[发明专利]作为衰减元件的电子开关

说明书

本发明涉及一种电子开关(1)，其中，电子开关(1)具有包括驱控电路(3)的半导体开关(2)。为改进电子开关(1)提出，电子开关(1)还具有用于检测流过电子开关(1)的电流的电流传感器(4)和/或电压传感器，并且驱控电路(3)设置用于根据借助于电流传感器(4)和/或电压传感器测量的振动将半导体开关(2)在接通的状态、在断开的状态或在线性运行中运行。本发明还涉及一种具有这种电子开关(1)和两个子电网(16)的供能系统(10)，其中，两个子电网(16)能够借助于电子开关(1)彼此连接。本发明还涉及一种用于运行这种电子开关(1)或这种供能系统(10)的方法，其中，电子开关(1)的半导体开关(2)为了衰减振动至少暂时地在线性运行中运行。

技术领域

本发明涉及一种具有半导体开关的电子开关，半导体开关具有驱控电路。本发明还涉及一种具有这种电子开关的供能系统。本发明还涉及一种用于运行这种电子开关或这种供能系统的方法。

背景技术

如今，开关还用于能够在供能系统中将用电器从网络分离。同样地，借助于开关能够关断供电网的部件。在此，出于运行原因能够实现关断或在故障发生时还用于保护供电网的组件。

如今，供能系统大多被实施为交流网络。借助于变压器能够以简单的方式实现不同的电压等级。在此，单独的输出电路或单独的电压等级的保护经由机械开关实现。在此，在开通的状态中实现导通连接，而在关闭的状态中开关的输入和输出连接彼此电绝缘。开通与关闭的状态之间的转换在机械开关中通过导电元件的移动进行。

除机械开关外，还已知基于半导体开关的开关。该开关也被称为电子开关。电子开关的特征在于其能够快速地接通。此外，电子开关对于关断不需要电流过零，从而电子开关也尤其适合应用在直流电压网中。由于在直流电压网中没有变压器，较小的电感引起大的电流上升速度，在达到不允许的高电流强度之前需要快速的关断。

发明内容

本发明基于的任务是改进电子开关。

该任务通过一种电子开关实现，其中，电子开关具有包括驱控电路的半导体开关和用于检测流过电子开关的电流的电流传感器和/或电压传感器，其中，驱控电路对此设置用于根据借助于电流传感器和/或电压传感器测量的振动在接通的状态、在断开的状态或在线性运行中运行半导体开关。该任务还通过一种具有这种电子开关和两个子电网的供能系统实现，其中，两个子电网借助于电子开关彼此连接。该任务还通过一种用于运行这种电子开关或这种供能系统的方法实现，其中，为了衰减振动，至少暂时地在线性运行中运行电子开关的半导体开关。

本发明的其他有利的设计方案在从属权利要求中给出。

本发明基于如下认知，即电子开关能够通过使其除了采用机械开关已知的开通和关闭的状态(也称为接通状态和关断状态以及导通状态和未导通状态)之外，还能够采用第三状态，在第三状态中，电子开关的半导体开关在线性运行下运行。在此，半导体开关的工作点位于线性区域中。线性区域也被称为加强区域。在线性运行中，电流流经半导体并且电压存在于接线端子处，在接线端子之间实现开关操作。在第三状态中，在电子开关处产生与电阻相当的电子损耗。这从通过电子开关的电流与施加在电子开关上的电压相乘的积得到。开通和关闭的开关状态导致不值得注意的损耗，因为既没有电流流动也没有电压施加在电子开关处，从而电流和电压的积为零。因此，对于在电力电子中的应用(例如变流器、直流调节器等)，仅使用开通和关闭两个开关状态，以保持低的损耗。然而，通过调整驱控电路能够实现将电子开关置于第三状态、即线性运行中，其中，开关上的电压下降并且电流流动通过该开关。因为这产生相对高的损耗，因此至今在电力电子中不使用该状态。

此外，利用线性运行能够在供能系统中引入有针对的损耗。这例如能够被用于减小不期望的电流。不期望的电流例如是能够损害或摧毁供能系统中的部件的高的电流，或者是由于电流的频率对能量传输不利的电流。这些电流也被称为无功电流并且例如根据振动而产生，在振动时，供能系统的蓄能器相互作用并且交换在蓄能器之间摆动的能量。这会使供能系统负载，而不会有助于电源与用电器之间期望的能量传输。