用于电气开关的方法和设备与流程

用于电气开关的方法和设备
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年6月2日提交的美国申请第63/195,893号和于2021年1月28日提交的美国申请第63/142,673号的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。


背景技术：

3.电路可包括多个电气部件。这些电气部件可以是例如以下的一个或多个：电池、电阻器、电感器、电容器、开关、晶体管等。电路的不同电气部件可以使用导电路径相互连接。开关是一电气部件，其可以在至少两个其他电气部件之间建立导电路径，以通过所建立的导电路径连接该至少两个其他电气部件。该开关还可以断开至少两个其他电气部件之间的导电路径，以将该其他电气部件彼此断开。一些开关是机电装置，包括一组或多组连接到电路的其他电气部件的电触头。一个或多个致动器可用于使一组或多组电触头彼此接触。当一对电触头彼此接触时，电流可以在其间流过，从而闭合导电路径。当这对电触头彼此不接触时，电流可能无法在其间流过，从而断开导电路径。也就是说，当开关处于“接通”状态时，电流可流过导电路径。当开关处于“断开”状态时，电流不会流过导电路径。


技术实现要素：

4.以下发明内容呈现了某些特征的概述。发明内容并非广泛综述，并非旨在指明重要或关键元件。
5.描述了用于电气开关的系统、设备和方法。
6.在一些实例中，电气开关由具有多个开关装置的开关系统执行。开关装置可以彼此并联。开关装置可以包括一个或多个机电开关(如继电器开关)。一个或多个开关装置可以包括开关单元。开关单元可以包括非机械开关(如晶体管)。与非机械开关(如晶体管)相比，机电开关(例如，机电继电器)可以提供诸如电流隔离和更少功率损耗的优点。因为非机械开关(例如，晶体管)可能不需要开关的一对电触头的电流隔离(例如，物理分离)(例如，一个或多个电触头远离另一个或多个电触头的移动)，因此其可以是比机电开关相对更容易或相对更安全进行切换的开关，可以比机电开关更便宜，并且与继电器相比可以在切换能力降低之前切换更多次。非机械电气开关可以包括一个或多个固态继电器(ssr)。非机械电气开关在本文中也被称“固态开关”。
7.在一些实例中，电气开关可以使用与一个或多个不同的继电器开关串联连接的一个或多个晶体管绕过一个或多个继电器开关，形成与一个或多个继电器开关并联连接的开关支路。
8.在一些实例中，继电器开关可以是交流(ac)继电器开关，并且开关单元可以是双向开关。连续操作时，ac继电器开关和开关单元可以以比现成的dc继电器更低的成本有效地实现类似于直流(dc)继电器开关的功能。例如，开关单元可以有效地连接和断开dc电流，而串联的ac继电器可以在关闭状态下提供电流隔离。
9.下文更详细地描述这些和其他特征和优点。
附图说明
10.附图中通过实施而非限制地示出一些特征。附图中相同的附图标记指代相同元件。
11.图1a示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
12.图1b示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
13.图1c示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
14.图1d示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
15.图1e示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
16.图1f示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
17.图2a示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
18.图2b示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
19.图3示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
20.图4示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
21.图5示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
22.图6示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
23.图7示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
24.图8示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
25.图9示出了根据当前公开的主题的某些实例的方法的流程图。
26.图10示出了根据当前公开的主题的某些实例的方法的流程图。
27.图11a到11f示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
28.图12示出了根据当前公开的主题的某些实例的方法的流程图。
29.图13a到13f示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
30.图14示出了根据当前公开的主题的某些实例的方法的流程图。
31.图15示出了根据当前公开的主题的某些实例的方法的流程图。
32.图16a示出了根据当前公开的主题的某些实例的时序图。
33.图16b示出了根据当前公开的主题的某些实例的时序图。
34.图16c示出了根据当前公开的主题的某些实例的时序图。
35.图16d示出了根据当前公开的主题的某些实例的时序图。
36.图17示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
37.图18示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
38.图19a示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
39.图19b示出了根据当前公开的主题的某些实例的开关系统。
40.图20示出了根据当前公开的主题的某些实例的方法的流程图。
41.图21示出了根据当前公开的主题的某些实例的时序图。
42.图22示出了根据当前公开的主题的某些实例的时序图。
具体实施方式
43.为了便于理解，以下术语将在本文中提及并理解为具有以下含义：
44.术语“开关装置”可以指包括一个或多个开关的电路。术语“开关装置”在本文中可
以与术语“开关电路”互换使用。
45.本文使用的术语“开关”指代可以以非永久方式切换的任何适当的可逆开关元件。
46.术语“开关单元”可以指包括一个或多个非机械开关并且不包括机电开关的电路。
47.术语“机电开关”可以指包括一个或多个移动机械部件的开关，该移动机械部件由于存在或不存在流过开关的电流而移动。机电开关的实例包括：继电器、ac继电器、转换开关等。开关可以是单掷开关、双掷开关等。
48.术语“非机械开关”可以指不包括一个或多个移动机械部件的开关，该移动机械部件由于存在或不存在流过开关的电流而移动。非机械开关的实例包括：晶体管、场效应晶体管(fet)、金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)、双极结型晶体管(bjt)、绝缘栅双极晶体管(igbt)、碳化硅(sic)开关、氮化镓(gan)开关、晶闸管、半导体可控整流器(scr)、固态继电器(ssr)等。
49.本文描述了用于电气开关的系统、设备和方法。在一些实例中，开关由开关系统执行。开关系统可以包括多个开关装置。多个开关装置中的至少一个开关装置可以包括具有一个或多个非机械开关的开关单元。开关系统还可以包括一个或多个开关装置，这些开关装置不具有带有一个或多个非机械开关的开关单元。具有或不具有开关单元的开关装置可以包括一个或多个机电开关。
50.开关单元包括一个或多个非机械开关，这些非机械开关可设置成使得开关相对安全、相对合算并且相对容易。例如，与机电开关不同，开关单元可能不需要电流隔离。此外，与其他继电器开关相比，开关单元可以具有相对快速的开关(即，接通和断开时间短)。除了机械继电器之外，提供开关单元也可以节省成本，这是因为固态开关(例如，晶体管)和设计用于仅在交流(ac)电路中操作的机械开关可以操作以提供与直流(dc)机械开关等效的功能，并且操作这些开关的综合成本低于dc机械开关的操作成本。例如，在对一个或多个其他机电开关进行开关之前，开关单元可以有助于确保基本上没有电流流过一个或多个其他机电开关。在一个或多个其他机电开关的开关期间，使得基本上没有电流流过一个或多个其他机电开关可以使得开关一个或多个其他机电开关更安全和更容易，这是因为当接通一个或多个机电开关时，通过机电开关的涌入电流的风险更低，并且还因为当断开一个或多个机电开关时，分离机电开关的触头的难度更小。
51.同时使用具有开关单元(具有并联连接到开关装置的一个或多个非机械开关)的开关装置和一个不具有开关单元(具有一个或多个机电开关)的开关装置可以防止在接通开关系统时电流涌入。具有开关单元的开关装置可以为电流提供并联路径，该并联路径可以用于绕过不具有开关单元的开关装置的一个或多个机电开关。不具有开关单元的开关装置的一个或多个机电开关仅可在开关单元已经首先接通之后进行接通或断开。
52.开关单元也可以与一个或多个其他机电开关串联连接。例如，通过在对一个或多个其他机电开关进行开关之前终止流过一个或多个其他机电开关的电流，将开关单元与一个或多个其他机电开关串联也可以使得接通和断开一个或多个其他机电开关更容易或更安全。在一些情况下，一个或多个其他机电开关仅可在开关单元已经首先断开之后进行断开。
53.构成本公开一部分的附图示出本公开的实例。应当理解，附图中所示和/或本文所讨论的实施例是非排他性的，并且存在可以如何实践本公开的其他实施例。
54.应注意，当前公开的主题的教示内容不受参考各图描述的系统和设备的束缚。等效和/或修改的功能性可以通过另一方式合并或分割，并且可以按照任何适当的组合来实施。例如，作为单独的单元(例如，示出在图1a中)示出的控制器120和开关装置116可以使其功能性和/或组件被组合成单个单元。
55.还应注意，当前公开的主题的教示内容不受各图中所示的流程图的束缚，并且示出的操作可以不按照示出的次序进行。例如，可以基本上同时或以相反次序执行相继示出的操作。也应注意，虽然参考本文示出的元件描述流程图，但是这决不是约束，并且操作可以由除本文描述的那些元件以外的元件执行。
56.还应注意，在各个图中，相似的参考标记在整个本技术中指代相似的元件。相似的附图标记也可以暗示元件之间的相似性。例如，应理解图1b中所示的晶体管q1可与本文所述和所示的其他晶体管相似或相同，反之亦然。在整个申请中，某些一般的附图标记可以用来指代任何具体的相关元件。例如，电力系统100可以指各种电力系统中的任何一种。
57.还应注意，在说明书的实例中给出的所有数值都是只出于说明性目的而提供，决不是约束性的。
58.本文所用的术语“阈值”包括针对预定目的或功能等效(例如，在准许的变化范围内)的变化。
59.本文所用的术语“控制器”可以包括计算机和/或其他适当的处理电路系统和存储器。术语“计算机”或“处理器”或其变化形式应在广泛意义上解释，以涵盖具有数据处理能力的任何种类的基于硬件的电子装置，包含作为非限制性实例的数字处理装置(例如，数字信号处理器(dsp)、微控制器、现场可编程电路、专用集成电路(asic)等)，或包括一个或多个处理装置或以操作方式连接到一个或多个处理装置的装置，和/或实施控制逻辑的模拟电路。本文所使用的术语“存储器”或“数据存储装置”应在广泛意义上解释，以涵盖适合于当前公开的主题的任何易失性或非-易失性计算机存储器。作为非限制性实例，上文可以包含在本技术中公开的一个或多个控制器120。
60.图1a示出根据本发明主题的实例的开关系统100a。开关系统100a可以包括一个或多个电源102和一个或多个负载104。一个或多个电源102在本文中也被称为“电源102”，并且一个或多个电源102中的相应电源在本文中也被称为“电源102”。一个或多个负载104在本文中也被称为“负载104”，并且一个或多个负载104的相应负载在本文中也被称为“负载104”。
61.作为实例，电源102可以包括光伏(pv)发电机。例如，每个电源102可以包括一个或多个光伏电池、一串或多串串联的光伏电池、光伏板、一个或多个光伏板等。尽管本文在pv发电机的背景下描述了电源102，但是应当理解，术语“电源”可以包括其他类型的合适电源，包括：风力涡轮机、水力涡轮机、燃料电池、电池等，仅列举几个非限制性实例。
62.尽管为了简单起见，仅示出了单个电源102，但是应当理解，一个或多个电源可以包括彼此串联和/或并联连接的多个电源102。例如，一个或多个电源102可以包括多串电源102，其中每串电源102包括彼此串联连接的多个电源102。每串电源102可以并联连接到其他串电源102。
63.每个电源102可以包括一个或多个端子103，这些端子被配置为将电源102连接到一个或多个电气部件或电气装置(未示出)。一个或多个端子103可以是设置成从电源102输
出输出电流的输出端子。或者，一个或多个端子103可以是设置成向电源102输入电流的输入端子。
64.一个或多个电气装置可以包括一个或多个功率器件，例如：dc-dc转换器(例如，降压转换器、升压转换器、降压/升压转换器、降压+升压转换器)、dc-ac逆变器、微型逆变器、等等，仅列举几个非限制性实例。
65.负载104可以包括以下中的一个或多个：电气栅格、储能装置(例如，电池或用于储存能量(如电能)的其他装置)、电阻装置(例如，电阻器)、装置(例如，马达)、不间断电源(ups)、电源转换器、逆变器等，仅列举一些非限制性实例。特别地，例如当来自电源102的电力不可用时，ups可以提供应急电源。ups还可以包括一个或多个储能装置，这些储能装置被设置为接收电能并对ups充电，以便其随后可以提供电能。
66.每个负载104可以包括一个或多个端子105，这些端子被配置为将负载104连接到一个或多个电气部件或电气装置。一个或多个端子105可以是设置成从负载104输出输出电流的输出端子。或者，一个或多个端子103可以是设置成向负载104输入输入电流的输入端子。
67.开关系统100a还可以包括第一开关装置106和第二开关装置116，这两个装置以可切换的方式连接在电源102和负载104之间。此外，第一和第二开关装置106、116可以连接在电源102的一个或多个端子103和负载104的一个或多个端子105之间。更进一步地，开关装置106、116可以被配置为将电源102连接到负载104或者通过相应的电气连接路径(例如，对应于开关装置106的第一电气路径108和对应于开关装置116的第二电气路径118)将电源102从负载104断开。第一开关装置106可以被配置为在电源102和负载104之间建立第一电气路径108，或者断开电源102和负载104之间的第一电气路径108。第二开关装置116可以被配置为在电源102和负载104之间建立第二电气路径118，或者断开电源102和负载104之间的第二电气路径118。此外，如图1a所示，在一些情况下，多个开关装置106、116可以彼此并联连接。在这些情况下，第一开关装置106和第一电气路径108可以平行于第二开关装置116和第二电气路径118设置。
68.在一些实例中，第一开关装置106可以被配置为仅在第二开关装置116已经建立第二电气路径118之后建立或断开第一电路径108(即，接通或断开)。如果开关系统100a被配置成使得开关装置106仅在并联的开关装置116已经接通之后进行接通或断开，那么这可以使得开关装置106的接通和断开相对容易并且相对安全。例如，第一开关装置106可以是在其他情况下开关相对困难或危险的开关。作为实例，开关装置106可以具有难以分离并且即使被分离也可能容易产生电弧的电触头(例如，一对难以进行电隔离的电触头)。然而，通过由并联开关装置116(当开关装置106被断开时，该并联开关装置保持接同)建立的可替代并联电气路径118对开关系统100进行配置可以减轻与开关装置106断开相关的困难和风险，这是因为在此期间，在电源102和负载104之间存在电流流过的可替代路径。另一开关装置116还可以包括具有一个或多个其他开关元件的开关单元，使得即使在第一开关装置106已经断开之后，开关装置116的断开和断开电源102和负载104之间的电气路径118相对容易和相对安全。
69.一个或多个开关装置可以包括一个或多个机电开关，但不包括开关单元。一个或多个其他开关装置可以包括一个或多个开关单元。在某些情况下，不具有开关单元的开关
装置可以被称为“硬开关装置”，这是因为不具有开关单元可能会迫使机电开关在有电流的情况下进行开关。具有开关单元的开关装置可以称为“软开关装置”，这是因为其可以允许机电开关仅在无电流条件下进行开关，也称为“软开关”的一种。
70.开关系统100a可包含一个或多个控制器120。如果开关系统100a包括多个控制器120，那么这些控制器中的一个或多个可以被指定为主控制器。主控制器可以被配置成向一个或多个其他控制器和/或开关系统100a的一个或多个其他元件发送一个或多个信号或从其接收一个或多个信号。一个或多个信号可以包括与接通或断开一个或多个开关装置的一个或多个开关元件相关的一个或多个指令。作为实例，主控制器的功能可以包括在一个或多个控制器中，这些控制器作为一个或多个开关装置的一部分。例如，开关装置106和开关装置116可以各自具有控制器，并且这些控制器之一可以被指定为主控制器。例如，每个开关装置可以具有其自己的带有或不带有外部中央控制器的控制器，并且可以将那些内部控制器中的一个或多个指定为主控制器。
71.为简单起见，图1a将控制器120示为开关装置106和开关装置116外部的中央控制器。一个或多个控制器120可以通过一个或多个连接124和/或122以通信和/或可操作的方式连接到开关装置106和/或116。这些连接124和122在图1a中以虚线表示。例如，一个或多个控制器120可通过连接124、126控制开关装置106、116的一个或多个开关(机电或非机械开关)。为简单起见，在其他图中未示一个或多个控制器120和其他开关系统100的各种元件之间的连接。
72.在一些实例中，如果在与一个或多个附图相关联的描述中未提及一个或多个控制器120，那么这并不意味着一个或多个控制器120在那些实例中不起作用。为了简单和/或简洁起见，可以省略在给定实例中提及一个或多个控制器120，但是即使未明确提及一个或多个控制器120也可以起到作用并且有助于该实例。
73.尽管通篇可以用相同的附图标记来指代一个或多个控制器120，并且在不同的实例中，一个或多个控制器120的硬件可以与其他实例相同，但是对于不同实例中的每一个，可以存在不同组的计算机指令(计算机程序)存储在给定的一个或多个控制器120的非暂态计算机可读存储器上。不同的计算机程序可以被配置为根据与不同实例相关联的附图来操作开关。
74.一个或多个控制器120可包括处理电路和/或存储器。一个或多个控制器120可配置成访问数据和进行确定(例如，通过执行计算机程序代码)。
75.图1b示出根据本发明主题的实例的开关系统100b。开关系统100b可以类似于本文所示的其他开关系统100。开关系统100b示出了开关装置106、116的一些实例。开关装置106b可以包括连接在电源102和负载104之间的开关s2。开关s2的一个端子可以连接到电源102的端子103，并且开关s2的一个端子可以连接到负载104的端子105。当开关s2接通(例如，在闭合位置)时，电源102通过电气路径108b连接到负载104。开关s2可以是机电开关。开关装置106b不包括开关单元。
76.开关装置116b包括开关单元117b。开关单元117b包括一个或多个开关元件。在图1b的实例中，开关单元117b包括多个晶体管q1和q2。开关装置116b还包括开关s1。开关s1可以是机电开关。多个晶体管q1和q2以及开关s1可以以可切换的方式连接在电源102和负载104之间。多个晶体管q1和q2可以背靠背设置(例如，一个晶体管q1的源极端子可以连接到
另一个晶体管q2的源极端子，或者一个晶体管q1的漏极端子可以连接到另一个晶体管q2的漏极端子103)。一个晶体管q1的端子可以连接到电源102，并且一个晶体管q2的端子可以连接到开关s1的端子。开关s1的另一个端子可以连接到负载104的端子105。晶体管q1和q2的栅极和/或开关s1和s2可以连接到一个或多个控制器120。一个或多个控制器120可以被配置为控制晶体管q1和/或q2，和/或开关s1和/或s2。在一些实例中，晶体管q1和q2以及开关s1在电气路径118b上的放置顺序可以颠倒。例如，开关s1可以设置在电源102的端子103和晶体管q1和q2之间，并且晶体管q1和q2可以设置在开关s1和负载104的端子105之间。在一些实例中，开关s1可以设置在晶体管q1和q2之间。
77.开关装置116b可以被配置为双向开关装置。类似地，开关单元117b可以被配置为双向开关单元。例如，当晶体管q1接通时，电流可以沿电源102的方向流过晶体管q1和二极管d2到达负载104。二极管d2可以是晶体管q2的体二极管，或者可以是与晶体管q2并联的单独二极管。当晶体管q2接通时，电流可以沿负载104的方向流过晶体管q2和二极管d1到达电源102。二极管d1可以是晶体管q1的体二极管，或者可以是与晶体管q1并联的单独二极管。在某些情况下，q1和q2都可接通并且电流可流过晶体管q1和q2。
78.图1c示出根据本发明主题的实例的开关系统100c。开关系统100c可以类似于本文中所示的其他开关系统100，增加了额外的开关装置126。如图1c所示，开关系统100c包括三个开关装置106、116和126，这些开关装置可以被配置成通过相应的电气路径108、118或128连接或断开电源102和负载104。一个或多个开关装置可能缺少固态开关(例如，晶体管、scr、ssr、晶闸管等)，并且剩余开关装置中的一个或多个可以包括固态开关。
79.图1d示出根据本发明主题的实例的开关系统100d。开关系统100d可以类似于本文所示的其他开关系统100，但是增加了任意数量的开关装置(这里显示为x个开关装置)和任意数量的电气路径(这里显示为x个路径)。开关系统100d示出了三个以上的开关装置106、116、126、......1x6，这些开关装置被配置为通过相应的电气路径108、118、128、......1x8连接或断开电源102和负载104。开关系统100d可以具有并联设置在电源102和负载104之间的x个开关装置，其中x是任意适当的数字。一个或多个开关装置可以不具有固态开关的特征，并且一个或多个开关装置可以包括固态开关。
80.如图1c和图1d所示的具有两个以上的开关装置可以为开关系统100提供额外的灵活性和可选性，如下文参考图3的实例所讨论的。
81.图1e示出根据本发明主题的实例的开关系统100e。开关系统100e可以类似于本文所示的其他开关系统100。如图1e所示，开关系统100e可以包括开关装置106e、116e。
82.开关装置106e可以包括连接在电源102和负载104之间的开关s2。开关s2的一个端子可以连接到电源102的端子103，并且开关s2的一个端子可以连接到负载104的端子105。当开关s2接通时，电源102可以通过电气路径108e连接到负载104。开关s2可以是机电开关。开关装置106e可能不包括开关单元。
83.开关装置116e包括开关单元117e。开关单元117e可以包括一个或多个开关元件。图1f的实例中示出开关单元117e包括晶体管qe。开关装置116e还可以包括开关s1。开关s1可以是机电开关。晶体管qe和开关s1可以串联连接在电源102和负载104之间。晶体管qe可以与二极管de并联连接。例如，二极管de可以是作为晶体管qe的一部分的体二极管，或者可以是与晶体管qe并联连接的单独二极管。二极管de可以设置为二极管de的阳极连接到电源
102的端子103，并且二极管de的阴极连接到开关s1的一个端子。晶体管qe的源极可以连接到电源102的端子103。晶体管qe的漏极可以连接到开关s1的一个端子。开关s1的另一个端子可以连接到负载104的端子105。晶体管qe的栅极和/或开关s1和/或s2可以连接到一个或多个控制器120。一个或多个控制器120可以被配置为控制晶体管qe和/或开关s1和/或s2。在一些实例中，晶体管qe以及开关s1在电气路径118e上的放置顺序可以颠倒。例如，开关s1可以设置在电源102和晶体管qe之间，并且晶体管qe可以设置在开关s1和负载104之间。
84.在一些情况下，开关装置116e可以被配置为单向开关装置。此外，晶体管qe可以被配置为在晶体管qe断开时阻断从负载104到电源102的方向上的电流，但是即使当晶体管qe断开时(在开关s1闭合的情况下)，电流也能够在电源102到负载104的方向上流经二极管de。当晶体管qe接通时，电流可以沿负载104的方向流过晶体管qe到达电源102(当开关s1闭合时)。
85.图1f示出根据本发明主题的实例的开关系统100f。开关系统100f可以类似于本文所示的其他开关系统100。开关系统100f示出了开关装置106f和116f的一些实例。
86.开关装置106f可以包括连接在电源102和负载104之间的开关s2。开关s2的一个端子可以连接到电源102的端子103，并且开关s2的一个端子可以连接到负载104的端子105。当开关s2接通时，电源102可以通过电气路径108f连接到负载104。开关s2可以是机电开关。开关装置106f不包括开关单元。
87.开关装置116f包括开关单元117f。开关单元117f可以包括一个或多个开关元件。图1f的实例中示出开关单元117f包括晶体管qf。开关装置116f还可以包括开关s1。开关s1可以是机电开关。晶体管qf和开关s1可以串联连接在电源102和负载104之间。晶体管qf可以与二极管df并联连接。例如，二极管df可以是作为晶体管qf的一部分的体二极管，和/或可以是与晶体管qf并联连接的单独二极管。二极管df可以设置为二极管df的阳极连接到开关s1的端子一个端子，并且二极管df的阴极可以连接到电源102的端子103。晶体管qf的源极可以连接到开关s1的一个端子。晶体管qf的漏极可以连接到电源102的端子103。开关s1的另一个端子可以连接到负载104的端子105。晶体管qf的栅极和/或开关s1和/或s2可以连接到一个或多个控制器120。一个或多个控制器120可以被配置为控制晶体管qe和/或开关s1和/或s2。在一些实例中，晶体管qf以及开关s1在电气路径118f上的放置顺序可以颠倒。例如，开关s1可以设置在电源102和晶体管qf之间，并且晶体管qf可以设置在开关s1和负载104之间。
88.在一些情况下，开关装置116f可能不会被配置为双向开关装置。例如，当当晶体管qf断开时，晶体管qf可能仅能够阻断从电源102到负载104的方向上的电流，但是即使当晶体管qf断开时(当开关s1闭合时)，电流也能够在负载104到电源102的方向上流经二极管df。当晶体管qf接通时，电流可以沿着电源102的方向流过晶体管qf到达负载104(当开关s1闭合时)。
89.图2a示出根据本发明主题的实例的开关系统100k。开关系统100k可以类似于本文所示的其他开关系统100。开关系统100k示出了包括开关单元117k但不包括机电开关的开关装置116k的实例。如图2a所示，开关装置117k可以包括晶体管q1和q2。此外，晶体管q1和q2的两端可分别并联连接二极管d1和d2。根据各种实例，二极管d1和d2可以包括作为晶体管q1和q2的一部分的体二极管，和/或这些二极管可以包括与晶体管q1和q2并联连接的单
独二极管。这种布置可以用于有效地消除对电气机械开关s1(例如，在上文的图1b-1f中)的需求，以防止当开关装置117k断开时电流在源102和负载104之间流动。
90.图2b示出根据本发明主题的实例的开关系统100l。开关系统100l可以类似于本文所示的其他开关系统100。开关系统100l示出了包括开关单元117l但不包括机电开关的开关装置116l的实例。开关单元的一个或多个非机械开关整体显示为单个开关ql。
91.图3示出根据本发明主题的实例的开关系统100g。开关系统100g可以类似于本文所示的其他开关系统100。开关系统100g示出了两个以上开关装置106g、116g、126g的实例，这些开关装置被配置成通过相应的电气路径108g、118g、128g连接或断开电源102和负载104。
92.开关装置106g可以包括连接在电源102和负载104之间的开关s2。开关s2的一个端子可以连接到电源102的端子103，并且开关s2的一个端子可以连接到负载104的端子105。当开关s2接通时，电源102可以通过电气路径108g连接到负载104。
93.开关装置116g可以包括开关单元117g1。开关单元117g1可以包括晶体管qg1。开关装置116g可以包括开关s11。晶体管qg1和开关s11可以串联连接在电源102和负载104之间。晶体管qg1可以与二极管dg1并联连接。例如，二极管dg1可以是作为晶体管qg1的一部分的体二极管，或者可以是与晶体管qg1并联连接的单独二极管。开关装置116g可以以与图1e所示并在上文中详细描述的开关装置116e类似的方式布置。在一些实例中，晶体管qg1以及开关s11在电气路径118g上的放置顺序可以颠倒。
94.开关装置126g可以包括开关单元117g2。开关单元117g2可以包括晶体管qg2。开关装置126g可以包括开关s12。晶体管qg2和开关s12可以串联连接在电源102和负载104之间。晶体管qg2可以与二极管dg2并联连接。例如，二极管dg2可以是作为晶体管qg2的一部分的体二极管，或者可以是与晶体管qg2并联连接的单独二极管。开关装置126g可以以与图1f所示并在上文中详细描述的开关装置116f类似的方式布置。在一些实例中，晶体管qg2以及开关s12在电气路径128g上的放置顺序可以颠倒。
95.在图3所示的实例中，开关装置116g和开关装置126g可能不会被配置为双向开关装置。然而，基于系统要求，开关系统100g可以被配置为在两个方向中的任一方向上提供单向开关。当电源102是电池或其他能够以高于或低于负载电压104的电压存储电荷的存储装置时，这可能特别有用。例如，在源电压通常高于负载电压的系统中，开关装置126g可用于阻止电流从电源流向负载，而在源电压通常低于负载电压的系统中，开关装置116g可用于阻止电流从负载流向电源。作为另一个实例，如果在单个系统中，电源102可以具有有时高于有时低于负载104电压的电压，那么开关装置116g和开关装置126g都可以操作，例如：开关装置116g可以在v负载＞v电源时操作，或者开关装置126g可以在v电源＞v负载时使用。
96.通过控制开关装置116g来控制从负载104到电源102方向上的电流流动，和/或通过控制开关装置126g来控制从电源102到负载104方向上的电流流动，开关系统100g可以提供双向开关。因此，开关系统100g可以被配置为提供电源102和负载104之间的双向开关。
97.应当理解，在一些例子中，与可能更少的开关装置提供的功能相比，提供多于两个的开关装置可以为开关系统提供更多的功能。
98.图4示出了根据本发明主题的实例的开关系统100h。开关系统100h可以类似于本文所示的其他开关系统100。开关系统100h示出了两个以上开关装置106h、116h、126h和/或
136h的实例，这些开关装置被配置成通过相应的电气路径108h、118h、128h和/或138h连接或断开电源102和负载104。
99.开关装置106h、116h和126h可以类似于图3的开关装置106g、116g和126g。开关装置136h可以类似于图1b的双向开关装置116b。
100.开关系统100h可以通过提供一个或多个非双向开关装置116h和126h以及一个或多个双向开关装置136h供选择和操作，以提供更多的灵活性和可选性。
101.图5示出了根据本发明主题的实例的开关系统100m。开关系统100m可以类似于本文所示的其他开关系统100。开关系统100m示出了开关系统100的元件的外壳500的实例。外壳500可以设置成容纳并保持开关系统100的一个或多个元件。例如，外壳500可以包括多个开关装置，如图4的开关装置106h、116h、126h和/或136h。一个或多个控制器120可以位于外壳500的内部或外部。外壳500可以包括多个连接端子pt1、pt2、st1-st8，其用于将外壳500连接到开关系统的一个或多个其他元件。例如，多个连接端子可以包括一个或多个电源端子pt1和pt2，其设置用于将外壳500连接到电源102或负载104。一个或多个电源端子可以连接到各自的端子103或105，该端子连接到多个开关装置。多个连接端子可以包括一个或多个开关端子st1-st8，其设置用于将外壳500连接到开关控制器(如一个或多个控制器120)。如上所述，设置成控制多个开关装置中的一个或多个开关的一个或多个控制器120可以位于外壳500的内部或外部。根据用户的选择，开关系统100m可以作为可连接到外部电源端子(例如，电源和负载端子)和外部控制器的单个模块来制造和销售。开关系统100m可以被认为是一种有效的dc继电器，该继电器被配置为在直流条件下连接和断开电流路径。然而，开关s2、s11-s13可以都是ac继电器，该继电器比dc继电器更便宜且更容易实现。
102.图6示出了根据本发明主题的实例的电力系统100n。开关系统100n可以类似于本文所示的其他开关系统100。开关系统100n示出了开关系统100的元件的外壳500n的实例。开关系统100n包括多个开关装置106n、116n、126n和/或136n，每个开关装置可以包括一个或多个连接到相应开关终端st的开关。外壳500n还可以包括一个或多个电源端子pt1和/或pt2，其可以设置成将外壳500n连接到相应的电源102或相应的负载104。每个电源端子pt可以连接到端子103、105，并且端子103、105可以连接到多个开关装置106n、116n、126n和/或136n。开关系统100n的操作可以取决于连接端子pt1、pt2和/或st1-st8的连接，和/或开关装置的控制。例如，取决于外壳500n如何连接到开关系统100n的其他元件或者如何控制多个开关装置中的一个或多个开关，开关系统100n可以具有多种不同的操作模式。例如，只有一些开关端子st可以连接到一个或多个控制器120或被控制。取决于外壳500n的连接或多个开关装置的控制，开关系统500n可以具有双向操作模式或非双向操作模式。
103.图7示出了根据本发明主题的实例的电力系统100p。开关系统100p可以类似于本文所示的其他开关系统100。开关系统100p示出了开关系统100的元件的外壳500p的外观图的实例。外壳500p可以与本文所示的其他外壳500类似或相同。外壳500p可以容纳并保持多个开关装置。外壳500p可以容纳并保持一个或多个控制器120。外壳500p可以包括一个或多个电源端子pt1、pt2，其可以设置成将外壳500p连接到相应的电源102或相应的负载104。外壳500p可以包括一个或多个开关端子st1-st8，其设置成将外壳500p的多个开关装置中的相应开关连接到用于控制该开关的控制器120。
104.图8示出了根据本发明主题的实例的电力系统100j。开关系统100j可以类似于本
文所示的其他开关系统100。开关系统100j示出了具有开关单元117j的开关装置116j的实例，该开关单元包括通用开关元件q。为了简单起见，开关元件q在图8、图11a至图11f以及图13a至图13f中显示为开关。开关元件q可以是任何合适的开关元件，包括本文所示的一个或多个开关元件的实例。例如，开关元件q可以是图1b所示的多个晶体管q1和q2。作为另一个实例，开关元件q可以是图1e所示的晶体管qe，或者图1f所示的晶体管qf。应当理解，在开关元件q显示为接通状态并且短路连接开关元件q的端子(例如，如图11c所示)的图中，这可能表示以下情况：一个或多个晶体管处于接通状态。例如，如果开关元件q由一对晶体管q1、q2组成，那么开关元件q的接通状态可以表示开关q1和/或开关q2处于接通状态。作为另一实例，如果开关元件q是单个晶体管qe或qf，那么开关元件q的接通状态可以表示开关qe或开关qf处于接通状态。
105.参考图8，开关装置106j可以包括连接在电源102和负载104之间的开关s2。开关s2的一个端子可以连接到电源102的端子103，并且开关s2的一个端子可以连接到负载104的端子105。当开关s2接通时，电源102可以通过电气路径108j连接到负载104。开关装置116j可以包括以可切换的方式连接在电源102和负载104之间的开关元件q和开关s1。开关元件q可以连接在电源102的端子103和开关s1的一个端子之间。开关s1的另一个端子可以连接到负载104的端子105。开关元件q和/或开关s1和/或s2可以连接到一个或多个控制器120。一个或多个控制器120可以被配置成控制开关元件q和/或开关s1和/或s2。在一些实例中，开关元件q以及开关s1在电气路径118j上的放置顺序可以颠倒。例如，开关s1可以设置在电源102和开关元件q之间，并且开关元件q可以设置在开关s1和负载104之间。开关s1和s2可以是设计用于在交流电流下操作的开关(例如，ac继电器)，并且开关元件q可以包括设计用于在所有电流下操作的一个或多个固态开关(即，开关元件q可以安全地用于连接或断开dc电流以及ac电流)。
106.开关装置116j可以被或可能不被配置为双向开关装置。例如，开关元件q可以是单个晶体管，或者可以包括背靠背设置的晶体管(例如背靠背设置的mosfet或者两个igbt，其中每个igbt具有并联的二极管，并且二极管背靠背连接)。
107.图9示出了根据本发明主题的一个或多个实例的用于操作开关系统的方法900的流程图。
108.可以执行步骤902至906(例如，由被配置为操作开关系统的控制器执行)，以通过开关装置(如上文描述并在附图中示出的开关装置106)在电源和负载之间建立连接。更进一步地，方法900可以执行步骤908至912，以通过开关装置断开电源和负载之间的连接，其中在步骤902至906中，开关装置可能已经被连接以在电源和负载之间建立电气路径。
109.在步骤902中，方法900可以建立第一电气路径。例如，开关系统可以被配置为建立第一电路径，例如上文描述和图中所示的电气路径118。第一电气路径可以连接在电源和负载之间。可以使用具有一个或多个开关元件的开关装置来建立第一电气路径。例如，可以通过接通晶体管q1和/或晶体管q2以及开关s1(在图1b中示出)来建立电气路径，以在电源102和负载104之间建立电气路径118b。
110.在步骤904中，方法900可以建立第二电气路径。例如，开关系统可以被配置为建立第二电气路径，例如上文描述和图中所示的电气路径108。第二电气路径也可以连接在电源和负载之间。第二电气路径可以与第一电气路径平行设置。当第一电气路径保持连接时，可
以建立第二电气路径。可以使用具有一个或多个开关元件的开关装置来建立第二电气路径。例如，可以通过接通开关s2(如图1b所示)来建立第二电气路径，以在电源102和负载104之间建立电气路径108b。在建立第二电气路径之前首先建立第一电气路径并且在连接第一电气路径的同时连接第二电气路径有一个或多个益处。例如，第二电气路径可以具有较低的接通电阻(因为第二电气路径可能不包括固态开关，固态开关通常具有比机电继电器更高的接通电阻)，这可以为建立第二电气路径以承载稳态电流提供益处。在建立第一电气路径之后或者在连接第一电气路径的同时建立第二电气路径的难度较小或者风险更低。例如，第一电气路径的一个或多个开关元件可以是被设计成在支持直流电流(dc)的同时接通或断开非机械开关元件。然而，第一和第二电气路径的机电开关可能没有被设置为处理dc电流，但是可以在断开位置提供电流隔离。
111.在步骤906中，方法900可以断开第一电气路径。例如，开关系统可以被配置为断开第一电气路径。可以通过关闭开关装置的一个或多个开关元件来断开第一电气路径。例如，可以通过断开晶体管q1、晶体管q2和/或开关s1(如图1b所示)来断开第一电气路径，以断开电源102和负载104之间的电气路径118b。第二电气路径可以保持连接在电源102和负载104之间。可选地，当开关系统处于接通位置时，第一和第二电气路径都可以连续地传导电流。
112.在第二时间(如在电源和负载之间建立第二电气路径之后)，需要断开第二电气路径，以便将电源从负载断开。如果dc电流流过电源和负载，并且第二电气路径的机电开关设计成仅通过利用电流过零来断开ac电流而不是设计成断开dc电流，那么在dc电流下断开第二机电开关具有风险。因此，使用第一电气路径断开第二电气路径是有益的，如下详述。
113.在步骤908中，可以再次建立第一电气路径。例如，开关系统可以被配置为再次建立第一电气路径。例如，可以通过接通开关s1(如图1b所示)后接通晶体管q1和/或晶体管q2再次建立第一电气路径，以建立电源102和负载104之间的电气路径118b。当第二电气路径保持连接在电源102和负载104之间时，可以再次建立第一电气路径。
114.在步骤910中，可以断开第二电气路径。例如，开关系统可以被配置为断开第二电气路径。当第一电气路径保持连接时，可以断开第二电气路径。可以通过关闭开关装置的一个或多个开关元件来断开第二电气路径。例如，可以通过断开开关s2(如图1b所示)来断开第二电气路径，以断开电源102和负载104之间的电气路径108b。第一电气路径可以保持连接在电源102和负载104之间。在断开第二电气路径之前首先建立第一电气路径并且在连接第一电气路径的同时断开第二电气路径有一个或多个益处。例如，在建立第一电气路径之后或者在连接第一电气路径的同时断开第二电气路径的难度较小或者风险更低，这是因为在开关期间流经第一电气路径的电流可以被转移到第二电气路径。例如，第一电气路径的一个或多个开关元件可以是非机械开关元件，例如固态开关(如晶体管)。作为实例，第一电气路径可以包括具有开关单元的软开关装置，并且第二电气路径可以包括硬开关装置但不具有固态开关单元。
115.在步骤912中，方法可以再次断开第一电气路径。例如，开关系统可以被配置为再次断开第一电气路径。例如，可以通过断开晶体管q1和/或晶体管q2之后断开开关s1(如图1b所示)来再次断开第一电气路径，这可以导致断开电源102和负载104之间的电气路径118b。通过在断开开关s1之前断开固态开关q1和/或q2，可以通过固态开关将直流电流消除，固态开关可以设计和设定为断开直流电流。然后，通过断开开关s1，可以实现电源和负
载之间的电流隔离。
116.图10示出了根据本发明主题的一个或多个实例的通过开关装置在电源和负载之间建立连接的方法1000的流程图。如上所述，开关装置的一个或多个开关可以由一个或多个控制器120控制。
117.特别地，方法1000涵盖了在图9中方法900的步骤902至906期间可能发生的操作。
118.为了便于理解，将结合图11a至图11f来描述方法1000。然而，应当理解，方法1000并不局限于此，并且方法1000可以由其他元件执行。图11a至图11f所示的开关系统100j可以与图8所示并在上文详细描述的开关系统100j类似。
119.在步骤1002中，可以接通第一开关。例如，图11a示出了处于初步断开状态的开关系统100j，在电源102和负载104之间没有闭合的电路连接。图11b示出了在步骤1002中接通的第一开关(开关s1)。
120.在步骤1004中，可以接通开关元件。开关元件可以与第一开关串联连接。图11c示出了在步骤1004中接通的开关元件q的实例。开关元件q可以与开关s1串联连接。闭合第一开关s1和开关元件q可以在电源102和负载104之间建立第一电气路径118j。通过首先闭合第一开关s1然后闭合开关元件q来建立第一电气路径118j可能更容易或更安全，这是因为在这种情况下，第一开关s1在零电流条件下进行开关。开关元件q可以包括一个或多个非机械开关元件，例如固态器件(如晶体管、晶闸管和/或scr)。
121.在步骤1006中，可以接通第二开关。第二开关可以与串联连接的第一开关和开关元件进行并联连接。例如，图11d示出了在步骤1006中接通的第二开关(开关s2)。开关s2可以与串联连接的开关s1和开关元件q进行并联连接。闭合第二开关s2可以在电源102和负载104之间建立第二电气路径108j。通过建立第一电气路径然后建立第二电气路径来建立第二电气路径可能更容易或更安全，这是因为在这种情况下，开关s2可以在零电流条件下开关。开关s2可以是机电开关。
122.在步骤1008中，可以断开开关元件。例如，图11e示出了在步骤1008中断开的开关元件q。断开开关元件q可以断开电源102和负载104之间的第一电气路径118j。第二电气路径108j可以保持连接在电源102和负载104之间。
123.可选地，在步骤1010中，可以断开第一开关。例如，图11f示出了在步骤1010中断开的第一开关(开关s1)。断开第一开关s1是可选的，这是因为在步骤1008中断开开关元件q可能已经断开了电源102和负载104之间的第一电气路径118j。在步骤1008中断开开关元件q可以在电源102和负载104之间的第一电气路径118j上产生开路，从而停止电源102和负载104之间电流的流动。通过首先断开开关元件q然后打开第一开关s1来断开第一开关s1可能更容易或更安全。开关s1可以是机电开关。
124.图12示出了根据本发明主题的一个或多个实例的通过开关装置断开电源和负载之间的连接的方法1200的流程图。如上所述，开关装置的一个或多个开关可以由一个或多个控制器120控制。
125.如图12所示，方法1200可以对应于图9所示的方法900的元件908至912。
126.为了便于理解，将结合图13a至图13f来描述方法1200。但应当理解，方法1200并不局限于此，并且方法1200可以由其他元件执行。图13a至图13f所示的开关系统100j可以与图8所示并在上文详细描述的开关系统100j类似。
127.在步骤1202中，可以接通第一开关。例如，图13a示出了处于初步接通状态的开关系统100j，在电源102和负载104之间具有通过第二电气路径108j的开关s2进行闭合的电路连接。图13a可以是执行方法1000的步骤1010之后开关系统100j的状态。如上所述，因为第一电气路径118j可能已经通过断开开关元件q而断开，所以可能没有必要在步骤1010中断开开关s1。然而，如果开关s1处于断开状态，那么其可以在步骤1202中闭合。图13b可以示出第一开关(开关s1)在步骤1202中接通的实例。
128.在步骤1204中，可以接通开关元件。开关元件可以与第一开关串联连接。图13c示出了在步骤1204中接通的开关元件q的实例。开关元件q可以与开关s1串联连接。闭合第一开关s1和开关元件q可以在电源102和负载104之间建立第一电气路径118j。通过首先闭合第一开关s1然后闭合开关元件q来建立第一电气路径118j可能更容易或更安全。开关元件q可以包括一个或多个非机械开关元件。
129.在步骤1206中，可以断开第二开关。第二开关可以与第一开关和开关元件并联连接。例如，图13d示出了在步骤1206中断开的第二开关(开关s2)。开关s2可以与开关s1和开关元件q并联。断开第二开关s2可以断开电源102和负载104之间的第二电气路径108j。通过建立第一电气路径然后断开第二电气路径来断开第二电气路径可能更容易或更安全。开关s2可以是机电开关。
130.在步骤1208中，可以断开开关元件。图13e示出了在步骤1008中可以断开开关元件q的实例。断开开关元件q可以断开电源102和负载104之间的第一电气路径118j。电源102和负载104之间的第二电气路径可能已经在步骤1206中断开。
131.可选地，在步骤1210中，可以断开第一开关。图13f示出了在步骤1210中可以断开第一开关(开关s1)的实例。断开第一开关s1是可选的，这是因为在步骤1208中断开开关元件q可能已经断开了电源102和负载104之间的第一电气路径118j。在步骤1208中断开开关元件q可以在电源102和负载104之间的第一电气路径118j上产生开路，从而停止电源102和负载104之间电流的流动。通过首先断开开关元件q然后打开第一开关s1来断开第一开关s1可能更容易或更安全。开关s1可以是机电开关。
132.图14示出了根据本发明主题的一个或多个实例的通过开关装置在电源和负载之间建立连接的方法1400的流程图。图14可以是图10所示方法的实例。
133.为了便于理解，将结合图11a至图11f描述时序图。然而，应当理解，方法1400并不局限于此，并且方法1400可以由其他元件执行。图11a至图11f所示的开关系统100j可以与图8所示并在上文详细描述的开关系统100j类似。
134.在步骤1402中，接通第一机电开关(如图11b所示)。第一机电开关可以与非机械开关元件串联设置。非机械开关元件可以包括一个或多个固态器件，例如一个或多个晶体管、晶闸管、scr和/或ssr。
135.在步骤1404中，接通非机械开关元件(如图11c所示)。非机械开关元件可以与第一机电开关串联设置。接通非机械开关元件可以包括接通一个或多个固态器件。
136.在步骤1406中，接通第二机电开关(如图11d所示)。第二机电开关可以与串联连接的第一机电开关和非机械开关元件进行并联连接。
137.在步骤1408中，断开非机械开关元件(如图11e所示)。断开非机械开关元件可以包括断开一个或多个固态器件。
138.可选地，在步骤1410中，可以断开第一机电开关(如图11f所示)。
139.图15示出了根据本发明主题的一个或多个实例的通过开关装置断开电源和负载之间的连接的方法1500的流程图。图15可以是图12所示方法的实例。
140.为了便于理解，将结合图13a至图13f描述时序图。然而，应当理解，方法1500并不局限于此，并且方法1500可以由其他元件执行。图13a至图13f所示的开关系统100j可以与图8所示并在上文详细描述的开关系统100j类似。
141.在步骤1502中，接通第一机电开关(如图13b所示)。第一机电开关可以与非机械开关元件串联设置。非机械开关元件可以包括一个或多个固态器件，例如一个或多个晶体管、晶闸管、scr和/或ssr。
142.在步骤1504中，接通非机械开关元件(如图13c所示)。非机械开关元件可以与第一机电开关串联设置。接通非机械开关元件可以包括接通一个或多个固态器件。
143.在步骤1506中，断开第二机电开关(如图13d所示)。第二机电开关可以与串联连接的第一机电开关和非机械开关元件进行并联连接。
144.在步骤1508中，断开非机械开关元件(如图11e所示)。断开非机械开关元件可以包括断开一个或多个固态器件。
145.可选地，在步骤1510中，可以断开第一机电开关(如图11f所示)。
146.图16a至图16d示出了根据本发明主题的实例的时序图。这些时序图可以用于本文所示的开关系统100。
147.为了便于理解，将结合图11a至图11f和图13a至图13f来描述时序图。然而，应该理解，时序图并不局限于此，并且时序图可以由其他元件来执行。图11a至图11f和图13a至图13f所示的开关系统100j可以与图8所示并在上文详细描述的开关系统100j类似。
148.图16a示出了可用于建立电气连接路径并在电源和负载之间连接开关s2的时序图。开关s2可以是机电开关，其是电源和负载之间的电气连接路径上的硬开关装置。软开关装置可以与开关s2并联连接。软开关装置可以包括具有开关元件q和机电开关s1的开关单元。在第一时间段t0，可以接通开关s1(如图11b所示)。在第二时间段t1，可以接通开关元件q(如图11c所示)。在第三时间段t2，可以接通开关s2(如图11d所示)。在第四时间段t3，可以断开开关元件q(如图11e所示)。当开关s2保持接通时，开关s1可以保持接通。
149.图16b示出了在第五时间段t4，当开关s2保持断开时，开关s1可以保持断开(如图11f所示)。
150.图16c示出了可用于断开电气连接路径并断开设置在电源和负载之间的硬开关装置的机电开关s2的时序图。在第一时间段t0之前，可以接通开关s2(如图13a所示)。在第一时间段t0，可以接通开关s1(如图13b所示)。在第二时间段t1，可以接通开关元件q(如图13c所示)。在第三时间段t2，可以断开开关s2(如图13d所示)。在第四时间段t3，可以断开开关元件q(如图13e所示)。当开关元件q保持断开时，开关s1可以保持接通。图16c示出了在第五时间段t4，可以断开开关s1(如图13f所示)。
151.图16c示出了以下实例：在第一时间周期t0之前，当开关s2保持接通时(在建立如图16b所示的电气连接路径之后)，可以断开开关s1。
152.图16d示出了以下实例：在第一时间周期t0之前，当开关s2保持接通时(在建立如图16a所示的电气连接路径之后)，开关s1可以保持接通。在第一时间段t0，可以接通开关元
件q(如图13c所示)。在第二时间段t1，可以断开开关s2(如图13d所示)。在第三时间段t2，可以断开开关元件q(如图13e所示)。当开关元件q保持断开时，开关s1可以保持接通。图16d示出了在第四时间段t3，可以断开开关s1(如图13f所示)。
153.图17示出了根据本发明主题的实例的开关系统100r。开关系统100r可以与本文所示的其他开关系统100类似。
154.开关系统100r可以包括多路复用器(mux)129。mux 129可以包括多个可选通道。例如，mux 129示出了多个通道的实例，包括通道a、通道b、通道c、......、通道x，其中x是任何适当的数字。mux 129r可以设置成使得可以在给定时间从多个通道中选择特定通道。在图17的实例中，mux 129的每个通道可以连接到不同的待测量点。不同的待测点可以与多个不同的待测装置相关，也可以是与单个待测装置相关的多个点。待测点或待测装置也可以称为被测装置。
155.图17示出了多个被测装置121a、121b、121c、......、121x，其中x可以是任何适当的数字。多个被测装置121a、121b、121c、......、121x中的一个被测装置通常也称为被测装置121。类似地，给定通道的其他元件可以用末尾包括该给定通道的字母的参考标识符来指代(例如，用于通道b的特定被测装置121b)，而当指代这些元件中的一个时，通常可不使用任意给定通道的字母来指代该通道(例如，被测装置121)。如上所述，多个被测装置121a、121b、121c、......、121x可以与单个待测装置或多个待测装置相关。
156.mux 129也可以连接到测量装置131。测量装置131可以设置成测量与所选被测装置相关的一个或多个电气参数(例如，电压)。
157.作为实例，被测装置121a、121b、121c、......、121x可以是一个或多个电源、蓄电装置、电源转换器(例如，dc-dc转换器或dc-ac逆变器)等。作为实例，测量装置131可以是或包括电压传感器、电压表、功率表等。当选择多个通道中的一个通道时，那么该选择的信道则通过mux 129连接到测量装置131，并且可由测量装置131进行与各个被测装置121相关的电气参数的测量。
158.例如，对于每个通道，第一开关装置116r可以连接在第一正极端子和第二正极端子之间，并且第二开关装置126r可以连接在第一负极端子和第二负极端子之间。
159.每个通道可以包括多个电气通路118r、128r(包括正电气通路118r和负电气通路128)，这些电气通路可以以可切换的方式连接在各个被测装置121的端子和mux 129之间。每个路径可以包括连接在被测装置121的端子123r和mux 129的端子125r之间的相应开关装置116r、126r。
160.例如，对于通道a，第一开关装置116ra可以连接在被测装置121a的正极端子123rpa和电气通路118ra上的mux 129的正极端子125rpa之间。第二开关装置126ra可以连接在被测装置121a的负极端子123rna和电气通路128ra上的mux 129的负极端子125rna之间。对于通道b，第一开关装置116rb可以连接在被测装置121a的正极端子123rpb和电气通路118rb上的mux 129的正极端子125rpb之间。第二开关装置126rb可以连接在被测装置121b的负极端子123rnb和mux 129的负极端子125rnb之间。其他通道依此类推。
161.作为实例，当选择通道a时，开关装置116ra和开关装置126ra可以处于接通状态，并且其他通道的开关装置(包括通道b的开关装置116rb和开关装置126rb)可以处于断开状态。作为实例，当选择通道b时，开关装置116rb和开关装置126rb可以处于接通状态，并且其
他通道的开关装置(包括通道a的开关装置116ra和开关装置126ra)可以处于断开状态。
162.mux 129的正极端子和负极端子可以分别连接到测量装置131的正极端子127p和负极端子127n。例如，当选择通道a时，被测装置121a可以通过mux 129连接到测量装置131，并且测量装置131可以获得与被测装置121a相关的电压(例如，在被测装置的一对负极端子和正极端子之间)。当选择通道b时，被测装置121b可以通过mux 129连接到测量装置131，并且测量装置131可以获得与被测装置121b相关的电压，其他通道依此类推。
163.作为实例，被测装置121的每个端子123r可以被认为是被测装置121的输出端子，其连接到相应开关装置116r或126r的输入端子。mux 129的每个端子125r可以被认为是mux 129的输入端子，其连接到相应的开关装置116r或126r的输出端子。测量装置131的每个端子127p、127n可以被认为是连接到mux 129的输出端子的测量装置131的输入端子。
164.一个或多个控制器120r可以被配置成控制开关系统100r的一个或多个开关装置116r、126r的开关。为了简单起见，图17中仅示出了一个控制器120r，但是开关系统100r可以具有多个控制器120r。例如，每个通道可以具有其自己的专用控制器120r。一个或多个控制器120r可以各自包括定序器单元，用于控制开关装置的一个或多个开关和一个或多个开关元件的排序。
165.被测装置121的电压可以是相对较高的电压(例如，大约1000伏)，并且将每个开关装置设定为处理这种高电压会带来益处。因此，需要对每个通道的每个电气通路118和/或128(正和负)进行保护。使多路复用器129具有多个可选通道会导致与不同通道之间的切换相关的问题。由于在给定时间存在未选择的通道，因此需要将那些未选择的通道与多路复用器断开，以便这些通道不会干扰所选择的通道。例如，如果连接了通道a，那么可以断开所有其他通道；如果连接了通道b，那么可以断开所有其他通道等。仅使用设定为具有相对较高电压的机电继电器来接通和断开给定通道的会造成一些问题。尽管机电继电器可以提供电流隔离，但如果将机电继电器设定为具有相对较高电压，那么机电继电器的物理尺寸会具有较大较笨重，并且相对昂贵。此外，当在多路复用器的通道之间进行切换时，单独使用这种机电继电器会导致电压峰值。此外，在需要更换机电继电器之前，这种机电继电器的使用周期相对少且有限。此外，仅使用设定为具有相对较高电压的非机械电气开关(例如，一个或多个晶体管、ssr、mosfet等)来接通和断开给定通道也会造成一些问题。尽管设定为具有相对较高电压的非机械电气开关的物理尺寸相对较小且相对便宜，但是其无法提供电流隔离。此外，单独使用这种机电继电器会导致通道之间的串扰，尤其是在处理高电压时。因此，在公开了所有这些可能性的同时，本发明主题的开关装置116r和126r可以包括与非机械电气开关单元117r串联连接的机电开关sr，如将参考图18至图19b进一步详细解释的那样。
166.如图18所示，本发明主题的开关装置116r和126r可以包括机电开关sr，该机电开关与用于通道的每个电气通路(正和负)的非机械电开关单元117r串联连接。因此，本发明主题的开关装置116r和126r可设定为具有相对较高的电压，可提供电流隔离，物理尺寸相对较小且相对便宜，降低电压峰值和减小串扰，并且具有相对长的寿命。本发明主题的开关装置可以允许机电开关sr的软开关(无电压时的开关)。作为实例，可以将非机械电气开关单元117r设定为具有相对较高的电压。非机械电气开关单元117r的设定电压可以高于机电开关sr的设定电压。作为实例，当将非机械电气开关单元117r设定为具有相对较高的电压
时，其可以连接到被测装置121(例如，被测装置121的端子)，其中相对较高的额定值会带来益处。因为可以将连接到被测装置121的非机电开关单元117r设定为具有相对较高的电压，所以可以将机电开关sr设定为具有相对较低的电压。在这种情况下，机电开关sr可以连接到mux 129(例如，连接到mux 129的端子)而不是被测装置121，因此非机电开关单元117r可以向被测装置121提供更好的保护。如果将机电开关sr设定为具有相对较低的电压，那么其物理尺寸相对较小且相对便宜。然而，当机电开关sr处于断开状态(例如，开路)时，机电开关sr可以设置成在电气通路上提供电流隔离。
167.控制器120r和/或定序器单元可以设置成利用信号和延迟来控制开关装置116r和/或126r的定时顺序。单个控制器120r和/或定序器单元可以设置成向正电气通路118r上的开关装置116r和负电气通路128r上的开关装置126r发送相同的信号。例如，单个“通道接通”信号可以设置成首先接通机电开关sr，然后接通所选通道的非机械电气开关单元机电开关117r(例如，在延迟之后)。单个“通道断开”信号可以设置成首先断开非机械电气开关单元117r，然后当不再选择通道时断开机电开关sr(例如，在延迟之后)。作为实例，延迟可以是大约几十毫秒。例如，延迟可以在大约1ms到大约20ms的范围内，或者在大约10ms到大约15ms的范围内。
168.图19a示出了开关装置116r和126r的一些实例。为了便于理解，图19a中仅示出了两个通道(通道a和通道x)，但是可能有更多通道。更进一步地，测量装置131及其端子127p、127n也可以包括在图19a的某些配置中。
169.如图19a所示，开关装置116r和126r可以各自包括开关单元117r，其可以包括一个或多个开关元件。在图19a的实例中，每个开关单元117r可以包括多个晶体管q1r和q2r。每个开关装置116r和126r还包括开关sr。开关sr可以是机电开关。多个晶体管q1r和q2r以及开关sr可以以可切换的方式连接在被测装置121和mux 129之间。多个晶体管q1r和q2r可以背靠背设置(例如，一个晶体管q1r的源极端子可以连接到另一个晶体管q2r的源极端子，或者一个晶体管q1r的漏极端子可以连接到另一个晶体管q2r的漏极端子)。一个晶体管q1r的端子可以连接到相应的被测装置121的端子123r，并且一个晶体管q2r的端子可以连接到开关sr的端子。开关sr的另一个端子可以连接到mux 129的端子125r。晶体管q1r和/或q2r的栅极，和/或开关sr可以连接到一个或多个控制器120r。一个或多个控制器120r可以被配置为控制晶体管q1r和/或q2r，和/或开关s1r和/或s2r。
170.例如，对于通道a，第一晶体管q1rpa可以连接到被测装置121a的正极端子123rpa。晶体管q1rpa可以串联连接到第二晶体管q2rpa。晶体管q2rpa可以串联连接到机电开关srpa。开关srpa可以连接到电气通路118上的mux 129的正极端子125rpa。第三晶体管q1rna可以连接到被测装置121a的负极端子123rna。晶体管q1rna可以串联连接到第四晶体管q2rna。晶体管q2rna可以串联连接到机电开关srna。开关srna可以连接到电气通路128ra上的mux 129的负极端子125rna。对于通道x，第一晶体管q1rpx可以连接到被测装置121x的正极端子123rpx。晶体管q1rpx可以串联连接到第二晶体管q2rpx。晶体管q2rpx可以串联连接到机电开关srpx。开关srpx可以连接到电气通路118rx上的mux 129的正极端子125rpx。第三晶体管q1rnx可以连接到被测装置121x的负极端子123rnx。晶体管q1rnx可以串联连接到第四晶体管q2rnx。晶体管q2rnx可以串联连接到机电开关srnx。开关srnx可以连接到电气通路128rx上的mux 129的负极端子125rnx，其他通道依此类推。
171.如上所述，为了简单起见，仅示出了一个控制器120r，但是开关系统100r可以具有多个控制器120r，并且每个控制器120r可以具有定序器单元，该定序器单元被配置为同时按顺序排列信号并向开关系统100r的多个元件发送信号。
172.每个开关装置116r和/或126r可以被配置为双向开关装置。类似地，每个开关单元117r可以被配置为双向开关单元。例如，当晶体管q1r接通时，电流可以沿相应的被测装置121到mux 129的方向流过晶体管q1r和二极管d2r。二极管d2r可以是晶体管q2r的体二极管，或者可以是与晶体管q2r并联的单独二极管。当晶体管q2r接通时，电流可以沿mux129到相应的被测装置121的方向流过晶体管q2r和二极管d1r。二极管d1r可以是晶体管q1r的体二极管，或者可以是与晶体管q1r并联的单独二极管。在某些情况下，q1r和q2r都可接通并且电流可流过晶体管q1r和q2r。这种布置可以设置成使交流电通(ac)过开关装置116r、126r。
173.图19b示出了可以包括一个或多个开关元件的开关单元117r，其中开关元件统一表示为单个开关元件qr。例如，对于通道a，开关元件qrpa可以连接到被测装置121a的正极端子123rpa，并且串联连接到电气通路118ra上的机电开关srpa。开关元件qrna可以连接到被测装置121a的负极端子123rna，并且串联连接到电气通路128ra上的机电开关srna。对于通道x，第一晶体管qrpx可以连接到被测装置121x的正极端子123rpx，并且串联连接到电气通路118rx上的机电开关srpx。开关元件qrnx可以连接到被测装置121x的负极端子123rnx，并且串联连接到电气通路128rx上的机电开关srnx，其他通道依此类推。
174.图20示出了根据本发明主题的一个或多个实例的方法2000的流程图，该方法首先建立然后断开被测装置或测量点与测量装置之间的连接，该测量装置通过连接到多路复用器的通道的正极线和负极线的多个开关装置连接到多路复用器。如上所述，开关装置的一个或多个开关可以由一个或多个控制器120控制，并且定时可以由定序器单元控制。方法1800可用于在被测装置或测量点与测量装置之间连接mux的特定通道。
175.为了便于理解，将结合图17至图19b来描述方法2000。但应当理解，方法2000并不局限于此，并且方法2000可以由其他元件执行。开关系统100r可以在图17至图19b中示出，并在上文中详细描述。
176.在步骤2002中，可以接通一个通道的一对机电开关。例如，对于通道a，可以接通连接到mux 129的正极端子125rpa的机电开关srpa和连接到mux 129的负极端子125rna的机电开关srna。其他通道的机电开关sr可以处于断开状态，并且可以被设置为在其对应的被测装置121和mux 129之间提供电流隔离。
177.在步骤2004中，可以接通一个通道的一对非机械电气开关元件。例如，对于通道a，可以接通连接到被测装置121a的正极端子123rpa的非机械电气开关元件qrpa和连接到被测装置121a的负极端子123rna的非机械电气开关元件qrna。非机械电气开关元件qrpa和qrna中的每一个可以与机电开关srpa或srna其中之一串联连接。开关元件qrpa可以与开关srpa串联连接(机电开关srpa的端子可以连接到非机械电气开关元件qrpa的端子)。开关元件qrna可以与开关srna串联连接(机电开关srna的端子可以连接到非机械电气开关元件qrna的端子)。闭合第一开关srpa和开关元件qrpa可以在正极线上(被测装置121a的正极端子和mux 129的正极端子之间)建立被测装置121a和mux 129之间的电气路径118ra。建立电气路径118ra可以有助于通过mux 129连接被测装置121a和测量装置131。闭合第一开关
srna和开关元件qrna可以在负极线上(被测装置121a的负极端子和mux 129的负极端子之间)建立被测装置121a和mux 129之间的电气路径128ra。建立电气路径128ra可以有助于通过mux 129连接被测装置121a和测量装置131。通过首先闭合开关srpa和srna，然后闭合开关元件qrpa和qrpa来建立电气路径118ra和128ra可能更容易或更安全。开关元件qrpa和/或qrna可以各自包括一个或多个非机械开关。在正极线和负极线上建立电气路径118ra和128ra可以使得测量装置131能够获得与被测装置121a相关的电气参数的测量值。例如，建立电气路径118ra和128ra可以使得测量装置131能够获得与被测装置121a的正极端子123rpa和负极端子123rna之间的电压相关的电压测量值。可以进行步骤2002和2004，以在被测装置和测量装置之间连接mux的选定通道。
178.在步骤2006中，可以断开一个通道的一对非机械电气开关元件。断开这对开关元件qrpa和qrna可以断开被测装置121a和mux 129之间的电气路径118ra和128ra，该mux可以关闭通道a。断开开关元件qrpa可以断开被测装置121a和mux 129之间的电气路径118ra，从而将被测装置121a与正极线上的测量装置131断开。断开开关元件qrna可以断开被测装置121ra和mux 129之间的电气路径128ra，从而将被测装置121a与负极线上的测量装置131断开。
179.在步骤2008中，可以断开一个通道的一对机电开关。在步骤2006中断开开关元件qrpa和qrna可以在被测装置121ra和mux 129之间的电气路径118ra和128ra上产生开路，从而停止被测装置121ra和mux 129之间电流的流动。通过首先断开相应的非机械电气开关元件qrpa和qrna，然后断开机电开关srna和srpa以断开机电开关srna和snpa可能更容易或更安全。例如，对于通道a，可以断开正极线上的机电开关srpa和负极线上的机电开关srna。通道a的机电开关srpa和srna可以设置成当机电开关srpa、srna处于断开状态时，在被测装置121a和mux 129之间提供电流隔离。
180.可以针对其他随后选择的通道重复进行该方法，例如通道b、通道c等。
181.图21至图22示出了根据本发明主题的实例的时序图。这些时序图可以用于本文所示的开关系统100。
182.为了便于理解，将结合图17至图19b描述时序图。然而，应该理解，时序图并不局限于此，并且时序图可以由其他元件来执行。开关系统100r可以在图17至图19b中示出，并在上文中详细描述。
183.图21示出了时序图，该时序图可用于建立电气连接路径118r或128r，在被测装置121和测量装置131之间连接开关装置116r或126r(例如，通过具有多个通道的mux 129，从而可以获得与选定通道上的被测装置121相关的参数)，和/或断开电气连接路径118r或128r(例如，在获得与选定通道相关的参数之后)。开关装置116r和/或126r可以是设置在正极线或负极线上的软开关装置。软开关装置116r和/或126r可以包括具有开关元件qr和机电开关sr的开关单元117。在第一时间段t0，可以接通开关sr。在第二时间段t1，可以接通开关元件qr，这可以建立电气通路118r或128r(例如，在正极线或负极线上的被测装置121和mux 129之间，以帮助断开mux 129的选定通道)。在第三时间段t2，开关装置116r或126r保持接通，并且选定通道保持断开。例如，当通道保持断开时，测量装置131可以进行与被测装置121相关的一项或多项测量(例如，测量与被测装置121相关的电气参数(如被测装置121在选定通道上的被测装置121的正极端子和负极端子之间的电压))。在第四时间段t3，可以
断开开关元件qr，这可以断开电气通路118r或128r(例如，关闭mux 129的选定通道)。在第五时间段t4，可以断开开关sr。断开开关sr可以有助于提供电流隔离，并有助于关闭mux 129的通道，并允许随后选择不同的通道并将其连接到测量装置，而不会受到mux 129的其他关闭通道的干扰。具有机电开关sr和非机械开关元件qr的开关装置116r和/或126r在物理尺寸上也可以相对较小、相对便宜并且设置为具有相对较高电压。
184.图22示出了多个开关装置116r和126r的图21的时序图。例如，第一开关装置116r可以设置在正极线118r上，并且第二开关装置126r可以连接到负极线128r。例如，第一开关装置116r可以设置在被测装置的正极端子和mux 129的正极端子之间，并且第二开关装置126r可以设置在被测装置121的负极端子和mux 129的负极端子之间。具有定序器单元的控制器120r可以被配置成几乎同时向第一开关装置116r和第二开关装置126r提供信号。控制器120r和/或定序器单元可以被配置成延迟地向开关装置116r和/或126r的一个或多个开关或开关元件提供一个或多个信号。例如，可以延迟地向非机械开关元件qrp和/或qrn发送接通信号，并且可以延迟地向机电开关srp和/或srn发送断开信号。该延迟可以有助于确保开关装置116r和/或126r的软开关。在第一时间段t0，正极线上的开关srp(例如，连接到mux 129的正极端子)和负极线上的开关srn(例如，连接到mux 129的负极端子)可以几乎同时接通(例如，响应于共享接通信号)。在第二时间段t1，正极线上的开关qrp(例如，连接到被测装置121的正极端子)和负极线上的开关qrn(例如，连接到被测装置121的负极端子)可以几乎同时接通(例如，响应于延迟的共享接通信号)。在第三时间段t2，这对开关装置116r和126r保持接通并且选定通道保持断开。例如，当通道保持断开时，测量装置131可以进行与被测装置121相关的一项或多项测量(例如，测量与被测装置121相关的电气参数(如被测装置121在选定通道上的被测装置121的正极端子和负极端子之间的电压))。在第四时间段t3，正极线上的开关元件qrp和负极线上的开关元件qrn可以几乎同时断开(例如，响应于共享断开信号)。在第五时间段t4，正极线上的开关srp和负极线上的开关srn可以几乎同时断开(例如，响应于延迟的共享断开信号)。
185.如上所述，分别在正极线和负极线上的一对开关装置116r和126r可以有助于在通道的每条线上提供电流隔离，并且有助于允许断开不同的通道并连接到测量装置131，而不受到来自其他通道的干扰，同时还在物理尺寸上相对较小、相对便宜，并且设定为具有相对较高的电压。
186.尽管在上面描述了实施例，但是可以以任何期望方式组合、划分、省略、重新布置、修正和/或扩增那些实施例的特征和/或步骤。所属领域的技术人员将容易想到各种更改、修改和改进。尽管本文中没有明确陈述，但是这样的改变、修改和改进意图是本说明书的一部分，并且意图在本公开的精神和范围内。因此，上述描述只是举例说明，而不是限制性的。
187.进一步公开了以下实例：
188.1.一种设备，其包括：
189.第一开关，其连接在两个电气端子之间；
190.第二开关，其与第三开关串联连接；所述第一开关与串联连接的所述第二开关和所述第三开关并联连接；和
191.控制器，其被配置为控制所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关以连接或断开所述两个电气端子，
192.其中所述控制器被配置为在接通所述第二开关的基础上来接通所述第三开关，以连接所述两个电气端子。
193.2.根据条款1所述的设备，其中所述控制器被配置为在接通所述第三开关的基础上来接通所述第一开关。
194.3.根据条款1所述的设备，其中所述第一开关是机电开关。
195.4.根据条款1或条款2所述的设备，其中所述第一开关是继电器开关。
196.5.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述第二开关是机电开关。
197.6.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述第二开关是继电器开关。
198.7.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述第一开关具有比所述第三开关更低的接通电阻。
199.8.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述第二开关具有比所述第三开关更低的接通电阻。
200.9.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述第三开关是非机械开关。
201.10.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述第三开关包括至少一个固态开关。
202.11.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述第三开关包括至少一个二极管。
203.12.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述第三开关包括至少一个金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)。
204.13.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述第三开关是双向开关。
205.14.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述第三开关包括多个晶体管。
206.15.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述第三开关包括多个背靠背设置的晶体管。
207.16.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述第三开关包括多个背靠背设置的mosfet。
208.17.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述两个电气端子中的至少一个端子连接到负载，并且所述负载包括不间断电源(ups)。
209.18.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述两个端子中的至少一个端子连接到光伏(pv)发电机。
210.19.根据前述条款中的任一项所述的设备，其中所述两个端子中的至少一个端子连接到储能装置。
211.20.根据条款19所述的设备，其中所述储能装置包括至少一个电池。
212.21.一种设备，其包括：
213.第一开关装置，其被配置为在电源和负载之间建立第一电气连接路径；
214.第二开关装置，其被配置为在所述电源和所述负载之间建立第二电气连接路径，其中所述第二开关装置与所述第一电气连接路径并联，并且在所述第一开关装置已经在所述电源和所述负载之间建立所述第一电气连接路径的条件下建立了所述第二电气连接路径；和
215.其中，所述第一开关装置被配置成基于所述第二开关装置已经在所述电源和所述
负载之间建立了所述第二电气连接路径的条件来断开所述电源和所述负载之间的所述第一电气连接路径。
216.22.根据条款21所述的设备，其中所述第二开关装置包括机电开关。
217.23.根据条款21或条款22所述的设备，其中所述第二开关装置是继电器开关。
218.24.根据条款21至条款23中任一项所述的设备，其中所述第二开关装置包括机电开关。
219.25.根据条款24所述的设备，其中所述第一开关装置的所述机电开关是继电器开关。
220.26.根据条款21至条款25中任一项所述的设备，其中所述第一开关装置包括非机械开关。
221.27.根据条款21至条款26中任一项所述的设备，其中所述第一开关装置的所述非机械开关包括至少一个晶体管。
222.28.根据条款21至条款27中任一项所述的设备，其中所述第一开关装置包括至少一个二极管。
223.29.根据条款21至条款28中任一项所述的设备，其中所述第一开关装置包括至少一个mosfet。
224.30.根据条款21至条款29中任一项所述的设备，其中所述第一开关装置是双向开关装置。
225.31.根据条款21至条款30中任一项所述的设备，其中所述第一开关装置包括多个晶体管。
226.32.根据条款21至条款31中任一项所述的设备，其中所述第一开关装置包括多个背靠背设置的晶体管。
227.33.根据条款21至条款32中任一项所述的设备，其中所述第一开关装置包括多个背靠背设置的mosfet。
228.34.根据条款21至条款33中任一项所述的设备，其中所述负载包括不间断电源(ups)。
229.35.根据条款21至条款34中任一项所述的设备，其中所述电源包括光伏(pv)发电机。
230.36.根据条款21至条款35中任一项所述的设备，其中所述电源包括储能装置。
231.37.根据条款21至条款36中任一项所述的设备，其进一步包括控制器，所述控制器被配置为控制所述第一开关装置或所述第二开关装置中的至少一个。
232.38.根据条款21至条款36中任一项所述的设备，其进一步包括第三开关装置，所述第三开关装置被配置为在所述电源和所述负载之间建立第三电气连接路径。
233.39.根据条款38所述的设备，其中所述第三开关装置包括至少一个晶体管。
234.40.根据条款38或条款39所述设备，其中所述第三开关装置包括至少一个二极管。
235.41.一种方法，包括：
236.建立第一电气路径；
237.在建立所述第一电气路径之后，建立与所述第一电气路径平行的第二电气路径；和
238.在建立所述第二电气路径之后，断开所述第一电气路径。
239.42.根据条款41所述的方法，其中所述第一电气路径位于电源与负载之间。
240.43.一种方法，包括：
241.建立第一电气路径；
242.在建立所述第一电气路径之后，断开与所述第一电气路径平行的第二电气路径；和
243.在断开所述第二电气路径之后，断开所述第一电气路径。
244.44.根据条款43所述的方法，其中所述第一电气路径位于电源与负载之间。
245.45.一种方法，包括：
246.接通第一开关；
247.在接通所述第一开关之后，接通与所述第一开关串联的第二开关；
248.在接通所述第二开关之后，接通与所述第二开关并联的第三开关；
249.断开所述第二开关；和
250.在断开所述第二开关之后，断开所述第一开关。
251.46.根据条款45所述的方法，其中所述第三开关连接在电源与负载之间。
252.47.一种方法，包括：
253.接通第一开关；
254.在接通所述第一开关之后，接通与所述第一开关串联的第二开关；
255.在接通所述第二开关之后，断开与所述第一开关和所述第二开关并联的第三开关；
256.断开所述第二开关；和
257.在断开所述第二开关之后，断开所述第一开关。
258.48.根据条款47所述的方法，其中所述第三开关连接在电源与负载之间。
259.49.一种方法，包括：
260.接通与第二开关串联的第一开关；
261.在接通所述第一开关之后，接通或断开与所述第一开关和所述第二开关并联的第三开关；和
262.在接通或断开所述第三开关之后，断开所述第一开关。
263.50.根据条款49所述的方法，其中所述第三开关连接在电源与负载之间。
264.51.一种设备，其包括：
265.第一开关装置，其包括与开关单元串联连接的第一交流(ac)继电器开关；
266.第二开关装置，其包括第二ac继电器开关，
267.其中所述第一开关装置与所述第二开关装置并联连接；和
268.控制器，其被配置为控制所述第一开关装置和所述第二开关装置。
269.52.根据条款51所述的设备，进一步包括第一端子和第二端子，其中所述第一开关装置和所述第二开关装置在所述第一端子和所述第二端子之间彼此并联连接，并且其中当所述设备接通时，所述第一端子连接到所述第二端子；当所述设备断开时，所述第一端子与所述第二端子断开。
270.53.根据条款51或条款52所述的设备，进一步包括被配置为承载dc电源的电源线，
其中所述第一端子和所述第二端子耦合到所述电源线。
271.54.根据条款51至条款53中任一项所述的设备，其中所述开关单元包括至少一个晶体管。
272.55.根据条款51至条款54中任一项所述的设备，其中所述开关单元包括双向开关，所述双向开关包括至少两个晶体管。
273.56.根据条款55所述的设备，其中所述至少两个晶体管是至少两个mosfet。
274.57.根据条款51至条款56中任一项所述的设备，其中所述控制器被配置为通过以下方式将所述设备从断开状态转换为接通状态：
275.i.第一步，接通所述第一ac继电器开关；
276.ii.第二步，接通所述开关单元；
277.iii.第三步，接通所述第二ac继电器开关。
278.58.根据条款57所述的设备，其中所述控制器还被配置为在第四步断开所述开关单元。
279.59.根据条款51至条款58中任一项所述的设备，其中所述控制器被配置为通过以下方式将所述设备从接通状态转换为断开状态：
280.i.第一步，接通所述开关单元；
281.i.第二步，断开所述第二ac继电器开关；
282.ii.第三步，断开所述开关单元；
283.iii.第四步，断开所述第一ac继电器开关。
284.60.根据条款52所述的设备，其进一步包括连接到所述第一端子的电源和连接到所述第二端子的负载。
285.61.一种方法，包括：
286.使用控制器将第一端子与第二端子断开，其中第一ac继电器开关与所述第一端子和所述第二端子之间的开关单元串联连接，并且第二ac继电器开关与所述第一ac继电器开关和所述开关单元并联连接，所述断开包括：
287.第一步，接通所述所述开关单元；
288.第二步，断开所述第二ac继电器开关；
289.第三步，断开所述开关单元。
290.62.根据条款61所述的方法，其进一步包括第一装置和第二装置，其中所述第一装置和所述第二装置在接收电力的第一操作模式或发送电力的第二操作模式中的至少一种模式下操作，并且其中所述第一端子耦合到所述第一装置且所述第二端子耦合到所述第二装置，并且所述第一装置或所述第二装置为以下中的至少一个：光伏(pv)电池、光伏电池串、光伏板、光伏板串、多串光伏板、电源转换器、dc-dc转换器、降压转换器、升压转换器、降压/升压转换器、双向电源转换器、逆变器、变压器、接线盒、栅极、电源线、太阳能发电系统、风力发电系统、水力发电系统、发电系统、可再生发电系统、电池、ups、电源插座或电动车。
291.63.根据条款61所述的方法，其中将所述第一端子与所述第二端子断开还包括防止涌入电流。
292.64.根据条款61所述的方法，其中将所述第一端子与所述第二端子断开还包括将所述第一端子与所述第二端子进行电隔离。
293.65.一种方法，包括：
294.使用控制器将第一端子连接到第二端子，其中第一ac继电器开关与所述第一端子和所述第二端子之间的开关单元串联连接，并且第二ac继电器开关与所述第一ac继电器开关和所述开关单元并联连接，所述连接包括：
295.第一步，接通所述开关单元；
296.第二步，接通所述第二ac继电器开关；
297.第三步，断开所述开关单元。
298.66.根据条款65所述的方法，其进一步包括第一装置和第二装置，其中所述第一装置和所述第二装置在接收电力的第一操作模式或发送电力的第二操作模式中的至少一种模式下操作，并且其中所述第一端子耦合到所述第一装置且所述第二端子耦合到所述第二装置，并且所述第一装置或所述第二装置为以下中的至少一个：光伏(pv)电池、光伏电池串、光伏板、光伏板串、多串光伏板、电源转换器、dc-dc转换器、降压转换器、升压转换器、降压/升压转换器、双向电源转换器、逆变器、变压器、接线盒、栅极、电源线、太阳能发电系统、风力发电系统、水力发电系统、发电系统、可再生发电系统、电池、ups、电源插座或电动车。
299.67.一种设备，其包括：
300.第一开关装置，其包括：
301.第一固态开关；和
302.第一机电开关，其中所述第一固态开关与所述第一机电开关串联连接；
303.第二开关装置，其包括：
304.第二固态开关；和
305.第二机电开关，其中所述第二固态开关与所述第二机电开关串联连接；和
306.多个端子，其包括第一正极端子、第二正极端子、第一负极端子和第二负极端子；
307.其中所述第一开关装置连接在所述第一正极端子和所述第二正极端子之间；和
308.其中所述第二开关装置连接在所述第一负极端子和所述第二负极端子之间。
309.68.根据条款67所述的设备，其进一步包括控制器，所述控制器被配置为：
310.在接通所述第一固态开关之前，控制所述第一机电开关接通，以及
311.在接通所述第二固态开关之前，控制所述第二机电开关接通。
312.69.根据条款67至条款68中任一项所述的设备，其中所述控制器还被配置为：
313.控制所述第一固态开关接通，并在所述第一正极端子和所述第二正极端子之间连接第一电流通路，以及
314.控制所述第二固态开关接通，并在所述第一负极端子和所述第二负极端子之间连接第二电流通路。
315.70.根据条款67所述的设备，其进一步包括控制器，所述控制器被配置为：
316.在断开所述第一机电开关之前，控制所述第一固态开关断开，以及
317.在断开所述第二机电开关之前，控制所述第二机固态开关断开。
318.71.根据条款70所述的设备，其中所述控制器还被配置为：
319.控制所述第一固态开关断开，并在所述第一正极端子和所述第二正极端子之间断开第一电流通路，以及
320.控制所述第二固态开关断开，并在所述第一负极端子和所述第二负极端子之间断
开第二电流通路。
321.72.根据条款67至条款71中任一项所述的设备，
322.其中所述第一机电开关被配置成当所述第一机电开关断开时，在所述第一正极端子和所述第二正极端子之间提供电流隔离，并且
323.其中所述第二机电开关被配置成当所述第二机电开关断开时，在所述第一负极端子和所述第二负极端子之间提供电流隔离。
324.73.根据条款67至条款72中任一项所述的设备，其进一步包括至少一个传感器，所述至少一个传感器被配置成当所述第一开关装置和所述第二开关装接通时测量与所述第一正极端子和所述第一负极端子相关的电气参数。
325.74.根据条款67至条款73中任一项所述的设备，其中所述第一固态开关和所述第二固态开关包括以下中的至少一个：
326.晶体管；
327.金属氧化物半导体场效应晶体管(mosfet)；或
328.固态继电器(ssr)。
329.75.根据条款67至条款74中任一项所述的设备，
330.其中所述第一正极端子是所述第一开关装置的输入端子并且所述第二正极端子是所述第一开关装置的输出端子，并且
331.其中所述第一负极端子是所述第二开关装置的输入端子并且所述第二负极端子是所述第二开关装置的输出端子。
332.76.根据条款67至条款75中任一项所述的设备，其中所述设备被配置成当所述第一开关装置和所述第二开关装置接通时将其连接在被测装置和多路复用器之间。
333.77.根据条款76所述的设备，其中所述多路复用器连接到测量装置。
334.78.根据条款77所述的设备，其中所述测量装置包括至少一个电压传感器。
335.79.根据条款76至条款78中任一项所述的设备，其中所述多路复用器具有多个可选通道，并且所述设备连接到所述多路复用器的可选通道之一。
336.80.根据条款76至条款79中任一项所述的设备，
337.其中所述第一正极端子连接到所述被测装置的正极输出端子并且所述第二正极端子连接到所述多路复用器的正极输入端子，并且
338.其中所述第一负极端子连接到所述被测装置的负极输出端子并且所述第二负极端子连接到所述多路复用器的负极输入端子。
339.81.根据条款76所述的设备，
340.其中所述多路复用器的所述正极输出端子连接到所述测量装置的正极输入端子，并且
341.其中所述多路复用器的负极输出端子连接到所述测量装置的负极输入端子。
342.82.根据条款67至条款81中任一项所述的设备，其中所述第一固态开关连接到所述第一正极端子并且所述第二固态开关连接到所述第一负极端子。
343.83.根据条款67至条款82中任一项所述的设备，其中所述第一机电开关连接到所述第二正极端子并且所述第二机电开关连接到所述第二负极端子。
344.84.根据条款67至条款83中任一项所述的设备，其中所述第一开关装置和所述第
二开关装置被配置成同时接通以将所述被测装置的一对正负极输出端子连接到所述测量装置的一对正负极输入端子，使得所述测量装置获得所述被测装置的该对正负极输出端子之间的电压测量值。
345.85.根据条款77所述的设备，其中所述第一开关装置和所述第二开关装置被配置为同时断开以将所述被测装置的该对正负极输出端子与所述测量装置的一对正负极输入端子断开，使得所述测量装置获得与另一被测装置相关的电压测量值。
346.86.根据条款67至条款85中任一项所述的设备，其中所述第一开关装置和所述第二开关装置被配置成由单个控制信号控制。
347.87.根据条款86所述的设备，其中所述单个控制信号由定序器单元设置。
348.88.根据条款86所述的设备，其中所述单个控制信号被配置成在延迟所述第一机电开关和所述第二机电开关的同时接通之后，同时接通所述第一固态开关和所述第二固态开关。
349.89.根据条款86所述的设备，其中所述单个控制信号被配置成在延迟所述第一固态开关和所述第二固态开关的同时断开之后，同时断开所述第一机电开关和所述第二机电开关。
350.90.根据条款79所述的设备，其中所述多个可选通道中的每一个连接至一个设备，该设备具有分别连接到所述通道的正极线和负极线的一对开关装置。
351.91.根据条款90所述的设备，其中所述多个通道各自连接到相应的被测装置和所述多路复用器。
352.92.根据条款90所述的设备，其中所述多个通道各自连接到所述被测装置的相应测量点。
353.93.根据条款90所述的设备，其中所述多路复用器被配置成从所述多个通道中选择一个通道并且通过所述选定通道连接所述测量装置，以获得与所述选定通道相关的电气参数。
354.94.根据条款67至条款93中任一项所述的设备，其中所述第一固态开关和所述第二固态开关各自包括串联连接的多个晶体管。
355.95.根据条款67至条款94中任一项所述的设备，其中所述第一固态开关被设定为具有比所述第一机电开关更高的电压，并且所述第二固态开关被设定为具有比所述第二机电开关更高的电压。
356.96.根据条款67至条款95中任一项所述的设备，其中所述第一固态开关的物理尺寸小于所述第一机电开关，并且所述第二固态开关的物理尺寸小于所述第二机电开关。