CN1615582A - 用于可靠地开关电流回路的开关装置 - Google Patents

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Abstract

用于可靠地开关电流回路的电路装置,包括两个纵向支路(12),其中在所述纵向支路之一内布置有相互并联的两个开关器件(11,12),其开关输入(20)与该纵向支路的输入点(4,5)相连,其开关输出(21)与变压器(10)的各一个绕组(8,9)的输入侧相连。

Description

用于可靠地开关电流回路的开关装置
为了中断和闭合电流回路,不但采用机械触点、例如在有轨车辆的电刷中的滑动触点或在电机中的换流器、熔断器,而且还采用诸如晶体管、晶闸管和半导体继电器等半导体开关。
在中断电流回路时,由于在整个电流回路中所存储的电感能量快速降低,所有这些开关器件将会经受一个高的自感应电压。
这种自感应电压会加热和毁坏半导体开关器件和保护电路,在接触表面上引起材料徙动和焊化,并且可能因为在接触表面之间形成电弧而阻止电流回路的断开。
在闭合电流回路时,存在于电流回路中的电容被快速充电,这会暂时地导致高的接通电流。
这种接通电流在尚未完全闭合的接触面上引起材料徙动,并可能因局部的热过载而毁坏半导体开关。
在开关器件从导通状态过渡到截止状态和从截止状态过渡到导通状态时,在开关器件上因为同时存在电流和电压而会产生损耗功率,这被称为遮断功率。
这种遮断功率在频繁的开关过程中将导致开关器件和相邻器件的升温,并由此损害整个设备和系统的可靠工作。
为了防止开关器件受到自感应电压的不利影响,采用了RC电路来,但该RC电路在高的开关频率情况下会急剧升温。
被称为空转二极管的二极管电路只有在动作时间之后才保护开关二极管免受自感应电压的影响,但在交流电压中是不适用的,并在每次开关过程中会引起损耗功率,这便限制了诸如电压转换器或开关网络部件等经常开关的开关装置的效率,并导致其升温和使其受到损害。
另外还已知一些用于防止开关受到特别高自感应电压的压敏电阻电路。但这种压敏电阻自身升温快,并因此不适合于在高的开关频率和高的电压下准确地把过压限制到低值上以便保护半导体元件。
另外还已知,通过给负载或开关器件并联一个电容器,可以有效地在中断电流回路的过程中限制开关器件的自感应电压和升温。但该电路具有以下缺点,即在闭合开关器件时该电容器必须被短路或跳跃式充电,这会使开关器件引起高的接通电流、高的开关损耗和剧烈的焊化,因此,电容器的电容被限制于很小的值,从而大大地限制了其效率。
基于此,本发明的任务在于给出一种能可靠地开关电流回路的开关装置。
该任务根据本发明由具有权利要求1的特征的电路装置来解决。
本发明的电路装置通过一个电容器阻止了出现高的自感应电压,该电容器暂时地吸收了来自于需被断开的用电器电流回路的电流,并通过其放电过程阻止了变压器绕组上的、以及与之串联的断开的开关器件上的电压快速上升。
在此,通过避免电压尖峰、损耗功率和升温,实现了本发明可靠的电流开关器件的关断过程。
通过在本发明的关断过程中避免损耗功率,也阻止了在机电开关器件和熔断保险器中产生电弧,并由此实现了本发明的可靠关断。
如果在用电器电流回路中存在大量的能量,则本发明的开关装置可以被设计使得在与电压源断开之后短路掉用电器,并将能量保持在用电器电流回路中。
在闭合电流回路时,用电器从本发明的电路装置经被作用为电感的变压器绕组与电压源相连,这便在用电器电流回路中导致了可控的缓慢的电流上升和可控的缓慢的电容充电。在通过电感接通用电器电流时,可控的缓慢电流上升和开关器件中的小损耗功率便实现了本发明的开关器件的可靠闭合过程。
变压器绕组上的电压被变换到第二绕组上,该电压随后在用电器电流回路中的电容被充电到电压源的电压时将第二开关器件置为无电压的状态,在该状态下第二开关器件便可以根据本发明被可靠地在低损耗功率下闭合。
因为本发明的开关装置在很大的程度上是通过避免损耗功率来实现可靠的开关过程的,所以在诸如直流电压变换器、开关电源部分、电机控制器等经常开关的设备中,本发明能够对小型化和节省成本起到重要作用,因为它允许非常高的开关频率。
通过在开关过程中降低损耗功率,也对环境保护作出了重要贡献。
由于在本发明的电路装置中只采用了一个变压器和一个用来限制有害的电压和有害的快速电流上升的通常非常小的电容器,所以该电路装置能被用于直流电压和正弦或方波交流电压。
在附图中示出了本发明的实施例,下面来详细讲述它们。
图1示出了本发明电路装置的第一实施例,
图2示出了在用电器中的交流电流方向的例子,
图3示出了具有晶体管和控制装置33的例子,
图4示出了在两个电压源上运行本发明电路装置的例子,
图5示出了在一个交流电压源上运行本发明电路装置的例子,该电压源由具有中间抽头的变压器绕组构成,
图6示出了本发明电路装置的应用实例。
本发明的电路装置具有两个位于通向用电器3的引线中的纵向支路1和2、两个用于连接电压源的接线点4和5、以及两个用于连接用电器3的接线点6和7。
纵向支路1被划分为两个另外的纵向支路,其分别包含有变压器10的绕组8、9和开关器件11或12。
在变压器10之后,两个绕组8和9相互连接,并连接到接线点6上。
在纵向支路1和2之间有一个电容器13并联在用电器上。电容器13在开关缓慢的电路装置和高用电器电流的情况下被选择得非常大,并且在快速开关的电路装置情况下被选择得小,使得位于1和2之间的线路电容足以达到理想的保护效果。
因此,来自于纵向支路1的用电器电流14被划分为子电流15和16,使得其磁场17和18在变压器10的磁芯中彼此相反地作用,并相互补偿。
若在绕组8和9内的两个子电流15和16大小相同,在用电器电流14在变压器磁芯中不会存储能量。
若子电流15通过开关器件11中断,则其补偿磁场17消失,由此剩下的导通有电流的绕组9被作用为电感,并暂时地中断剩下的子电流16,因为变压器磁芯尚未被磁化。用电器电流14因此直接在于电流15中断之后完全从电容器13中引出,使得剩下的第二开关器件12能够按照本发明在几乎无电流和无电压的状态下以及在低损耗功率的情况下被可靠地断开。
电容器13在开关器件11断开之后通过用电器电流14放电,由此电容器电压下降,而且在变压器绕组9上产生一个被变换到变压器绕组8的电压。变压器绕组8上的电压与电容器13上的电压一起作用,使得开关器件11按照本发明在几乎无电压的状态下和在损耗功率极低的情况下被可靠地断开。
在最简单的情形下,开关器件11和12由一个开关触点、一个熔断保险器或一个晶体管组成,其在中断电流回路时同时地、或以小延迟时间过渡到非导通状态。开关器件11和12也可以构成为转换触点、推挽级或CMOS晶体管级,其在纵向支路1与电压源4的接线点断开之后向纵向支路2建立连接,以便导出用电器电流14和在用电器电流回路中保持在用电器3中所存储的能量。
为了导出存储在电流回路中的能量,开关器件11和12也设有二极管,其在与电压源断开之后把用电器电流导出到纵向支路2。
另一种可能性在于,通过电压测量装置来测量开关器件上的电压,并随后在所测的电压变为0时利用可控开关器件向纵向支路2建立连接,由此按照本发明在无电压的状态下达到可靠的、无损耗的闭合过程。
用电器通过以下方式又可以与电压源相连接,即:只有开关器件11和12中的一个或其两者来中断通向纵向支路2的连接,并且随后只有一个开关器件把相应的变压器绕组与纵向支路1连接起来,使得电容器13通过变压器10的绕组电感被充电。在此,绕组电感根据本发明阻止了充电电流的快速上升,并由此按本发明实现了开关器件在几乎无电流的状态下被可靠地、无损耗地闭合。如果电容器13被完全充电,则第二开关器件同样可以按照本发明可靠地在几乎无电压的状态下无损耗地向电压源建立连接,由此使变压器绕组内的子电流15和16相互补偿。
本发明电路的另一种实施方案在于,用电器3通过一个串联电容器19与纵向支路1或2相连接。这在用电器内导致了交变的电流方向,该电流方向允许电容器13在接通时通过用电器电流被充电到电压源的电压。两个开关器件11和12于是可以在无电流和无电压状态下向电压源建立连接,而不会把能量馈入到变压器10内。
本发明的电路同样可以被应用于交变极性的电压源,以便对电流进行整流和调节电压源的功耗。在此,变压器10在正半周期开始时通过开关器件11和12经纵向支路1与电压源相连接,并且在通过合适的调节装置所确定的时间间隔之后的正半周期内再次与电压源的零线、也即纵向支路2相连接,以便为用电器产生正的整流电流。变压器10在负半周期开始时通过开关器件11和12经纵向支路1与电压源相连接,并在通过合适的调节装置所确定的时间间隔之后的负半周期内再次与电压源的零线、也即纵向支路2相连接,以便为用电器产生负的整流电流。
本发明的电路另外也可以应用于具有零线的交变极性的电压源,例如具有中间抽头的变压器二次绕组,以便对电流进行整流和对电压源的功耗进行调节。在此,变压器10在正半周期开始时通过开关器件11和12与所述电压源的此时为正的接线端相连接,而在正半周期期间,在一个由合适的调节装置所确定的开关时间点经开关器件11和12与所述电压源的、此时为负的电压源接线端相连接。这种连接一直持续到该半周期结束,并穿越电压源的极性反转直到进入下一个半周期。利用这种方式,当开关时间点处于半周期的第二半时通过确定开关时间点给用电器输入一个正的电流,当开关时间点处于半周期的第一半时给其输入一个负的电流,以及当开关时间点处于半周期的中心时不向其输入电流。
图6示出了怎样把本申请中所讲述的电路用作有效电阻的可能性。它可以因此非常简单地被用作为欧姆电阻的替代物以便进行限流。在此,该电路完全被包封,并象简单的电阻一样只设有两个接线端。也即其中一个支路是未被连接的。
该电路可以获得欧姆特性和被实施为电压源或电流源,或者利用一个附加的控制输入作为电位计或功率计工作,其中分别产生极为小的损耗功率。
图6b所示的电路所具有的损耗功率仅约为0.05*U*I,也即约为在图6a的欧姆电阻上所产生的损耗功率的5%。该电阻值取决于电感L10和电容C13的值。
本发明的其它改进方案由从属权利要求给出。在此,没有用文字给出实施例的那些特征组合也应被视为要得到保护的。

Claims (49)

1.用于在通向用电器(3)的引线中可靠地开关电流回路的电路装置,包括用于把第一输入点(4,5)与第一输出点(6,7)电连接的第一纵向支路(1,2)、用于把第二输入点(4,5)与第二输出点(6,7)电连接的第二纵向支路(1,2),其特征在于:
在至少一个所述的纵向支路(1,2)中相互并联地设有至少两个开关器件(11,12),其开关输入(20)与所述纵向支路(4,5)的输入点相连接,其开关输出(21)与变压器(10)的各一个绕组(8,9)的输入侧相连接,而且所述绕组的输出侧相互连接并与所述纵向支路(6,7)的输出点相连接,所述变压器的绕组被实施使得用电器电流(14)的两个子电流(15,16)的磁场强度(17,18)在变压器(10)内彼此相反地进行作用,并且有一个电容(13)在所述纵向支路(1,2)的输出点(6,7)之间起作用。
2.如权利要求1所述的电路装置,其特征在于:在至少一个所述的纵向支路(1,2)中设有一个与所述用电器串联的电容器(19)。
3.如权利要求1或2所述的电路装置,其特征在于:至少一个所述的开关器件(11,12)具有一个控制输入(2 3),在操作该控制输入时中断位于所述开关输入(20)和所述开关输出(21)之间的连接。
4.如权利要求1或2所述的电路装置,其特征在于:至少一个所述的开关器件(11,12)具有一个位于所述开关输入(20)和所述开关输出(21)之间的保险器。
5.如权利要求3所述的电路装置,其特征在于:至少一个所述的开关器件(11,12)具有另一个输入(22),该另一个输入与所述纵向支路(1,2)导通地连接并包含至少一个位于所述输入(22)和所述开关输出(21)之间的非线性元件(24)。
6.如权利要求5所述的电路装置,其特征在于:当所述开关输出(21)上的电压极性变得与所述开关输入(20)上的极性相反时,所述的非线性元件(24)导通。
7.如权利要求5所述的电路装置,其特征在于:当所述开关输出(21)上的电压值大于所述开关输入(20)上的电压值时,所述的非线性元件(24)导通。
8.如权利要求3所述的电路装置,其特征在于:所述开关器件(11,12)的所述控制输入(23)通过合适的装置被几乎同时地操作。
9.如权利要求8所述的电路装置,其特征在于:所述开关器件(11,12)的所述控制输入(23)彼此相连接并通过至少一个合适的装置被几乎同时地操作。
10.如权利要求1或2所述的电路装置,其特征在于:至少一个所述的开关器件(11,12)具有一个控制输入(23),在操作该控制输入时中断位于所述开关输入(20)和所述开关输出(21)之间的连接,并且向与所述纵向支路(1,2)导通地连接的另一个开关输入(22)建立连接。
11.如权利要求10所述的电路装置,其特征在于:所述开关器件(11,12)的控制输入(23)彼此相连接,并且由至少一个合适的装置几乎同时地进行操作。
12.如权利要求1或2所述的电路装置,其特征在于:至少一个所述的开关器件(11,12)包含有一个具有控制输入(26,30)的可控元件(25,29),利用其可以建立和中断位于所述开关器件的开关输入(20)和开关输出(21)之间的连接。
13.如权利要求1或2所述的电路装置,其特征在于:至少一个所述的开关器件(11,12)包含有一个具有控制输入(28,32)的可控元件(27,31),利用其可以建立和中断位于所述开关器件的开关输入(22)和开关输出(21)之间的连接。
14.如权利要求1或2所述的电路装置,其特征在于:至少一个所述的开关器件(11,12)包含有两个各具有一个控制输入(26,28)或(30,32)的可控元件(25,27)或(29,31),利用其可以建立和中断位于所述开关输入(20)和开关输出(21)之间以及位于所述开关输入(22)和开关输出(21)之间的连接。
15.如权利要求12、13或14所述的电路装置,其特征在于:所述的可控元件由至少一个继电器触点构成。
16.如权利要求12、13或14所述的电路装置,其特征在于:所述的可控元件由至少一个晶体管构成。
17.如权利要求12、13或14所述的电路装置,其特征在于:所述的可控元件由至少一个晶闸管构成。
18.如权利要求14所述的电路装置,其特征在于:所述元件(25,27,29,31)的控制输入(26,28,30,32)被输入到一个控制装置(33)中,该控制装置可以采取至少两个状态、即状态1和状态2,并具有至少一个控制输入(36)。
19.如权利要求18所述的电路装置,其特征在于:所述控制装置(33)在状态1控制所述的元件(25,29)使其将开关输入(20)与所述开关器件(11,12)的开关输出(21)导通地相连接,以及控制所述的元件(27,31)使其中断位于所述开关器件(11,12)的开关输入(20)与开关输出(21)之间的连接。
20.如权利要求18所述的电路装置,其特征在于:所述控制装置(33)在状态2控制所述的元件(25,29)使其中断位于所述开关器件(11,12)的开关输入(20)与开关输出(21)之间的连接,以及控制所述的元件(27,31)使其在所述开关器件(11,12)的开关输入(22)与开关输出(21)之间建立导通连接。
21.如权利要求18-20所述的电路装置,其特征在于:所述控制装置(33)通过控制输入(36)从状态1被切换到状态2,而且所述控制装置(33)在该状态过渡时几乎同时地控制所述的元件(25,29)使得中断位于所述开关输入(20)和所述开关输出(21)之间的连接,接着控制所述的元件之一(27)或(31)使得在其开关输入(22)和开关输出(21)之间建立连接,并且随后通过其控制输入(28)或(32)控制第二个元件(27)或(31),使得在其开关输入(22)和开关输出(21)之间的电压近似变为零时在其开关输入(22)和开关输出(21)之间建立导通连接。
22.如权利要求18-20所述的电路装置,其特征在于:所述控制装置(33)通过控制输入(36)从状态2被切换到状态1,而且所述控制装置(33)在该状态过渡时几乎同时地控制所述的元件(27,31)使得中断位于所述开关输入(22)和所述开关输出(21)之间的连接,接着控制所述的元件之一(25)或(29)使得在其开关输入(20)和开关输出(21)之间建立连接,并且随后通过其控制输入(26)或(30)控制第二个元件(25)或(29),使得在其开关输入(20)和开关输出(21)之间的电压近似变为零时在其开关输入(20)和开关输出(21)之间建立导通连接。
23.如权利要求18-20所述的电路装置,其特征在于:所述控制装置(33)通过控制输入(36)从状态1被切换到状态2,而且所述控制装置(33)在该状态过渡时几乎同时地控制所述的元件(25,29)使得中断位于所述开关输入(20)和所述开关输出(21)之间的连接,接着控制所述的元件之一(27)或(31)使得当其开关输入(22)和开关输出(21)之间的电压近似变为0时在其开关输入(22)和开关输出(21)之间建立连接,并且随后通过其控制输入(28)或(32)控制第二个元件(27)或(31),使得当其开关输入(22)和开关输出(21)之间的电压近似变为0时在其开关输入(22)和开关输出(21)之间的电压近似变为零时在其开关输入(22)和开关输出(21)之间建立导通连接。
24.如权利要求18-20所述的电路装置,其特征在于:所述控制装置(33)通过控制输入(36)从状态2被切换到状态1,而且所述控制装置(33)在该状态过渡时几乎同时地控制所述的元件(27,31)使得中断位于所述开关输入(22)和所述开关输出(21)之间的连接,接着控制所述的元件之一(25)或(29)使得当开关输入(20)和开关输出(21)之间的电压近似变为0时在其开关输入(20)和开关输出(21)之间建立连接,并且随后通过其控制输入(26)或(30)控制第二个元件(25)或(29),使得当其开关输入(20)和开关输出(21)之间的电压近似变为0时在其开关输入(20)和开关输出(21)之间的电压近似变为零时在其开关输入(20)和开关输出(21)之间建立导通连接。
25.如权利要求18-20所述的电路装置,其特征在于:在所述的输入点(4,5)上连接了一个具有交变极性的电压源,例如电网电压、变压器的二次绕组、开关电源部分变压器的二次绕组。
26.如权利要求25所述的电路装置,其特征在于:所述的控制装置(33)具有与所述纵向支路(1)相连的另一个控制输入(34)。
27.如权利要求25所述的电路装置,其特征在于:所述的控制装置(33)具有与所述纵向支路(2)相连的另一个控制输入(35)。
28.如权利要求21-27所述的电路装置,其特征在于:当输入点(4)和输入点(5)之间的电压为正时,在开关装置(33)内通过控制输入(34)或(35)触发从状态2过渡到状态1,并且通过控制输入(36)触发从状态1过渡到状态2。
29.如权利要求21-27所述的电路装置,其特征在于:当输入点(4)和输入点(5)之间的电压为负时,在开关装置(33)内通过控制输入(34)或(35)触发从状态2过渡到状态1,并且通过控制输入(36)触发从状态1过渡到状态2。
30.如权利要求25-27所述的电路装置,其特征在于:在输入点(5)和另一个输入点(40)上连接了一个具有交变极性的第二电压源,例如电网电压、变压器的二次绕组或开关电源部分变压器的二次绕组,使得所述输入点(40)具有与输入点(4)相反的极性。
31.如权利要求30所述的电路装置,其特征在于:所述的开关器件(11,12)分别具有经另一个纵向支路(42)与输入点(40)相连的另一个开关输入(41),以及分别具有带控制输入(45,46)的至少另一个可控元件(43,44),所述另一个可控元件被控制使得由它在开关输入(41)和开关输出(21)之间建立导通连接。
32.如权利要求31所述的电路装置,其特征在于:所述控制装置(33)经另一个控制输出(47)与元件(43)的控制输入(45)相连接,经另一个控制输出(48)与元件(44)的控制输入(46)相连接,以及经另一个输入(49)与纵向支路(42)相连接。
33.如权利要求32所述的电路装置,其特征在于:所述控制装置(33)在输入电压(4,5)上升期间控制所述的元件(25,27,29,31),使得开关输入(20)与开关输出(21)导通地相连并中断位于开关输入(22)和开关输出(21)之间的导通连接,并且在输入电压(40,5)上升期间控制所述的元件(27,31,43,44),使得开关输入(41)与开关输出(21)导通地相连并中断位于开关输入(22)和开关输出(21)之间的导通连接,以及通过控制装置(33)的控制输入(36)上的合适信号控制所述的元件(25,29,43,44)使得中断位于开关输入(20,41)和开关输出(21)之间的导通连接,并且控制所述的元件(27,31)使得在开关输入(22)和开关输出(21)之间形成导通连接。
34.如权利要求32所述的电路装置,其特征在于:所述控制装置(33)在输入电压(4,5)下降期间控制所述的元件(25,27,29,31),使得开关输入(20)与开关输出(21)导通地相连并中断位于开关输入(22)和开关输出(21)之间的导通连接,并且在输入电压(40,5)下降期间控制所述的元件(27,31,43,44),使得开关输入(41)与开关输出(21)导通地相连并中断位于开关输入(22)和开关输出(21)之间的导通连接,以及通过控制装置(33)的控制输入(36)上的合适信号控制所述的元件(25,29,43,44)使得中断位于开关输入(20,41)和开关输出(21)之间的导通连接,并且控制所述的元件(27,31)使得在开关输入(22)和开关输出(21)之间形成导通连接。
35.如权利要求32所述的电路装置,其特征在于:所述控制装置(33)在输入电压(4,5)上升期间控制所述的元件(25,27,29,31),使得开关输入(20)与开关输出(21)在其上所测的电压近似为零时导通地相连并中断位于开关输入(22)和开关输出(21)之间的导通连接,并且在输入电压(40,5)上升期间控制所述的元件(27,31,43,44),使得开关输入(41)与开关输出(21)在其上所测的电压近似为零时导通地相连并中断位于开关输入(22)和开关输出(21)之间的导通连接,以及通过控制装置(33)的控制输入(36)上的合适信号控制所述的元件(25,29,43,44)使得中断位于开关输入(20,41)和开关输出(21)之间的导通连接,并且控制所述的元件(27,31)使得在开关输入(22)和开关输出(21)之间在其上所测的电压近似为零时形成导通连接。
36.如权利要求32所述的电路装置,其特征在于:所述控制装置(33)在输入电压(4,5)下降期间控制所述的元件(25,27,29,31),使得开关输入(20)与开关输出(21)在其上所测的电压近似为零时导通地相连并中断位于开关输入(22)和开关输出(21)之间的导通连接,并且在输入电压(40,5)下降期间控制所述的元件(27,31,43,44),使得开关输入(41)与开关输出(21)在其上所测的电压近似为零时导通地相连并中断位于开关输入(22)和开关输出(21)之间的导通连接,以及通过控制装置(33)的控制输入(36)上的合适信号控制所述的元件(25,29,43,44)使得中断位于开关输入(20,41)和开关输出(21)之间的导通连接,并且控制所述的元件(27,31)使得在开关输入(22)和开关输出(21)之间在其上所测的电压近似为零时形成导通连接。
37.如权利要求18-20所述的电路装置,其特征在于:在输入点(4)和另一个输入点(50)之间连接一个具有交变极性的电压源,例如变压器的二次绕组,其具有用于分压的附加分接头、例如变压器二次绕组的中心抽头,而且该附加分接头与本发明的电路装置的输入点(5)相连接。
38.如权利要求25、26和37所述的电路装置,其特征在于:所述的输入点(50)通过另一个纵向支路(51)与开关器件(11,12)的开关输入(22)以及控制装置(33)的输入(35)相连接。
39.如权利要求38所述的电路装置,其特征在于:所述控制装置(33)通过其控制输入(36)上的合适信号在输入点(4,50)的输入电压的第一半周期内被切换到状态1,以及在该输入电压的第二半周期内被切换到状态2,以及在输入电压的零穿越期间分别保持现有的状态1或2。
40.如权利要求19和20所述的电路装置,其特征在于:所述的控制装置(33)在从状态2过渡到状态1时控制所述的元件(25,29)使得其在开关输入(20)和开关输出(21)之间的电压近似为0时在开关输入(20)和开关输出(21)之间建立导通连接。
41.如权利要求19和20所述的电路装置,其特征在于:所述的控制装置(33)在从状态1过渡到状态2时控制所述的元件(27,31)使得其在开关输入(22)和开关输出(21)之间的电压近似为0时在开关输入(22)和开关输出(21)之间建立导通连接。
42.如权利要求18、32和38所述的电路装置,其特征在于:所述的控制装置(33)被实施为集成电路。
43.如权利要求18、32和38所述的电路装置,其特征在于:所述的控制装置(33)被实施为电子组件。
44.如权利要求18、32和38所述的电路装置,其特征在于:所述的控制装置(33)被实施为浇铸的模块。
45.如权利要求18、31、32和38所述的电路装置,其特征在于:所述的控制装置(33)与所述的可控元件(25,27,29,31,43,44)一起被实施为集成电路。
46.如权利要求18、31、32和38所述的电路装置,其特征在于:所述的控制装置(33)与所述的可控元件(25,27,29,31,43,44)一起被实施为电子组件、混合电路、厚层电路或薄层电路。
47.如权利要求18、31、32和38所述的电路装置,其特征在于:所述的控制装置(33)与所述的可控元件(25,27,29,31,43,44)一起被实施为浇铸的或通过外壳包封的模块。
48.如权利要求1所述的电路装置,其特征在于:所述变压器(10)的两个绕组(8,9)被实施为两个并行的线路或印刷电路线路,其与开关器件(11,12)和本发明电路装置的输出点(6)相连接,使得用电器电流(14)的子电流(15,16)以相反的方向流经它们。
49.如权利要求1所述的电路装置,其特征在于:所述的电容(13)由两个并行的线路或印刷电路线路构成。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104868770A (zh) * 2014-02-26 2015-08-26 全汉企业股份有限公司 开关装置的控制电路
CN107735950A (zh) * 2015-06-16 2018-02-23 三菱电机株式会社 包括多晶片功率模块的系统和用于控制多晶片功率模块的操作的方法

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7760525B2 (en) * 2003-08-21 2010-07-20 Marvell World Trade Ltd. Voltage regulator
EP1592032A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-02 Alcatel Mechanical switching circuit
DE102011079545A1 (de) * 2011-07-21 2013-01-24 Siemens Aktiengesellschaft Schaltungsanordnung mit einem Halbleiterschalter und einer zugehörigen Ansteuerschaltung
WO2014028008A1 (en) * 2012-08-15 2014-02-20 Paolo Menegoli Voltage spikes control for power converters
JP6637065B2 (ja) * 2015-03-13 2020-01-29 トランスフォーム インコーポレーテッド 高電力回路のためのスイッチングデバイスの並列化
RU2648678C1 (ru) * 2016-12-13 2018-03-28 Михаил Сергеевич Беллавин Переключающее устройство
TWI659599B (zh) * 2017-03-15 2019-05-11 德商伍爾特電子eiSos有限公司 功率開關裝置及其操作方法
RU2706792C1 (ru) * 2019-07-09 2019-11-21 Михаил Сергеевич Беллавин Переключающее устройство
CN111416531B (zh) * 2020-03-26 2023-08-04 陈林 一种整流装置

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL169519C (nl) * 1969-12-10 1982-07-16 Sani Murits N V Inrichting voor het bereiden van toenemende verdunningen van een vloeistof en/of emulsie met een andere vloeistof en/of emulsie, met een doseerpomp.
US3699358A (en) 1971-06-14 1972-10-17 Pioneer Magnetics Inc Current sharing parallel transistor circuit
DE2423259B1 (de) * 1974-05-14 1975-04-17 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Schaltungsanordnung mit mindestens zwei parallel geschalteten Transistoren
GB1553814A (en) * 1975-06-04 1979-10-10 Lucas Industries Ltd Power switching circuit
DE3513675A1 (de) * 1985-04-16 1986-10-16 Siemens Ag Schutzdrossel fuer ein stromrichterventil
DE4316816A1 (de) 1993-05-19 1994-11-24 Licentia Gmbh Schaltungsanordnung
DE69509428T2 (de) 1994-03-24 1999-09-30 Fuji Electric Co Ltd Struktur einer Parallelschaltverbindung für flache Halbleiterschalter
DE19804623B4 (de) 1997-07-02 2008-06-19 Siemens Ag Gleichrichterschaltung
US5932995A (en) * 1998-03-03 1999-08-03 Magnetek, Inc. Dual buck converter with coupled inductors
US6038142A (en) * 1998-06-10 2000-03-14 Lucent Technologies, Inc. Full-bridge isolated Current Fed converter with active clamp
US6084790A (en) * 1999-01-07 2000-07-04 Astec International Limited Circuit to ensure equal current sharing and switching losses between parallel power devices
AU2001250144A1 (en) * 2000-04-12 2001-10-30 Wolfgang Croce Circuit for reducing switching losses in electronic valves

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104868770A (zh) * 2014-02-26 2015-08-26 全汉企业股份有限公司 开关装置的控制电路
TWI556567B (zh) * 2014-02-26 2016-11-01 全漢企業股份有限公司 開關裝置的控制電路
CN104868770B (zh) * 2014-02-26 2017-07-14 全汉企业股份有限公司 开关装置的控制电路
CN107735950A (zh) * 2015-06-16 2018-02-23 三菱电机株式会社 包括多晶片功率模块的系统和用于控制多晶片功率模块的操作的方法
CN107735950B (zh) * 2015-06-16 2021-02-19 三菱电机株式会社 包括多晶片功率模块的系统和用于控制多晶片功率模块的操作的方法

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