[发明专利]半导体开关设备

权利要求书

1.一种用于切换电路的半导体开关设备，其中，所述开关设备对于每个电流相包括：

第一半导体开关和第二半导体开关，所述第一半导体开关和所述第二半导体开关能够被控制以随意接通和关断；

第一二极管和第二二极管，所述第一二极管和所述第二二极管用于控制可用电流路径；

用于从所述半导体开关的输入线和输出线测量电压的装置；

用于测量电流的装置，其与所述半导体开关串联地布置以测量相线的电流；以及

控制元件，其被配置成通过响应于电压测量结果和电流测量结果控制所述半导体开关接通和关断来响应于接通所述电路的命令在零电压点下接通所述半导体开关设备以及响应于关断所述电路的命令在零电流点下关断所述半导体开关。

2.根据权利要求1所述的半导体开关设备，其中，所述半导体开关设备的所述第一半导体开关和所述第二半导体开关串联地连接，并且所述第一二极管和所述第二二极管包括所述半导体开关的内部二极管并且被用于控制所述可用电流路径。

3.根据权利要求1所述的半导体开关设备，其中，所述半导体开关设备的所述第一半导体开关和所述第二半导体开关并联地连接，所述第一二极管与所述第一半导体开关串联地连接，并且所述第二二极管与所述第二半导体开关串联地连接，使得所述第一二极管和所述第二二极管的正向偏置方向与同所述二极管串联地连接的相应的第一半导体开关和第二半导体开关的内部二极管的正向偏置方向相反。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体开关设备，其中，所述半导体开关设备还包括主开关，所述主开关与所述半导体开关并联地连接以在导通状态下实现更低通态损耗。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体开关设备，其中，所述电路是3相AC电路。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体开关设备，其中，所述电路是1相AC电路。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的半导体开关设备，其中，所述半导体开关设备对于每个相还包括过电压保护元件。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体开关设备，其中，所述半导体开关设备还包括主动式撬棒。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的半导体开关设备，其中，所述半导体开关设备对于每个电流相还包括用于电流隔离的串联隔离开关。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的半导体开关设备，其中，所述控制元件被配置成：

响应于接通所述电路的命令来检测相电压的极性；

使与反向偏置的所述二极管串联地连接的所述半导体开关接通为导通状态；以及

响应于所述相电压的极性变化来使与在原始所检测到的电压极性期间正向偏置的所述二极管串联地连接的所述半导体开关接通为导通状态。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的半导体开关设备，其中，所述控制元件被配置成：

响应于关断所述电路的命令来检测相电压的极性和相电流的极性；

响应于所述相电压的极性与所述相电流的极性相同来使与反向偏置的所述二极管串联地连接的半导体开关关断；以及

在从关断另一半导体开关起经过了基本上等于AC半循环的时间之后使仍在导通状态下的所述半导体开关关断为非导通状态。

12.根据权利要求7至9中任一项所述的半导体开关设备，其中，所述控制元件被配置成：

响应于下述情况中至少之一来检测过电流事件：一个相中的电流的测量值大于预定电流限定值；以及一个相中的电流变化率的测量值大于电流变化率限定值；

生成至所述半导体开关的接通信号以及至所述主开关的关断信号以使电流换向至所述半导体开关；

在预定时间之后生成至所述半导体开关的关断信号以中断主电路中的电流；

在主电路中的电流被中断之后使存储在主电路的电感器中的能量吸收在所述过电压保护元件中。