KR101388747B1

KR101388747B1 - 스위칭 모듈을 포함하는 시스템

Info

Publication number: KR101388747B1
Application number: KR1020070121507A
Authority: KR
Inventors: 조슈아 아이삭 라이트; 카나카사바파시 수브라마니안; 윌리엄 제임스 프리멜라니; 존 노턴 파크; 쿠나 벤카트 사티야 라마 키쇼어
Original assignee: 제너럴 일렉트릭 캄파니
Priority date: 2006-11-28
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2014-04-25
Also published as: CN101226835B; EP1928006A2; JP2008136345A; US7332835B1; JP5421529B2; EP1928006A3; EP1928006B1; DE602007004416D1; KR20080048412A; MX2007014966A; CN101226835A

Abstract

본 명세서에서는, 원하는 전압 비율을 획득하기 위해 직렬 회로 내의 다른 모듈(14, 16)에 전기적으로 접속될 수 있는 MEMS 기반의 스위칭 모듈(예를 들어, 모듈(12, 100))이 제공된다. 스위칭 어레이(10)는 복수의 스위칭 모듈(예를 들어, 스위칭 어레이의 빌딩 블록으로서 사용됨)과 회로(100, 106, 108, 110)로 이루어질 수 있으며, 원하는 전압 비율(예를 들어, 전압 확장성)을 획득하도록 임의의 개수의 모듈이 직렬 접속될 수 있도록 구성된다.

Description

스위칭 모듈을 포함하는 시스템{MICRO-ELECTROMECHANICAL SYSTEM BASED SWITCHING MODULE SERIALLY STACKABLE WITH OTHER SUCH MODULES TO MEET A VOLTAGE RATING}

본 발명의 실시예는 전반적으로 전류 경로 내의 전류를 선택적으로 스위칭하는 스위칭 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 마이크로-전자기계적 시스템(MEMS:micro-electromechanical systems)에 기초한 스위칭 장치에 관한 것이며, 더욱 구체적으로는 원하는 전압 비율을 획득하도록 직렬 회로 내에 접속될 수 있는 MEMS 기반 스위칭 모듈의 어레이에 관한 것이다.

병렬 스위치의 직렬 접속 모듈 및 직렬 스위치의 병렬 접속 모듈과 같은 스위칭 어레이를 형성하도록 MEMS 스위치를 접속시키는 것이 알려져 있다. 단일 MEMS 스위치가 주어진 스위칭 애플리케이션에서 요구될 수 있는 충분한 전류의 전도 및/또는 충분한 전압의 방어를 하는 것이 불가능할 수 있기 때문에 스위치의 어레이가 필요할 수 있다.

이러한 스위칭 어레이의 중요한 특성은 각 스위치가 어레이의 전체 전압 및 전류 비율에 기여하는 방식이다. 이상적으로, 어레이의 전류 비율은 단일 스위치의 전류 비율과 스위치의 병렬 브랜치(parallel branch)의 개수와의 곱과 동일해야만 하며, 이는 어떠한 수의 병렬 브랜치의 개수에 대해서도 성립해야 한다. 이러한 어레이는 전류 스케일링 가능하다라고(current scaleable) 말할 수 있다. 전류 스케일링은 실제의 스위칭 어레이 내에서 획득되어 왔지만 전압 스케일링은 그렇지 않다.

개념상, 어레이의 전압 비율은 단일 스위치의 전압 비율과 직렬 스위치들의 개수와의 곱과 동일해야만 한다. 그러나, 실제의 스위칭 어레이 내에서의 전압 스케일링은 어려운 것으로 나타났다. 예를 들어, 알려진 스위칭 어레이에서 스위칭 모듈의 주어진 전압 비율에 있어서, 원하는 임의의 전압 비율을 획득하기 위해 직렬 접속되는 스위칭 모듈의 개수를 계속 증가시키는 것은 불가능하다. 이는 각 스위칭 모듈 내의 회로의 전압 비율이 열린 스위치 양단에서 발생할 수 있는 비교적 큰 전압 레벨에 의해 결과적으로 초과될 것이기 때문이다. 따라서, 알려진 스위칭 어레이는 직렬로 상호접속될 수 있는 스위치의 개수가 제한되며, 결과적으로 전압 확장성을 제공하는 능력이 부족하다.

일반적으로, 본 발명의 측면은 예시적인 일 실시예에서 적어도 하나의 스위칭 모듈을 포함하는 시스템을 제공함으로써 전술된 필요성을 충족시킨다. 다른 모듈들은 원하는 전압 비율(예를 들어, 전압 확장성)을 획득하기 위해 임의의 개수의 모듈이 직렬 회로 내에서 접속될 수 있도록 구성된 스위칭 어레이의 빌딩 블록으로서 사용될 수 있다. 스위칭 모듈은 스위치에 인가되는 게이트 제어 신호에 응답하여 스위치의 입력 라인으로부터 스위치의 출력 라인으로의 전류 경로를 선택적으로 설정하는 적어도 하나의 마이크로-전자기계적 시스템 스위치를 포함하는 스위칭 회로를 포함한다. 스위칭 모듈은 게이트 제어 신호를 마이크로-전자기계적 시스템 스위치에 공급하기 위해 스위칭 회로에 연결된 제어 회로와, 제어 회로 및 스위칭 회로에 연결된 전력 회로를 더 포함한다. 전력 회로는 서로 갈바니 절연된(galvanically isolated) 입력 단자 쌍과 출력 단자 쌍을 제공하되, 입력 단자 쌍으로부터 수신된 모듈 전력 입력 신호는 스위치의 입력 라인에 전기적으로 레퍼런싱되고 출력 단자 쌍을 통해 공급된 모듈 전력 출력 신호는 스위치의 출력 라인에 전기적으로 레퍼런싱되어, 스위치가 개방 상태로 설정되었을 때 모듈 출력 전력 신호는 마이크로-전자기계적 시스템 스위치의 입력 라인 및 출력 라인 양단에서 발생하는 전압에 의해 영향을 받지 않는다.

본 발명에 따르면 원하는 전압 비율을 획득하도록 직렬 회로 내에 접속될 수 있는 MEMS 기반 스위칭 모듈의 어레이가 제공된다.

본 발명은 도면을 참조로 하여 아래의 설명에서 기술될 것이다.

본 발명의 실시예에 따라, 마이크로-전자기계적 시스템(MEMS) 스위치에 기초한 스위칭 어레이에서 (예를 들어, 원하는 전압 비율로의) 전압 확장성을 제공하는 데에 사용될 수 있는 구조적 및/또는 동작적 관계가 본 명세서에서 기술된다. 최근에, MEMS는 일반적으로 예를 들어 기계적 소자, 전자기계적 소자, 센서, 작동기 및 전자기기와 같은 기능적으로 서로 다른 복수의 소자들을 마이크로-제조 기술을 통해 공통 기판 상에 집적할 수 있는 마이크론-스케일의 구조체를 지칭한다. 그러나, 현재 MEMS 장치에서 이용할 수 있는 다수의 기술 및 구조들은 수년 내에 예를 들어 크기가 100 나노미터보다 작을 수 있는 구조체와 같은 나노기술 기반의 장치를 통해 이용할 수 있다. 따라서, 본 명세서 전반에 기술된 예시적인 실시예가 MEMS 기반의 스위칭 장치를 지칭하고 있지만, 본 발명의 발명적인 측면은 넓게 해석되어야 하고 마이크론-크기의 장치로 제한되어서는 안된다.

하기의 상세한 설명에서, 본 발명의 다양한 실시예에 대한 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항들이 설정될 것이다. 그러나, 당업자는 본 발명의 실시예가 이러한 특정한 세부사항 없이 실시될 수 있고, 본 발명이 도시된 실시 예로 제한되는 것이 아니며, 본 발명이 다양한 다른 실시예에서 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 다른 예에서, 잘 알려진 방법, 절차 및 구성요소는 상세하게 기술되지 않았다.

또한, 다양한 동작들은 본 발명의 실시예에 대한 이해를 돕는 방식으로 수행되는 복수의 개별적인 단계들로서 기술될 수 있다. 그러나, 설명의 순서는 이러한 동작들이 기술된 순서대로 수행되어야 하는 것으로 해석되거나 또는 그들이 순서 의존적인 것으로 해석되어서는 안된다. 또한, "일 실시예에서"라는 반복되는 구문을 사용하는 것이 동일한 실시예를 지칭하는 것일 수도 있으나, 반드시 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다. 마지막으로, 본 명세서에서 사용되는 "포함하는", "포함하여", "구비하는" 및 이와 유사한 용어들은 달리 언급되지 않는 한 동일한 의미를 갖는다.

도 1은 본 발명의 측면에 따른 전압 확장성을 획득하도록 직렬 회로에 접속될 수 있는 스위칭 모듈(12, 14, 16)과 같은 복수의 MEMS 기반 스위칭 모듈을 포함하는 스위칭 어레이(10)의 블록도이다. 예시적인 일 실시예에서, 스위칭 어레이(10)는 임의의 개수의 모듈들이 원하는 전압 비율(예를 들어, 전압 확장)을 획득하도록 직렬 접속될 수 있도록 구성된, 회로를 구비하는 복수의 동일한 모듈들(예를 들어, 스위칭 어레이의 빌딩 블록으로서 사용됨)을 포함한다.

(제 1 모듈(12) 외의) 어레이의 각 모듈(14, 16)은 각각 직렬 회로 내에서 앞선 모듈의 각 출력 단자(라인 Out, 전력 Out 및 제어 Out)에 접속되는 각각의 입력 단자(라인 In, 전력 In 및 제어 In)를 구비한다. 예를 들어, 모듈(12)의 단자 (라인 Out, 전력 Out 및 제어 Out)는 직렬 회로 내의 다음 모듈(예를 들어, 모듈(14))의 단자(라인 In, 전력 In 및 제어 In)에 접속된다. 유사하게, 모듈(14)의 단자(라인 Out, 전력 Out 및 제어 Out)는 직렬 회로 내의 다음 모듈(예를 들어, 모듈(16))의 단자(라인 In, 전력 In 및 제어 In)에 접속된다.

어레이의 각 스위칭 모듈이 폐쇄된 스위칭 상태로 설정되었을 때, 전류(예를 들어, I_load)는, 직렬로 상호접속된 각각의 라인 단자를 통과하여 예를 들어 직렬 어레이의 제 1 모듈(도 1의 스위칭 모듈(12))로부터임의의 중간 모듈(예를 들어 도 1의 스위칭 모듈(14))을 통해 직렬 어레이의 마지막 모듈(예를 들어 도 1의 스위칭 모듈(16))로 흐른다. 전력으로 표시된 단자는 어레이의 한쪽 단부로부터 다른 단부로 (각각의 스위칭 모듈 내의 전력 제어 회로에 사용되는) 전력을 전달하는 데에 사용된다. 제어로 표시된 단자는 직렬 어레이의 스위칭 모듈에 대해 원하는 온/오프 상태를 전달하는 데에 사용된다.

전력 및 제어는 적절한 전력 및 제어를 제 1 모듈(12)로 제공하도록 구성된 전력 및 제어 회로(20)로부터 직렬 어레이의 제 1 모듈(12)로 인가될 수 있다. 회로(20)에 의해 제공된 전력 및 제어 신호는 각각 모듈(12)의 각 단자(라인 In)에 전기적으로 관련된다. 즉, 회로(20)는 입력 단자(라인 In)에 전기적으로 관련되는 적합한 전압 레벨에서 입력 단자(전력 In)에 의해 직렬 어레이의 제 1 모듈(12)로 전력을 공급한다. 삼상 시스템(three-phase system)과 같은 다상 시스템의 경우, 전원은 전력 공급부로부터 그러한 삼상 시스템의 다른 위상 중 각각에 대해, 또는 단일 위상 시스템에 있어서 뉴트럴(neutral)에 대해 접속된 각각의 저항을 통해 제공될 수 있다. 회로(20)는 또한 각 스위칭 모듈이 개방 상태로 설정되어야 하는지 또는 폐쇄 상태로 설정되어야 하는지에 대한 제어를 선택적으로 제공하도록 구성되고, 그러한 정보를 단자(제어 In)를 통해 제 1 스위칭 모듈(12)로 전달한다.

어레이의 각 스위칭 모듈이 각각 개방 스위칭 상태로 설정되었을 때, 그 내부의 각 MEMS 기반 스위칭 회로(106)(도 2)의 콘택트(102, 104) 양단에서 발생할 수 있는 개방 전압이 존재한다. 즉, 각각의 스위칭 모듈 내의 단자(라인 In 및 라인 Out) 양단에서 발생할 수 있는 개방 전압이 존재한다.

본 발명의 발명자는 각 단자 쌍(전력 In 및 라인 In)에서 각 단자 쌍(전력 Out 및 라인 Out)으로 공급되는 전력을 전하도록(예를 들어, 전달하도록) 구성되었으며 개방 스위칭 상태에서 단자(라인 In 및 라인 Out) 양단에서 발생하는 전압에 의해 영향을 받지 않는 회로를 혁신적으로 구현하였다.

도 2는 본 발명의 측면에 따라 전압 확장성을 획득하도록 직렬 회로에 접속될 수 있는 스위칭 어레이를 구성하는 데에 사용될 수 있는 MEMS 기반의 스위칭 모듈(100)의 예시적인 일 실시예의 블록도이다. 이러한 예시적인 실시예는 MEMS 기반의 스위칭 회로(106), 전력 회로(108) 및 제어 회로(110)와 같은 세 개의 기본적인 회로 어셈블리를 포함한다.

도 2에서 스위칭 회로(106)가 단일 MEMS 스위치로 구성된 것으로 도시되었지만, 스위칭 회로(106)는 원하는 전류 비율(즉, 전류 확장성)을 획득하는 데에 충분한 병렬 접속된 다수의 스위치를 포함하는, 복수의 병렬 접속된 MEMS 스위치를 포 함할 수 있음을 이해할 것이다. 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 3-단자 스위치가 도시되었다. 그러나, 당업자가 4-단자 스위치를 사용하는 모듈을 설계하는 것이 가능함을 이해할 것이다. 스위칭 회로(106)의 게이트 제어 단자에 인가할 수 있는 "게이트 제어"라 표기된 신호(보다 정확하게는 단자(라인 In)에 관하여 게이트 제어 단자에 인가된 전압 레벨)는 스위칭 회로(106) 내의 각 스위치가 개방 상태로 설정될 것인지 또는 폐쇄 상태로 설정될 것인지 여부를 결정한다.

각각의 스위칭 모듈에서 필요로 하는 전력은 입력 단자(라인 In)에 레퍼런싱되어 입력 단자(전력 In)를 통해 인가된 전력에 의해 충족된다. 예를 들어, 전력은 입력 단자(전력 In)를 통해 전력 회로(108)(및 제어 회로(110))에 직접 공급될 수 있다. 전력 회로(108)는 출력 단자(전력 Out)를 통해 출력 전력을 제공하도록 구성되고 이러한 출력 전력은 MEMS 스위칭 회로(106) 양단에서 발생하는 개방 전압의 양에 기초하여 적절하게 조정된다(예를 들어 전압 레벨 이동).

제어 회로(110)는 두 가지 기본적인 기능을 수행하도록 구성될 수 있다. 제 1 기능은 예를 들어 개방 또는 폐쇄 스위칭 상태와 같은 원하는 스위칭 상태를 설정하도록 단자(제어 In)와 MEMS 스위칭 회로(106)에 인가되는 "게이트 제어" 신호 사이의 필요한 임의의 전압 레벨 이동을 수행하는 것이다. 자신의 게이트 제어 단자가 단자(라인 In)에 레퍼런싱된 스위치에 대해서, 이러한 제 1 기능은 "게이트 제어" 신호를 각각의 게이트 제어 단자로 전달하도록 (예를 들어 와이어를 통한) 라인 접속에 의해 간단히 수행될 수 있다. 제 2 기능은 단자(제어 Out)를 통해 다음 스위칭 제어 모듈로 전달될 모듈 제어 신호의 적절한 전압 레벨 이동을 제공하는 것이다.

도 3은 도시된 바와 같이 표기된 핀들을 구비하는 상업적으로 입수가능한 광분리기(opto-isolator)와 같은 광분리 장치(200)를 사용하는 제어 회로(110)에 대해 가능한 하나의 회로 구현, 또는 각각의 스위칭 모듈에 인가된 모듈 제어 신호에 갈바니 절연(galvanic isolation)을 제공하는 임의의 회로의 예시적인 일 실시예이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 단자(라인 In)는 광분리기(200)의 입력 측에 접지 레퍼런스를 제공하도록 접속되고, 단자(라인 Out)는 광분리기(200)의 출력 측에 접지 레퍼런스를 제공하도록 접속된다. 개별적인 전력 공급부(예를 들어, 단자(전력 In) 및 단자(전력 Out)를 통해 접속됨)는 광분리기(200)의 각 측면에 개별적인 전력을 공급한다. 단자(전력 In)에 접속되고 광분리기(200)의 입력 측에서 접지 레퍼런스에 접속되는 접지 레퍼런스를 갖는 구동 회로(202)는 스위칭 모듈에 대해 국부적인 게이트 구동을 제공한다. 즉, 구동 회로(202)는 MEMS 스위칭 회로(106)(도 2 참조)의 게이트 제어 단자에 대해 "게이트 제어" 신호(단자(라인 In)에 레퍼런싱됨)를 공급한다.

도 4는 전력 회로(108)에 대해 가능한 일 회로 구현의 예시적인 일 실시예를 도시한다. 전압 분리는 4-단자 압전 분리기, 또는 AC 변환기와 같은 AC-AC 분리기(300)에 의해 각 스위칭 모듈의 각 입력 측으로부터 스위칭 모듈의 각 출력 측으로 제공될 수 있다. 키 포인트는 입력 측과 출력 측 사이에서 갈바니 절연된다는 것, 즉 갈바니 갭을 가로질러 전달된다는 것이다. 스위칭 제어를 수행하는 데에 일반적으로 DC 전력이 요구되기 때문에, 단자(전력 In) 및 단자(전력 Out)를 통해 공급되는 전압 신호는 공통으로 각 DC 신호를 포함한다. 따라서, 입력 측에 접속된 DC-AC 변환기(302) 및 출력 측에 접속된 AC-DC 변환기(304)와 같은 적절한 신호 컨디셔너들이 포함될 수 있다. 전력 회로(108)는 단자 쌍(전력 In 및 라인 In)에서 공급되는 전력을, 단자 쌍(라인 In 및 라인 Out) 사이에서 발생할 수 있는 개방 전압에 의해 영향을 받지 않는 단자 쌍(전력 Out 및 라인 Out)으로 전달(예를 들어, 보급)하는 것을 허용한다.

동작시에, 각 스위칭 모듈은 하기의 예시적인 기능을 수행하도록 구성될 수 있다:

-MEMS 기반의 스위칭 회로(예를 들어, 병렬 접속된 복수의 스위치들)가 개방 상태로 설정되어야 하는지 또는 폐쇄 상태로 설정되어야 하는지를 여부를 제어하도록 단자(라인 In)와 단자(제어 In) 사이의 모듈 제어 신호를 모니터링.

-각 스위칭 모듈 내의 회로의 적어도 일부를 단자(라인 In)에 대해 전기적으로 레퍼런싱함.

-MEMS 기반의 스위칭 회로 내부에서 단자(라인 In)에 레퍼런싱되는 "게이트 제어" 신호를 각각의 MEMS 기반의 스위칭 회로에 인가함.

-단자(라인 In)에 레퍼런싱된 단자(전력 In)로부터 필요한 국부적인 전력을 획득.

각각의 전력 및 제어 신호는 직렬 회로 내에서 다음 스위칭 모듈로 공급되도록 입력으로부터 출력으로 전달되기 때문에, 각각의 전력 및 제어 신호에 대한 적절한 조정(예를 들어, 전압 레벨 이동)을 제공하도록 MEMS 기반의 스위칭 회로의 단자(라인 In)와 단자(라인 Out) 사이에서 발생할 수 있는 개방 스위치 전압을 사용한다. 예를 들어, (예를 들어, 최악의 경우) 최대의 전압 레벨 이동은 각 스위칭 모듈 내의 회로의 전압 비율이 개방 스위치 전압에 근사할 때 요구될 수 있다.

다시 도 1로 돌아가면, 스위칭 어레이(10)는 바람직하게는 각 스위칭 모듈 양단의 개략적으로 동일한 전압 분배를 보장하기 위해 전압 그레이딩 네트워크(30)를 포함할 수 있다. 전압 그레이딩 네트워크(30)는 다음과 같은 이유를 위해 필요할 수 있다: 각 스위칭 모듈 양단의 전압 분배의 불균형을 야기할 수 있는 몇몇 전류 누설 경로가 존재할 수 있다. 누설 전류의 소스는 MEMS 스위치 내의 저항성 누설 전류, 스트레이(stray) 용량성 누설 전류 및 어레이를 통한 전력 및 제어 전류의 흐름을 포함할 수 있다. 또한, 개방 상태로 변환시에, 직렬 접속된 각 스위칭 모듈은 정확히 동일한 시각에 개방되지 않을 수 있다. 전압 그레이딩 네트워크(30)는 각 스위치가 개방 상태에 설정되어 있을 때 누설 전류에 대한 스루 경로(through path)를 제공함으로써 및/또는 회복 전압의 온셋(onset)을 지연시킴으로써 실질적으로 동일한 전압 분배를 제공한다.

그레이딩 네트워크(30)의 예시적인 일 실시예가 도 5에 도시되었으며 그레이딩 캐패시터(402), 그레이딩 저항(404) 및 선택적인 비선형성 저항(406)이 병렬 회로 내에서 각 모듈과 접속될 수 있다. 저항(404)은 스위치가 개방 상태로 설정되었을 때 전력 및 제어 회로에 대해 저항성 누설 전류 및 반환 전류를 보상하기 위해 충분한 전류를 제공하도록 충분히 작은 크기를 가질 수 있다. 전형적인 값은 약 1㏁ 내지 1000㏁일 수 있다. 캐패시터(402)는 스위치의 개방의 타이밍 분산(timing scatter)을 확장하기 위해 회복 전압의 온셋을 지연시키도록 예를 들어 약 100nF의 충분히 큰 값을 가질 수 있다. (산화아연 전압 클램프와 같은) 비선형성 저항(406)은 근처에서 발생하는 낙뢰 등에 의해 시스템 내에 유도되는 전압과 같은 소스로부터의 과도 전압 서지(transient voltage surges)에 의해 각 모듈의 전압 비율이 초과되지 않는 것을 보장하도록 제공될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예가 도시되고 기술되었지만, 이러한 실시예들은 단지 예시로서 제공된 것임을 인지해야 한다. 다수의 변경, 변화 및 대안들이 본 발명으로부터 벗어나지 않는 한 가능하다. 따라서, 본 발명은 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주에 의해서만 제한된다.

도 1은 본 발명의 측면에 따라 전압 확장성을 획득하도록 직렬 회로 내에 접속될 수 있는 복수의 MEMS 기반 스위칭 모듈의 블록도.

도 2는 본 발명의 스위칭 모듈 사용 측면의 예시적인 일 실시예에 관련한 세부적인 회로를 도시한 블록도.

도 3은 본 발명의 스위칭 모듈 사용 측면에서 사용될 수 있는 제어 회로의 예시적인 일 실시예에 관련한 블록도.

도 4는 본 발명의 스위칭 모듈 사용 측면에서 사용될 수 있는 전력 회로의 예시적인 일 실시예에 관련한 블록도.

도 5는 병렬 회로 내에서 도 1의 스위칭 모듈에 접속될 수 있는 전압 그레이딩(grading) 네트워크의 블록도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 스위칭 어레이 12, 14, 16 : 스위칭 모듈

30 : 전압 그레이딩 네트워크 102, 104 : 전력 및 제어 회로 콘택트

106 : MEMS 기반 스위칭 회로 100 : MEMS 기반 스위칭 모듈

108 : MEMS 기반 스위칭 회로 110 : 제어 회로

200 : 광분리 장치 202 : 구동 회로

300 : AC-AC 분리기 302 : DC-AC 변환기

304 : AC-DC 변환기 402 : 그레이딩 캐패시터

404 : 그레이딩 저항 406 : 비선형성 저항

Claims

적어도 하나의 스위칭 모듈을 포함하는 시스템으로서,

적어도 하나의 마이크로-전자기계적 시스템 스위치를 포함하는 스위칭 회로(106) - 상기 마이크로-전자기계적 시스템 스위치는 상기 스위치에 인가된 게이트 제어 신호에 응답하여 상기 스위치의 입력 라인으로부터 상기 스위치의 출력 라인으로의 전류 경로를 선택적으로 설정함 - 와,

상기 마이크로-전자기계적 시스템 스위치에 상기 게이트 제어 신호를 공급하도록 상기 스위칭 회로에 연결된 제어 회로(110)와,

상기 제어 회로 및 상기 스위칭 회로에 연결된 전력 회로(108)를 포함하되,

상기 전력 회로는 서로 갈바니 절연된(galvanically isolated) 입력 단자 쌍과 출력 단자 쌍을 포함하며,

상기 입력 단자 쌍을 통해 수신된 모듈 전력 입력 신호는 상기 스위치의 상기 입력 라인에 전기적으로 레퍼런싱되고(referenced), 상기 출력 단자 쌍을 통해 공급된 모듈 전력 출력 신호는 상기 스위치의 상기 출력 라인에 전기적으로 레퍼런싱되어 상기 스위치가 개방 상태로 설정되었을 때 상기 모듈 전력 출력 신호는 상기 마이크로-전자기계적 시스템 스위치의 상기 입력 라인 및 상기 출력 라인 양단에 걸쳐 발생하는 전압에 의해 영향을 받지 않는

시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제어 회로는 서로 갈바니 절연된 입력 단자 쌍과 출력 단자 쌍을 포함하고,

상기 입력 단자 쌍을 통해 수신된 모듈 제어 입력 신호는 상기 스위치의 상기 입력 라인에 전기적으로 레퍼런싱되고, 상기 출력 단자 쌍을 통해 공급된 모듈 제어 출력 신호는 상기 스위치의 상기 출력 라인에 전기적으로 레퍼런싱되어 상기 스위치가 개방 상태로 설정되었을 때 상기 모듈 제어 출력 신호는 상기 마이크로-전자기계적 시스템 스위치의 상기 입력 라인 및 상기 출력 라인 양단에 걸쳐 발생하는 전압에 의해 영향을 받지 않는

시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 제어 회로는 상기 스위치에 인가되는 상기 게이트 제어 신호를 생성하기 위해 상기 스위치의 상기 입력 라인에 전기적으로 레퍼런싱된 상기 모듈 제어 입력 신호를 수신하도록 접속된 구동 회로를 포함하고,

상기 게이트 제어 신호는 상기 스위치의 상기 입력 라인에 전기적으로 레퍼런싱되는

시스템.
제 2 항에 있어서,

상기 시스템은 서로 직렬 회로로 연결되는 복수의 스위칭 모듈을 포함하되,

각각의 스위칭 모듈로부터의 모듈 전력 출력 신호는 상기 직렬 회로 내의 다음 스위칭 모듈로의 모듈 전력 입력 신호를 포함하는

시스템.
제 4 항에 있어서,

상기 각각의 스위칭 모듈로부터의 모듈 제어 출력 신호는 상기 직렬 회로 내의 다음 스위칭 모듈로의 모듈 제어 입력 신호를 포함하는

시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 시스템은 내부의 저항성 누설 전류에 대한 경로를 제공하도록 상기 스위칭 회로와 병렬 회로로 연결되는 그레이딩 저항(grading resistor)(404)을 더 포함하는

시스템.
제 6 항에 있어서,

상기 시스템은 과도 회복 전압(transient recovery voltage)의 온셋(onset)을 지연하도록 상기 스위칭 회로와 병렬 회로로 연결되는 그레이딩 캐패시터(402)를 더 포함하는

시스템.
제 7 항에 있어서,

상기 시스템은 과도 전압 서지(transient voltage surges)를 방산하도록 상기 스위칭 회로와 병렬 회로로 연결되는 비선형성 그레이딩 저항(406)을 더 포함하는

시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 스위칭 회로는 서로 병렬 회로로 연결되는 복수의 마이크로-전자기계적 스위치를 포함하는

시스템.
서로 직렬 회로로 연결된 복수의 스위칭 모듈을 포함하는 시스템으로서,

각 스위칭 모듈은,

적어도 하나의 마이크로-전자기계적 시스템 스위치를 포함하는 스위칭 회로(106) - 상기 마이크로-전자기계적 시스템 스위치는 상기 스위치에 인가된 게이트 제어 신호에 응답하여 상기 스위치의 입력 라인으로부터 상기 스위치의 출력 라인으로의 전류 경로를 선택적으로 설정함 - 와,

상기 마이크로-전자기계적 시스템 스위치에 상기 게이트 제어 신호를 공급하도록 상기 스위칭 회로에 연결된 제어 회로(110) - 상기 제어 회로는 서로 갈바니 절연된 입력 단자 쌍과 출력 단자 쌍을 포함하고, 상기 입력 단자 쌍을 통해 수신된 모듈 제어 입력 신호는 상기 스위치의 상기 입력 라인에 전기적으로 레퍼런싱되며 상기 출력 단자 쌍을 통해 공급된 모듈 제어 출력 신호는 상기 스위치의 상기 출력 라인에 전기적으로 레퍼런싱되어 상기 스위치가 개방 상태로 설정되었을 때 상기 모듈 제어 출력 신호는 상기 마이크로-전자기계적 시스템 스위치의 상기 입력 라인 및 상기 출력 라인 양단에 걸쳐 발생하는 전압에 의해 영향을 받지 않고, 각각의 스위칭 모듈로부터의 모듈 제어 출력 신호는 상기 직렬 회로 내의 다음 스위칭 모듈로의 모듈 제어 입력 신호를 포함함 - 와,

상기 제어 회로 및 상기 스위칭 회로에 연결된 전력 회로(108) - 상기 전력 회로는 서로 갈바니 절연된 입력 단자 쌍과 출력 단자 쌍을 포함하고, 상기 입력 단자 쌍을 통해 수신된 모듈 전력 입력 신호는 상기 스위치의 상기 입력 라인에 전기적으로 레퍼런싱되고 상기 출력 단자 쌍을 통해 공급된 모듈 전력 출력 신호는 상기 스위치의 상기 출력 라인에 전기적으로 레퍼런싱되어 상기 스위치가 개방 상태로 설정되었을 때 상기 모듈 전력 출력 신호는 상기 마이크로-전자기계적 시스템 스위치의 상기 입력 라인 및 상기 출력 라인 양단에 걸쳐 발생하는 전압에 의해 영향을 받지 않으며, 각각의 스위칭 모듈로부터의 모듈 전력 출력 신호는 상기 직렬 회로 내의 다음 스위칭 모듈로의 모듈 전력 입력 신호를 포함함 - 와,

상기 복수의 스위칭 모듈 각각에 걸쳐 동일한 전압 분배를 제공하도록 상기 복수의 스위칭 모듈과 병렬 회로로 연결되는 전압 그레이딩 네트워크(30)를 포함하는

시스템.