[发明专利]用于传导和切断电流的开关设备

说明书

本发明涉及一种用于传导和切断电流的开关设备，所述开关设备具有：第一机械触点组件(10)；与所述第一机械触点组件并联的半导体开关(20)；与所述第一机械触点组件串联的第二机械触点组件(30)；辅助线圈(40)，所述辅助线圈与用以使所述第一和第二机械触点组件的触点移动的开关驱动器的电路电隔离，且所述辅助线圈这样电磁耦合所述开关驱动器的线圈，使得当所述开关驱动器的电压供应断开时，电压在所述辅助线圈中产生；以及开关电子器件(50)，所述开关电子器件构造用于接通和断开所述半导体开关(20)，并且为所述开关电子器件供应当所述开关驱动器的电压供应断开时在所述辅助线圈中产生的电压。根据本发明，构造所述开关电子器件(50)以根据预先规定的序列在所述第一和第二机械触点组件(10、30)的断开过程期间多次接通和再断开所述半导体开关(20)以中断电流。

技术领域

本发明涉及一种用于传导和切断电流的开关设备，特别是一种用于传导和切断高DC电流和低频AC电流的混合式开关组件，及具有这种开关设备的开关装置。

背景技术

德国公开专利申请DE 10 2013 114 259 A1描述了混合式开关组件的一种有利变型，其中功率半导体的电流负载的时间减至最小以获得最长可能寿命预期和最小可能大小，这尤其对于电流范围是数百安培的功率接触器而言是重要的。为了使流过功率半导体的负载电流的时间减至最小，通过电流变换器获取换向时刻，且仅维持通过半导体的电流直至断开的机械开关路段已经达到足够的电强度。在此短时间中，通过半导体经由其触发而将负载电流人为变为零，使得在消弧触点及在此串联的隔离触点组件两者断开之后实现安全的电隔离。尽管如此，在特定情形下，此混合式开关组件总是会产生不期望的开关电弧。即使在具有用于传导和切断非常高电流的真空开关腔室形式的机械开关装置的混合开关的情况下，例如其从德国公开专利申请DE 10 2013 114 260 A1中已知，在某些情况下它可能导致形成不期望的开关电弧。

发明内容

因此本发明的目的在于建议一种用于传导和切断电流的开关设备，特别是一种用于传导和切断高DC电流和低频AC电流的混合式开关组件，及具有这种开关设备的开关装置，其中形成不期望开关电弧的风险减小，并且由此可以获得功能安全性增高和尽可能高的电气使用寿命。

该目的通过独立权利要求的主题得以实现。本发明的其它设计方案是从属权利要求的主题。

发明人对上文所描述且由德国公开专利申请DE 10 2013 114 259 A1和DE 102013 114 260 A1已知的开关设备中的不期望开关电弧的原因的更详细调查已表明，可通过对断开过程的有利的关于控制技术的修改来减小开关电弧的风险，所述开关设备具有两个串联的机械触点组件和与所述机械触点组件中的一个并联的半导体开关。因此，本发明建议这样构造一种用于接通和断开所述半导体开关的开关电子器件，即所述开关电子器件根据预先规定的序列在所述第一和第二机械触点组件的断开过程期间多次接通和再断开所述半导体开关以切断电流。通过至少两次接通所述半导体开关，不期望的开关电弧可通过将其电流换向至半导体开关而消除，所述电弧例如在半导体开关的第一接通阶段之后通过机械触点组件的触点的再接触而形成。

本发明的一种实施方式现在涉及一种用于传导和切断电流的开关设备，所述开关设备具有第一机械触点组件，与所述第一机械触点组件并联的半导体开关；与所述第一机械触点组件串联的第二机械触点组件，辅助线圈，所述辅助线圈与用以使所述第一和第二机械触点组件的触点移动的开关驱动器的电路电隔离，且所述辅助线圈这样电磁耦合所述开关驱动器的线圈，使得当所述开关驱动器的电压供应断开时，电压在所述辅助线圈中产生，以及开关电子器件，所述开关电子器件构造用于接通和断开所述半导体开关，并且为所述开关电子器件供应当所述开关驱动器的电压供应断开时在所述辅助线圈中产生的电压。根据本发明，构造所述开关电子器件以根据预先规定的序列在所述第一和第二机械触点组件的断开过程期间多次接通和再断开所述半导体开关以中断电流。