CN114614448A

CN114614448A - 直流开关

Info

Publication number: CN114614448A
Application number: CN202111477169.2A
Authority: CN
Inventors: K.汉特; S.汉塞尔
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2020-12-09
Filing date: 2021-12-06
Publication date: 2022-06-10
Also published as: EP4012926A1; US20220182051A1; US11601124B2

Abstract

本发明涉及一种用于可控地断开直流线路的直流开关，其被设计为，通过如下方式来确定负载侧存在的电感，即在可确定的、明显短于1s的时间段内接通直流开关并且至少根据所达到的电流强度、施加的输入电压和时间段的长度来计算电感。

Description

直流开关

技术领域

本发明涉及一种用于断开直流线路的直流开关，该直流开关具有布置在直流线路的电流路径中的至少一个半导体开关和用于半导体开关的控制装置。

背景技术

由于半导体开关能够在不产生电弧的情况下快速地断开直流电流，因此将半导体开关用作直流电网的开关在技术上是有意义的。在此，半导体开关典型地直接布置在电流路径中。因此，在接通状态下，半导体开关承担全部负载电流并且在正常运行中是持续接通的。如果要保护的电网中出现故障，则半导体开关必须能够断开该故障。

两种负载类型在此是有问题的，即具有特别小的或特别大的馈电线路电感的电容性负载。在具有电容性负载而没有较大的馈电线路电感的直流电网中产生非常大的电流增长速度。如果电流增长速度如此大，使得在开关的给定的断开延迟(其由在电流测量中的死区时间，断开时间延迟等引起)中超过半导体开关的最大可控的电流，则该半导体开关不再能够断开故障。这导致直流开关的损坏。因此，直流开关设置数据手册中规定的最小馈电线路电感。

具有非常大的馈电线路电感的直流电网代表了另一个极端。在此，限制的元素不是开关的断开延迟，而是存储在馈电线路电感中的能量。为了降低该能量，直流开关通常具有用于限制过电压的保护网络，在此也被称为放电网络。存储在馈电线路电感中的能量在此被转换，例如被转换为热量(在使用压敏电阻的情况下)或被存储(例如存储在电容器中)。因为放电网络的负载能力是有限的，所以通常也为直流开关设置最大的馈电线路电感。

在实际的设备中，通常不清楚安装了何种馈电线路电感。由此也不清楚，在开关过程中对于开关预期何种负载。负载只能通过复杂的现场测量或根据试错原理进行短路测试来确定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提出一种直流开关，其中减少了开头提到的缺点。特别地，直流开关应当确保其能够无损地断开。上述技术问题通过具有根据本发明的特征的直流开关来解决。

根据本发明的用于可控地断开直流线路的直流开关包括：布置在直流线路的电流路径中的至少一个功率半导体开关、用于测量输入电压和输出电压的装置、用于测量流过直流线路的电流的装置和用于功率半导体开关的控制装置。

控制装置被设计为，在第一时间段内接通直流开关，确定在供电侧施加的输入电压，确定在第一时间段结束时存在的负载侧的输出电压，确定在第一时间段结束时存在的电流强度，并且从所确定的值中确定存在的电感和/或电容。

在此，直流开关的接通表示从直流开关的截止状态切换到导通状态。为此，功率半导体开关被接通，即其本身被切换到导通状态中。

直流开关的其中一个接头被称为供电侧。由此指的是如下一侧：在该侧上连接有电压源，即在该侧上所施加的电压水平在正常情况下仅受直流开关的开关状态的轻微影响。另一侧被称为负载侧，并且指的是如下一侧：在该侧上连接有耗电器，例如通过变流器馈电的电动机。在此，负载侧的电压水平可以直接取决于直流开关的开关状态，并且当直流开关断开时下降到零。

负载侧和供电侧的区分用于说明目的。在实际的直流电网中，安装情况可能更复杂。例如，可以在负载侧连接多个耗电器和/或发电机。在供电侧，可以存在其他直流开关、负载和发电机的整个网络。因此，安装情况甚至可以是对称的，由此不再能够区分供电侧和负载侧。于是，这两个术语表示直流开关的两个连接侧并且是可互换的。

对于本发明已经认识到，用于直流开关的合适的控制序列(其包括直流开关的短时间接通)允许记录测量值，所述测量值允许确定在负载侧存在的电感。为此还已经认识到，用于短时间接通的必要的控制能力和必要的测量装置，即用于负载侧电压的电压测量装置和用于流过直流开关的电流的电流测量装置，在这种开关中通常本来就存在。因此，有利地，在相应配备的直流开关中，甚至可以在没有结构变化的情况下进行测量。如果控制装置通过测量已知当前有效的、即负载侧和耗电器侧的电感，则可以有利地控制直流开关，以便应对电感的值并且避免损坏。

本发明给出了直流开关的有利的实施方案。在此，根据本发明的不同的实施方式的特征可以相互组合。因此，对于直流开关还附加地可以存在以下特征：

功率半导体开关典型地是IGBT。但是也可以使用其他类型的功率半导体开关。

直流开关可以包括两个反串联连接的功率半导体开关。由此，直流开关是双向的，即适合于与电流流动方向无关地断开电流流动。相反地，如果直流开关仅包括一个功率半导体开关，则通常仅能断开一个方向的电流。

控制装置可以被设计为，使用在接通之前确定的持续时间作为第一时间段。换言之，直流开关在接通时间点接通，并且在预先确定的断开时间点再次断开。在这种情况下，电流和电压的发展对接通的持续时间不起作用。

控制装置也可以被设计为，当电流强度达到电流阈值时，缩短第一时间段。换言之，直流开关在接通时间点接通，并且在事先未确定的断开时间点再次断开。在这种情况下，断开时间点由流过直流开关的电流的曲线得出。有利地，由此对所存在的电感的测量变得更精确，因为在断开时间点的电流不能任意小。适宜地，电流阈值被选择得足够大，使得当前的测量不准确性不占主导地位。

然而，在适当的时间范围内工作的前提条件是，所存在的电感不是太大，因为否则第一时间段可能变得非常大。因此，还适宜的是，对于第一时间段使用最大持续时间，即使电流强度未达到电流阈值，第一时间段也不超过该最大持续时间。因此，在这种情况下，不仅使用预先确定的接通持续时间，而且在达到电流阈值时执行断开。最大持续时间适宜地小于1ms、尤其小于10μs。

控制装置可以被设计为，根据以下公式计算存在的电感：

其中：

-L_zuleitung是电感；

-U是驱动电压；

-t_puls是第一时间段，和

-I_peak是在第一时间段结束时存在的电流强度。

在此，驱动电压在第一近似中是在供电侧施加的电压。在本发明的有利的改进方案中，控制装置可以被设计为，也确定在负载侧施加的电压(在此也被称为输出电压)，并且为了提高精度，从在供电侧施加的电压中将其减去以确定驱动电压。

控制装置还可以被设计为，确定是否存在供电电压并且否则不进行测量。如果不存在供电电压，则不能确定电感，并且从测量中得出的所有结果和结论都是无效的。

控制装置可以被设计为，确定在第一时间段开始时存在的输出电压。由此可以提高测量精度，因为在负载侧施加的电压在接通持续时间期间可以明显发生改变。然后可以对输出电压求平均。

控制装置可以被设计为，将所确定的存在的电感与最大允许的电感和最小允许的电感进行比较，并且输出信号，所述信号说明了所确定的电感是否位于所允许的电感之间。由此有利地可以直接在设备上看到，安装情况是否正常，即直流开关是否适合断开。由此，断开导致直流开关损坏的安装情况立即变得明显并且可以得到纠正。

控制装置可以被设计为，在断开时间点处、即在经过第一时间段之后将所确定的电流强度与阈值进行比较，并且基于比较的结果重新确定所存在的电感，其中，代替第一时间段使用比第一时间段长的第二时间段。由此可以确保，存在足够的测量精度，因为不使用来自第一时间段的过小的达到的电流值来确定电感，而是使用足够大的电流值。如果在第二时间段中所达到的电流值也过小，则能够以另外的、更大的时间段继续。

控制装置可以被设计为，在每次接通过程之前执行对有效的电感和/或负载侧的电容的确定。因此，即使在安装情况或负载发生变化的情况下，也始终保证运行可靠性。在此有利的是，用于测量的时间段在μs至ms范围内，因此多个测量也仅略微延迟接通。

为了进一步提高测量精度，控制装置可以被设计为，多次执行对存在的电感的确定并且确定平均电感。由此降低了结果中测量的噪声分量。

此外，控制装置可以被设计为，确定在负载侧有效的电容。这是有利的，因为电容在接通直流开关之前必须预充电。开关通常针对最大允许的电容而设计。为此，控制装置已经在实际预充电之前执行测试：负载侧有的效电容是否超过设计极限。

在用于确定电感的接通过程中以及用于确定电容的接通过程中，可以接通存在于直流开关中的预充电电阻。在这种情况下，不是布置在主电流路径中的一个或多个功率半导体开关导通，而是与预充电电阻串联布置的另外的开关导通。因为预充电电阻电流限制地起作用，所以在这种情况下可以比在使用主电流路径中的功率半导体开关的情况下的接通过程中更长地选择接通持续时间。

但是替换地，也可以利用主电流路径中的功率半导体开关进行接通过程。

控制装置可以被设计为，根据如下公式计算在负载侧存在的电容：

在此

-C_load是电容；

-Q_load1是在连接状态下负载侧输入的电荷量；

-Q_load2在切换到断开状态之后负载侧输入的电荷量，以及

-·ΔU_out是由输入的电荷量引起的输出电压的变化。

可以根据下列公式确定输入的电荷量：

在此：

-t₀是接通时间点；

-t_off是断开时间点，和

-t₁是在断开之后电流强度再次达到零的时间点。

因此优选地，为了确定电容还考虑断开之后的时间，在该时间中电流还没有再次下降到0A。

在此，控制装置可以被设计为，通过对电流强度的数值积分来确定输入的电荷量。

控制装置可以被设计为，将所确定的负载侧存在的电容与最大允许的电容进行比较并且输出信号，所述信号说明了所确定的电容是否大于最大允许的电容。由此确保，当负载侧连接的电容超过直流开关的预充电能力时，能够立即识别到。

附图说明

下面参照附图的图示结合实施例更详细地描述和解释本发明。附图中：

图1示出了具有供电侧部分和负载侧部分的直流电网，其中所述部分由直流开关连接，

图2示出了具有功率半导体开关的直流开关，

图3示出了说明由直流开关执行的测量周期的图表。

具体实施方式

图1示出了直流电网10。直流电网10通过直流开关20分成供电侧部分11和负载侧部分12。在本示例中，供电侧部分11包括直流电压源14，其提供示例性的650V电压。该电压在输入侧施加在直流开关20上。

负载侧部分12包括电动机16形式的负载，逆变器17连接在该电动机的上游。逆变器17又包括直流电压中间电路，直流电压中间电路具有电容器171和与电容器171并联连接的半桥，借助半桥，由所施加的直流电压产生用于电动机16的三相的运行电压。

由逆变器17和电动机16构成的负载，对于直流开关20来说通过构成直流电压中间电路的电容器171作为电容性负载出现。直流开关20和逆变器17之间的馈电线路18又具有电感。如开头所述，馈电线路18的电感典型地必须处于最小电感和最大电感之间的事先已知的范围中，例如在4μH和80μH之间，以便确保通过直流开关20的可靠的断开。电容器171的电容也不允许超过最大电容值，例如40mF，因为否则直流开关20不能可靠地执行电容器171的预充电。

图2更准确地示出了直流开关20，其是本发明的示例性的实施方式。直流开关20包括两个反串联连接的功率半导体开关21、22，例如IGBT，和功率半导体开关一起通常已经安装在模块中的续流二极管。功率半导体开关21、22串联地接入到直流电网10的电流路径中。因此，它们在直流开关20的接通状态下承载整个负载电流，并且直接引起电流流动的断开和所施加的供电电压的截止。直流开关20可以利用两个功率半导体开关21、22断开两个方向上的电流。在其他实施方案中，直流开关20也可以仅具有单个功率半导体开关，但由此断开能力被限制在一个电流方向上。

与功率半导体开关21、22并联地，直流开关20包括放电网络23。示例性的放电网络23与两个功率半导体开关21、22并联连接。放电网络包括由电容器231和压敏电阻225组成的第一串联电路。具有电阻233和第二电容器234的第二串联电路与第一串联电路并联连接。第二电阻235与第二电容器234并联连接。第一和第二串联电路的中点连接。

直流开关20具有在图2中未示出的预充电电路，该预充电电路允许在负载侧连接的电容的充电，并且在此通过串联连接的电阻限制流动的电流，以便避免短路的错误检测和随后的不期望的断开。

在输入侧，直流开关20包括用于测量输入电压、即直流电压网络10中的供电电压的测量装置28。在该示例中，供电电压为650V。在输出侧，直流开关20包括用于测量输出电压的测量装置29。在该实施例中，测量装置28、29被构造为具有Sigma-Delta转换器的分压器。在断开状态下并且在最后断开之后的足够长的时间中，该电压通常为0V，而在接通之后的足够长的时间，即在负载的持续运行中，该电压几乎相应于输入电压，其中，相对于输入电压的差异是关于两个导通的功率半导体开关21、22的电压降。直流开关20还包括用于确定流过直流开关20的当前电流的测量装置30。测量装置30例如被实施为磁阻电流传感器。

测量装置28…30与控制装置25连接，控制装置接收和处理所确定的信号。此外，控制装置25也通过在功率半导体开关21、22的相应的栅极接头上的信号来控制功率半导体开关21、22。控制装置25为此与上级控制器连接并且根据其信号接通、即导通功率半导体开关21、22和断开功率半导体开关21、22。在本文中，当两个功率半导体开关21、22断开、即不导通时，直流开关20被称为断开或关断。当两个功率半导体开关21、22接通、即导通时，直流开关20被称为接通。此外，控制装置25也被设计为，在特定的情况下自动地进行关断。例如当确定了负载侧的短路时，这可能是必要的。

通常，在实际的直流电网10中，负载的电容(即在此是电容器171的电容)的值和馈电线路18的长度和电感是未知的。如果馈电线路18的电感超过针对直流开关20已知的特定值，则放电网络23不再能充分限制在断开之后出现的过电压。因此，不再能排除功率半导体开关21、22的损坏。此外，直流开关20仅针对最大负载电容的预充电而设计，因此同样必须遵守该最大负载电容。如果电感和电容的值未知，则只能通过附加的开销来确保运行可靠性，例如通过估计或手动测量所需的值。

为了解决这个问题，控制装置25还被设计为，根据触发器、例如设备上的按键或电子传输的信号、例如来自平板电脑的信号来执行测试过程。

测试过程的前提是，直流开关20被断开并且供电电压施加在输入侧。如果是这种情况，则控制装置25在接通时间点将直流开关20接通第一时间段，并且在第一时间段结束之后在断开时间点再次断开直流开关20。在此，第一时间段选择得非常短，例如4μs。

至少在断开时间点确定流过直流开关20的电流的电流强度以及输出电压。附加地，也可以确定和记录在接通时间点和断开时间点之间的电流的曲线。同样可以附加地确定接通时间点的输出电压。

图3示出了这种测试过程的以A为单位的电流强度31、供电电压32和输出电压33的示例性曲线。在接通时间点34(在此为了简单起见设置为时间t＝0)，直流开关20接通，并且在断开时间点35再次断开。供电电压32在较长时间内保持不变，并且在所示的短的时间段内是恒定的。由于电感，电流强度不直接增加到最大值，而是增长。这种增长通常是非线性的。然而，由于电流在短的第一时间段内仅达到其最大值的一小部分，因此在该时间内的增长实际上是线性的。在断开时间点之后，电流(再次以有限的电流变化速度)下降到零。输出电压在此时间内也线性增长，其中，在断开时间点达到的值相对于输入电压较小。

由电压U、电感L、电流i和时间t之间的众所周知的关系

可以在使用在测试过程中确定的参量的情况下确定馈电线路18的存在的电感L_zuleitung。为此，将公式转换为

在此，t_Puls表示接通持续时间，即第一时间段。I_peak是在断开时间点存在的电流强度，并且U是驱动电压。在简化的变型中，供电电压32的大小可以用作驱动电压。只要在第一时间段期间得到的输出电压相对于输入电压保持为小，这种简化仅代表小的误差。在这种情况下，可以在知道输入电压、在断开时间点处的电流强度和第一时间段的长度的情况下确定电感。

通过根据以下方法确定驱动电压，可以进行更精确的确定：

在此，U_in是供电电压，U_out0是在接通时间点存在的输出电压，并且U_out1是在断开时间点存在的输出电压。

假设如图3中所示的示例性的值，供电电压为650V，第一时间段为4μs，U_out0为0V并且U_out1为3V，得到馈电线路的存在的电感：

在测量中得到的电流强度和输出电压的值取决于供电电压、电感和所选择的持续时间。在这些值的特定组合的情况下，例如在非常高的电感或非常短地选择的持续时间的情况下，测量值太小并且因此太不准确，无法可靠地确定电感。

对于这些情况，控制装置25被设计为，将测量的电流强度与阈值进行比较。如果电流强度低于阈值，则执行重新测量，其中，作为接通持续时间，即作为接通时间点与断开时间点之间的间距，使用比第一时间段长的第二时间段。例如，可以针对重新测量使用6μs的持续时间。

控制装置25尤其可以被设计为，以例如2μs的步长增加所使用的接通持续时间，直至所测量的电流强度超过阈值或直至达到最大接通持续时间。如果所达到的电流强度超过阈值，则可以使用测量结果并且确定馈电线路的电感。由于单次测量非常短，即使是大量的测量也才需要小于1ms的时间。因此，代替4μs的第一时间段，也可以使用如此短的第一时间段，例如500ns，使得在任何情况下仅实现非常低的电流强度。这确保了即使在特殊的安装情况下，测试过程也不会造成损坏，并且在随后的长时间测量中，可以达到允许确定电感的电流强度。

结果可以被进一步处理，例如方式是，将所确定的电感以电子方式传输或直接输出到显示器。替换地，也可以执行与存储在直流开关20中的、馈电线路18的最大和最小电感的值的比较。如果所确定的电感位于最小电感和最大电感之间，则可以输出对应于肯定的消息的信号，例如通过点亮绿色LED。在另一种情况下，可以输出警告信号。此外，控制装置25可以被设计为，在否定的结果的情况下，阻止直流开关20接通以进行主动运行。

如果达到最大接通持续时间，则要么有效电感过大，因此无法运行，要么输入电压过低。因此，不能确定电感或仅能太不准确地确定电感，并且可以再次输出警告信号并且可以防止直流开关20的接通。

为了实现测量的进一步改进的精度，在直流开关20的特定实施方式中，控制装置25可以被设计为，在不改变设置、尤其不改变接通持续时间的情况下重复测量。然后可以对收集和存储的结果进行平均，以减少测量结果中的波动的影响。

通常，测量装置被设计为，根据直流开关20的额定值确定输入电压和输出电压和电流强度，并且因此在测试过程的范围内实现的相对小的值的情况下提供不准确的结果。

因此，在此处描述的实施例中，控制装置25还被设计为，在馈电线路18的电感至少与最小电感一样大的情况下，执行第二测试过程。因为馈电线路18的电感足够大，所以为了避免过大的电流，不必再如此强烈地考虑尽可能短的接通持续时间。因此，在第二测试过程中，可以重视实现最小电流强度，以便可以实现更准确地确定电感。

因此，在第二测试过程中，与第一测试过程相反，不预设接通持续时间，而是预设电流强度。预设的电流强度可以这样选择，使得测量不精确性仅起次要作用。借助测试之前的输入电压和输出电压可以计算电流强度，该电流强度是在第三时间段中在馈电线路的最大电感的情况下预期的。该值作为参考值存储在比较单元、例如比较器中。这也具有如下优点：在某些情况下可以比电流测量本身更精确地设定参考值。直流开关20最多在第三时间段内接通。如果电流在第三时间段结束之前已经达到所计算的值，则立即断开直流开关20并且存储经过的接通持续时间。如果未达到电流强度的计算值，则使用所达到的电流值作为结果。

在这两种情况下，都可以应用已经引入的公式(2)。如果电流在第三时间段结束之前已经达到所计算的值，则使用经过的接通持续时间作为时间t的值。否则，使用所确定的最大电流值。

在直流开关20的其他可能的实施方案中，控制装置25被设计为，在不事先执行第一测试过程的情况下执行第二测试过程。

此外，控制装置25被设计为，执行对所连接的电容的检查和与所存储的最大允许的预充电电容的比较。最大允许的预充电电容至少在使用预充电电阻时同样受到限制。最大允许的预充电电容的值为此存储在控制装置25中。

为此，使用以下关系：

和

其中Q是电荷量，并且C是电容。假设供电电压明显大于在接通持续时间期间得到的输出电压，电流强度的曲线(如在图3中示出的那样)可以分成具有近似线性走向的两个区域，以便简化积分的计算。在此，第一区域是接通持续时间本身，即例如第一时间段。第二区域从断开时间点延伸至电流强度再次达到0的时间点。然后可以利用上述公式以如下方式计算注入的电荷量：

第一区域：

第二区域：

由此产生的总电荷量是两个部分的总和，即20μAs。作为借助两个近似的线性区域的计算的替换方案，在微控制器中的执行中也可以使用数值积分方法，以便确定引入的电荷量。因此，没有必要将其划分为两个区域。

现在可以借助公式(5)根据电荷量确定负载电容：

通过将所确定的所连接的电容的值与最大允许的预充电电容进行比较，控制装置25确定是否完全允许接通预充电。对于肯定的和否定的情况，控制装置25又可以被设计为，以电子方式输出信号或直接可见地显示信号。此外，控制装置25又可以被设计为，当超过最大允许的预充电电容时防止接通。

因此，所描述的直流开关20无损地确保，安装的馈电线路电感大于最小允许的馈电线路电感并且小于最大允许的馈电线路电感。此外，其还确保了，安装的负载电容小于最大允许的预充电电容。为此，有利地不需要复杂的手动测量或检查。

除了对安装时间的纯粹反馈之外，如果由此会产生不安全的运行状态，则直流开关20也可以在正在进行的运行中防止接通。为此有利地也可能的是，所描述的测试过程和在负载侧连接的值的确定不仅在启动时进行，而且也在持续的运行中进行。

为此，控制装置25可以被设计为，在例如由上级控制器要求的每个接通过程之前，执行对所连接的电感和/或电容的确定。在此有利的是，该确定即使在执行具有不同时间段的多个测试过程的情况下也仅需要非常少的时间、尤其小于1ms并且因此也可以在正在进行的运行中在接通之前执行。如果不遵守关于直流开关20已知的允许值范围，则不发生接通过程并且直流开关20输出错误消息。

附图标记列表

10 直流电压网络

11 供电侧部分

12 负载侧部分

14 电压源

16 电动机

17 逆变器

18 馈电线路

20 直流开关

21，22 功率半导体开关

23 放电网络

231，234 电容器

225 压敏电阻

233，235 电阻

28，29，30 测量装置

25 控制装置

31 电流强度

32 供电电压

33 输出电压

34 接通时间点

35 断开时间点。

Claims

1.一种用于断开直流线路(18)的直流开关(20)，包括：

-至少一个功率半导体开关(21，22)，所述功率半导体开关(21，22)布置在所述直流线路(18)的电流路径中，

-用于测量输入电压和输出电压(32，33)的装置(28，29)，

-用于测量流过所述直流线路(18)的电流(31)的装置(30)，

-用于所述功率半导体开关(21，22)的控制装置(25)，

其特征在于，所述控制装置(25)被设计为，

-在第一时间段内接通所述直流开关(20)，

-确定所施加的输入电压(32)，

-确定在所述第一时间段结束时存在的输出电压(33)，

-确定在所述第一时间段结束时存在的电流强度(31)，

-从所确定的值中确定存在的电感和/或电容。

2.根据权利要求1所述的直流开关(20)，其中，所述控制装置(25)被设计为，使用在接通之前确定的持续时间作为第一时间段。

3.根据权利要求1所述的直流开关(20)，其中，所述控制装置(25)被设计为，当所述电流强度(31)达到电流阈值时，缩短所述第一时间段并且断开所述直流开关(20)。

4.根据上述权利要求中任一项所述的直流开关(20)，其中，所述控制装置(25)被设计为，根据以下公式来计算所存在的电感：

其中，L_zuleitung是电感，U是由输入电压和/或输出电压确定的驱动电压，t_puls是第一时间段，并且I_peak是在第一时间段结束时存在的电流强度。

5.根据上述权利要求中任一项所述的直流开关(20)，其中，所述控制装置(25)被设计为，确定是否存在供电电压(32)。

6.根据上述权利要求中任一项所述的直流开关(20)，其中，所述控制装置(25)被设计为，确定在所述第一时间段开始时存在的输出电压(33)。

7.根据上述权利要求中任一项所述的直流开关(20)，其中，所述控制装置(25)被设计为，在每次接通过程之前执行对所存在的电感和/或电容的确定。

8.根据上述权利要求中任一项所述的直流开关(20)，其中，所述控制装置(25)被设计为，将所确定的电流强度(31)与阈值进行比较，并且在基于所述比较的结果的情况下重新确定所存在的电感，其中代替所述第一时间段，使用比所述第一时间段长的第二时间段。

9.根据上述权利要求中任一项所述的直流开关(20)，其中，所述控制装置(25)被设计为，将所确定的存在的电感与最大允许的电感和最小允许的电感进行比较，并且输出信号，所述信号说明了所确定的电感是否位于允许的电感之间。

10.根据上述权利要求中任一项所述的直流开关(20)，其中，所述控制装置(25)被设计为，多次执行对所存在的电感的确定并且确定平均电感。

11.根据上述权利要求中任一项所述的直流开关(20)，其中，所述控制装置(25)被设计为，确定在切换到断开状态之后电流强度(31)下降到零的持续时间，并且在确定负载侧存在的电容时考虑所述持续时间。

12.根据上述权利要求中任一项所述的直流开关(20)，其中，所述控制装置(25)被设计为，根据以下公式来计算负载侧存在的电容：

其中C_load是电容，Q_load1是连接状态下负载侧输入的电荷量，Q_load2是切换到断开状态之后负载侧输入的电荷量，并且ΔU_out是由输入的电荷量引起的输出电压的变化。

13.根据权利要求12所述的直流开关(20)，其中，所述控制装置(25)被设计为，根据以下公式计算输入的电荷量

其中t₀是接通时间点(34)，t_off是断开时间点(35)，并且t₁是在断开之后电流强度再次达到零的时间点。

14.根据权利要求12所述的直流开关(20)，其中，所述控制装置(25)被设计为，通过对所述电流强度(31)进行数值积分来确定所述输入的电荷量。

15.根据上述权利要求中任一项所述的直流开关(20)，其中，所述控制装置(25)被设计为，将所确定的负载侧存在的电容与最大允许的电容进行比较并且输出信号，所述信号说明了所确定的电容是否大于所述最大允许的电容。