[发明专利]尤其在短路情况下限制交流电流的设备

权利要求书

1.一种限制交流电流的设备，其具有：

a)至少一个接入电流路径中的半导体装置(H1、H2、H3)，其如此构造或者可如此控制，使得它们在施加具有预给定极性的正向电压时有正向电流导通，该电流随从电压零起增加的正向电压单调增加到在饱和电压下的饱和电流，并在正向电压超过该饱和电压时被限制为一个低于饱和电流的限制电流；它们在施加具有与正向电压相反极性的反向电压时流过一个反向电流，该电流随从电压零起增加的反向电压单调增加到一个预定的反向击穿电压，并在超过该反向击穿电压时由于载流子击穿而急剧增加，

b)一个保护电路，它防止半导体装置(H1，H2，H3)在交流电流的反向极化的半波中，尤其是在过电流或者短路情况下，处于反向击穿电压下。

2.根据权利要求1所述的设备，其具有：

a)一个第一半导体装置(H1)和一个第二半导体装置(H2)，它们在要限制的交流电流的电流路径中反串联连接，其中，

b)用于这两个半导体装置(H1，H2)的保护电路包括一个与第一半导体装置(H1)反并联连接的第一二极管(D1)和一个与第二半导体装置(H2)反并联连接的第二二极管(D2)，使得

c)在一个额定电流范围内的交流电流至少绝大部分，优选实际上全部流过两个半导体装置(H1，H2)，以及

d)在一种过电流或者短路情况下，该交流电流在第一极性或者与第一极性相反的第二极性的每一半波内单调增长到当在第一或者第二半导体装置(H1或者H2)上的电压饱和时的饱和电流；在第一或者第二半导体装置(H1或者H2)上的第一或者第二极性的电压超过相应的饱和电压时，由该第一或者第二半导体装置(H1或者H2)将交流电流限制在限制电流上，在此，电流实际上只流过第一或者第二半导体装置(H1或者H2)且至少绝大部分通过第二二极管(D2)。

3.根据权利要求1或者2所述的设备，其具有：

a)一个第一半导体装置(H1)和一个第二半导体装置(H2)，它们在要限制的交流电流的电流路径中反串联连接，其中，

b)用于这两个半导体装置(H1，H2)的保护电路包括一个与第一半导体装置(H1)反并联连接的第一二极管(D1)和一个与第二半导体装置(H2)反并联连接的第二二极管(D2)，使得

c)每一二极管(D1，D2)的最大截止电压至少和在所述反并联连接的半导体装置(H1，H2)的限制电流下的最大正向电压一样大，以及

d)每一二极管(D1，D2)的导通阈值电压数值上小于所属反并联连接的半导体装置(H1，H2)的反向击穿电压，而且小于与各另一二极管(D2，D1)反并联连接的半导体装置(H2，H1)的饱和电压。

4.根据权利要求1所述的设备，其具有

a)一个第一半导体装置(H4)和一个第二半导体装置(H5)，以及具有

b)用于这两个半导体装置(H4，H5)的保护电路，它包括一个与第一半导体装置(H4)串联的第一二极管(D8)和一个与第二半导体装置(H5)串联的第二二极管(D7)，其中

c)由第一二极管(D8)和第一半导体装置(H4)组成的串联电路与由第二二极管(D7)和第二半导体装置(H5)所述的串联电路反并联连接，以及

d)每一二极管(D8，D7)的最大截止电压至少和所属串联的半导体装置(H4，H5)的最大反向电压一样大。

5.根据权利要求1所述的设备，其具有

a)一个单一的半导体装置(H3)，它接入要限制交流电流的电流路径中，其中

b)用于该半导体装置(H3)的保护电路包含两个分别由两个二极管(D3和D4，D5和D6)组成的串联电路，它们分别与半导体装置(H3)反并联连接，使得

c)在两种极性的每一种下的交流电流基本上流过两个在各极性下处于导通方向的二极管(D6，D4)中的一个、然后流过处于正向的半导体装置(H3)、最后流过另一个处于导通方向上的二极管(D3，D5)。