EP1282145A1 - Verfahren und Vorrichtung zum selbstgezündeten pyrotechnischen Kurzschliessen - Google Patents
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- EP1282145A1 EP1282145A1 EP01810744A EP01810744A EP1282145A1 EP 1282145 A1 EP1282145 A1 EP 1282145A1 EP 01810744 A EP01810744 A EP 01810744A EP 01810744 A EP01810744 A EP 01810744A EP 1282145 A1 EP1282145 A1 EP 1282145A1
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H39/00—Switching devices actuated by an explosion produced within the device and initiated by an electric current
- H01H39/004—Closing switches
Definitions
- the invention relates to a method for short-circuiting two Potential points according to the preamble of claim 1. Furthermore The invention relates to a short-circuiter according to the preamble of claim 4 and a short-circuit proof power semiconductor module according to the preamble of claim 11th
- the present invention is based on the object fast and reliable method for short-circuiting two To create potential points according to the preamble of claim 1, which does not require separate arc detection.
- the arc ignites Pyrotechnic center, which releases large amounts of gas exothermic reaction.
- the present invention is based on the object a short-circuiter according to the preamble of claim 4 create that can be produced easily and inexpensively and a safe and permanent short circuit with minimal Establishes contact resistance and in particular the implementation of the method according to claim 1.
- This object is achieved in a short-circuiter according to the invention solved according to claim 4 in that one of an arc energy released in a spark gap Energy storage can be supplied and the energy storage through this energy can be released.
- the object of the present invention based on a short-circuit-proof power semiconductor module to create the preamble of claim 11, in which a short-circuiter, especially according to claim 4, in the event of a fault Short circuit causes.
- This object is short-circuit proof in accordance with the invention Power semiconductor module according to claim 11 solved in that that one of an arc in a spark gap released energy can be supplied to an energy store and that the energy store can be triggered by this energy.
- Fig. 1 is a cross section of an embodiment for an inventive short-circuiter according to claim 4 Implementation of the short-circuiting method according to the invention two potential points according to claim 1 shown.
- the short circuiter has two electrical connections 1a, 1b. This are fixed relative to each other, e.g. through a housing that in the drawing is not shown.
- a metallic contact element 2b is in a starting position.
- the Contacting element 2b is movable, whereby the mobility by metallic guide elements 2a and the connections 1a, 1b a shift between the starting position and an ending position is limited.
- Contacting element and guide elements are preferably radially symmetrical with respect to the axis A.
- One through the contact element 2b and the connection 1a formed cavity is filled with an energy store 4, that contains a stored first energy.
- an energy store 4 that contains a stored first energy.
- material for the energy storage come e.g. Standard pyrotechnics in question as they are used in rifle cartridges.
- a spark gap 3 is between a shape 21 of the contacting element 2b and the connection 1b formed.
- the energy store 4 is preferably able to generate large amounts of gas and / or a shock wave when the first energy stored in it is released.
- the shock wave or an emerging gas pressure move the contacting element 2b towards the opposite connection 1b.
- the contacting element forms, together with the guide element 2a, an electrical connection between the first connection 1a and the second connection 1b, as shown in FIG. 2
- FIG. 3a and 3b contains the contacting element 2b resilient locking elements 5. These serve the Contacting element 2b after triggering the energy storage in to fix an end position (Fig. 4a and 4b).
- recesses 6 are provided in the guide elements 2a, in which the locking elements 5 jump in when the contact element 2b is in the end position.
- a suitable one Shape of the contacting element 2b can be the contact pressure can be influenced with which the contacting element 2b in the End position is pressed against the connection 1b.
- this is Contact element not movable, but is fixed to the Connection 1a connected.
- the contacting element is off an initial state in which there is no metallic conductive contact exists between the contacting element and the connection 1b, in a final state in which there is a metallic conductive contact caused between the two connections 1a and 1b, deformable.
- the contacting element is preferably shaped such that it together with the connection 1a forms a container in which the energy storage is located.
- the Energy store an igniter 7, which is also in Fig. 3b is shown.
- the igniter protrudes through a hole in the contact element 2b into the spark gap 3 into it.
- the igniter 7 is ignited, which then further Components of the energy storage activated, for example a gas generator. It is advantageous with this configuration that that the requirements for the properties of energy storage regarding sensitivity on the one hand, which among other things determines the ignition temperature, and the energy release on the other hand, by the amount and type of releasable Energy and the time required for release, can be influenced and selected independently of each other.
- a Energy storage used by a pyrotechnic and a Element made of a shape memory alloy contains.
- the pyrotechnic center is chosen so that at the release of the first energy stored in it primarily heat is produced. This warmth drives again the SMA element.
- SMAs are below a critical one Temperature in a martensite structure. In the martensite phase they are relatively soft and easily deformable. When warming the SMA go through a transition temperature Phase transition (weak first order) to a more symmetrical one Austenite phase over. In doing so, they deform back into one original condition with a high modulus of elasticity.
- Stack of SMA disc springs with different transition temperatures are already for gradual pressure generation in a different context been used (US-A-4,897,006).
- Material and shape of the SMA element are now selected so that the SMA element before the short circuiter is triggered in the martensite phase is present and the contacting element is fixed in the initial state and this with a transition to the austenite phase in the final state emotional.
- the phase transition is preferably irreversible, so that the contacting element after the phase transition is kept in the final state by the SMA element.
- the transition temperature is selected in such a way that it can only be heat released by the pyrotechnic center after activation of the pyrotechnic center is reached.
- Fig. 5 shows schematically an inventive power semiconductor module according to claim 11, wherein a short-circuiter after Claim 4 is used when an overvoltage is present a short circuit between the connections 1a and 1b to bring about these connections 1a and 1b.
- IGBT chips 9 with control connections 10 in one Housing combined into a module, with the connections 1a and 1b simultaneously an upper side of the housing and a lower side of the housing form. Close the insulating housing side walls 8a, 8b the housing sideways and define a distance between Top and bottom.
- the power semiconductor module has instead of the IGBT chips 9 power semiconductors of a different type and / or with a different internal structure on, thyristors or MOSFETs or a combination of different types Power semiconductors.
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Abstract
Bei einem Verfahren zum Kurzschliessen zweier Potentialpunkte mittels einer in einem Energiespeicher (4) gespeicherten ersten Energie wird durch eine Spannung zwischen den Potentialpunkten ein Lichtbogen erzeugt, welcher eine zweite Energie abgibt, die dem Energiespeicher (4) zugeführt wird und die Freisetzung der gespeicherten ersten Energie auslöst. <IMAGE>
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kurzschliessen zweier
Potentialpunkte nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner
betrifft die Erfindung einen Kurzschliesser nach dem Oberbegriff
von Patentanspruch 4 und ein kurzschlussfestes Leistungshalbleitermodul
nach dem Oberbegriff von Patentanspruch
11.
Aufgrund der immer höheren Leistungsdichten in Stromverteilungs-,
Übertragungs- und Umwandlungssystemen besteht in vielen
Situationen die Gefahr einer ungewünschten Ausbildung von
Funkenüberschlägen oder Lichtbögen, insbesondere bei Fehlschaltungen
oder Fehlbedienungen, aber auch bei Ausfall von Geräten
oder Bauteilen. Um dadurch bedingte Schäden an Material oder
Personen zu minimieren, werden häufig sogenannte Kurzschliesser
eingesetzt, die in einem Fehlerfall einen definierten Kurzschluss
verursachen. In einigen Anwendungen wird dadurch eine
Öffnung eines übergeordneten, leistungsbegrenzenden Schalters
ausgelöst. Der Kurzschliesser ist notwendig, weil ein durch einen
Lichtbogen verursachter Überstrom wegen des Widerstandes
des Lichtbogens wesentlich geringer ist als ein durch einen
"metallischen" Kurzschluss verursachter Überstrom; er kann sogar
geringer sein als z.B. durch Anlassen grosser Motoren verursachte
Überströme. Das bedeutet, dass eine Schnellauslösestufe
eines normalen Überstromrelais bei Lichtbogenüberschlag
nicht arbeitet und somit mittels einem nur auf Überstrommessung
beruhenden Schutzsystem bei Lichtbogenüberschlag weder Geräte
noch Personen geschützt werden können.
Um eine optimale Wirksamkeit eines Kurzschliessers zu ermöglichen,
ist entscheidend, dass ein Kurzschluss mit möglichst geringer
Zeitverzögerung nach Auftreten des Lichtbogens herbeigeführt
wird. Um dies zu erreichen, werden häufig pyrotechnische
Schalter verwendet, bei denen eine Sprengpatrone eine mechanische
Energie für die Beschleunigung eines Schaltelements zuführt.
DE 9419141 U1 offenbart einen Kurzschliesser, bei dem
sich das eigentliche Schaltelement im Inneren der Sprengpatrone
befindet. Eine Zündung der Sprengpatrome im Fehlerfall erfolgt
über eine Zündleitung, die durch eine Bohrung nach aussen geführt
ist.
Damit ergibt sich jedoch das Problem einer zuverlässigen Detektion
des Lichtbogens als Entscheidungskriterium für eine Auslösung
der Zündung. Wie bereits oben erwähnt, kann eine reine
Überstrommessung wegen des hohen Widerstandes von Lichtbögen
nicht zu deren sicherer Detektion herangezogen werden. Gebräuchliche
Lichtbogendetektoren, wie z.B. in DE 3890265 T1
vorgestellt, messen aus diesem Grund häufig mittels eines Photosensors
eine Lichtintensität und werden bei Überschreiten einer
vorgegebenen Schwelle aktiv. Bei manchen Schutzsystemen
müssen zwei verschiedene physikalische Auslöseschwellen - vorgewählte
Lichtintensitäts- und Stromwerte - gleichzeitig überschritten
werden, damit ein Ereignis als Lichtbogen erkannt
wird. Einem solchen Detektionsprinzip ist jedoch eine gewisse
Fehleranfälligkeit inhärent. Einerseits müssen geeignete
Schwellwerte für Lichtintensität und ggf. Strom gewählt werden.
Zum anderen müssen entsprechende Sensoren von einer geeigneten
Auswerteelektronik überwacht werden. Störungen der Sensoren,
ungeeignete Wahl der Auslöseschwellen oder Fehler der Auswerteelektronik
können damit aber zu fehlerhaftem Verhalten des
Kurzschliessers führen. Das Vorhandensein einer Auswerteelektronik
erhöht zudem durch Überwachung und Auswertung der Messsignale
eine Reaktionszeit des gesamten Schutzsystems. Zudem
stellen Sensoren und Auswerteelektronik mitsamt der Notwendigkeit
einer Kalibrierung der Auslöseschwellen einen nicht unerheblichen
Kostenfaktor bei einer Herstellung derartiger Schutzsysteme
dar.
Es existieren jedoch zum Beispiel in der Leistungselektronik
auch Systeme, bei denen eine auf Systemebene vorgesehene Redundanz
eine Verfügbarkeit auch nach Ausfall eines oder mehrerer
Bauelemente oder Module gewährleistet. Häufig erfordert dies,
dass ausfallende Bauelemente/Module in einen stabilen Kurzschluss
übergehen ("short-circuit failure mode", SCFM), in welchem
zwischen zwei Hauptanschlüssen des Bauelements/Moduls ein
dauerhafter elektrischer Kontakt mit möglichst geringem Widerstand
und möglichst grosser Stromkapazität besteht. Solche Bauelemente
oder Module bezeichnet man als kurzschlussfest. Eine
Möglichkeit, eine Kurzschlussfestigkeit eines Bauelements oder
Moduls zu erreichen, besteht darin, dass zwischen die beiden
Hauptanschlüsse ein Kurzschliesser geschaltet wird, der im Fehlerfall
das Bauelement oder Modul kurzschliesst. In diesem Fall
ergibt sich zusätzlich zu der bereits oben erwähnten Problematik
der Auslöseschwellen das Problem eines Kontaktwiderstandes,
der sich nach einer Auslösung einstellt. Wie bekannt, ist der
Kontaktwiderstand und damit eine Kontaktspannung eines metallischen
Trockenkontaktes näherungsweise umgekehrt proportional
zur Wurzel einer Anpresskraft. In DE 9419141 U1 wird ein Bolzen,
der nach der Auslösung einen Kontakt herstellt, in einer
Endposition festgekeilt. In DE 19908576 A1 verformt ein pyrotechnischer
Gasgenerator beim Auftreten eines Lichtbogens ein
gasdichtes, elektrisch leitendes Gehäuse plastisch, wodurch
schliesslich ein Kontakt erzeugt wird. In beiden Fällen sind
Auflagekraft und -fläche, die sich in der Endposition einstellen,
Ergebnis eines hochkomplexen dynamischen Vorganges und
hängen somit hochgradig von Ausgangsbedingungen ab. Da diese
Ausgangsbedingungen aufgrund von Fertigungstoleranzen, Temperaturänderungen,
Materialalterung etc. nicht kontrollierbar sind,
kommt es zu erheblichen Schwankungen des Kontaktwiderstandes
zwischen einzelnen Exemplaren einer Serie.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
schnelles und zuverlässiges Verfahren zum Kurzschliessen zweier
Potentialpunkte nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 zu schaffen,
welches ohne separate Lichtbogendetektion auskommt.
Die genannten Ziele werden bei dem Verfahren gemäss Anspruch 1
dadurch erreicht, dass durch eine Spannung zwischen zwei
Potentialpunkten ein Lichtbogen erzeugt und eine zweite
Energie, welche der Lichtbogen abgibt, einem Energiespeicher
zugeführt wird. Diese zweite Energie löst daraufhin die
Freisetzung einer im Energiespeicher gespeicherten ersten
Energie aus.
In einer bevorzugten Ausführungsform zündet der Lichtbogen ein
Pyrotechnikum, das unter Freisetzung grosser Mengen von Gas
exotherm reagiert.
Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Kurzschliesser nach dem Oberbegriff von Anspruch 4 zu
schaffen, der einfach und kostengünstig hergestellt werden kann
und einen sicheren und dauerhaften Kurzschluss mit minimalem
Kontaktwiderstand herstellt und insbesondere die Durchführung
des Verfahrens gemäss Anspruch 1 ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemässen Kurzschliesser
nach Anspruch 4 dadurch gelöst, dass eine von einem Lichtbogen
in einer Funkenstrecke freigesetzte Energie einem
Energiespeicher zuführbar ist und der Energiespeicher durch
diese Energie auslösbar ist.
Schliesslich liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein kurzschlussfestes Leistungshalbleitermodul nach
dem Oberbegriff von Anspruch 11 zu schaffen, bei dem ein Kurzschliesser,
insbesondere nach Anspruch 4, im Fehlerfall einen
Kurzschluss bewirkt.
Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemässen kurzschlussfesten
Leistungshalbleitermodul nach Anspruch 11 dadurch gelöst,
dass eine von einem Lichtbogen in einer Funkenstrecke
freigesetzte Energie einem Energiespeicher zuführbar ist und
dass der Energiespeicher durch diese Energie auslösbar ist.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele insbesondere
durch die Elemente der unabhängigen Ansprüche erreicht.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen ausserdem aus den
abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung hervor.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
schematisch:
In Abb. 1 ist ein Querschnitt eines Ausführungsbeispiels für
einen erfindungsgemässen Kurzschliesser nach Anspruch 4 zur
Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zum Kurzschliessen
zweier Potentialpunkte nach Anspruch 1 gezeigt. Der Kurzschliesser
weisst zwei elektrische Anschlüsse 1a, 1b auf. Diese
sind relativ zueinander fixiert, z.B. durch ein Gehäuse, das in
der Zeichnung nicht gezeigt ist. Ein metallisches Kontaktierelement
2b befindet sich in einer Ausgangsposition. Das
Kontaktierelement 2b ist bewegbar, wobei die Bewegbarkeit durch
metallische Führungselemente 2a und die Anschlüsse 1a, 1b auf
eine Verschiebung zwischen der Ausgangsposition und einer Endposition
begrenzt ist. Kontaktierelement und Führungselemente
sind vorzugsweise bezüglich der Achse A radialsymmetrisch ausgeführt.
Ein durch das Kontaktierelement 2b und den Anschluss
1a gebildeter Hohlraum ist mit einem Energiespeicher 4 gefüllt,
der eine gespeicherte erste Energie enthält. Als Material für
den Energiespeicher kommen z.B. Standard-Pyrotechnika in Frage,
wie sie in Gewehrpatronen eingesetzt werden. Eine Funkenstrecke
3 ist zwischen einer Ausformung 21 des Kontaktierelements 2b
und dem Anschluss 1b ausgebildet.
Übersteigt eine Potentialdifferenz zwischen den beiden Anschlüssen
1a, 1b eine vorgegebene Zündspannung V Zünd, bildet
sich in der Funkenstrecke 3 ein Lichtbogen aus. Durch den
Lichtbogen wird das Kontaktierelement 2b in einem Bereich in
der Nähe der Ausformung 21 erhitzt und zündet dadurch den Energiespeicher
4. Die Länge der Funkenstrecke 3, d.h. der minimale
Abstand d zwischen der Ausformung 21 und dem Anschluss 1b bestimmt
dabei den Wert der Zündspannung. Für Luft beträgt die
Durchschlagsfeldstärke E max annähernd E max = 1kV/mm, so dass sich
die Zündspannung annähernd zu V Zünd = d E max ergibt. Der
Energiespeicher 4 ist vorzugsweise in der Lage, bei Freisetzung
der in ihm gespeicherten ersten Energie grosse Mengen Gas
und/oder eine Schockwelle zu erzeugen. Die Schockwelle oder ein
entstehender Gasdruck bewegen das Kontaktierelement 2b auf den
gegenüberliegenden Anschluss 1b zu. Erreicht das
Kontaktierelement die Endposition, bildet es zusammen mit dem
Führungselement 2a eine elektrische Verbindung zwischen dem
ersten Anschluss 1a und dem zweiten Anschluss 1b, wie in Fig. 2
gezeigt ist
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, die in Fig.
3a und Fig. 3b dargestellt ist, enthält das Kontaktierelement
2b federnde Verriegelungselemente 5. Diese dienen dazu, das
Kontaktierelement 2b nach Auslösen des Energiespeichers in
einer Endposition zu fixieren (Fig. 4a und 4b). Zu diesem Zweck
sind in den Führungselementen 2a Aussparungen 6 vorgesehen, in
welche die Verriegelungselemente 5 hineinspringen, wenn sich
das Kontaktierelement 2b in der Endposition befindet. Mit Hilfe
der Verriegelungselemente 5 und beispielsweise einer geeigneten
Formgebung des Kontaktierelements 2b kann die Anpresskraft
beeinflusst werden, mit welcher das Kontaktierelement 2b in der
Endposition gegen den Anschluss 1b gepresst wird. Da, wie im
Stand der Technik beschrieben, ein Kontaktwiderstand mit
steigender Anpresskraft abnimmt, kann auf diese Weise der
Kontaktwiderstand minimiert werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das
Kontaktierelement nicht beweglich, sondern ist fest mit dem
Anschluss 1a verbunden. Dabei ist das Kontaktierelement aus
einem Ausgangszustand, in dem kein metallisch leitender Kontakt
zwischen dem Kontaktierelement und dem Anschluss 1b besteht, in
einen Endzustand, in dem es einen metallisch leitenden Kontakt
zwischen den beiden Anschlüssen 1a und 1b bewirkt, verformbar.
Vorzugsweise ist das Kontaktierelement so geformt, das es
zusammen mit dem Anschluss 1a einen Behälter bildet, in welchem
sich der Energiespeicher befindet. Vorteilhaft sind auch
Kontaktierelemente, die sowohl bewegbar als auch verformbar
sind.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung enthält der
Energiespeicher einen Zünder 7, der ebenfalls in Fig. 3b
gezeigt ist. In einer bevorzugten Weiterbildung ragt der Zünder
durch ein Loch im Kontaktierelement 2b in die Funkenstrecke 3
hinein. Durch eine von einem Lichtbogen in der Funkenstrecke 3
abgegebene Wärme wird der Zünder 7 gezündet, welcher dann weitere
Komponenten des Energiespeichers aktiviert, beispielsweise
einen Gasgenerator. Vorteilhaft bei dieser Ausgestaltung ist,
dass die Anforderungen an die Eigenschaften des Energiespeichers
bezüglich einer Empfindlichkeit einerseits, die unter anderem
die Zündtemperatur bestimmt, und der Energiefreisetzung
andererseits, die durch die Menge und Art einer freisetzbaren
Energie und der zur Freisetzung benötigten Zeit gegeben sind,
unabhängig voneinander beeinflusst und gewählt werden können.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird ein
Energiespeicher verwendet, der ein Pyrotechnikum und ein
Element aus einer Formgedächtnislegierung (Shape Memory Alloy
SMA) enthält. Das Pyrotechnikum ist dabei so gewählt, dass bei
der Freisetzung der in ihm gespeicherten ersten Energie in
erster Linie Wärme produziert wird. Diese Wärme treibt wiederum
das SMA Element an. SMAs befinden sich unterhalb einer kritischen
Temperatur in einer Martensitstruktur. In der Martensitphase
sind sie relativ weich und leicht verformbar. Bei Erwärmung
auf eine Übergangstemperatur gehen die SMA durch einen
Phasenübergang (schwach erster Ordnung) in eine höher symmetrische
Austenitphase über. Dabei verformen sie sich zurück in einen
ursprünglichen Zustand mit einem hohen E-Modul. Stapel von
SMA-Tellerfedern mit unterschiedlicher Übergangstemperatur sind
bereits zur stufenweisen Druckerzeugung in einem anderen Zusammenhang
eingesetzt worden (US-A-4,897,006). Material und Form
des SMA-Elements werden nun so gewählt, dass das SMA-Element
vor einer Auslösung des Kurzschliessers in der Martensitphase
vorliegt und das Kontaktierelement im Ausgangszustand fixiert
und dieses bei einem Übergang in die Austenitphase in den Endzustand
bewegt. Vorzugsweise ist der Phasenübergang irreversibel,
so dass das Kontaktierelement nach dem Phasenübergang
durch das SMA-Element im Endzustand gehalten wird. Die Übergangstemperatur
ist so gewählt, dass sie nur durch Zufuhr einer
vom Pyrotechnikum freigesetzten Wärme nach einer Aktivierung
des Pyrotechnikums erreicht wird.
Abb. 5 zeigt schematisch ein erfindungsgemässes Leistungshalbleitermodul
nach Anspruch 11, bei dem ein Kurzschliesser nach
Anspruch 4 dazu verwendet wird, bei Anliegen einer Überspannung
zwischen den Anschlüssen 1a und 1b einen Kurzschluss zwischen
diesen Anschlüssen 1a und 1b herbeizuführen. Dabei sind vorzugsweise
mehrere IGBT-Chips 9 mit Steueranschlüssen 10 in einem
Gehäuse zu einem Modul zusammengefasst, wobei die Anschlüsse
1a und 1b gleichzeitig eine Gehäuseoberseite bzw. Gehäuseunterseite
bilden. Isolierende Gehäuseseitenwände 8a, 8b schliessen
das Gehäuse seitlich ab und definieren einen Abstand zwischen
Ober- und Unterseite.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Leistungshalbleitermodul
anstelle der IGBT-Chips 9 Leistungshalbleiter
von anderer Art und/oder mit anderer interner Struktur
auf, Thyristoren oder MOSFETs oder auch eine Kombination verschiedenartiger
Leistungshalbleiter.
- 1a
- Erster Anschluss
- 1b
- Zweiter Anschluss
- 2a
- Führungselement
- 2b
- Kontaktierelement
- 3
- Funkenstrecke
- 4
- Energiespeicher
- 5
- Verriegelungselement
- 6
- Aussparung im Führungselement
- 7
- Zünder
- 8a,b
- Gehäuseseitenwände
- 9
- IGBT-Chips
- 10
- Steueranschlüsse
- 21
- Ausformung des Kontaktierelements
Claims (11)
- Verfahren zum Kurzschliessen zweier Potentialpunkte,unter einer Einwirkung einer in einem Energiespeicher (4) gespeicherten ersten Energie bei einer Freisetzung dieser ersten Energie
dadurch gekennzeichnet, dassdurch eine Spannung zwischen den Potentialpunkten ein Lichtbogen erzeugt wird, und dasseine zweite Energie, welche der Lichtbogen abgibt, dem Energiespeicher (4) zugeführt wird undeine Freisetzung der im Energiespeicher (4) gespeicherten ersten Energie durch Zuführung der zweiten Energie ausgelöst wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dassdie Freisetzung der gespeicherten Energie bei Ablauf einer exothermen chemischen Reaktion eines im Energiespeicher enthaltenen Brennstoffes erfolgt unddie Freisetzung der gespeicherten Energie durch Zuführung einer Aktivierungsenergie ausgelöst wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dassder Energiespeicher (4) einen Gasgenerator enthält, der bei der Freisetzung der gespeicherten ersten Energie grosse Mengen von Gas erzeugt.
- Kurzschliesser mitzwei elektrischen Anschlüssen (1a, 1b),einem Energiespeicher (4) mit einer gespeicherten ersten Energie, der sich zwischen den Anschlüssen (1a, 1b) befindet,einem Kontaktierelement (2b), das unter Einwirkung der gespeicherten erste Energie bei einer Freisetzung dieser ersten Energieentweder aus einer Ausgangsposition in eine Endposition bewegbar ist, wobei ein metallisch leitender Kontakt zwischen den Anschlüssen (1a, 1b) nur besteht, wenn sich das Kontaktierelement (2b) in der Endposition befindet,und/oder aus einem Ausgangszustand in einen Endzustand verformbar ist, wobei ein metallisch leitender Kontakt zwischen den Anschlüssen nur besteht, wenn sich das Kontaktierelement (2b) im Endzustand befindet,und einer Funkenstrecke (3),insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dasseine von einem Lichtbogen in der Funkenstrecke (3) freigesetzte zweite Energie dem Energiespeicher (4) zuführbar ist unddie Freisetzung der gespeicherten ersten Energie durch diese zweite Energie auslösbar ist. - Kurzschliesser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dassder Energiespeicher (4) einen Gasgenerator enthält, der bei der Freisetzung der gespeicherten ersten Energie grosse Mengen von Gas erzeugt.
- Kurzschliesser nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dassdas Kontaktierelement (2b) ein mehrteiliger Behälter aus leitendem Material ist, in dem sich der Energiespeicher (4) befindet,die Teile des Behälters durch die gespeicherte erste Energie aus ihrer Ausgangsposition in ihre Endposition bewegbar sind undin der Endposition durch Verriegelungselemente (5) fixierbar sind.
- Kurzschliesser nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dassdie Verriegelungselemente (5) federnde Verriegelungselemente sind,die Verriegelungselemente (5) in ein erstes Behälterteil integriert sind, und dassein zweites Behälterteil Ausparungen (6) aufweist, welche die Verriegelungselemente (5) in der Endposition aufnehmen können.
- Kurzschliesser nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dassdie Funkenstrecke (3) zwischen dem Behälter und einem der beiden Anschlüsse (1a oder 1b) ausgebildet ist.
- Kurzschliesser nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dassder Energiespeicher (4) einen Zünder(7) enthält, der durch die von einem Lichtbogen in der Funkenstrecke (3) freigesetzte zweite Energie zündbar ist,der Zünder (4) durch ein Loch im Behälter in die Funkenstrecke (3) hineinragt, und dassder Gasgenerator durch den Zünder (7) aktivierbar ist.
- Kurzschliesser nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dassder Behälter zwei becherförmige Teile aufweist, die mit zueinander orientierten Öffnungen ineinander geschoben sind.
- Kurzschlussfestes Leistungshalbleitermodul miteinem ersten und einem zweiten Anschluss (1a, 1b),mindestens einem Halbleiterchip (9), welcher mit einer ersten Hauptelektrode mit dem ersten Anschluss (1a) und mit einer zweiten Hauptelektrode mit dem zweiten Anschluss (1b) in elektrischer Verbindung steht,einem Energiespeicher (4) mit einer gespeicherten ersten Energie,einem elektrisch leitenden Kontaktierelement (2b), das durch die gespeicherte erste Energie aus einer Ausgangsposition in eine Endposition bewegbar ist, wobei das Kontaktierelement (2b) nur in der Endposition mit beiden Anschlüssen (1a, 1b) gleichzeitig leitend verbunden ist,einer Funkenstrecke (3), in der bei Anliegen einer einen vorgegebenen Grenzwert übersteigenden Spannung zwischen den Anschlüssen sich ein Lichtbogen ausbildet,
dadurch gekennzeichnet, dasseine von einem Lichtbogen in der Funkenstrecke (3) freigesetzte zweite Energie dem Energiespeicher (4) zuführbar ist und dasseine Freisetzung der im Energiespeicher (4) gespeicherten ersten Energie durch diese zweite Energie auslösbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP01810744A EP1282145A1 (de) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | Verfahren und Vorrichtung zum selbstgezündeten pyrotechnischen Kurzschliessen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP01810744A EP1282145A1 (de) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | Verfahren und Vorrichtung zum selbstgezündeten pyrotechnischen Kurzschliessen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP1282145A1 true EP1282145A1 (de) | 2003-02-05 |
Family
ID=8184060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP01810744A Withdrawn EP1282145A1 (de) | 2001-07-30 | 2001-07-30 | Verfahren und Vorrichtung zum selbstgezündeten pyrotechnischen Kurzschliessen |
Country Status (1)
Country | Link |
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EP (1) | EP1282145A1 (de) |
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