guān)電路的繼電器K1、K2和K3在斷開或閉合時產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的是，采用以下操作：在需要閉合K1、K2和K3時，首先閉合K1和K3，隨后控制Sa導(dǎo)通，接下來閉合K2，最后控制Sa關(guān)斷；在需要斷開K1、K2和K3時，首先控制Sa導(dǎo)通，隨后斷開K2，接下來控制Sa關(guān)斷，最后斷開K1和K3。

與圖2相比，圖3對應(yīng)的操作只需將不與Sa構(gòu)成并聯(lián)結(jié)構(gòu)的繼電器(也就是圖3中的K1和K3)按照圖2中K1的斷開時刻進行斷開、按照圖2中K1的閉合時刻進行閉合即可，兩者工作原理相同，不再贅述。

基于圖4所示結(jié)構(gòu)設(shè)計，為避免構(gòu)成并網(wǎng)開關(guān)電路的繼電器K1、K2和K3在斷開或閉合時產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到的是，采用以下操作：在需要閉合K1、K2和K3時，首先閉合K1，隨后控制Sa導(dǎo)通，接下來閉合K2和K3，最后控制Sa關(guān)斷；在需要斷開K1、K2和K3時，首先控制Sa導(dǎo)通，隨后斷開K2和K3，接下來控制Sa關(guān)斷，最后斷開K1。

與圖2相比，圖4對應(yīng)的操作只需將構(gòu)成所述串聯(lián)結(jié)構(gòu)的繼電器(也就是圖3中的K2和K3)按照圖2中K2的斷開時刻進行斷開、按照圖2中K2的閉合時刻進行閉合即可，兩者工作原理相同，不再贅述。

由上可知，本實用新型各實施例將并網(wǎng)開關(guān)電路中的任意一個繼電器(簡稱1類繼電器)或由部分繼電器(簡稱1類繼電器)構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)與雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa并聯(lián)后再與所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的其他繼電器(簡稱2類繼電器)串聯(lián)，并將Sa的導(dǎo)通角度設(shè)置為一較小值以保證Sa的導(dǎo)通壓降、導(dǎo)通電流很小。基于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員只要在需要閉合各個繼電器時，首先閉合2類繼電器，隨后控制Sa導(dǎo)通，接下來閉合1類繼電器，最后控制Sa關(guān)斷；在需要斷開各個繼電器時，首先控制Sa導(dǎo)通，隨后斷開1類繼電器，接下來控制Sa關(guān)斷，最后斷開2類繼電器，就可以避免各個繼電器在斷開或閉合時產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象。也就是說，只要將Sa的導(dǎo)通和關(guān)斷動作恰當?shù)拇┎逶跀嚅_/閉合各個繼電器的過程中，就可以避免各個繼電器在斷開或閉合時產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象。

此外，該發(fā)明構(gòu)思同樣適用于應(yīng)用于三相電力系統(tǒng)的并網(wǎng)開關(guān)電路，具體請參見圖5、圖6和圖7。

參見圖5，本實用新型實施例公開的另一種并網(wǎng)開關(guān)電路，當其應(yīng)用于三相電力系統(tǒng)時，除了包括設(shè)置在三相并網(wǎng)逆變器的A相輸電線路上的至少兩個繼電器，設(shè)置在所述三相并網(wǎng)逆變器的B相輸電線路上的至少兩個繼電器，以及設(shè)置在所述三相并網(wǎng)逆變器的C相輸電線路上的至少兩個繼電器(以每一相上均具有3個繼電器作為示例)，還包括：三個雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa1、Sa2和Sa3，Sa1、Sa2和Sa3分別設(shè)置在所述三相并網(wǎng)逆變器的A、B、C相輸電線路中的不同相上；

其中，每一個所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件在對應(yīng)輸電線路上的設(shè)置方式，都包括：所述輸出線路上的任意一個繼電器與所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件并聯(lián)后再與本輸出線路上的其他繼電器串聯(lián)(以每一相上均具有2個繼電器作為示例，對應(yīng)附圖如圖5所示；再以每一相上均具有3個繼電器作為示例，對應(yīng)附圖如圖6所示)，或者，由所述輸出線路上的部分繼電器構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu)與所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件并聯(lián)后再與本輸出線路上的其他繼電器串聯(lián)(以每一相上均具有3個繼電器作為示例，對應(yīng)附圖如圖7所示)；而且所述雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通角度不得超出預(yù)設(shè)值。

圖5所示方案可以看作是將圖2所示方案分別應(yīng)用在三相并網(wǎng)逆變器的A、B、C相輸電線路中的每一相上，兩者工作原理相同，不再贅述。圖6所示方案可以看作是將圖3所示方案分別應(yīng)用在三相并網(wǎng)逆變器的A、B、C相輸電線路中的每一相上，兩者工作原理相同，不再贅述。圖7所示方案可以看作是將圖4所示方案分別應(yīng)用在三相并網(wǎng)逆變器的A、B、C相輸電線路中的每一相上，兩者工作原理相同，不再贅述。當然，各相線上設(shè)置的繼電器個數(shù)也可以不相等。

本實用新型各實施例中公開的各個附圖僅以雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件采用雙向可控硅作為示例，但需要說明的是，本實用新型各實施例中所述的任意一個雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件，除了可以采用雙向可控硅外，也可以由兩個反向串聯(lián)的MOSFET(Metal Oxide Semiconductor FET，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)構(gòu)成，如圖8所示；也可以由兩個反向串聯(lián)的IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極晶體管)(其中每個IGBT均并聯(lián)一顆反向二極管)構(gòu)成，如圖9所示。

綜上所述，本實用新型將并網(wǎng)開關(guān)電路中的任意一個繼電器(或由部分繼電器構(gòu)成的串聯(lián)結(jié)構(gòu))與雙向可控導(dǎo)通的半導(dǎo)體器件Sa并聯(lián)后，再與所述并網(wǎng)開關(guān)電路中的其他繼電器串聯(lián)，并將Sa的導(dǎo)通角度設(shè)置為一較小值以使得Sa的導(dǎo)通壓降、導(dǎo)通電流很小?；诖穗娐方Y(jié)構(gòu)，本領(lǐng)域技術(shù)人員只要將Sa的導(dǎo)通和關(guān)斷動作恰當?shù)拇┎逶跀嚅_/閉合各個繼電器的過程中，就可以避免各個繼電器在斷開或閉合時產(chǎn)生明顯的拉弧現(xiàn)象。

本說明書中各個實施例采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。