[发明专利]低电压保护装置

说明书

在具有至少一个外部导体路径(2)和一个中性导体路径(5)的低电压保护装置(1)中，其中机械旁路开关(8)布置于所述外部导体路径(2)中，其中第一半导体电路布置(11)与所述旁路开关(8)并联连接，其中所述第一半导体电路布置(11)具有带有控制端子的至少一个功率半导体(21)，其中电流测量布置(12)布置于所述外部导体路径(2)中，连接到所述保护电路装置(1)的电子控制单元(13)，其中所述电子控制单元(13)被设计成在所述电流测量布置(12)检测到可指定的过电流后激活所述旁路开关(8)和所述第一半导体电路布置(11)，提议所述低电压保护装置(1)具有至少一个电压测量布置(80)，用于检测所述第一半导体电路布置(11)的所述至少一个功率半导体(21)处的密勒效应引起的电压峰值。

技术领域

本发明涉及一种低电压保护装置。

背景技术

对应的保护装置从申请人的WO 2015/028634 A1已知。当保护装置切断时，第一旁路开关断开，使得发生电弧且电流换向到半导体电路布置。随后，先前激励的半导体电路布置切断，且开路触点断开以提供电流隔离。这些开路触点与旁路开关串联连接。

当短路电流中断时，重要的是旁路开关的触点断开得足够远，使得当短路电流中断时旁路开关的触点处不会点燃电弧。然而，同时，短路电流应尽可能快速中断以便使下游网络中以及半导体电路布置中的负载最小化。利用短路电流的早期和/或快速中断，有可能在上升期，甚至在电流达到由供电网络的内阻以及下游网络的电阻确定的其最大振幅之前中断电流，借此使得有可能进一步使网络和装置上的负载最小化。

以电学和/或电磁方式激活旁路开关使得其触点断开，是已知的惯例。同时启动计时器。假定在此情况下，在特定时间周期之后，旁路开关的触点断开得足够宽，使得其可安全地中断短路电流，且其已经呈现充分稳定和/或静止状态。此时间周期必须对照安全因素调适以确保旁路开关的触点实际上断开得足够宽。这些安全因素必须具有必需的尺寸且因此是充分的-归因于机械开关的断开行为的显著变化。结果是短路电流的中断迟延，以及对应地网络和半导体电路布置上的负载较高。

发明内容

因此，本发明的目标是提供一种开头所述类型的低电压保护装置，借此可避免所提及的缺点，且可使短路负载对于低电压保护装置自身且对于待保护的电气网络最小化。

这根据本发明通过以下特征实现：所述低电压保护装置具有至少一个电压测量布置，用于检测所述第一半导体电路布置的所述至少一个功率半导体处的密勒效应引起的电压尖峰。

如此，旁路开关的触点实际开始断开的时间点可非常准确地检测到，且可用于控制半导体电路布置。

在本发明中，利用电弧电压对所谓的密勒效应的影响来检测旁路中继器是否已经断开或不处于电气故障条件下。当旁路开关8断开时，形成电弧，且触点处的电压非常快速地上升到电弧电压。爬升率可以是几百伏/微秒。功率半导体在此情况下已经被激励。如果功率半导体被设计为IGBT，则此电压改变致使栅极-集极电容的电荷反转，从而导致栅极电压的可容易感知的增加。可利用此增加来检测旁路开关的触点是否已经移动而断开。

旁路开关为机械开关。此开关的机械触点的断开决不会恰好等于相同旁路开关或另一类似旁路开关的先前断开。在传统低电压保护装置中，必须通过适当补偿措施来考虑此特性。已发现，在断开过程期间，触点断开的初始阶段-也就是说，从旁路开关的电致动到触点的实际断开开始的时间的周期，即，当可移动触点的第一移动实际发生时-确切地说是旁路开关的整个切换过程的导致最大时间变化的阶段。触点断开的后续阶段(其中可移动触点已经在运动中，且仅必须行进穿过剩余断开路径)已经证明是相对恒定的。

利用当前措施，可检测到旁路开关处实际触点断开的时间点，且所述时间点可充当计时器的开始点，计时器可随后从此时间点开始对到触点完全断开的非常精确的已知时间跨度进行计数。此计时器可与时间相关性低得多的补偿措施一起工作。因此，短路电流可在技术上可能的时间切断，而不使网络和半导体电路布置暴露于短路电流的进一步负载。