[發明專利]通過切換兩個串聯連接的開關來持久斷開帶有感性負載的電路的方法和裝置

在審

• 申請號: 202010080400.3
• 申請日: 2020-02-05
• 公開（公告）號: CN111525915A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: P·萊爾
• 申請（專利權）人: P·萊爾
• 主分類號: H03K17/081
• 分類號: H03K17/081;H01H9/54
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東;黃綸偉

本發明涉及一種通過切換兩個串聯連接的開關來持久斷開帶有感性負載的電路的方法和裝置。該裝置具有第一和第二開關/開關組，它們彼此串聯連接，并且可以從閉合狀態轉換到斷開狀態以斷開電路，沒有開關/開關組被設計成使其能夠單獨地持久斷開電路，該裝置還具有控制單元，用于控制第二開關/開關組，其被設計成使得第二開關/開關組時間上在第一開關/開關組之后從閉合狀態轉換到斷開狀態。本發明還涉及一種電路，該電路除了根據本發明的裝置之外，還具有電壓源、負載電阻和感性負載，并且還涉及使用根據本發明的裝置的方法。

技術領域

本發明涉及一種用于持久安全地斷開具有感性負載且在高電壓下具有高電流的電路的裝置。該裝置具有第一和第二開關/開關組，它們彼此串聯連接，并且可以從閉合狀態轉換為斷開狀態以斷開電路，其中，沒有開關/開關組被設計成使其能夠單獨地可靠且持久地斷開電路，所述裝置還具有控制單元，該控制單元用于控制第二開關/開關組，并且被設計成使得第二開關/開關組在時間上在第一開關之后從閉合狀態轉換到斷開狀態。本發明還涉及一種電路，該電路除了根據本發明的裝置之外，還具有電壓源、負載電阻以及感性負載，并且本發明還涉及一種使用根據本發明的裝置的方法。

背景技術

通常只有在開關消耗大量能量而不會被破壞的情況下，才有可能斷開在高電壓下具有高電流的電路。迄今為止，為此經常使用這樣的開關，該開關具有內部存在滅火劑或在其上存在至少一種滅火劑的斷開區。滅火劑旨在撲滅、貧化或至少破壞在斷開區斷開之后產生的電弧。產生電弧的原因是在電流斷開時以磁場形式存儲在電路電感中的能量，該能量在斷開后立即被引入開關中。這意味著，特別是在斷開具有高感性負載的電路時，會產生高能電弧。由于大多數滅火劑和塑料都含有碳原子，這些原子在遠高于2000℃的極端電弧熱中會分解，然后在冷卻時形成導電的碳層，因此電弧熱會使滅火劑完全或部分導電。這樣的開關可以在高電源電壓和高電流下主動或被動地切斷電路，但是這里要切斷的電路的電感決定了該開關在電流中斷之后是否是高度絕緣的，并且保持絕緣或者稍后再次或多或少地導通。這同樣適用于開關中使用的材料主要包含氯或氟等鹵化物-在此情況下，在切斷電流后開關中仍存在高溫等離子體，電導率還是很低，但是如果在電路斷開后等離子體被冷卻，則電導率會非常高。幾毫秒的冷卻時間就足夠了。因此，雖然使用這種開關可以首先中斷電路，但是無法以始終需要的高絕緣電阻來保證持久可靠的斷開。當前使用的開關已經部分適合于切斷汽車中常見的450V至850V的電壓，并且電路中的電流在斷開的瞬間高達20kA。但是，在將來，期望電壓為1250V，并且對于公共汽車和卡車，甚至期望超過2000V，斷開電流高達30kA，這樣以前使用的開關將無法持久且安全地斷開作為單個模塊的這種電路。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種可能性，即，將具有高感性負載的高電流和高電壓的電路持久且安全地斷開，先前的高電流高電壓開關在這種情況下將失效。當然應該防止這種開關在斷開后的短時間內再次導通。還旨在防止在切換過程之后開關被絕緣電阻不足時流動的高持續電流破壞。

根據本發明的用于斷開具有感性負載的電路的裝置具有第一和第二開關/開關組，它們彼此串聯連接并且用于斷開電路，從而能夠將電路從閉合狀態轉換到斷開狀態，其中，沒有開關/開關組被設計成能夠單獨地持久斷開電路。此外，根據本發明的裝置還具有控制單元，該控制單元控制第二開關/開關組并且被設計為使得第二開關/開關組在第一開關/開關組之后從閉合狀態轉換為斷開狀態。

在下文中，術語“開關”不但代表單個開關，而且也代表開關組。

這里還包括多個開關/開關組，在這種情況下，兩個以上的開關或開關組被連續控制。開關原理或保護原理是相同的，為簡單起見，這里僅描述兩個開關/開關組。