本发明专利技术名称为“基于MEMS的开关系统”。一种用于控制电流的装置，包括：控制电路、与控制电路进行通信的微机电系统(MEMS)开关、响应控制电路而促进电流的中断的MEMS开关、部署成与MEMS开关进行电通信的混合无弧限制技术(HALT)消弧电路，以响应MEMS开关将状态从闭合改变为打开而从MEMS开关接收电能传递，该HALT消弧电路包括电容部分、以及布置成与HALT消弧电路的电容部分进行并联电通信的可变电阻，该可变电阻耗散一部分传递的电能。
【技术实现步骤摘要】
本文公开的主题涉及开关系统。具体来说，本专利技术的示例实施例涉及基于微机电系统(MEMS)的开关系统，其中包括电动机起动器和电流中断装置。
技术介绍
技术实现思路
按照本专利技术的一示例实施例，用于控制电流的装置可包括控制电路、与控制电路进行通信的微机电系统(MEMS)开关、响应控制电路而促进电流中断的MEMS开关、部署成与 MEMS开关进行电通信的混合无弧限制技术(HALT)消弧电路，其配置成响应MEMS开关将状态从闭合改变为打开而从MEMS开关接收电能传递，该HALT消弧电路包括电容部分、以及布置成与HALT消弧电路的电容部分进行并联电通信的可变电阻。通过结合附图的以下描述，这些及其它优点和特征将变得更显而易见。附图说明在本说明书的结论部分具体指出作为本专利技术的主题并且在权利要求中明确要求对其进行专利保护。通过以下结合附图的详细描述，本专利技术的上述及其它特征和优点显而易见，附图包括图1描绘了按照一示例实施例的、示范基于无弧微机电系统开关(MEMS)的开关系统；图2描绘了按照一示例实施例的、在故障状况下的示范基于无弧微机电系统开关 (MEMS)的开关系统；图3描绘了按照一示例实施例的、在故障状况下的示范基于无弧微机电系统开关 (MEMS)的开关系统；图4描绘了按照一示例实施例的、在故障状况下的示范基于无弧微机电系统开关 (MEMS)的开关系统；图5描绘了按照一示例实施例的、示范基于无弧微机电系统开关(MEMS)的开关系统；图6描绘了按照一示例实施例的、在故障状况下的示范基于无弧微机电系统开关 (MEMS)的开关系统；图7描绘了按照一示例实施例的、在故障状况下的示范基于无弧微机电系统开关 (MEMS)的开关系统；图8描绘了按照一示例实施例的、在故障状况下的示范基于无弧微机电系统开关 (MEMS)的开关系统；以及图9描绘了按照一示例实施例的、示范基于无弧微机电系统开关(MEMS)的开关系统。详细描述參照附图、作为举例来说明本专利技术的实施例以及优点和特征。 具体实施例方式本专利技术的示例实施例呈现创新，它们极大地降低基于微机电系统(MEMS)的电动机起动器和电流中断装置的复杂度、成本和尺寸，同时提供在故障状况下的能量的有效吸收。MEMS开关的使用提供快速响应时间，由此促进中断故障的通泄(let through)能量的降低。与MEMS开关并联连接的混合无弧限制技术(HALT)电路提供在任何给定时间在没有电弧的情况下使MEMS开关打开而不管电流或电压的能力，并且在新配置中包含金属氧化物变阻器(MOV)提供在故障状况下比较有效的能量吸收。图1示出按照ー示例实施例的、示范基于无弧微机电系统开关(MEMS)的开关系统 100。当前，MEMS —般指的是微米级结构，微米级结构例如能够通过微制造技术在共同衬底上集成多个功能不同的元件，例如机械元件、机电元件、传感器、致动器、和电子器件。但是， 预期当前在MEMS器件中可用的许多技术和结构将在较短时间内经由基于纳米技术的器件是可用的，基于纳米技术的器件例如尺寸可小于100纳米的结构。相应地，即使本文档通篇所述的示例实施例可指基于MEMS的开关器件，但是也认为本专利技术的专利技术方面应当被广义地解释，而不应当局限于微米尺寸器件。例如，按照ー些示例实施例，MEMS开关器件可包括悬臂梁结构。经由栅控制电压来静电操作悬臂梁结构。电流通过悬臂、从漏极引出线流到源极引出线。MEMS开关器件一般根据其机械/活动部分和小尺寸与晶体管和其它开关加以区分。多种其它类型的MEMS开关可适用于示例实施例；例如，适当器件应当包括不会通过接触电弧来耗散能量(例如，如典型继电器/机电开关那样)的足够小的触点/开关。这些MEMS器件通过以下方面与小机械开关加以区分(1)结构的大小规模(梁的长度/宽度为50-100 μ m，并且触点间隙大约为Iym)；以及(2)它们经过静电控制(即，与电磁控制相対)。如图1所示，基于无弧MEMS的开关系统100示为包括基于MEMS的开关电路101 和消弧电路102，其中消弧电路102可包含或包括脉冲辅助接通(PATO)电路和混合无弧限制技术(HALT)电路，它操作地耦合到基于MEMS的开关电路101。在某些实施例中，例如，基于MEMS的开关电路101可完整地与消弧电路102集成在单个封装中。在其它实施例中，基于MEMS的开关电路101的仅某些部分或组件可与消弧电路102集成。基于MEMS的开关电路101可包括ー个或多个MEMS开关111。另外，消弧电路102 可包括平衡ニ极管电桥103和脉冲电路104。此外，消弧电路102可配置成通过响应MEMS 开关将状态从闭合改变为打开而从MEMS开关接收电能传递，来促进抑制ー个或多个MEMS 开关111的触点之间的电弧形成。可注意到，消弧电路102可配置成响应交流电(AC)113 或直流电(DC，为了清楚起见而未示出)而促进抑制电弧形成。在示出的示例实施例中，MEMS开关111描绘为是具有两个触点的简单开关，但是应当理解，MEMS开关111是包括至少三个触点的开关。例如，虽然未示出，但是MEMS开关 111可包括配置为漏极的第一触点、配置为源极的第二触点、以及配置为栅极的第三触点。 此外，如图1所示，电压缓冲电路105可与MEMS开关111并联耦合，并且配置成限制快速触点分离期间的电压过冲，如下面将更详细进行说明的。在某些示例实施例中，缓冲电路105可包括与缓冲电阻器115串联耦合的缓冲电容器114。缓冲电容器114可促进MEMS开关111的打开定序期间的瞬态电压分享的改迸。 此外，缓冲电阻器115可抑制由缓冲电容器114在MEMS开关111的闭合操作期间生成的任何电流脉冲。在某些其它示例实施例中，电压缓冲电路114可包括金属氧化物变阻器(MOV) (这里未示出，參见图5的516)。按照本技术的进一歩的方面，负载112可与MEMS开关111和电压源113串联耦合。 另外，负载112还可包括负载电感和负载电阻，其中负载电感表示MEMS开关111见到的组合负载电感和母线电感。參考标号106表示可流经负载112和MEMS开关111的负载电流。此外，如參照图1所述，消弧电路102可包括平衡ニ极管电桥103。在示出的示例实施例中，平衡ニ极管电桥103描绘为具有第一支路131和第二支路132。本文使用的术语 “平衡ニ极管电桥”用于表示配置成使得跨过第一支路和第二支路131、132两者的电压降基本相等的ニ极管电桥。平衡ニ极管电桥103的第一支路131可包括耦合在一起以形成第一串联电路的第一ニ极管Dl 1 和第二ニ极管D3 127。类似地，平衡ニ极管电桥103的第二支路132可包括操作地耦合在一起以形成第二串联电路的第三ニ极管D2 130和第四ニ极管 D4 129ο在一个实施例中，MEMS开关111可跨过平衡ニ极管电桥103的中点并联耦合。平衡ニ极管电桥的中点可包括位于第一ニ极管与第二ニ极管1观、127之间的第一中点以及位于第三ニ极管与第四ニ极管130、1四之间的第二中点。此外，MEMS开关111和平衡ニ极管电桥103可紧密封装，以促进由平衡ニ极管电桥103引起的、且具体来说是到MEMS开关 111的连接引起的寄生电感的最小化。可注意到，按照本技术的示范方面，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：P·K·阿南德，J·K·胡克，R·K·基拉姆索德，B·C·库姆菲尔，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：
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