[发明专利]基于MEMS的开关系统

说明书

技术领域

本文公开的主题涉及开关系统。具体来说，本发明的示例实施例涉及基于微机电系统(MEMS)的开关系统，其中包括电动机起动器和电流中断装置。

背景技术

发明内容

按照本发明的一示例实施例，用于控制电流的装置可包括：控制电路、与控制电路进行通信的微机电系统(MEMS)开关、响应控制电路而促进电流中断的MEMS开关、部署成与MEMS开关进行电通信的混合无弧限制技术(HALT)消弧电路，其配置成响应MEMS开关将状态从闭合改变为打开而从MEMS开关接收电能传递，该HALT消弧电路包括电容部分、以及布置成与HALT消弧电路的电容部分进行并联电通信的可变电阻。

通过结合附图的以下描述，这些及其它优点和特征将变得更显而易见。

附图说明

在本说明书的结论部分具体指出作为本发明的主题并且在权利要求中明确要求对其进行专利保护。通过以下结合附图的详细描述，本发明的上述及其它特征和优点显而易见，附图包括：

图1描绘了按照一示例实施例的、示范基于无弧微机电系统开关(MEMS)的开关系统；

图2描绘了按照一示例实施例的、在故障状况下的示范基于无弧微机电系统开关(MEMS)的开关系统；

图3描绘了按照一示例实施例的、在故障状况下的示范基于无弧微机电系统开关(MEMS)的开关系统；

图4描绘了按照一示例实施例的、在故障状况下的示范基于无弧微机电系统开关(MEMS)的开关系统；

图5描绘了按照一示例实施例的、示范基于无弧微机电系统开关(MEMS)的开关系统；

图6描绘了按照一示例实施例的、在故障状况下的示范基于无弧微机电系统开关(MEMS)的开关系统；

图7描绘了按照一示例实施例的、在故障状况下的示范基于无弧微机电系统开关(MEMS)的开关系统；

图8描绘了按照一示例实施例的、在故障状况下的示范基于无弧微机电系统开关(MEMS)的开关系统；以及

图9描绘了按照一示例实施例的、示范基于无弧微机电系统开关(MEMS)的开关系统。

详细描述参照附图、作为举例来说明本发明的实施例以及优点和特征。

具体实施方式

本发明的示例实施例呈现创新，它们极大地降低基于微机电系统(MEMS)的电动机起动器和电流中断装置的复杂度、成本和尺寸，同时提供在故障状况下的能量的有效吸收。MEMS开关的使用提供快速响应时间，由此促进中断故障的通泄(let through)能量的降低。与MEMS开关并联连接的混合无弧限制技术(HALT)电路提供在任何给定时间在没有电弧的情况下使MEMS开关打开而不管电流或电压的能力，并且在新配置中包含金属氧化物变阻器(MOV)提供在故障状况下比较有效的能量吸收。

图1示出按照一示例实施例的、示范基于无弧微机电系统开关(MEMS)的开关系统100。当前，MEMS一般指的是微米级结构，微米级结构例如能够通过微制造技术在共同衬底上集成多个功能不同的元件，例如机械元件、机电元件、传感器、致动器、和电子器件。但是，预期当前在MEMS器件中可用的许多技术和结构将在较短时间内经由基于纳米技术的器件是可用的，基于纳米技术的器件例如尺寸可小于100纳米的结构。相应地，即使本文档通篇所述的示例实施例可指基于MEMS的开关器件，但是也认为本发明的发明方面应当被广义地解释，而不应当局限于微米尺寸器件。

例如，按照一些示例实施例，MEMS开关器件可包括悬臂梁结构。经由栅控制电压来静电操作悬臂梁结构。电流通过悬臂、从漏极引出线流到源极引出线。MEMS开关器件一般根据其机械/活动部分和小尺寸与晶体管和其它开关加以区分。多种其它类型的MEMS开关可适用于示例实施例；例如，适当器件应当包括不会通过接触电弧来耗散能量(例如，如典型继电器/机电开关那样)的足够小的触点/开关。这些MEMS器件通过以下方面与小机械开关加以区分：(1)结构的大小规模(梁的长度/宽度为50-100μm，并且触点间隙大约为1μm)；以及(2)它们经过静电控制(即，与电磁控制相对)。