[發(fā)明專利]用于隔離開關的開關去負荷

無效

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• 申請日: 2011-02-01
• 公開（公告）號: CN102754346A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發(fā)明（設計）人: T.科馬;K.克里格爾;J.拉克雷斯
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: H03K17/0814
• 分類號: H03K17/0814;H01H9/54;H02J7/00;B60R16/03
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 謝強

技術領域

本發(fā)明涉及一種用于隔離開關的開關去負荷的裝置，該隔離開關用于電氣地分離電連接，以及一種用于開關去負荷的相關的方法。

背景技術

用于電運行的車輛的行駛機構為了運行一個或多個電動機通常具有蓄電池和變流器。蓄電池提供電功率并且變流器將蓄電池的直流電壓轉換為合適的交流電壓或三相電流。出于安全性的原因，強制規(guī)定從變流器的中間電路電氣地分離蓄電池的可能性。該分離必須在任何時間都能夠進行。

因此在電運行的車輛中采用蓄電池隔離開關（蓄電池保護），該蓄電池隔離開關可以切斷最大的蓄電池電流。出現(xiàn)的可能的電流在此相對高，因為在由蓄電池提供的直流電流中沒有出現(xiàn)過零點。由此蓄電池隔離開關相對笨重易于故障并且昂貴。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是，避免并緩解上面提到的缺陷。特別是應當實現(xiàn)如下的可能性：以較小的結構形式構造蓄電池隔離開關。

上述技術問題通過具有權利要求1的特征的用于隔離開關的開關去負荷的裝置來解決。從屬權利要求涉及本發(fā)明優(yōu)選的實施方式。

按照本發(fā)明用于隔離開關的開關去負荷的裝置具有至少一個半導體開關，該隔離開關用于電氣地分離電連接。其還被構造為，為了分離電連接使待切斷的電流流過半導體開關，從而通過隔離開關在其斷開的情況下產(chǎn)生減小的電壓形成。

在此存在不同的構造可能性或措施，其中待切斷的電流在斷開隔離開關之前或之后流過半導體開關。合適地，半導體開關與隔離開關電連接。

優(yōu)選地通過如下實現(xiàn)可以這樣斷開隔離開關，即，使得其或者保持完全無電壓和無電流或者提供至少一個用于電流的回避路徑，該回避路徑減小或抑制形成電弧。由此實現(xiàn)降低對隔離開關的要求。其僅須能夠確保電氣地分離并且傳導額定電流。由此能夠以較小的結構形式構造隔離開關。

優(yōu)選地，電流通過半導體開關切斷，方法是，如果待切斷的電流流過半導體開關，則不導通地切換半導體開關。這可以在隔離開關斷開之前或者在隔離開關斷開之后實現(xiàn)。

特別優(yōu)選地在電運行的車輛中使用該裝置。隔離開關相應于必然存在的蓄電池隔離開關用于從中間電路電氣地分離蓄電池。該裝置被用于蓄電池隔離開關的開關去負荷。恰好在此由于有限的安裝位置，蓄電池隔離開關的減小的大小產(chǎn)生特別肯定的效果。此外，恰好在那里出現(xiàn)問題，因為在電運行的車輛中使用比常規(guī)的運行車輛明顯提高的電壓，特別是這種高于24V的電壓。典型的電壓可以高于400V。

按照本發(fā)明的實施方式，由機械的去負荷開關和半導體開關組成的串聯(lián)電路與隔離開關并聯(lián)地布置。在此合適的是，為了分離電連接首先接通機械開關，隨后導通地切換半導體開關并且然后不導通地切換隔離開關。由此實現(xiàn)在沒有電壓負荷的情況下接通機械的去負荷開關，并且在斷開隔離開關的情況下電流可以轉到半導體開關和機械的去負荷開關。

此外合適的是，在隔離開關之后首先斷開半導體開關，即置于不導通的狀態(tài)下。最后合適地再次打開機械的去負荷開關。

按照本發(fā)明的另一種實施方式，待切斷的電流已經(jīng)在斷開隔離開關之前流過半導體開關。為此半導體開關特別與隔離開關串聯(lián)設置。在該構造中合適的是，為了分離電連接首先不導通地切換半導體開關并且然后斷開隔離開關。

優(yōu)選地，與半導體開關并聯(lián)地設置用于半導體開關的過電壓保護裝置。該過電壓保護裝置用于在半導體開關上的電壓限制并且例如捕獲由于導線電感在斷開蓄電池電流的情況下出現(xiàn)的過電壓。

如果隔離開關用于例如從變流器分離電壓源，則具有優(yōu)勢的是，該裝置包括預充電電路。該預充電電路具有由機械的預充電開關和用于限制電流的預充電電阻組成的串聯(lián)電路。該預充電電路與隔離開關并聯(lián)地布置。

按照本發(fā)明特別優(yōu)選的實施方式，半導體開關通過脈動地接通和斷開來接管限制電流的功能。由此半導體開關除了開關去負荷以外也可以有效地接管預充電電路的功能。

在特定的應用領域中可以設置與隔離開關串聯(lián)的第二過電壓保護裝置。在電車輛中該第二過電壓保護裝置用于，保護蓄電池防止來自于電動機方向上的過電壓。如果變流器發(fā)生故障，該過電壓例如可以在場削弱運行的情況下出現(xiàn)。

按照本發(fā)明的特別有利的擴展，除了開關去負荷之外半導體開關附加地還接管第二過電壓保護裝置的功能。在此合適的是，例如將反向阻斷IGBT用作半導體開關。該反向阻斷IGBT在兩個方向上具有足夠的截止能力。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選的，但絕不是限制性的實施例作進一步說明。在此示意性示出了特征。附圖中：