CN113613937A - 开关装置、电压供应系统、开关装置操作方法和制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于为电负载供应电能的供电线路的开关装置。所述开关装置具有功率输入端、功率输出端、受控开关元件和可调电阻，所述受控开关元件被电布置在功率输入端和功率输出端之间，并且被设计为以受控方式将功率输入端与功率输出端电耦合，所述可调电阻被布置为与所述受控开关元件电并联且被设计为在断开受控开关元件并且在功率输入端和功率输出端之间出现电压峰值时将功率输入端与功率输出端电连接。本发明还涉及一种电压供应系统、一种方法和一种制造方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于为电负载供应电能的供电线路的开关装置。本发明还涉及一种相应的电压供应系统、一种相应的用于操作开关装置的方法和一种相应的制造方法。
背景技术
以下将主要结合电动车辆来描述本发明。然而，不言而喻，本发明可以用于必须可靠地关断电负载的任何应用中。
在现代车辆中，试图减少燃料消耗，从而减少有害气体的排放。对此的一种可能性是用电动机支持车辆中的内燃机或用电动机代替内燃机。
因此，必须在此类车辆中安装用于高性能电动机的稳定供电网络。在这样的供电网络中，例如能够设置几百伏的额定电压并且电动机能够具有几百千瓦的功率。
尤其是在故障情况下，例如，如果在供电网络中发现短路，则必须快速可靠地中断电压供应。由于车载电路系统中的每条供电线路都具有欧姆-电感特性，因此供电电压的突然切断可能会导致供电网络中高的电压峰值。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题是能够使用结构上尽可能简单的装置可靠地关断感性负载。
所述技术问题通过独立权利要求的对象来解决。在从属权利要求、说明书和附图中给出了本发明的有利的进一步改进。尤其是一种权利要求类别的独立权利要求也可以类似地用于进一步改进另一权利要求类别的从属权利要求。
根据本发明的用于为电负载供应电能的供电线路的开关装置具有功率输入端、功率输出端、受控开关元件，所述受控开关元件被电布置在功率输入端和功率输出端之间，并且被设计为以受控方式将功率输入端与功率输出端电耦合，以及可调电阻，所述可调电阻被布置为与受控开关元件电并联并被设计为用于在断开受控开关元件和在功率输入端和功率输出端之间出现电压峰值时将功率输入端与功率输出端电连接。
用于为电负载供应电能的电压供应系统具有电能量源和根据本发明的开关装置，其中开关装置的功率输入端与所述能量源的正向功率输出端耦合，并且其中开关装置的功率输出端能够与电负载的正向负载端子耦合。
用于操作用于为电负载供应电能的供电线路的开关装置的方法具有以下步骤：驱动开关装置中的受控开关元件，该开关元件被电布置在开关装置的功率输入端和功率输出端之间并且被设计为用于以受控方式将功率输入端与功率输出端电耦合或将它们彼此分离，在断开受控开关元件且出现电压峰值时，借助经由与受控开关元件电并联的可调电阻的电连接来连接功率输入端和功率输出端。
用于在为电负载供应电能的供电线路中进行开关的开关装置的制造方法包括以下步骤，在开关装置的功率输入端和功率输出端之间电布置受控开关元件，该开关元件被设计为以受控方式将功率输入端与功率输出端电耦合，以及与受控开关元件以电并联方式布置可调电阻，所述可调电阻被设计为用于在断开受控开关元件并且在功率输入端和功率输出端之间出现电压峰值时将功率输入端与功率输出端电连接。
本发明基于以下知识，特别是在具有感性负载的应用中，在断开负载时会出现高的电压峰值。
对于如在电动汽车中很常见的在数百伏特情况下的使用，仅已知非常复杂的能够安全地切断感性负载的开关元件。所谓的RCD缓冲器需要大量空间并且成本非常高。使用续流二极管需要访问负向功率路径，这在配电器或电子保险丝中通常是不可能的，因为这里没有引入负向线路。
相反，本发明提供了一种降低在关断负载时出现的电压峰值的简单方法。为此，本发明设置了开关装置，所述开关装置可以被布置在电压供应系统中例如在能量源和负载之间的正向功率路径中。
开关装置具有功率输入端和功率输出端，在功率输入端和功率输出端之间布置受控开关元件和可调电阻。受控开关元件和可调电阻彼此电并联布置。
因此，受控开关元件用于切换电功率。即它可以以受控方式闭合和断开。正如已经解释的那样，特别是具有感性负载的电路断开或开路时，可能会出现高的电压峰值。在某些情况下，这会损坏受控开关元件。
由此，除了开关元件之外，还设置了可调电阻。可调电阻的设计使它在正常工作时即在可控开关元件的静态状态下具有高阻值，即在开关装置的功率输入端与开关装置的功率输出端之间没有电连接。在可控开关元件静态断开或闭合的情况下，开关装置的功率输入端和开关装置的功率输出端之间经由可调电阻的电连接因此被中断；没有电流或只有可忽略不计的电流流过可调电阻。
然而，如果受控开关元件断开并且在开关装置的功率输入端和功率输出端之间出现电压峰值，则可调电阻将开关装置的功率输入端和开关装置的功率输出端电连接到一起。可调电阻因此降低它的电阻，使得电流能够在开关装置的功率输入端和开关装置的功率输出端之间流动。
结果，感应地存储的能量通过可调电阻耗散，即至少部分转换为热能。在必须消散电压尖峰时，可调电阻在开关装置的功率输入端和开关装置的功率输出端之间提供电连接。电压尖峰消散后，可调电阻变为高阻值。结果，新的电压峰值可以建立并且受控电阻可以再次变为低电阻。这个过程可以重复多次，直到储存的能量完全消散。
通过分离(受控开关元件的)开关功能和(调节电阻的)保护功能，本发明提供了一种非常简单的切断感性负载的方式。
在从属权利要求、和附图给出了其它的实施方式和改进。
在一个实施方式中，受控开关元件可以具有半导体开关，特别是MOSFET，或者至少两个半导体开关的并联连接，特别是MOSFET的并联连接。
MOSFET是半导体元件，有多种变型可供选择。MOSFET特别适用于开关任务，因为它们可以在无功率的情况下进行开关并能够实现非常快速的开关过程。根据开关装置上的最大功率或最大电流，可以设置单个MOSFET或MOSFET的并联连接。
原则上，MOSFET也能被用作可调电阻。例如，这种操作模式也被称为线性操作或线性模式。就半导体制造商而言，线性模式只推荐用于单个部件。这种限制以元件参数的杂散，尤其是栅极阈值电压UGSth的杂散为条件。这意味着在MOSFET并联时，具有最低栅极阈值电压UGSth的MOSFET将首先切换到线性模式，并且大部分损耗经由所述MOSFET消散。MOSFET技术考虑了在并联接入MOSFET时线性模式的其它使用限制。许多单个单元并联接入到一个封装中，且栅极阈值电压UGSth具有正的温度系数。结果，单元会彼此之间热漂移，并且具有最低栅极阈值电压UGSth的MOSFET被破坏。
然而，在开关装置中，特别是在电动汽车等高性能应用中，可以并联接入若干MOSFET。由此使导通电阻(即RDSon)保持在较低水平并使损耗最小。因此，半导体开关可用作高效的功率开关，但不能用于通过功率MOSFET用于能量耗散。
在另一实施方式中，可调电阻能够具有半导体开关元件。半导体开关元件的功率输入端能够与开关装置的功率输入端耦合，并且半导体开关元件的功率输出端能够与开关装置的功率输出端耦合。
除了MOSFET之外的半导体开关元件可以有利地被用作为可调电阻。这种半导体开关元件可能具有使它们看起来不太适合作为开关的缺点。例如，与MOSFET相比，此类半导体开关元件的开关速度可能更慢，而所述半导体开关元件导通电阻可能更高。然而，这种半导体开关元件，例如IGBT，能够具有非常高的耐流强度和耐压强度。
在另一实施方式中，开关装置可以具有控制输入端，其中受控开关元件的开关输入端能够经由第一串联电阻与控制输入端耦合，和/或其中可调电阻的控制输入端能够经由第二串联电阻与控制输入端耦合。
通过受控开关元件的控制输入端和可调电阻的控制输入端的连接确保受控开关元件和可调电阻始终被同步驱动并且它们的控制输入端处于定义的信号电平。
在一个实施方式中，可调电阻可以被设计为IGBT。能够在开关装置的功率输入端和IGBT的控制输入端之间反向偏置地布置齐纳二极管。
如上所述，IGBT能够被用作为可调电阻。这种晶体管结合了双极晶体管的优点，即良好的导通特性、高的截止电压和鲁棒性，以及场效应晶体管的优点，即几乎无功率的驱动。IGBT具有双极结构。这显著实现了更高的电流密度，从而也实现了更高的脉冲能量。由于技术条件决定，IGBT比MOSFET更适合线性模式。因此，单个IGBT已经足以保护具有若干MOSFET并联连接的受控开关元件。
在切断负载时，即在断开受控开关元件时，开关装置的功率输入端和功率输出端之间的电压上升，直到齐纳二极管导通。如果齐纳二极管导通，就会在IGBT的控制输入端施加电压，且IGBT的功率路径的电阻就会下降。负载电流从受控开关元件向IGBT换向。在系统中通过感性地存储的能量确保齐纳二极管处于边界或处于在导通和截止状态之间的过渡。因此，IGBT也保持在调节状态。在这种状态下，IGBT代表一个压控电阻，在所述IGBT负载端子(集电极-发射极路径)上施加几乎恒定的电压，即齐纳电压或Z电压或齐纳二极管的击穿电压加上栅极-源极电压UGS_Th并且负载电流流经所述IGBT。如上所述，功率半导体的这种操作模式被称为线性模式或线性操作。
IGBT保持导通状态，直到低于齐纳二极管的Z电压。结果，IGBT失去它的驱动并恢复到截止状态。然后，系统中存储的能量导致在开关装置的功率输入端和功率输出端之间的电压重新增加，直到齐纳二极管和IGBT再次导通。这个过程一直持续到所储存的能量消耗殆尽。IGBT处于调节状态。通过栅极-源极电压，所述IGBT的电导率以这样一种方式被调节：几乎呈线性下降的负载电流和它的导通电阻的乘积几乎保持恒定。
在另一个实施例中，齐纳二极管的尺寸可以被设计为使得它的击穿电压低于受控开关元件允许的最大电压。
如果电负载切断，例如在发生短路时具有非常高的瞬时电流，则在系统中通过电感所存储的能量会在开关装置的功率输入端和功率输出端之间产生陡的电压升高。但是，不得超过功率MOSFET的最大耐压强度。出于这个原因，选择齐纳二极管，使导通电压的值保持低于允许的极限或低于允许的最大电压。
在另一实施例中，开关装置可以具有阻尼元件，特别是电容和电阻的串联连接，所述阻尼元件被布置在开关装置的功率输入端和开关装置的功率输出端之间。
阻尼元件因此与受控开关元件和可调电阻电并联地布置。在断开受控开关元件时，电流从受控开关元件换向至可调电阻。这种电流换向过程可能需要一定的时间，通常不到100ns，这是因为到可调电阻及其输入电容的馈线中存在电感(尽管很小)。为了在此期间防止受控开关元件处的电压出现不允许的增加以及因此受控开关元件的损坏，阻尼元件可以与受控开关元件并联设置。
附图说明
下面参考附图解释本发明的有利的示例性实施例。附图示出：
图1是示出了根据本发明的开关装置的示例性实施例的框图；
图2是示出了根据本发明的电压供应系统的示例性实施例的框图。
图3是示出了根据本发明的电压供应系统的另一示例性实施例的框图。
图4是示出了根据本发明的方法的示例性实施例的流程图；和
图5是示出了根据本发明的制造方法的示例性实施例的流程图。
附图仅仅是示意性的示图并且仅用于解释本发明。相同或功能相同的元件自始至终被设置为相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出了开关装置100的框图。开关装置100例如可以用在用于为电负载151供应电能的供电线路150中。例如，负载151可以是电动车辆中的电动机。
开关装置100具有功率输入端101和功率输出端102。例如，功率输入端101可以耦合到诸如机动车辆电池的能源。功率输出端102可以例如耦合到负载的，即例如电动车辆中的电动机的输入端。因此，开关装置100例如可以被布置在正向电压支路中。车辆接地可用作负向电压支路。
在功率输入端101和功率输出端102之间布置受控开关元件103。可调电阻104被布置为与受控开关元件103电并联，同样位于功率输入端101和功率输出端102之间。
受控开关元件103可以以受控方式将功率输入端101与功率输出端102电耦合。如上所述，特别是在切断感性负载时可能会出现高的电压峰值。取决于电感和出现的电流，这种电压峰值可能非常高以致于它们可能损坏受控开关元件103。特别是在负载151持续运行期间紧急切断的情况下，系统中可能存在非常高的电流，这导致对应的电压峰值。
为了拦截或转移这样的电压峰值，设置了可调电阻104。当断开受控开关元件103并且同时在功率输入端101和功率输出端102之间出现电压峰值时，可调电阻104可以将功率输入端101与功率输出端102电连接。
这意味着可调电阻104在正常工作时，即在受控开关元件103处于静止状态或无电流关断过程中为高阻态，功率输入端101与输出功率端102之间没有电连接。可以理解，使用这种“高电阻的”可调电阻104，可调电阻104的截止电阻能够在功率输入端101和功率输出端102之间实现非常低的电流流动。然而，在此上下文中，这里指的是失去电连接。
如果在电流流经受控开关元件103的同时断开受控开关元件103，则由于系统中存在的电感而出现电压尖峰。在该操作状态下，可调电阻104的导通电阻减小并且在功率输入端101和功率输出端102之间建立电连接。电压峰值或在电感中所存储的能量因此能够通过可调电阻104耗散。通常能量被转换成热能。
图2示出了电压供应系统210的框图。电压供应系统210具有能量源211，其例如可以设计为具有450V输出电压的电池。此外设置了负载251。在能量源211和负载251之间设置开关装置200。系统中存在的电感表示为电感213、214。
开关装置200基于开关装置100。因此，开关装置200具有受控开关元件203和可调电阻204，它们被电布置在功率输入端201和功率输出端202之间。此外，设置了控制输入端205，所述控制输入端与电压供应系统210的控制装置212耦合。
受控开关元件203具有MOSFET晶体管206，所述MOSFET晶体管的功率路径被电布置在功率输入端201和功率输出端202之间。MOSFET晶体管206的控制输入端或栅极端子与控制输入端205耦合。可调电阻204具有IGBT 207，其负载路径同样被电布置在功率输入端201和功率输出端202之间。IGBT 207的控制输入端或栅极端子也与控制输入端205耦合。此外，齐纳二极管208在IGBT 207的负载输入端或集电极端子与IGBT 207的控制输入端或栅极端子之间反向偏置地布置。
在该布置中，跨开关装置200出现的电压尖峰确保齐纳二极管208变得导通。IGBT207的控制输入端因此通过齐纳二极管208驱动并且IGBT207变得导通或者IGBT 207的功率路径的电阻减小。
例如，如果负载电流突然切断，例如在系统中检测到短路的情况下，根据公式E＝1/2*L*(Imax)2，系统中在电感中存储的能量导致急剧的电压增加或在功率输入端201和功率输出端202之间的电压峰值。然而，不得超过功率MOSFET 206的最大耐压强度。
因此可以选择齐纳二极管208，使得功率半导体207两端的钳位电压值保持在其最大允许极限以下。通过齐纳二极管208的电流浪涌使IGBT207进入导通状态直到电压下降到齐纳值以下。结果，IGBT 207失去其驱动并回到截止状态。系统中所存储的能量然后导致功率输入端201和功率输出端202之间的电压重新增加，直到齐纳二极管208和IGBT 207再次导通。重复此过程，直到消耗掉所存储的能量。如上所述，IGBT 207处于调节状态或线性模式。IGBT 207的电导率由栅极-源极电压调节，使得线性减小的负载电流与导通电阻的乘积几乎保持恒定。IGBT两端的这个电压降对应于齐纳二极管208的齐纳电压和栅极-源极电压的总和。
图3示出了电压供应系统310的框图。电压供应系统310基于电压供应系统210。因此，电压供应系统310具有能量源311，所述能量源例如可以被设计为作为具有输出电压为450V的电池。此外设置了负载351。在能量源311和负载351之间设置开关装置300。系统中存在的电感被表示为电感313、314。
开关装置300基于开关装置200。因此，开关装置300具有受控开关元件303和可调电阻304，它们被电布置在电感313和电感314之间。受控开关元件303具有由三个MOSFET晶体管(为了清楚起见未单独标示)组成的并联连接，它们的功率路径被电布置在电感313和电感314之间。MOSFET晶体管的控制输入端或栅极端子经由第一串联电阻与控制装置312耦合。
可调电阻304具有IGBT 307，所述IGBT的负载路径同样电布置在电感313和电感314之间。IGBT 307的控制输入端或栅极端子同样经由第二串联电阻316与控制装置312耦合。此外，齐纳二极管308在IGBT 307的负载输入端或集电极端子与IGBT 307的控制输入端或栅极端子之间在反向截止方向布置。
在图3的布置中，受控开关元件303和可调电阻304因此同时被控制装置312驱动。在静态情况下，受控开关元件303的三个MOSFET由控制装置312经由第一串联电阻315驱动。与MOSFET并联的IGBT 307尽管经由第二串联电阻316进行驱动，但仍保持无电流，因为其集电极-发射极饱和电压UCE-Sat明显高于三个MOSFET的整个RDS-On两端的电压降。
如上文所述，只有当由于关断负载电流而在开关元件303的功率输入端和功率输出端之间出现高于齐纳二极管308的齐纳电压的电压峰值时，才进行IGBT 307的驱动。
为了消除在关断负载时电流从受控开关元件303到可调电阻304的换向阶段的传递失真，此外设置了阻尼元件317，其具有电容318和电阻319的并联连接。
为了更容易理解，在以下描述中保留图1-3的附图标记作为参考。
图4示出了用于操作为电负载151、251、351供应电能的供电线路150、250、350的开关装置100、200、300的方法的示例性实施例的流程图。
在驱动的第一步骤S1中，驱动开关装置100、200、300中的被电布置在开关装置100、200、300的功率输入端101、201和功率输出端102、202之间的受控开关元件103、203、303，。受控开关元件103、203、303被设计为以受控方式将功率输入端101、201与功率输出端102、202电耦合或将它们彼此分离。
在连接的第二步骤S2中，如果在断开受控开关元件103、203、303时出现电压峰值，功率输入端101、201和功率输出端102、202借助经由被布置为与受控开关元件103、203、303电并联的可调电阻104、204、304的电连接进行连接。
不言而喻，可以类似于或根据开关装置的实施方式来改进该方法。
图5示出了开关装置100、200、300的制造方法的示例性实施例的流程图，该开关装置100、200、300用于在为电负载151、251、351供应电能的供电线路150、250、350中进行开关。
在该布置的第一步骤S21中，受控开关元件103、203、303被电布置在开关装置100、200、300的功率输入端101、201和功率输出端102、202之间。受控开关元件103、203、303被设计为以受控方式将功率输入端101、201与功率输出端102、202电耦合。在布置的第二步骤S22中，可调电阻104、204、304与受控开关元件103、203、303电并联布置。可调电阻104、204、304被设计为在断开受控开关元件103、203、303时并且在功率输入端101、201和功率输出端102、202之间出现电压峰值时将功率输入端与功率输出端电连接。
受控开关元件103、203、303的布置可以包括例如布置半导体开关，特别是MOSFET206，或者至少两个半导体开关，特别是MOSFET的并联连接。布置可调电阻104、204、304此外可以包括布置半导体开关元件，其中半导体开关元件的功率输入端101、201与开关装置100、200、300的功率输入端101、201耦合并且其中半导体开关元件的功率输出端102、202与开关装置100、200、300的功率输出端102、202耦合。
开关装置100、200、300可以具有控制输入端205。受控开关元件103、203、303的开关输入端可以经由第一串联电阻315与控制输入端205耦合。可调电阻104、204、304的控制输入端可以经由第二串联电阻316与控制输入端205耦合。
例如，IGBT 207、307可以用作可调电阻104、204、304。此外，可以在开关装置100、200、300的功率输入端101、201与IGBT 207、307的控制输入端之间的截止方向上布置齐纳二极管208、308。齐纳二极管208、308的尺寸尤其可以被设计为使得其击穿电压低于受控开关元件103、203、303允许的最大电压。
最后，在开关装置100、200、300的功率输入端101、201和开关装置100、200、300的功率输出端102、202之间可以布置阻尼元件317，特别是电容318和电阻319的串联连接。
由于以上详细描述的装置和方法是示例性实施例，因此本领域技术人员可以在不脱离本发明的范围的情况下以通常的方式对其进行大范围的修改。特别地，机械布置和各个元件彼此之间的比例仅是示例性的。
附图标记列表
100、200、300开关装置
101、201功率输入端
102、202功率输出端
103、203、303受控开关元件
104、204、304可调电阻
205控制输入端
206MOSFET
207,307IGBT
208、308齐纳二极管
210、310电压供应系统
211、311能量源
212、312控制装置
213、214、313、314电感
315、316电阻
317阻尼元件
318电容
319电阻
150、250、350供电线路
151、251、351负载
S1、S2、S21、S22方法步骤。
Claims (15)
1.一种用于为电负载(151、251、351)供应电能的供电线路(150、250、350)的开关装置(100、200、300)，具有：
功率输入端(101、201)，
功率输出端(102、202)，
受控开关元件(103、203、303)，所述受控开关元件被电布置在所述功率输入端(101、201)和所述功率输出端(102、202)之间，并且被设计为以受控方式将所述功率输入端(101、201)与功率输出端(102、202)电耦合，和
可调电阻(104、204、304)，所述可调电阻被布置为与所述受控开关元件(103、203、303)电并联并且被设计为用于在断开受控开关元件(103、203、303)并且在所述功率输入端(101、201)和所述功率输出端(102、202)之间出现电压峰值时将所述功率输入端(101、201)与所述功率输出端(102、202)电连接。
2.根据权利要求1所述的开关装置(100、200、300)，其中，所述受控开关元件(103、203、303)具有半导体开关，特别是MOSFET(206)，或至少两个半导体开关的并联连接，特别是MOSFET的并联连接。
3.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置(100、200、300)，其中，所述可调电阻(104、204、304)具有半导体开关元件，其中，所述半导体开关元件的功率输入端(101、201)与所述开关装置(100、200、300)的功率输入端(101、201)耦合，并且其中，所述半导体开关元件的功率输出端(102、202)与所述开关装置(100、200、300)的功率输出端(102、202)耦合。
4.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置(100、200、300)，该开关装置具有控制输入端(205)，
其中，所述受控开关元件(103、203、303)的开关输入端经由第一串联电阻(315)与所述控制输入端(205)耦合，和/或
其中，所述可调电阻(104、204、304)的控制输入端经由第二串联电阻(316)与所述控制输入端(205)耦合。
5.根据前述权利要求中中任一项所述的开关装置(100、200、300)，其中所述可调电阻(104、204、304)被设计为IGBT(207、307)，并且
其中，在开关装置(100、200、300)的功率输入端(101、201)和IGBT(207、307)的控制输入端之间反向偏置地布置齐纳二极管(208、308)。
6.根据权利要求5的开关装置(100、200、300)，其中所述齐纳二极管(208、308)的尺寸被设计为使得它的击穿电压低于所述受控开关元件(103、203、303)允许的最大电压。
7.根据前述权利要求中任一项所述的开关装置(100、200、300)，该开关装置具有阻尼元件(317)，特别是电容(318)和电阻(319)的串联连接，所述阻尼元件被布置在所述开关装置(100、200、300)的功率输入端(101、201)和所述开关装置(100、200、300)的功率输出端(102、202)之间。
8.一种用于为电负载(151、251、351)供应电能的电压供应系统(210、310)，包括：
电能量源(211、311)，
根据前述权利要求中任一项所述的开关装置(100、200、300)，
其中所述开关装置(100、200、300)的功率输入端(101、201)与所述能量源(211、311)的正向功率输出端(102、202)耦合，并且其中所述开关装置(100、200、300)的功率输出端(102、202)能够与电负载的正向负载端子耦合。
9.一种用于操作为电负载(151、251、351)供应电能的供电线路(150、250、350)的开关装置(100、200、300)的方法，该方法包括以下步骤：
驱动(S1)所述开关装置(100、200、300)中的受控开关元件(103、203、303)，所述受控开关元件被电布置在开关装置(100、200、300)的功率输入端(101、201)和功率输出端(102、202)之间，并且被设计为以受控方式将功率输入端(101、201)与功率输出端(102、202)电耦合或将它们彼此分离，并且
在断开所述受控开关元件(103、203、303)并且出现电压峰值时，借助经由与所述受控开关元件(103、203、303)电并联布置的可调电阻(104、204、304)的电连接来连接(S2)所述功率输入端(101、201)和所述功率输出端(102、202)。
10.一种用于在为电负载(151、251、351)供应电能的供电线路(150、250、350)中进行开关的开关装置(100、200、300)的制造方法，该方法包括以下步骤：
在所述开关装置(100、200、300)的功率输入端(101、201)和功率输出端(102、202)之间电布置(S21)受控开关元件(103、203、303)，所述受控开关元件被设计为以受控方式将所述功率输入端(101、201)与所述功率输出端(102、202)电耦合，以及
与所述受控开关元件(103、203、303)电并联布置(S22)可调电阻(104、204、304)，所述可调电阻被设计为在断开所述受控开关元件(103、203、303)并且在所述功率输入端(101、201)和所述功率输出端(102、202)之间出现电压峰值时将所述功率输入端与所述功率输出端电连接。
11.根据权利要求10所述的制造方法，其中，布置受控开关元件(103、203、303)的步骤具有布置半导体开关，特别是MOSFET(206)，或者至少两个半导体开关的并联连接，特别是MOSFET的并联连接；和/或
其中，布置可调电阻(104、204、304)的步骤包括布置半导体开关元件，其中，所述半导体开关元件的功率输入端(101、201)与所述开关装置(100、200、300)的功率输入端(101、201)耦合，并且其中，所述半导体开关元件的功率输出端(102、202)与所述开关装置(100、200、300)的功率输出端(102、202)耦合。
12.根据前述权利要求10和11中任一项所述的制造方法，其中，所述开关装置(100、200、300)具有控制输入端(205)，所述受控开关元件(103、203、303)的开关输入端经由第一串联电阻(315)与所述控制输入端(205)耦合，和/或其中所述可调电阻(104、204、304)的控制输入端经由第二串联电阻(316)与所述控制输入端(205)耦合。
13.根据前述权利要求中任一项所述的的制造方法，其中，IGBT(207、307)被布置为可调电阻(104、204、304)，并且其中，在开关装置(100、200、300)的功率输入端(101、201)和IGBT(207、307)的控制输入端之间反向偏置地布置齐纳二极管(208、308)。
14.根据权利要求13的制造方法，其中，所述齐纳二极管(208、308)的尺寸被设计为成使得它的击穿电压低于所述受控开关元件(103、203、303)允许的最大电压。
15.根据前述权利要求10至14中任一项所述的制造方法，其中，在开关装置(100、200、300)的功率输入端(101、201)和开关装置(100、200、300)的功率输出端(102、202)之间布置阻尼元件(317)，特别是电容(318)和电阻(319)的串联连接。
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