一种消弧型直流插头套件的制作方法

1.本实用新型属于变流器技术领域，涉及一种消弧型直流插头套件。


背景技术：

2.直流配电网在能源路由器、微电网、电动汽车、轨道牵引以及未来城市配网方面有着广泛的应用前景。与交流相比，直流由于没有自然过零点，直流故障时故障电流上升速度快、幅值大，因此直流开断的要求更高、其实现也更加困难。此外，现代家庭负载使用电力电子转换器的频率越来越大，以及各种新能源不断接入家庭，以直流为主的家庭供电网络已成为研究热点。因此，从直流实际通用性需求出发，研发满足直流的接插套件已成为当前急需解决的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的是针对上述不足之处，提供一种消弧型直流插头套件，利用电力电子技术和专门的机械设计，实现插头拉开时无电弧，保障用户的安全，提高直流插头的寿命；同时，通过内嵌电流传感测量和自动限流设计，实现短路电流自动保护。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种消弧型直流插头套件，包括底座和插头；
6.所述底座包含4个孔，其中2个方孔和2个圆孔；方孔表示正极性，圆孔表示负极性；
7.2个方孔分别是大方孔和小方孔，大方孔用作主电源的孔，小方孔用作辅助电源的孔；在方孔内设置铜结构压片，沿方孔内四个内壁的方向垂直并列设置4个压片；各压片分别与主电源正、负母线，以及辅助电源+15v母线相连；在圆孔内垂直并列设置2个压片；
8.所述插头包含4个铜柱，其中2个方柱，2个圆柱；方柱对应正极性，圆柱对应负极性；所述方柱包括粗方柱和细方柱，粗方柱用于主电源，细方柱用于辅助电源；所述圆柱包括粗圆柱和细圆柱；粗方柱和主电源的正母线相连，粗圆柱和主电源的负母线相连，细方柱与辅助电源的15v+相连，细圆柱与辅助电源的15v0相连。
9.所述方孔的尺寸与对应方柱的外圈尺寸相匹配，便于方柱插入方孔内；圆孔的尺寸与对应圆柱的外圈尺寸相匹配，便于圆柱插入圆孔内。
10.所述底座内设有一个模块电源，模块电源的输入端连接主电源正、负母线，模块电源的输出端连接辅助电源+15v母线。所述模块电源采用市售的模块电源。
11.所述插头包含一个igbt（mosfet、集成门极换流晶闸管igct、电流控制自关断双极型器件gto、三极管）及其驱动电路、一个与门、一个电流传感器以及过流比较电路。所述igbt采用市售的绝缘栅双极型晶体管。所述插头的正极性方柱连接igbt的集电极，igbt的发射极连接电流传感器功率脚的一端，电流传感器功率脚的另一端连接插头的输出正极，插头的输出负极与负极性的圆柱相通。在插头的后部还设有正、负2个输出端子。
12.所述插头内与门的输入分别为过流比较电路输出和15v电源，与门的输出为驱动电路的输入，驱动电路的输出直接驱动igbt。
13.所述插头内电流传感器的输出端连接比较器的负输入，电流传感器的比较器的正输入连接参考电压，参考电压由+15v母线通过2个电阻分压获得。
14.有益效果：本实用新型套件在插拔时无直流电弧，不会产生危害；由于插头内部包含电流传感器，采用自动限流设计，实现短路电流自动保护，保护快速且成本较低；套件正、负极采用不同的形状，不容易插反，可靠性高。
附图说明
15.下面将结合附图对本实用新型作进一步说明：
16.图1为本实用新型消弧型直流插头套件的结构示意图。
17.图2为本实用新型的消弧型直流底座截面图。
18.图3为本实用新型的消弧型直流底座内部模块电源的连接原理图。
19.图4为本实用新型的消弧型直流插头截面图。
20.图5为本实用新型的消弧型直流插头的电路原理图。
21.图中，1、底座，2、大方孔，3、小方孔，4、圆孔，5、粗方柱，6、细方柱，7、粗圆柱，8、细圆柱，9、插头，10、输出端子。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本实用新型做详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
23.参见附图1~4，本实用新型提供一种消弧型直流插头套件，包括底座1和插头9。
24.底座1上开有四个孔，其中2个方孔，2个圆孔4，方孔表示正极性，圆孔4表示负极性；2个方孔分别是大方孔2和小方孔3，大方孔2用作主电源的孔，小方孔3用作辅助电源的孔；在方孔内设置铜结构压片，沿方孔内四个内壁的方向垂直并列设置4个压片；各压片分别与主电源正、负母线，以及辅助电源+15v母线相连；在圆孔内垂直并列设置2个压片。
25.底座1中设有一个隔离的模块电源，模块电源的输入为主电源正负母线（vdc+和vdc-），输出连接辅助电源+15v母线（15v+和15v0）。
26.所述插头9包含4个铜柱，其中2个方柱，2个圆柱；方柱对应正极性，圆柱对应负极性；所述方柱包括粗方柱5和细方柱6，粗方柱5用于主电源，细方柱6用于辅助电源；所述圆柱包括粗圆柱7和细圆柱8；粗方柱5和主电源的正母线相连，粗圆柱8和主电源的负母线相连，细方柱6与辅助电源的15v+相连，细圆柱8与辅助电源的15v0相连。
27.参照图5，插头9内装有一个igbt（mosfet、igct、gto、三极管）及其驱动电路、一个与门、一个电流传感器以及过流比较电路。插头9的正极性方柱连接igbt的集电极，igbt的发射极连接电流传感器功率脚的一端，电流传感器功率脚的另一端连接插头的输出正极，插头的输出负极直接于负极性圆柱。电流传感器信号脚输出ct-o信号，连接电阻r
14
的一端，电阻r
14
的另一端连接电流传感器的比较器的负输入端；电流传感器的比较器的正输入连接参考电压，参考电压由+15v母线通过电组r
11
和r
12
分压获得，r
12
并联电容器c3，两者的一端接15v0，两者另一端与r
10
的一端接比较器的正输入，r
10
的另一端连接15v
+
；比较器的输出连接r
10
和r
13
的一端，以及d3的阴极，r
13
的另一端连接比较器的负输入端，r
10
的另一端连接15v+。驱动ic的输出连接r1一端，r1另一端连接q1的栅极，r2连接q1的栅极和发射极，驱动ic的输
入为r4一端，r4的另一端连接r3和c1一端，以及d1的阳极，c1的另一端接15v0，r3的另一端连接d1的阴极，并连接至与门的输出。与门的输入有2个，其中一路连接r9一端，r9另一端连接r8一端和d3阳极，r8另一端连接15v
+
；另一路输入连接r7一端，r7的另一端连接r6和c6一端，以及d6的阳极，c6的另一端接15v0，r6的另一端、d2的阴极和r5的一端连接15v
+
，r5的另一端连接15v0。
28.r6，c2和d2组成电路实现上电延时充电，断电瞬时放电的功能；r3，c1和d1组成电路也有类似功能，但是r6，c2和d2组成电路的延时为2s，r3，c1和d1组成电路延时为1ms，后者主要实现滤波功能。
29.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，以及增加底座的位数等，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。