本發(fā)明涉及開關(guān)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及復(fù)合開關(guān)及其過零投切控制與自身投切故障判斷方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有連接在交流電路上的開關(guān)，當(dāng)交流電路上的電流較大時，開關(guān)斷開或者閉合時都會出現(xiàn)火花，火花嚴重時會燒壞開關(guān)。開關(guān)斷開或閉合時火花產(chǎn)生的原因是在開關(guān)斷開或者閉合時的沖擊電流較大造成的。要想降低開關(guān)斷開或閉合的沖擊電流，只有在交流電的電壓過零點時對開關(guān)進行斷開或閉合操作才能使開關(guān)斷開或閉合時的沖擊電流較小。而且現(xiàn)有開關(guān)都不能檢測自身投切故障。因此設(shè)計一種既能檢測自身投切故障，又能夠在交流電的電流過零點時斷開或閉合的開關(guān)顯得非常必要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有開關(guān)的上述不足，提供一種既能檢測自身投切故障，又能準確檢測交流電電流過零點時的準確時間點，還能在電流過零點時的準確時間點進行投切，易對自用電供電模塊的電池組進行充放電控制的復(fù)合開關(guān)及其過零投切控制與自身投切故障判斷方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

復(fù)合開關(guān)，包括一號節(jié)點、二號節(jié)點、一號開關(guān)、二號開關(guān)、三號開關(guān)、四號開關(guān)、五號開關(guān)、六號開關(guān)、節(jié)點M_a、節(jié)點M_b、節(jié)點M_c、節(jié)點M_d、節(jié)點M_e、電感L_a、電容C_a、電容C₀、電容C₂、二極管D₁、二極管D₂、二極管D₃、二極管D₄、光電耦合器OPT、電阻R₀、電阻R₁、電阻R₂、切換開關(guān)K_a、磁驅(qū)動電力路、硅驅(qū)動電路、自用電供電模塊、接地端SGND和含有脈沖計數(shù)器的控制器；切換開關(guān)K_a包括可控硅開關(guān)K_b和磁保持繼電器開關(guān)K_c，光電耦合器OPT包括發(fā)光二極管D₅和光敏三極管Q₀；可控硅開關(guān)K_b的一端和磁保持繼電器開關(guān)K_c的一端分別與一號節(jié)點連接，可控硅開關(guān)K_b的另一端、一號開關(guān)的一端、三號開關(guān)的一端、四號開關(guān)的一端和電感L_a的一端分別與節(jié)點M_a連接，電感L_a的另一端、電容C_a的一端、二號開關(guān)的一端、五號開關(guān)的一端和六號開關(guān)的一端分別與節(jié)點M_b連接，磁保持繼電器開關(guān)K_c的另一端、一號開關(guān)的另一端和二號開關(guān)的另一端分別與節(jié)點M_c連接，電容C₂的一端、四號開關(guān)的另一端、二極管D₁的正極端和二極管D₃的負極端分別與節(jié)點M_d連接，二極管D₂的正極端、二極管D₄的負極端、電容C₀的一端和電阻R₂的一端分別與節(jié)點M_e連接，三號開關(guān)的另一端與電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端與電容C₂的另一端連接，五號開關(guān)的另一端與電容C₀的另一端連接，六號開關(guān)的另一端與電阻R₂的另一端連接，電容C_a的另一端連接在二號節(jié)點上，二極管D₁的負極端和二極管D₂的負極端分別連接在發(fā)光二極管D₅的正極端上，二極管D₃的正極端和二極管D₄的正極端分別連接在發(fā)光二極管D₅的負極端上，光敏三極管Q₀的集電極端分別與電阻R₀的一端和控制器連接，光敏三極管Q₀的發(fā)射極與信號接地端SGND連接，自用電供電模塊分別與電阻R₀的另一端、磁驅(qū)動電路、硅驅(qū)動電路和控制器連接，硅驅(qū)動電路分別與可控硅開關(guān)K_b的控制端和控制器連接，磁驅(qū)動電路分別與磁保持繼電器開關(guān)K_c的控制端和控制器連接。

自用電供電模塊包括電池連接模塊、能由若干個相互獨立的單體電池依次串聯(lián)連接而成的電池組；自用電供電模塊還包括分別與單體電池個數(shù)相等的充電器、切換開關(guān)和限流模塊；電池連接模塊包括與單體電池個數(shù)相等的體充電連接機構(gòu)；在每個體充電連接機構(gòu)上分別設(shè)有體電壓檢測芯片；每個充電器的電源輸出端一對一連接在每個切換開關(guān)選擇端的一個接線端上；每個切換開關(guān)的轉(zhuǎn)動端一對一連接在限流模塊的一端上，每個限流模塊的另一端一對一連接在電池連接模塊的體充電連接機構(gòu)上；電池連接模塊連接在電池組上，所述電池連接模塊的控制端、每個體電壓檢測芯片、每個限流模塊的控制端和每個切換開關(guān)的控制端分別與控制器連接；并在控制器的控制下，當(dāng)不為電池組充電時，電池連接模塊能將電池組內(nèi)各個相互獨立的單體電池依次串聯(lián)連接在一起變成串聯(lián)電池，當(dāng)為電池組充電時，電池連接模塊能將電池組內(nèi)依次串聯(lián)連接在一起的串聯(lián)電池變成相互獨立的單體電池；

每個充電器的電源輸入端和控制器的電源輸入端都導(dǎo)電連接在一個通電先后控制機構(gòu)上，并且在上電時通電先后控制機構(gòu)先給控制器通電，然后再給充電器通電；在下電時通電先后控制機構(gòu)先讓充電器斷電，然后再讓控制器斷電。

本方案的通電先后控制機構(gòu)讓控制器先通電，控制器通電后就讓電池連接模塊將電池組內(nèi)依次串聯(lián)連接在一起的串聯(lián)電池變成相互獨立的單體電池，然后通電先后控制機構(gòu)才讓充電器通電，這樣能夠充分保證在充電器通電時，各個單體電池之間是相互獨立的，各個單體電池之間充電就不會受影響，從而易對自用電供電模塊的電池組進行充放電控制。

本方案的復(fù)合開關(guān)在使用時，把一號節(jié)點連接在交流電源的火線C上，把二號節(jié)點連接在交流電源的零線N上。在使用本方案復(fù)合開關(guān)的過程中，當(dāng)同時斷開一號開關(guān)、斷開四號開關(guān)、斷開五號開關(guān)、閉合二號開關(guān)、閉合三號開關(guān)和閉合六號開關(guān)時，此時本方案的復(fù)合開關(guān)就成為一個既能檢測自身投切故障的故障自檢開關(guān)了；當(dāng)同時閉合一號開關(guān)、閉合四號開關(guān)、閉合五號開關(guān)、斷開二號開關(guān)、斷開三號開關(guān)和斷開六號開關(guān)時，此時本方案的復(fù)合開關(guān)就成為一個既能準確檢測交流電電流過零點時的準確時間點，又能在電流過零點時的準確時間點進行投切的過零點投切開關(guān)了。

一、當(dāng)把本方案的復(fù)合開關(guān)作為過零點投切開關(guān)使用時，其原理如下：

首先，需要同時斷開一號開關(guān)、斷開四號開關(guān)、斷開五號開關(guān)、閉合二號開關(guān)、閉合三號開關(guān)和閉合六號開關(guān)。此時，在本方案的復(fù)合開關(guān)中，電感L_a采用高頻電感，電感L_a的電感為幾十微亨。當(dāng)可控硅開關(guān)K_b或磁保持繼電器開關(guān)K_c導(dǎo)通瞬間，電容Ca的阻抗約為0，而由于電感L_a的存在，電感L_a在導(dǎo)通瞬間，其頻率變化很大，電感L_a的阻抗也很大，抑制了電源導(dǎo)通瞬間的沖擊電流；當(dāng)電路正常工作時，由于電源頻率為50Hz工頻，則電感L_a的阻抗很小。

在電感L_a中，電感L_a的電壓U_La超前電感L_a的電流I₁90度，即電感L_a的電流I₁落后電感L_a的電壓U_La90度。

在電容C₀中，電容C₀的電流I₂超前電容C₀的電壓U_C090度，即電容C₀的電壓U_C0落后電容C₀的電流I₂90度。

電流I₁通過電感L_a、電容Ca形成閉合回路，則有電感L_a上的電壓U_La超前電感L_a上的電流I₁90度。

當(dāng)電感L_a的電壓U_La在某個時刻的節(jié)點M_a點為正、節(jié)點M_b點為負時，則電流I₂從節(jié)點M_a點通過二極管D₁、發(fā)光二極管D₅、二極管D₄和電容C₀形成支路。

忽略二極管D₁、發(fā)光二極管D₅和二極管D₄的壓降，顯然有即U_La＝U_C0，即電感L_a的電壓U_La等于電容C₀的電壓U_C0。顯然有電感L_a上的電壓U_La滯后電容C₀上的電流I₂90度，從而有電容C₀上的電流I₂與電感L_a上的電流I₁互為反向，即電流I₂與電流I₁互為反向。U_CN是火線C上的電壓。

當(dāng)電流I₂正向且大于發(fā)光二極管D₅發(fā)光的最小電流時，光電耦合器的輸出信號U_I0即從高電平變?yōu)榈碗娖?，合理選擇電容C₀，使電容C₀上的電流I₂正向過零點且能快速達到發(fā)光二極管D₅發(fā)光的最小電流。

當(dāng)電流I₂正向過零點后，光電耦合器的輸出信號U_I0即從高電平變?yōu)榈碗娖?，由于電流I₂與電流I₁反向，則有當(dāng)光電耦合器的輸出信號U_I0從低電平變?yōu)楦唠娖綍r，電流I₁剛好處于正向過零點。因此光電耦合器的輸出信號U_I0從低電平變?yōu)楦唠娖綍r，即獲得了電流I₁的過零點電流。當(dāng)獲得了電流I₁的過零點電流時，控制器即可立即給磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開或閉合信號。如果需要讓磁保持繼電器開關(guān)K_c斷開，則控制器就給磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開控制信號，磁保持繼電器開關(guān)K_c隨即斷開；如果需要讓磁保持繼電器開關(guān)K_c閉合，則控制器就給磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出閉合控制信號，磁保持繼電器開關(guān)K_c隨即閉合。本方案從通過獲取電流過零點時的準確時間點，再根據(jù)該準確時間點對磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開或閉合的控制信號來使磁保持繼電器開關(guān)K_c的觸點斷開或閉合，此時流過磁保持繼電器開關(guān)K_c的電流小，在小電流時斷開或閉合磁保持繼電器開關(guān)K_c，使得磁保持繼電器開關(guān)K_c的觸點不易損壞。從而有效地延長了磁保持繼電器開關(guān)K_c的壽命，進而延長了復(fù)合開關(guān)的使用壽命。

在投入復(fù)合開關(guān)時，因為可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通的瞬間，由于電感L_a的電流抑制作用，不會發(fā)生大的沖擊電流，又由于可控硅開關(guān)K_b的導(dǎo)通壓降很小，且電感L_a在工頻頻率下阻抗很小，節(jié)點M_a和節(jié)點M_b兩點間的壓降較小，此時閉合磁保持繼電器開關(guān)K_c，對磁保持繼電器開關(guān)K_c的觸點損害很小，從而有效地延長了控硅開關(guān)K_b的壽命，進而延長了復(fù)合開關(guān)的使用壽命。

本方案在可控硅開關(guān)K_b處于導(dǎo)通且磁保持繼電器開關(guān)K_c處于閉合時，如果要關(guān)斷可控硅開關(guān)K_b，則在電流I₁過零點時才讓可控硅開關(guān)K_b斷開，這樣能夠有效保護可控硅開關(guān)K_b的使用壽命。

本方案只有在要向火線C投入復(fù)合開關(guān)的可控硅開關(guān)K_b時才采用電壓過零點時投入，只要復(fù)合開關(guān)上有電流的情況下都采用電流過零來進行投入或切除，大大提高了復(fù)合開關(guān)的使用壽命，可靠性較高，安全性較好。

本方案中，當(dāng)可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通時，在磁保持繼電器開關(guān)K_c還沒有斷開的情況下，此時的磁保持繼電器開關(guān)K_c也是導(dǎo)通的，即可控硅開關(guān)K_b和磁保持繼電器開關(guān)K_c此時同時處于導(dǎo)通狀態(tài)。由于可控硅開關(guān)K_b支路具有電感L_a的導(dǎo)通電阻，顯然磁保持繼電器開關(guān)K_c支路的阻抗要遠遠小于可控硅開關(guān)K_b支路的阻抗，因此流過磁保持繼電器開關(guān)K_c的電流大于流過可控硅開關(guān)K_b支路的電流。若磁保持繼電器開關(guān)K_c不在電流過零點斷開觸點，極易損壞觸點。本方案從通過獲取電感L_a支路的電流I₁過零點時的準確時間點，再讓控制器發(fā)出控制信號來斷開磁保持繼電器開關(guān)K_c的觸點，讓磁保持繼電器開關(guān)K_c在電流較小時進行閉合或斷開動作，這樣就不易燒壞磁保持繼電器開關(guān)K_c上的觸點，有效地延長了磁保持繼電器開關(guān)K_c的使用壽命，進而也延長了復(fù)合開關(guān)的使用壽命，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。

一種適用于復(fù)合開關(guān)的過零投切控制方法，

當(dāng)把復(fù)合開關(guān)當(dāng)作過零點投切開關(guān)使用時，該復(fù)合開關(guān)的過零投切控制方法如下：

(1-1)投入復(fù)合開關(guān)：

(1-1-1)當(dāng)要向火線C投入復(fù)合開關(guān)時，先檢測火線C上電壓U_CN過零點時的準確時間點，當(dāng)電壓U_CN過零點時，控制器立即向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號，可控硅開關(guān)K_b隨即導(dǎo)通；

(1-1-2)當(dāng)可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通設(shè)定時間后，先檢測電流I₁過零點時的準確時間點，當(dāng)電流I₁過零點時，控制器立即向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出閉合控制信號，磁保持繼電器開關(guān)K_c隨即閉合；

(1-1-3)然后再次檢測電流I₁過零點時的準確時間點，當(dāng)電流I₁過零點時，控制器立即向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出關(guān)斷控制信號，可控硅開關(guān)K_b隨即關(guān)斷，此時只由磁保持繼電器開關(guān)K_c保持供電回路工作，至此完成復(fù)合開關(guān)向火線C的投入工作；

(1-2)切除復(fù)合開關(guān)；

(1-2-1)當(dāng)要切除火線C上的復(fù)合開關(guān)時，先檢測電流I₁過零點時的準確時間點，當(dāng)電流I₁過零點時，控制器立即向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號，可控硅開關(guān)K_b隨即導(dǎo)通，延時一段時間使可控硅開關(guān)K_b可靠導(dǎo)通；

(1-2-2)在可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通的情況下，再次檢測電流I₁過零點時的準確時間點，當(dāng)電流I₁過零點時，控制器立即向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開控制信號，磁保持繼電器開關(guān)K_c隨即斷開；

(1-2-3)然后再次檢測電流I₁過零點時的準確時間點，當(dāng)電流I₁過零點時，控制器立即向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出關(guān)斷控制信號，可控硅開關(guān)K_b隨即關(guān)斷；至此復(fù)合開關(guān)已從火線C上完全切除。

二、當(dāng)把本方案的復(fù)合開關(guān)作為故障自檢開關(guān)使用時，其原理如下：

首先，需要同時斷開一號開關(guān)、斷開四號開關(guān)、斷開五號開關(guān)、閉合二號開關(guān)、閉合三號開關(guān)和閉合六號開關(guān)，這樣就把本方案的復(fù)合開關(guān)變?yōu)榱斯收献詸z開關(guān)。

當(dāng)需要投切復(fù)合開關(guān)時，控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號，使可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通。電流經(jīng)可控硅開關(guān)K_b、電感L_a和電容C_a形成閉合回路，并聯(lián)在電感L_a兩端的電容C₂、二極管D₁、二極管D₂、二極管D₃、二極管D₄、光電耦合器OPT、電阻R₁、電阻R₀、電阻R₂、自用電供電模塊和接地端SGND共同形成了可控硅開關(guān)K_b的運行檢測電路。在電流流過可控硅開關(guān)K_b時該可控硅開關(guān)K_b的運行檢測電路會產(chǎn)生觸發(fā)脈沖信號，保持一定時間后，控制器向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出閉合控制信號，使磁保持繼電器開關(guān)K_c閉合。磁保持繼電器開關(guān)K_c閉合后將可控硅開關(guān)K_b與電感L_a組成的串聯(lián)支路短路，此時可控硅開關(guān)K_b的運行檢測電路將不會產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。然后，控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出斷開控制信號，使可控硅開關(guān)K_b斷開，由磁保持繼電器開關(guān)K_c保持供電回路工作。

當(dāng)需要切除復(fù)合開關(guān)時，控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號，使可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通，保持一定時間后，控制器向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開控制信號，磁保持繼電器開關(guān)K_c隨即斷開，此時，可控硅運行檢測電路將有觸發(fā)脈沖出現(xiàn)。最后，控制器向可控硅開關(guān)K_b再次發(fā)出斷開控制信號，可控硅開關(guān)K_b隨即斷開。至此就完全切除了復(fù)合開關(guān)。

本方案的復(fù)合開關(guān)具備在開關(guān)動作的過程中能進行自我故障檢測，且無需在復(fù)合開關(guān)中另外設(shè)置檢測故障的儀器，從而使復(fù)合開關(guān)的結(jié)構(gòu)更加簡單，體積小，結(jié)構(gòu)可靠，成本低廉，降低了復(fù)合開關(guān)使用時投切不成功的安全隱患。

一種適用于復(fù)合開關(guān)的自身投切故障判斷方法，

當(dāng)把復(fù)合開關(guān)當(dāng)作故障自檢開關(guān)使用時，由于該復(fù)合開關(guān)自身投切故障包括可控硅開關(guān)K_b的無法導(dǎo)通故障、磁保持繼電器開關(guān)K_c的無法閉合故障、磁保持繼電器開關(guān)K_c的無法斷開故障和可控硅開關(guān)K_b的無法關(guān)斷故障；因此，復(fù)合開關(guān)自身投切故障判斷方法包括：

(2-1)判斷可控硅開關(guān)K_b為無法導(dǎo)通故障的方法是：

在投入復(fù)合開關(guān)時，假設(shè)可控硅開關(guān)K_b處于關(guān)斷狀態(tài)，且磁保持繼電器開關(guān)K_c也處于斷開狀態(tài)的前提下，

(2-1-1)先由控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號，控制器等待可控硅開關(guān)K_b的運行檢測電路返回的觸發(fā)脈沖信號，并用控制器的脈沖計數(shù)器進行觸發(fā)觸發(fā)脈沖計數(shù)，當(dāng)延時設(shè)定時間后，若控制器接收到的觸發(fā)脈沖個數(shù)大于設(shè)定個數(shù)時，即可認為該可控硅開關(guān)K_b能正常導(dǎo)通，若控制器接收到的觸發(fā)脈沖個數(shù)小于設(shè)定個數(shù)時，

(2-1-2)再由控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，再次延時設(shè)定時間后，若控制器接收到的觸發(fā)脈沖個數(shù)仍小于設(shè)定個數(shù)時，即可判斷該可控硅開關(guān)K_b為無法導(dǎo)通故障。

(2-2)判斷磁保持繼電器開關(guān)K_c為無法閉合故障的方法是：

在投入復(fù)合開關(guān)時，假設(shè)可控硅開關(guān)K_b能正常導(dǎo)通，且可控硅開關(guān)K_b已處于導(dǎo)通狀態(tài)和磁保持繼電器開關(guān)K_c處于斷開狀態(tài)的前提下，

(2-2-1)先由控制器向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出閉合控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，延時設(shè)定時間后，若控制器接收到可控硅開關(guān)K_b的觸發(fā)脈沖個數(shù)大于設(shè)定個數(shù)時，

(2-2-2)再由控制器向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，再延時設(shè)定時間后，若控制器接收到可控硅開關(guān)K_b的觸發(fā)脈沖個數(shù)大于也設(shè)定個數(shù)時，

(2-2-3)再次由控制器向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出閉合控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，再次延時設(shè)定時間后，此時如果控制器接收到可控硅開關(guān)K_b的觸發(fā)脈沖計數(shù)仍大于設(shè)定個數(shù)時，即可判斷該磁保持繼電器開關(guān)K_c為無法閉合故障。

(2-3)判斷磁保持繼電器開關(guān)K_c為無法斷開故障的方法是：

在切除復(fù)合開關(guān)時，假設(shè)可控硅開關(guān)K_b能正常導(dǎo)通，且可控硅開關(guān)K_b已處于斷開狀態(tài)和磁保持繼電器開關(guān)K_c已處于閉合狀態(tài)的前提下，

(2-3-1)先由控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號讓可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通，并延時設(shè)定時間讓可控硅開關(guān)K_b可靠導(dǎo)通后，又由控制器向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，等待設(shè)定時間后，若控制器接收到可控硅開關(guān)K_b的觸發(fā)脈沖個數(shù)小于設(shè)定個數(shù)時；

(2-3-2)再由控制器向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，再次等待設(shè)定時間后，若控制器接收到可控硅開關(guān)K_b的觸發(fā)脈沖個數(shù)仍小于設(shè)定個數(shù)時，即可判斷磁保持繼電器開關(guān)K_c為無法斷開故障。

(2-4)判斷可控硅開關(guān)K_b為無法關(guān)斷故障的方法是：

在切除復(fù)合開關(guān)時，假設(shè)磁保持繼電器開關(guān)K_c能正常斷開，且磁保持繼電器開關(guān)K_c已處于斷開狀態(tài)和可控硅開關(guān)K_b還處于導(dǎo)通狀態(tài)的前提下，

(2-4-1)先由控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出關(guān)斷控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，延時設(shè)定時間后，若控制器接收到可控硅開關(guān)K_b的觸發(fā)脈沖個數(shù)大于設(shè)定個數(shù)時；

(2-4-2)再由控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出關(guān)斷控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，再次延時設(shè)定時間后，若控制器接收到可控硅開關(guān)K_b的觸發(fā)脈沖個數(shù)仍大于設(shè)定個數(shù)時，即可判斷可控硅開關(guān)K_b為無法關(guān)斷故障。

本方案的復(fù)合開關(guān)既能檢測自身投切故障，又能分別準確檢測交流電電流過零點時的準確時間點和電壓過零點時的準確時間點，不僅在復(fù)合開關(guān)有電流的情況下能分別保證可控硅開關(guān)K_b和磁保持繼電器開關(guān)K_c在電流過零點時的準確時間點進行投切，還能在復(fù)合開關(guān)沒有電流的情況下保證可控硅開關(guān)K_b在電壓過零點時的準確時間點進行投切，投切電流小，投切時不會燒壞開關(guān)的觸點，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，安全性好，能大大延長復(fù)合開關(guān)的使用壽命。

作為優(yōu)選，還包括與控制器連接的存儲器。存儲器能夠存儲火線C的電壓過零點的時間點，便于控制器直接調(diào)用。

作為優(yōu)選，還包括與控制器連接的顯示器。顯示器便于用戶觀察，使用方便簡單。

作為優(yōu)選，電感L_a的電感為30-50微亨。電感L_a采用電感為幾十微亨的高頻電感，大大提高了可控硅開關(guān)K_b在導(dǎo)通瞬間的抑制沖擊電流的作用，可靠性較高。

本發(fā)明能夠達到如下效果：

本發(fā)明的復(fù)合開關(guān)既能檢測自身投切故障，又能分別準確檢測交流電電流過零點時的準確時間點和電壓過零點時的準確時間點，不僅在復(fù)合開關(guān)有電流的情況下能分別保證可控硅開關(guān)K_b和磁保持繼電器開關(guān)K_c在電流過零點時的準確時間點進行投切，還能在復(fù)合開關(guān)沒有電流的情況下保證可控硅開關(guān)K_b在電壓過零點時的準確時間點進行投切，投切電流小，投切時不會燒壞開關(guān)的觸點，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，安全性好，能大大延長復(fù)合開關(guān)的使用壽命，易對自用電供電模塊的電池組進行充放電控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例自用電供電模塊的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例自用電供電模塊的一號體充電連接機構(gòu)處上電磁鐵壓緊在下電磁鐵上時的一種連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例自用電供電模塊的一號體充電連接機構(gòu)處上電磁鐵沒有壓在下電磁鐵上時的一種連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本發(fā)明實施例自用電供電模塊的通電先后控制機構(gòu)處充電器和微控制器都還未上電時的一種使用狀態(tài)連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明實施例自用電供電模塊的通電先后控制機構(gòu)處在上電時，只有微控制器的電源輸入端正極已經(jīng)接通電源時的一種使用狀態(tài)連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6是本發(fā)明實施例自用電供電模塊的通電先后控制機構(gòu)處在上電時，只有微控制器的電源輸入端正極接通電源和微控制器的電源輸入端負極也已接通電源時的一種使用狀態(tài)連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本發(fā)明實施例自用電供電模塊的通電先后控制機構(gòu)處在上電時，只有微控制器的電源輸入端正極接通電源、微控制器的電源輸入端負極也已接通電源和充電器的電源輸入端正極也已接通電源時的一種使用狀態(tài)連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本發(fā)明實施例自用電供電模塊的通電先后控制機構(gòu)處在上電時，微控制器的電源輸入端正極接通電源、微控制器的電源輸入端負極也已接通電源、充電器的電源輸入端正極也已接通電源和充電器的電源輸入端負極也已接通電源時的一種使用狀態(tài)連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9是本發(fā)明的一種使用狀態(tài)電路原理連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10是本發(fā)明的一種波形示意圖。

圖11是本實施例自用電供電模塊的各部件與控制器相連接的一種電路原理連接結(jié)構(gòu)示意框圖。

具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體的說明。

實施例：復(fù)合開關(guān)，參見圖9所示，包括一號節(jié)點701、二號節(jié)點702、一號開關(guān)201、二號開關(guān)202、三號開關(guān)203、四號開關(guān)204、五號開關(guān)205、六號開關(guān)206、節(jié)點M_a、節(jié)點M_b、節(jié)點M_c、節(jié)點M_d、節(jié)點M_e、電感L_a、電容C_a、電容C₀、電容C₂、二極管D₁、二極管D₂、二極管D₃、二極管D₄、光電耦合器OPT、電阻R₀、電阻R₁、電阻R₂、切換開關(guān)K_a、磁驅(qū)動電力路502、硅驅(qū)動電路503、自用電供電模塊901、接地端SGND和含有脈沖計數(shù)器805的控制器107。電感L_a的電感為30-50微亨。還包括分別與控制器連接的存儲器106和顯示器504。切換開關(guān)K_a包括可控硅開關(guān)K_b和磁保持繼電器開關(guān)K_c，光電耦合器OPT包括發(fā)光二極管D₅和光敏三極管Q₀；可控硅開關(guān)K_b的一端和磁保持繼電器開關(guān)K_c的一端分別與一號節(jié)點連接，可控硅開關(guān)K_b的另一端、一號開關(guān)的一端、三號開關(guān)的一端、四號開關(guān)的一端和電感L_a的一端分別與節(jié)點M_a連接，電感L_a的另一端、電容C_a的一端、二號開關(guān)的一端、五號開關(guān)的一端和六號開關(guān)的一端分別與節(jié)點M_b連接，磁保持繼電器開關(guān)K_c的另一端、一號開關(guān)的另一端和二號開關(guān)的另一端分別與節(jié)點M_c連接，電容C₂的一端、四號開關(guān)的另一端、二極管D₁的正極端和二極管D₃的負極端分別與節(jié)點M_d連接，二極管D₂的正極端、二極管D₄的負極端、電容C₀的一端和電阻R₂的一端分別與節(jié)點M_e連接，三號開關(guān)的另一端與電阻R1的一端連接，電阻R1的另一端與電容C₂的另一端連接，五號開關(guān)的另一端與電容C₀的另一端連接，六號開關(guān)的另一端與電阻R₂的另一端連接，電容C_a的另一端連接在二號節(jié)點上，二極管D₁的負極端和二極管D₂的負極端分別連接在發(fā)光二極管D₅的正極端上，二極管D₃的正極端和二極管D₄的正極端分別連接在發(fā)光二極管D₅的負極端上，光敏三極管Q₀的集電極端分別與電阻R₀的一端和控制器連接，光敏三極管Q₀的發(fā)射極與信號接地端SGND連接，自用電供電模塊分別與電阻R₀的另一端、磁驅(qū)動電路、硅驅(qū)動電路和控制器連接，硅驅(qū)動電路分別與可控硅開關(guān)K_b的控制端和控制器連接，磁驅(qū)動電路分別與磁保持繼電器開關(guān)K_c的控制端和控制器連接。

參見圖1所示，自用電供電模塊包括電池連接模塊t22、能由若干個相互獨立的單體電池依次串聯(lián)連接而成的電池組t26；自用電供電模塊還包括分別與單體電池個數(shù)相等的充電器、切換開關(guān)和限流模塊；電池連接模塊包括與單體電池個數(shù)相等的體充電連接機構(gòu)；在每個體充電連接機構(gòu)上分別設(shè)有體電壓檢測芯片t101；每個充電器的電源輸出端一對一連接在每個切換開關(guān)選擇端的一個接線端上；每個切換開關(guān)的轉(zhuǎn)動端一對一連接在限流模塊的一端上，每個限流模塊的另一端一對一連接在電池連接模塊的體充電連接機構(gòu)上；電池連接模塊連接在電池組上，所述電池連接模塊t22的控制端、每個體電壓檢測芯片t101、每個限流模塊的控制端和每個切換開關(guān)的控制端分別與控制器連接；并在控制器的控制下，當(dāng)不為電池組充電時，電池連接模塊能將電池組內(nèi)各個相互獨立的單體電池依次串聯(lián)連接在一起變成串聯(lián)電池，當(dāng)為電池組充電時，電池連接模塊能將電池組內(nèi)依次串聯(lián)連接在一起的串聯(lián)電池變成相互獨立的單體電池。

本實例中的充電器為充電器t2、充電t3和充電器t4。本實例中的切換開關(guān)為切換開關(guān)t5、切換開關(guān)t6和切換開關(guān)t7。本實例中的限流模塊為限流模塊t9、限流模塊t10和限流模塊t11。每個切換開關(guān)的選擇端都包括接線端d、接線端e和接線端f。本實例中的控制器即為微控制器。

參見圖1、圖11所示，設(shè)本實施例電池組的單體電池共有三個，并設(shè)這三個單體電池分別為一號單體電池t19、二號單體電池t20和三號單體電池t21；電池連接模塊的體充電連接機構(gòu)共有三個，并設(shè)這三個體充電連接機構(gòu)分別為一號體充電連接機構(gòu)t12、二號體充電連接機構(gòu)t13和三號體充電連接機構(gòu)t14；電池連接模塊還包括組電源輸出接口t15、一號單刀雙擲開關(guān)t17、二號單刀雙擲開關(guān)t18和單刀開關(guān)t16；一號單體電池的正極連接在一號單刀雙擲開關(guān)的轉(zhuǎn)動端上，一號單刀雙擲開關(guān)的一號觸點連接在一號體充電連接機構(gòu)的正極接線端上，一號單刀雙擲開關(guān)的二號觸點連接在二號單刀雙擲開關(guān)的二號觸點上，一號單體電池的負極連接在一號體充電連接機構(gòu)的負極接線端上，一號單體電池的負極也連接在組電源輸出接口的負極接線端上；二號單體電池的正極連接在二號體充電連接機構(gòu)的正極接線端上，二號單體電池的正極也連接在組電源輸出接口的正極接線端上，二號單體電池的負極連接在二號體充電連接機構(gòu)的負極接線端上，二號單體電池的負極也連接在單刀開關(guān)的一端上；三號單體電池的負極t25連接在二號單刀雙擲開關(guān)的轉(zhuǎn)動端上，二號單刀雙擲開關(guān)的一號觸點連接在三號體充電連接機構(gòu)的負極接線端上，三號單體電池的正極t23連接在三號體充電連接機構(gòu)的正極接線端上，三號單體電池的正極也連接在單刀開關(guān)的另一端上；所述一號單刀雙擲開關(guān)的控制端、二號單刀雙擲開關(guān)的控制端和單刀開關(guān)的控制端分別與控制器連接。

所述一號單刀雙擲開關(guān)的二號觸點和二號單刀雙擲開關(guān)的二號觸點均為常閉觸點，在電池組充電時一號單刀雙擲開關(guān)的二號觸點和二號單刀雙擲開關(guān)的二號觸點均處于斷開狀態(tài)，在電池組沒充電時一號單刀雙擲開關(guān)的二號觸點和二號單刀雙擲開關(guān)的二號觸點均處于閉合狀態(tài)；所述一號單刀雙擲開關(guān)的一號觸點和二號單刀雙擲開關(guān)的一號觸點均為常開觸點，在電池組充電時一號單刀雙擲開關(guān)的一號觸點和二號單刀雙擲開關(guān)的一號觸點均處于閉合狀態(tài)，在電池組沒充電時一號單刀雙擲開關(guān)的一號觸點和二號單刀雙擲開關(guān)的一號觸點均處于斷開狀態(tài)；所述單刀開關(guān)在電池組充電時處于斷開狀態(tài)，在電池組沒充電時處于閉合狀態(tài)。

參見圖2、圖3所示，每個體充電連接機構(gòu)都包括滑腔t29、絕緣下橫塊t30、絕緣滑動塊t38、絕緣上橫塊t36、滑動桿t32和活動橫塊t31，體充電連接機構(gòu)的正極接線端包括上正極接線端頭t28和下正極接線端頭t27，體充電連接機構(gòu)的負極接線端包括上負極接線端頭t39和下負極接線端頭t40；絕緣滑動塊滑動設(shè)置在滑腔內(nèi)，絕緣下橫塊固定設(shè)置在絕緣滑動塊下方的滑腔內(nèi)，絕緣上橫塊固定設(shè)置在絕緣滑動塊上方的滑腔內(nèi)，活動橫塊活動布置在絕緣上橫塊上方的滑腔內(nèi)，上正極接線端頭和上負極接線端頭均設(shè)置在絕緣滑動塊的下表面上，下正極接線端頭和下負極接線端頭均設(shè)置在絕緣下橫塊的上表面上，在絕緣上橫塊上設(shè)有豎直通孔t34，滑動桿滑動設(shè)置在豎直通孔內(nèi)，滑動桿上端固定連接在活動橫塊上，滑動桿下端固定連接在絕緣上橫塊上，在絕緣上橫塊與絕緣滑動塊之間的滑動桿上設(shè)有拉開彈簧t37，拉開彈簧的兩端分別擠壓連接在絕緣上橫塊的下表面上和絕緣滑動塊的上表面上；在絕緣上橫塊的上表面上固定設(shè)有下電磁鐵t35，在活動橫塊上設(shè)有上電磁鐵t33，并且上電磁鐵通電時產(chǎn)生的電磁力與下電磁鐵通時電產(chǎn)生的電磁力相互吸引，且上電磁鐵通電時產(chǎn)生的電磁力與下電磁鐵通時電產(chǎn)生的電磁力相互吸引后能推動絕緣滑動塊往下移動，并能將上正極接線端頭壓緊導(dǎo)電連接在下正極接線端頭上和能將上負極接線端頭壓緊導(dǎo)電連接在下負極接線端頭上。

每個單體電池的正極一對一電連接在下正極接線端頭上，每個單體電池的負極一對一電連接在下負極接線端頭上，每個限流模塊的另一端的正極一對一電連接上正極接線端頭上，每個限流模塊的另一端的負極一對一電連接上負極接線端頭上。

參見圖4-圖8所示，每個充電器的電源輸入端和控制器的電源輸入端都導(dǎo)電連接在一個通電先后控制機構(gòu)t75上，并且在上電時通電先后控制機構(gòu)先給控制器通電，然后再給充電器通電；在下電時通電先后控制機構(gòu)先讓充電器斷電，然后再讓控制器斷電。

參見圖4-圖8所示，通電先后控制機構(gòu)包括右端密封的絕緣管t62、絕緣支塊t64、絕緣滑動桿t63和手柄t61，絕緣支塊固定在絕緣管內(nèi)t66，在絕緣支塊上橫向設(shè)有滑孔t65，絕緣滑動桿滑動設(shè)置在滑塊內(nèi)，手柄固定連接在絕緣滑動桿的左端；在絕緣管的內(nèi)管壁下底面上從左到右依次固定設(shè)有一號正極接線端頭t71、一號負極接線端頭t72、二號正極接線端頭t73和二號負極接線端頭t74，并且一號正極接線端頭的高度高于一號負極接線端頭的高度高，一號負極接線端頭的高度高于二號正極接線端頭的高度高，二號正極接線端頭的高度高高于二號負極接線端頭的高度高；在絕緣支塊右方的絕緣滑動桿的下表面上從左到右依次固定設(shè)有三號正極接線端頭t67、三號負極接線端頭t68、四號正極接線端頭t69和四號負極接線端頭t70，并且在絕緣滑動桿移動到設(shè)定位置時，三號正極接線端頭能壓緊導(dǎo)電連接在一號正極接線端頭上，三號負極接線端頭能壓緊導(dǎo)電連接在一號負極接線端頭上，四號正極接線端頭能壓緊導(dǎo)電連接在二號正極接線端頭上，四號負極接線端頭能壓緊導(dǎo)電連接在二號負極接線端頭上；控制器的電源輸入端正極電連接在一號正極接線端頭的下端，控制器的電源輸入端負極電連接在一號負極接線端頭的下端，充電器的電源輸入端正極電連接在二號正極接線端頭的下端，充電器的電源輸入端負極電連接在二號負極接線端頭的下端；三號正極接線端頭和四號正極接線端頭都電連接在通電先后控制機構(gòu)的電源輸入端的正極上；三號負極接線端頭和四號負極接線端頭都電連接在通電先后控制機構(gòu)的電源輸入端的負極上。

本實施例的復(fù)合開關(guān)在使用時，把一號節(jié)點連接在交流電源的火線C上，把二號節(jié)點連接在交流電源的零線N上。在使用本實施例復(fù)合開關(guān)的過程中，當(dāng)同時斷開一號開關(guān)、斷開四號開關(guān)、斷開五號開關(guān)、閉合二號開關(guān)、閉合三號開關(guān)和閉合六號開關(guān)時，此時本實施例的復(fù)合開關(guān)就成為一個既能檢測自身投切故障的故障自檢開關(guān)了；當(dāng)同時閉合一號開關(guān)、閉合四號開關(guān)、閉合五號開關(guān)、斷開二號開關(guān)、斷開三號開關(guān)和斷開六號開關(guān)時，此時本實施例的復(fù)合開關(guān)就成為一個既能準確檢測交流電電流過零點時的準確時間點，又能在電流過零點時的準確時間點進行投切的過零點投切開關(guān)了。

一、當(dāng)把本實施例的復(fù)合開關(guān)作為過零點投切開關(guān)使用時，其原理如下：

首先，需要同時斷開一號開關(guān)、斷開四號開關(guān)、斷開五號開關(guān)、閉合二號開關(guān)、閉合三號開關(guān)和閉合六號開關(guān)。此時，在本實施例的復(fù)合開關(guān)中，電感L_a采用高頻電感，電感L_a的電感為幾十微亨。當(dāng)可控硅開關(guān)K_b或磁保持繼電器開關(guān)K_c導(dǎo)通瞬間，電容Ca的阻抗約為0，而由于電感L_a的存在，電感L_a在導(dǎo)通瞬間，其頻率變化很大，電感L_a的阻抗也很大，抑制了電源導(dǎo)通瞬間的沖擊電流；當(dāng)電路正常工作時，由于電源頻率為50Hz工頻，則電感L_a的阻抗很小。

在電感L_a中，電感L_a的電壓U_La超前電感L_a的電流I₁90度，即電感L_a的電流I₁落后電感L_a的電壓U_La90度。

在電容C₀中，電容C₀的電流I₂超前電容C₀的電壓U_C090度，即電容C₀的電壓U_C0落后電容C₀的電流I₂90度。

電流I₁通過電感L_a、電容Ca形成閉合回路，則有電感L_a上的電壓U_La超前電感L_a上的電流I₁90度。

當(dāng)電感L_a的電壓U_La在某個時刻的節(jié)點M_a點為正、節(jié)點M_b點為負時，則電流I₂從節(jié)點M_a點通過二極管D₁、發(fā)光二極管D₅、二極管D₄和電容C₀形成支路。

忽略二極管D₁、發(fā)光二極管D₅和二極管D₄的壓降，顯然有即U_La＝U_C0，即電感L_a的電壓U_La等于電容C₀的電壓U_C0。顯然有電感L_a上的電壓U_La滯后電容C₀上的電流I₂90度，從而有電容C₀上的電流I₂與電感L_a上的電流I₁互為反向，即電流I₂與電流I₁互為反向。U_CN是火線C上的電壓。

當(dāng)電流I₂正向且大于發(fā)光二極管D₅發(fā)光的最小電流時，光電耦合器的輸出信號U_I0即從高電平變?yōu)榈碗娖?，合理選擇電容C₀，使電容C₀上的電流I₂正向過零點且能快速達到發(fā)光二極管D₅發(fā)光的最小電流。

當(dāng)電流I₂正向過零點后，光電耦合器的輸出信號U_I0即從高電平變?yōu)榈碗娖?，由于電流I₂與電流I₁反向，則有當(dāng)光電耦合器的輸出信號U_I0從低電平變?yōu)楦唠娖綍r，電流I₁剛好處于正向過零點。因此光電耦合器的輸出信號U_I0從低電平變?yōu)楦唠娖綍r，即獲得了電流I₁的過零點電流。當(dāng)獲得了電流I₁的過零點電流時，控制器即可立即給磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開或閉合信號。如果需要讓磁保持繼電器開關(guān)K_c斷開，則控制器就給磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開控制信號，磁保持繼電器開關(guān)K_c隨即斷開；如果需要讓磁保持繼電器開關(guān)K_c閉合，則控制器就給磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出閉合控制信號，磁保持繼電器開關(guān)K_c隨即閉合。本實施例從通過獲取電流過零點時的準確時間點，再根據(jù)該準確時間點對磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開或閉合的控制信號來使磁保持繼電器開關(guān)K_c的觸點斷開或閉合，此時流過磁保持繼電器開關(guān)K_c的電流小，在小電流時斷開或閉合磁保持繼電器開關(guān)K_c，使得磁保持繼電器開關(guān)K_c的觸點不易損壞。從而有效地延長了磁保持繼電器開關(guān)K_c的壽命，進而延長了復(fù)合開關(guān)的使用壽命。

在投入復(fù)合開關(guān)時，因為可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通的瞬間，由于電感L_a的電流抑制作用，不會發(fā)生大的沖擊電流，又由于可控硅開關(guān)K_b的導(dǎo)通壓降很小，且電感L_a在工頻頻率下阻抗很小，節(jié)點M_a和節(jié)點M_b兩點間的壓降較小，此時閉合磁保持繼電器開關(guān)K_c，對磁保持繼電器開關(guān)K_c的觸點損害很小，從而有效地延長了控硅開關(guān)K_b的壽命，進而延長了復(fù)合開關(guān)的使用壽命。

本實施例在可控硅開關(guān)K_b處于導(dǎo)通且磁保持繼電器開關(guān)K_c處于閉合時，如果要關(guān)斷可控硅開關(guān)K_b，則在電流I₁過零點時才讓可控硅開關(guān)K_b斷開，這樣能夠有效保護可控硅開關(guān)K_b的使用壽命。

本實施例只有在要向火線C投入復(fù)合開關(guān)的可控硅開關(guān)K_b時才采用電壓過零點時投入，只要復(fù)合開關(guān)上有電流的情況下都采用電流過零來進行投入或切除，大大提高了復(fù)合開關(guān)的使用壽命，可靠性較高，安全性較好。

本實施例中，當(dāng)可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通時，在磁保持繼電器開關(guān)K_c還沒有斷開的情況下，此時的磁保持繼電器開關(guān)K_c也是導(dǎo)通的，即可控硅開關(guān)K_b和磁保持繼電器開關(guān)K_c此時同時處于導(dǎo)通狀態(tài)。由于可控硅開關(guān)K_b支路具有電感L_a的導(dǎo)通電阻，顯然磁保持繼電器開關(guān)K_c支路的阻抗要遠遠小于可控硅開關(guān)K_b支路的阻抗，因此流過磁保持繼電器開關(guān)K_c的電流大于流過可控硅開關(guān)K_b支路的電流。若磁保持繼電器開關(guān)K_c不在電流過零點斷開觸點，極易損壞觸點。本實施例從通過獲取電感L_a支路的電流I₁過零點時的準確時間點，再讓控制器發(fā)出控制信號來斷開磁保持繼電器開關(guān)K_c的觸點，讓磁保持繼電器開關(guān)K_c在電流較小時進行閉合或斷開動作，這樣就不易燒壞磁保持繼電器開關(guān)K_c上的觸點，有效地延長了磁保持繼電器開關(guān)K_c的使用壽命，進而也延長了復(fù)合開關(guān)的使用壽命，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。

一種適用于復(fù)合開關(guān)的過零投切控制方法，

當(dāng)把復(fù)合開關(guān)當(dāng)作過零點投切開關(guān)使用時，該復(fù)合開關(guān)的過零投切控制方法如下：

(1-1)投入復(fù)合開關(guān)；

(1-1-1)當(dāng)要向火線C投入復(fù)合開關(guān)時，先檢測火線C上電壓U_CN過零點時的準確時間點，當(dāng)電壓U_CN過零點時，控制器立即向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號，可控硅開關(guān)K_b隨即導(dǎo)通；

(1-1-2)當(dāng)可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通設(shè)定時間后，先檢測電流I₁過零點時的準確時間點，當(dāng)電流I₁過零點時，控制器立即向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出閉合控制信號，磁保持繼電器開關(guān)K_c隨即閉合；

(1-1-3)然后再次檢測電流I₁過零點時的準確時間點，當(dāng)電流I₁過零點時，控制器立即向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出關(guān)斷控制信號，可控硅開關(guān)K_b隨即關(guān)斷，此時只由磁保持繼電器開關(guān)K_c保持供電回路工作，至此完成復(fù)合開關(guān)向火線C的投入工作；

(1-2)切除復(fù)合開關(guān)；

(1-2-1)當(dāng)要切除火線C上的復(fù)合開關(guān)時，先檢測電流I₁過零點時的準確時間點，當(dāng)電流I₁過零點時，控制器立即向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號，可控硅開關(guān)K_b隨即導(dǎo)通，延時一段時間使可控硅開關(guān)K_b可靠導(dǎo)通；

(1-2-2)在可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通的情況下，再次檢測電流I₁過零點時的準確時間點，當(dāng)電流I₁過零點時，控制器立即向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開控制信號，磁保持繼電器開關(guān)K_c隨即斷開；

(1-2-3)然后再次檢測電流I₁過零點時的準確時間點，當(dāng)電流I₁過零點時，控制器立即向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出關(guān)斷控制信號，可控硅開關(guān)K_b隨即關(guān)斷；至此復(fù)合開關(guān)已從火線C上完全切除。

圖10是本發(fā)明的一種波形示意圖。(a)流過可控硅開關(guān)K_b的電流波形示意圖，(a)流過可控硅開關(guān)K_b的運行檢測電路上產(chǎn)生的觸發(fā)脈沖波形示意圖。

二、當(dāng)把本實施例的復(fù)合開關(guān)作為故障自檢開關(guān)使用時，其原理如下：

首先，需要同時斷開一號開關(guān)、斷開四號開關(guān)、斷開五號開關(guān)、閉合二號開關(guān)、閉合三號開關(guān)和閉合六號開關(guān)，這樣就把本實施例的復(fù)合開關(guān)變?yōu)榱斯收献詸z開關(guān)。

當(dāng)需要投切復(fù)合開關(guān)時，控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號，使可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通。電流經(jīng)可控硅開關(guān)K_b、電感L_a和電容C_a形成閉合回路，并聯(lián)在電感L_a兩端的電容C₂、二極管D₁、二極管D₂、二極管D₃、二極管D₄、光電耦合器OPT、電阻R₁、電阻R₀、電阻R₂、自用電供電模塊和接地端SGND共同形成了可控硅開關(guān)K_b的運行檢測電路。在電流流過可控硅開關(guān)K_b時該可控硅開關(guān)K_b的運行檢測電路會產(chǎn)生觸發(fā)脈沖信號，保持一定時間后，控制器向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出閉合控制信號，使磁保持繼電器開關(guān)K_c閉合。磁保持繼電器開關(guān)K_c閉合后將可控硅開關(guān)K_b與電感L_a組成的串聯(lián)支路短路，此時可控硅開關(guān)K_b的運行檢測電路將不會產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。然后，控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出斷開控制信號，使可控硅開關(guān)K_b斷開，由磁保持繼電器開關(guān)K_c保持供電回路工作。

當(dāng)需要切除復(fù)合開關(guān)時，控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號，使可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通，保持一定時間后，控制器向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開控制信號，磁保持繼電器開關(guān)K_c隨即斷開，此時，可控硅運行檢測電路將有觸發(fā)脈沖出現(xiàn)。最后，控制器向可控硅開關(guān)K_b再次發(fā)出斷開控制信號，可控硅開關(guān)K_b隨即斷開。至此就完全切除了復(fù)合開關(guān)。

本實施例的復(fù)合開關(guān)具備在開關(guān)動作的過程中能進行自我故障檢測，且無需在復(fù)合開關(guān)中另外設(shè)置檢測故障的儀器，從而使復(fù)合開關(guān)的結(jié)構(gòu)更加簡單，體積小，結(jié)構(gòu)可靠，成本低廉，降低了復(fù)合開關(guān)使用時投切不成功的安全隱患。

一種適用于復(fù)合開關(guān)的自身投切故障判斷方法，

當(dāng)把復(fù)合開關(guān)當(dāng)作故障自檢開關(guān)使用時，由于該復(fù)合開關(guān)自身投切故障包括可控硅開關(guān)K_b的無法導(dǎo)通故障、磁保持繼電器開關(guān)K_c的無法閉合故障、磁保持繼電器開關(guān)K_c的無法斷開故障和可控硅開關(guān)K_b的無法關(guān)斷故障；因此，復(fù)合開關(guān)自身投切故障判斷方法包括：

(2-1)判斷可控硅開關(guān)K_b為無法導(dǎo)通故障的方法是：

在投入復(fù)合開關(guān)時，假設(shè)可控硅開關(guān)K_b處于關(guān)斷狀態(tài)，且磁保持繼電器開關(guān)K_c也處于斷開狀態(tài)的前提下，

(2-1-1)先由控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號，控制器等待可控硅開關(guān)K_b的運行檢測電路返回的觸發(fā)脈沖信號，并用控制器的脈沖計數(shù)器進行觸發(fā)觸發(fā)脈沖計數(shù)，當(dāng)延時0.2s后，若控制器接收到的觸發(fā)脈沖個數(shù)大于5個時，即可認為該可控硅開關(guān)K_b能正常導(dǎo)通，若控制器接收到的觸發(fā)脈沖個數(shù)小于設(shè)定個數(shù)時，

(2-1-2)再由控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，再次延時0.2s后，若控制器接收到的觸發(fā)脈沖個數(shù)仍小于5個時，即可判斷該可控硅開關(guān)K_b為無法導(dǎo)通故障。

(2-2)判斷磁保持繼電器開關(guān)K_c為無法閉合故障的方法是：

在投入復(fù)合開關(guān)時，假設(shè)可控硅開關(guān)K_b能正常導(dǎo)通，且可控硅開關(guān)K_b已處于導(dǎo)通狀態(tài)和磁保持繼電器開關(guān)K_c處于斷開狀態(tài)的前提下，

(2-2-1)先由控制器向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出閉合控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，延時0.6s后，若控制器接收到可控硅開關(guān)K_b的觸發(fā)脈沖個數(shù)大于20個時，

(2-2-2)再由控制器向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，再延時0.6s時間后，若控制器接收到可控硅開關(guān)K_b的觸發(fā)脈沖個數(shù)大于也20個時，

(2-2-3)再次由控制器向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出閉合控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，再次延時0.6s后，此時如果控制器接收到可控硅開關(guān)K_b的觸發(fā)脈沖計數(shù)仍大于20個時，即可判斷該磁保持繼電器開關(guān)K_c為無法閉合故障。

(2-3)判斷磁保持繼電器開關(guān)K_c為無法斷開故障的方法是：

在切除復(fù)合開關(guān)時，假設(shè)可控硅開關(guān)K_b能正常導(dǎo)通，且可控硅開關(guān)K_b已處于斷開狀態(tài)和磁保持繼電器開關(guān)K_c已處于閉合狀態(tài)的前提下，

(2-3-1)先由控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出導(dǎo)通控制信號讓可控硅開關(guān)K_b導(dǎo)通，并延時0.4s后讓可控硅開關(guān)K_b可靠導(dǎo)通，又由控制器向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，等待0.6s后，若控制器接收到可控硅開關(guān)K_b的觸發(fā)脈沖個數(shù)小于20個時；

(2-3-2)再由控制器向磁保持繼電器開關(guān)K_c發(fā)出斷開控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，再次等待0.6s后，若控制器接收到可控硅開關(guān)K_b的觸發(fā)脈沖個數(shù)仍小于20個時，即可判斷磁保持繼電器開關(guān)K_c為無法斷開故障。

(2-4)判斷可控硅開關(guān)K_b為無法關(guān)斷故障的方法是：

在切除復(fù)合開關(guān)時，假設(shè)磁保持繼電器開關(guān)K_c能正常斷開，且磁保持繼電器開關(guān)K_c已處于斷開狀態(tài)和可控硅開關(guān)K_b還處于導(dǎo)通狀態(tài)的前提下，

(2-4-1)先由控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出關(guān)斷控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，延時0.2s后，若控制器接收到可控硅開關(guān)K_b的觸發(fā)脈沖個數(shù)大于5個時；

(2-4-2)再由控制器向可控硅開關(guān)K_b發(fā)出關(guān)斷控制信號，并將脈沖計數(shù)器清零，再次延時0.2s后，若控制器接收到可控硅開關(guān)K_b的觸發(fā)脈沖個數(shù)仍大于5個時，即可判斷可控硅開關(guān)K_b為無法關(guān)斷故障。

本實施例的復(fù)合開關(guān)既能檢測自身投切故障，又能分別準確檢測交流電電流過零點時的準確時間點和電壓過零點時的準確時間點，不僅在復(fù)合開關(guān)有電流的情況下能分別保證可控硅開關(guān)K_b和磁保持繼電器開關(guān)K_c在電流過零點時的準確時間點進行投切，還能在復(fù)合開關(guān)沒有電流的情況下保證可控硅開關(guān)K_b在電壓過零點時的準確時間點進行投切，投切電流小，投切時不會燒壞開關(guān)的觸點，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，安全性好，能大大延長復(fù)合開關(guān)的使用壽命。

本實施例的通電先后控制機構(gòu)讓控制器先通電，控制器通電后就讓電池連接模塊將電池組內(nèi)依次串聯(lián)連接在一起的串聯(lián)電池變成相互獨立的單體電池，然后通電先后控制機構(gòu)才讓充電器通電，這樣能夠充分保證在充電器通電時，各個單體電池之間是相互獨立的，各個單體電池之間充電就不會受影響。

本實施例在充電時，電壓檢測芯片能對對應(yīng)的單體電池進行電壓檢測。當(dāng)某個單體電池要充滿時可通過限流模塊降低充電電流，當(dāng)某個單體電池還遠沒充滿時可通過限流模塊增大充電電流。從而盡量讓單體電池所含電壓相同。當(dāng)每個單體電池充滿并且每個單體電池的電壓相同時即可斷開充電電源?；蛘弋?dāng)每個單體電池并未充滿并且每個單體電池的電壓相同時也可斷開充電電源。這樣讓單體電池串聯(lián)后，串聯(lián)連接的單體電池之間不會有電流流動，電池的可靠性高。每個充電器的充電電流或充電電壓相互之間可不相同。通過切換開關(guān)可給某個單體電池選擇不同的充電器。切換開關(guān)和限流模塊的配合能更好的為需要充電的單體電池實時提供充電電流和充電電壓，從而便于對各個單體電池的充電進度進行單獨控制，也便于對各個單體電池的充電電壓進行單獨控制。在充電過程中通過溫度檢測機構(gòu)能對單體電池的溫度進行檢測，并在充電時能對單體電池進行過溫保護控制。通過雙電源機構(gòu)使本實施例具有雙電源供電功能，大大提高了可靠性和實用性。

本實施例能使單個單體電池的損壞不會影響其它單體電池充電，并在沒為電池組充電時能將電池組內(nèi)各個相互獨立的單體電池依次串聯(lián)連接在一起變成串聯(lián)電池，在為電池組充電時能將電池組內(nèi)依次串聯(lián)連接在一起的串聯(lián)電池變成相互獨立的單體電池，對每個單體電池的充電過程還能進行電壓檢測，并可對各個單體電池的充電進度進行單獨控制，還可對各個單體電池的充電電壓進行單獨控制。并在充電時能對單體電池進行過溫保護控制。采用雙電源機構(gòu)供電實現(xiàn)用電設(shè)備的不間斷供電。安全性高，可靠性好，并設(shè)有通電先后控制機構(gòu)對電池組上電充電過程中先讓串聯(lián)連接的單體電池變成獨立的單體電池后再充電，充電可靠性高。

本實施例的電池連接模塊能很好的讓電池組充電時能將電池組內(nèi)各個相互獨立的單體電池依次串聯(lián)連接在一起變成串聯(lián)電池，在為電池組充電時能將電池組內(nèi)依次串聯(lián)連接在一起的串聯(lián)電池變成相互獨立的單體電池，可靠性高。

本實施例能提高了電池組在使用過程中能始終保持電池組內(nèi)各個相互獨立的單體電池依次串聯(lián)連接在一起變成串聯(lián)電池，易對自用電供電模塊的電池組進行充放電控制，可靠性高。

上面結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實施方式，但實現(xiàn)時不受上述實施例限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改。