[發(fā)明專利]電氣短路裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201780092947.1
• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN110832761B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: N.斯塔爾霍特
• 申請（專利權(quán)）人: 西門子股份公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32;H02H7/12;H02M7/483;H01H79/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 劉暢

本發(fā)明涉及一種電氣短路裝置(400)，其具有第一電氣接觸件(404)、第二電氣接觸件(408)以及具有由電氣半導(dǎo)體結(jié)晶材料構(gòu)成的構(gòu)件(412)，該構(gòu)件在至少一個方向上截止在第一接觸件(404)與第二接觸件(408)之間的電流流動。執(zhí)行器(608)被配置為用于關(guān)于電氣觸發(fā)信號(S)對構(gòu)件(412)施加機(jī)械力，并且由此至少部分地破壞構(gòu)件(412)的晶體結(jié)構(gòu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電氣短路裝置。在電氣電路中，有時存在將特定的電路部分短路(橋接)的必要性。例如，存在具有在串聯(lián)電路中的大量電氣模塊的變流器。如果模塊中的一個在運(yùn)行時發(fā)生故障，則期望將該有缺陷的模塊短路(橋接)，由此可以繼續(xù)運(yùn)行電氣串聯(lián)電路的其余的模塊。

背景技術(shù)

從國際專利申請WO 2011/107363 A1中已知一種具有煙火驅(qū)動器的電氣短路裝置。煙火驅(qū)動器能夠?qū)崿F(xiàn)短路裝置的快速閉合，但有時會引起在安全方面的問題(爆炸物)。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種短路裝置和一種用于使模塊短路的方法，其中不需要煙火驅(qū)動器。

根據(jù)本發(fā)明，該技術(shù)問題通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求所述的電氣短路裝置和方法來解決。在從屬權(quán)利要求中說明了短路裝置和方法的有利的實(shí)施方式。

公開了一種電氣短路裝置(橋接裝置)

-具有第一電氣接觸件和第二電氣接觸件；

-具有由電氣半導(dǎo)體結(jié)晶材料構(gòu)成的構(gòu)件，該構(gòu)件在至少一個方向上截止在第一接觸件與第二接觸件之間的電流流動；以及

-具有(電氣)執(zhí)行器(驅(qū)動元件)，該執(zhí)行器被配置為用于關(guān)于電氣觸發(fā)信號對構(gòu)件施加機(jī)械力，并且由此至少部分地破壞構(gòu)件的晶體結(jié)構(gòu)。執(zhí)行器還可以被配置為用于關(guān)于電氣觸發(fā)信號對構(gòu)件施加機(jī)械力，并且由此將材料破碎。基于半導(dǎo)體結(jié)晶材料的被至少部分破壞了的晶體結(jié)構(gòu)，該材料失去了該材料的電氣截止能力，從而據(jù)此能夠在初始截止的方向上實(shí)現(xiàn)第一接觸件與第二接觸件之間的電流流動。該過程也被稱為擊穿。甚至結(jié)晶材料的晶體結(jié)構(gòu)中的細(xì)微裂紋或破裂也足以消除短路裝置的電氣截止特性。然而，當(dāng)然也可以借助機(jī)械力將半導(dǎo)體結(jié)晶材料破碎成多個(以肉眼可見的)碎片。通常，執(zhí)行器是將電氣信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動的元件。

短路裝置可以被設(shè)計為使得構(gòu)件布置在第一接觸件與第二接觸件之間。特別地，構(gòu)件可以被夾緊在第一接觸件與第二接觸件之間。根據(jù)電流的方向，在短接狀態(tài)下，電流有利地從接觸件中的一個通過構(gòu)件流到接觸件中的另一個。

短路裝置可以被設(shè)計為使得將短路裝置設(shè)計為圓片單元(Scheibenzelle)。由此，短路裝置可以機(jī)械上非常緊湊且魯棒地設(shè)計。在此，第一接觸件和第二接觸件基本上彼此平行地取向。

短路裝置也可以被設(shè)計為使得第一接觸件具有第一凹部，在該第一凹部中布置有執(zhí)行器。布置在第一凹部中的執(zhí)行器可以直接機(jī)械地作用于構(gòu)件。

短路裝置也可以被設(shè)計為使得第二接觸件具有與第一凹部對置的第二凹部。第二凹部能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)于機(jī)械力使構(gòu)件變形。由此引起關(guān)于機(jī)械力來部分地破壞構(gòu)件的晶體結(jié)構(gòu)。

短路裝置也可以被設(shè)計為使得構(gòu)件將第一凹部與第二凹部分離。

短路裝置也可以被設(shè)計為使得構(gòu)件是(由電氣半導(dǎo)體結(jié)晶材料構(gòu)成的)圓片。這種圓片也被稱為晶片(Wafer)。由于可以將這種圓片制造得相對薄，所以可以以相對小的執(zhí)行器和/或小的電氣觸發(fā)信號來破壞結(jié)晶材料的晶體結(jié)構(gòu)。

短路裝置也可以被設(shè)計為使得構(gòu)件具有至少一個p-n結(jié)、特別是兩個彼此相反取向的p-n結(jié)。如果構(gòu)件僅具有一個p-n結(jié)(即，如果構(gòu)件例如與二極管相對應(yīng))，則該構(gòu)件能夠在未短路的狀態(tài)下在一個方向上截止電流。如果構(gòu)件具有兩個相反取向的p-n結(jié)(即，如果構(gòu)件例如與晶閘管相對應(yīng))，則該構(gòu)件能夠在未短路的狀態(tài)下在兩個方向上截止電流。