[发明专利]开关设备

说明书

开关设备(30)包括在第一端子和第二端子(34,36)之间并联连接的多个传导电流的支路(32)，每个传导电流的支路(32)包括与第一端子和第二端子(34,36)之间的至少一个相应的气体管开关(38)串联连接的至少一个相应的电连接部件(40,42)，其中，每个电连接部件(40,42)的电感值配置成使传导电流的支路(32)的电感值平衡。

技术领域

本发明涉及优选地用于在高压直流(HVDC)应用中使用的开关设备。

背景技术

已知使用包括并联连接的多个开关的开关设备。

发明内容

根据本发明的方面，提供了一种开关设备，该开关设备包括多个传导电流的支路，这些传导电流的支路在第一端子与第二端子之间并联连接，每个传导电流的支路包括至少一个相应的电连接部件，该电连接部件与第一端子和第二端子之间的至少一个相应的气体管开关串联连接，其中，每个电连接部件的电感值配置成使传导电流的支路的电感值平衡。

将理解，在本发明的开关设备中，每个传导电流的支路可包括单个气体管开关或多个气体管开关(例如，多个串联连接的气体管开关)。

还将理解，在本发明的开关设备中，每个传导电流的支路可包括单个电连接部件或多个电连接部件(例如，多个串联连接的电连接部件)。

将进一步理解，在本发明的开关设备中，每个电连接部件可采取能够使气体管开关连接至第一端子和第二端子中的任一个的任何类型的导电构件(例如，电引线或布线)的形式。

取决于开关应用，给定的气体管开关的电流额定值可能太低而不能满足开关应用的电流额定值要求。本发明的开关设备中的传导电流的支路的并联连接给基于“气体管开关”的开关设备提供比单独的气体管开关的电流额定值更高的组合的电流额定值，并且由此能够实现气体管开关在带有更高的电流额定值要求的开关应用中的使用。

为了提供可靠的开关设备，有必要控制并联连接的传导电流的支路之间的电流的分配(sharing)。

在基于并联连接的功率半导体开关的常规的开关设备中，功率半导体开关的正斜率电阻使得尤其是在温度系数为正的情况下，并联连接的功率半导体开关之间的电流分配在某种程度上自然地发生。图1图示并联连接的功率半导体开关(其相应地被称为器件1和器件2)之间的稳定电流分配，其中在其电压-电流特性之间存在稳定交叉点。另外，对于某些类型的功率半导体开关，可采用栅极控制来控制并联连接的功率半导体开关的状态，以便使流过并联连接的功率半导体开关的电流再平衡。

另一方面，在基于并联连接的气体管开关的开关设备中，不可能获得并联连接的气体管开关之间的电流的稳定分配。这是因为，如图示并联连接的气体管开关之间的不稳定电流分配的图2中所示出的，稳定的操作点为当所有的电流都流过气体管开关中的一个，而零电流流过另一个气体管开关之时。这是因为，气体管开关的负斜率电阻使得存在电流在气体管开关的电压-电流特性之间的不稳定交叉点的任一侧上流过气体管开关中的仅一个或另一个的倾向。此外，由于气体管开关仅具有全开状态和全关状态的事实，因而将不可能通过开关控制来使流过并联连接的气体管开关的电流再平衡。

此外，发明人已发现，使气体管开关例如在一条直线上并排地组装导致在电连接部件中存在不相等的杂散电感，这对传导电流的支路之间的电流的分配造成不利影响。

将电连接部件的电感值配置成使传导电流的支路的电感值平衡有利地改进基于气体管开关的在传导电流的支路之间的电流的分配，因而有益地改进基于“气体管开关”的开关设备的可靠性。

开关设备可在配置方面变化，以便配置每个电连接部件的电感值，以便使传导电流的支路的电感值平衡。

在本发明的实施例中，电连接部件中的至少一个可为电抗器或可包括电抗器，其中，该电抗器或每个电抗器的电感值配置成使传导电流的支路的电感值平衡。