[发明专利]用于隔离开关的开关去负荷

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于隔离开关的开关去负荷的装置，该隔离开关用于电气地分离电连接，以及一种用于开关去负荷的相关的方法。

背景技术

用于电运行的车辆的行驶机构为了运行一个或多个电动机通常具有蓄电池和变流器。蓄电池提供电功率并且变流器将蓄电池的直流电压转换为合适的交流电压或三相电流。出于安全性的原因，强制规定从变流器的中间电路电气地分离蓄电池的可能性。该分离必须在任何时间都能够进行。

因此在电运行的车辆中采用蓄电池隔离开关（蓄电池保护），该蓄电池隔离开关可以切断最大的蓄电池电流。出现的可能的电流在此相对高，因为在由蓄电池提供的直流电流中没有出现过零点。由此蓄电池隔离开关相对笨重易于故障并且昂贵。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，避免并缓解上面提到的缺陷。特别是应当实现如下的可能性：以较小的结构形式构造蓄电池隔离开关。

上述技术问题通过具有权利要求1的特征的用于隔离开关的开关去负荷的装置来解决。从属权利要求涉及本发明优选的实施方式。

按照本发明用于隔离开关的开关去负荷的装置具有至少一个半导体开关，该隔离开关用于电气地分离电连接。其还被构造为，为了分离电连接使待切断的电流流过半导体开关，从而通过隔离开关在其断开的情况下产生减小的电压形成。

在此存在不同的构造可能性或措施，其中待切断的电流在断开隔离开关之前或之后流过半导体开关。合适地，半导体开关与隔离开关电连接。

优选地通过如下实现可以这样断开隔离开关，即，使得其或者保持完全无电压和无电流或者提供至少一个用于电流的回避路径，该回避路径减小或抑制形成电弧。由此实现降低对隔离开关的要求。其仅须能够确保电气地分离并且传导额定电流。由此能够以较小的结构形式构造隔离开关。

优选地，电流通过半导体开关切断，方法是，如果待切断的电流流过半导体开关，则不导通地切换半导体开关。这可以在隔离开关断开之前或者在隔离开关断开之后实现。

特别优选地在电运行的车辆中使用该装置。隔离开关相应于必然存在的蓄电池隔离开关用于从中间电路电气地分离蓄电池。该装置被用于蓄电池隔离开关的开关去负荷。恰好在此由于有限的安装位置，蓄电池隔离开关的减小的大小产生特别肯定的效果。此外，恰好在那里出现问题，因为在电运行的车辆中使用比常规的运行车辆明显提高的电压，特别是这种高于24V的电压。典型的电压可以高于400V。

按照本发明的实施方式，由机械的去负荷开关和半导体开关组成的串联电路与隔离开关并联地布置。在此合适的是，为了分离电连接首先接通机械开关，随后导通地切换半导体开关并且然后不导通地切换隔离开关。由此实现在没有电压负荷的情况下接通机械的去负荷开关，并且在断开隔离开关的情况下电流可以转到半导体开关和机械的去负荷开关。

此外合适的是，在隔离开关之后首先断开半导体开关，即置于不导通的状态下。最后合适地再次打开机械的去负荷开关。

按照本发明的另一种实施方式，待切断的电流已经在断开隔离开关之前流过半导体开关。为此半导体开关特别与隔离开关串联设置。在该构造中合适的是，为了分离电连接首先不导通地切换半导体开关并且然后断开隔离开关。

优选地，与半导体开关并联地设置用于半导体开关的过电压保护装置。该过电压保护装置用于在半导体开关上的电压限制并且例如捕获由于导线电感在断开蓄电池电流的情况下出现的过电压。

如果隔离开关用于例如从变流器分离电压源，则具有优势的是，该装置包括预充电电路。该预充电电路具有由机械的预充电开关和用于限制电流的预充电电阻组成的串联电路。该预充电电路与隔离开关并联地布置。

按照本发明特别优选的实施方式，半导体开关通过脉动地接通和断开来接管限制电流的功能。由此半导体开关除了开关去负荷以外也可以有效地接管预充电电路的功能。

在特定的应用领域中可以设置与隔离开关串联的第二过电压保护装置。在电车辆中该第二过电压保护装置用于，保护蓄电池防止来自于电动机方向上的过电压。如果变流器发生故障，该过电压例如可以在场削弱运行的情况下出现。

按照本发明的特别有利的扩展，除了开关去负荷之外半导体开关附加地还接管第二过电压保护装置的功能。在此合适的是，例如将反向阻断IGBT用作半导体开关。该反向阻断IGBT在两个方向上具有足够的截止能力。

附图说明

下面结合附图对本发明的优选的，但绝不是限制性的实施例作进一步说明。在此示意性示出了特征。附图中：