BEHLKE HTS 120-1600-SCR：高压开关

BEHLKE HTS 120-1600-SCR：高压开关

一、引言

BEHLKE 公司，位于法兰克福西北约 20 公里的卫星镇克龙贝格，自 1985 年成立以来，始终深耕高压电子领域。凭借其强大的技术实力、超稳定的产品质量以及标准模块化的设计理念，在高压高电流半导体器件行业中占据重要地位，尤其在超高压超电流领域，更是行业标准。其产品广泛应用于多个领域，涵盖快速高压开关、高压脉冲发生器、高压二极管、高压组件和介质液体冷却等，为众多工业场景提供了可靠的解决方案。

BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高压开关作为 BEHLKE 公司的代表性产品之一，在众多高压应用场景中发挥着关键作用。该开关具备技术特性和性能表现，能够满足不同行业对于高压开关的严苛要求。下面将通过具体案例，深入剖析其在实际应用中的表现和优势。

二、产品探秘

（一）产品基本信息

BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高压开关，型号中 “HTS" 代表其所属的高压开关系列，“120" 表示该开关的大电压为 12kV，“1600" 表示峰值电流可达 16000A ，“SCR" 则表明其采用晶闸管技术。其峰值功率达到 192MW，导通时间在 35 微秒至无穷大之间，这种宽泛的导通时间范围，为不同应用场景提供了更多的可能性。该开关搭载了 LED 指示器和同步功能，方便用户实时了解开关的工作状态以及实现多设备之间的协同工作。其外壳尺寸约为 204×103×35mm³ ，在保障性能的同时，尽可能地优化了空间占用，便于在各种设备中进行安装和集成。

（二）设计

BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 采用了与众不同的设计理念。与经典的盘式晶闸管开关相比，dv/dt 和 di/dt 功能的限制更少。它由大量较小的晶闸管芯片组成，这些芯片以并联和串联的方式巧妙连接，多可达 1000 个单个晶闸管。通过这种连接方式，的 dv/dt 和 di/dt 被有效地分成非临界值，分摊到每个晶闸管上，从而确保每个晶闸管都能在安全的工作范围内运行。

每个晶闸管都配备了自己的高度同步和隔离的栅极驱动器。这一设计使得门布线非常短，极大地提高了开关的响应速度，同时避免了经典晶闸管开关设计中已知的危险热点问题。危险热点的产生往往会导致设备局部温度过高，影响设备的性能和寿命，而 BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 的设计从根源上解决了这一隐患，保障了设备的稳定运行。

（三）显著优势

1. 高电流能力：能够承受高达 16000A 的峰值电流，在面对高电流需求的应用场景时，如大型电力系统的快速开关、脉冲功率应用等，该开关能够稳定运行，确保电力的可靠传输和分配，为系统的正常运行提供坚实保障。

2. 耐过载：具备出色的耐过载能力，在实际运行过程中，即使遇到短暂的电流过载情况，也能保持稳定的性能，不会因过载而导致设备损坏或性能下降，大大提高了设备的可靠性和稳定性，减少了维护成本和停机时间。

3. 低延迟：其传播延迟时间短，抖动低，这使得它在对时间精度要求的应用中表现出色，例如在一些高速数据传输、精密测试测量等领域，能够快速准确地响应控制信号，保证系统的高效运行。

4. 出色 EMC 性能：通过有源输入滤波器实现了出色的 EMC（电磁兼容性）性能，在复杂的电磁环境中，能够有效抑制电磁干扰，同时自身也不易受到外界电磁干扰的影响，确保了设备在各种电磁环境下都能正常工作，提高了系统的抗干扰能力。

5. 多种冷却选项：提供多种冷却选项，包括改进的导热性（选项 ITC）、非导电陶瓷冷却表面（选项 CCS）、隔离铜冷却法兰（选项 GCF）、非导电陶瓷冷却法兰（选项 GCF - CER）或铜制非隔离散热片（选项 CF）或轻型石墨材料（选项 CF - GRA）等。对于电晕关键应用，还可以使用非导电高性能陶瓷制成的散热片（选项 CF - CER） 。当空气冷却达到极，可采用间接液体冷却（选项 ILC）或直接液体冷却（选项 DLC）。间接液体冷却适用于简单的导电和非导电冷却剂，如自来水或去离子水；直接液体冷却则更高效且适合高频运行，使用全氟聚醚（PFPE）、全氟化碳（PFC）或氢氟醚（HFE）作为非导电冷却剂。这些丰富的冷却选项，能够根据不同的应用场景和工作条件，选择合适的冷却方式，确保开关在运行过程中保持合适的温度，延长设备的使用寿命。

三、应用实例

（一）冶金行业应用

在冶金行业的电炉炼钢环节，对电力供应的稳定性和电流的精准控制要求。某大型钢铁企业在其电炉炼钢过程中，采用了 BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高压开关。

电炉炼钢时，电极向炉内输入电能，利用电阻热将原料熔化。在这个过程中，电流需求大且变化频繁。BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 凭借其高达 16000A 的峰值电流承受能力，能够稳定地为电炉提供所需的大电流，确保电炉在高负荷运行下也能保持稳定的功率输出。

当电炉的工作状态发生变化，例如在原料加入或熔炼阶段转换时，需要快速切换电路以调整电流大小和方向。该开关的快速切换能力发挥了关键作用，其短传播延迟时间和低抖动特性，使得它能够在微秒级的时间内完成开关动作，快速响应电炉的电流需求变化，避免了因电流波动过大而导致的电炉运行不稳定、钢水质量受影响等问题。同时，其出色的耐过载能力，也能应对电炉在启动和运行过程中可能出现的短暂电流过载情况，保障了电炉炼钢过程的持续稳定进行，提高了生产效率和钢水的质量。

（二）科研领域应用

在某科研机构进行的高能量密度物理实验中，需要产生特定频率和幅值的脉冲信号来驱动实验装置。BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高压开关在这个项目中发挥了重要作用。

实验要求脉冲信号的上升沿和下降沿非常陡峭，且脉冲的幅值和宽度能够精确控制。BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 的快速开关特性使得它能够快速地接通和断开电路，从而产生满足实验要求的陡峭脉冲边沿。通过对其控制信号的精确设置，可以实现对脉冲幅值和宽度的精准调节，为实验提供了稳定可靠的脉冲信号源。

在实验过程中，该开关的高稳定性和可靠性也得到了充分验证。即使在长时间、高频率的脉冲产生过程中，它依然能够保持稳定的性能，没有出现任何故障或性能下降的情况。这为科研人员顺利完成实验研究提供了有力的支持，使得他们能够专注于实验本身，深入探索高能量密度物理领域的科学问题，推动了科研项目的顺利进展，为相关领域的科学研究做出了贡献。

四、使用反馈

（一）用户评价

众多使用过 BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高压开关的用户对其性能给予了高度评价。一位在冶金行业工作多年的工程师表示：“这款开关在我们电炉炼钢的高电流、频繁变化的工况下，表现非常出色。它的高电流承受能力让电炉的供电十分稳定，而且快速切换的特性，能够及时响应电炉的各种需求变化，自从使用了它，我们的生产效率有了明显提升，钢水质量也更加稳定 。"

在科研领域，某科研团队的负责人也称赞道：“在我们的高能量密度物理实验中，对脉冲信号的要求极其苛刻。BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高压开关满足了我们的需求，它产生的脉冲信号边沿陡峭，幅值和宽度控制而且在长时间的实验过程中，一直保持着高稳定性和可靠性，从未出现过故障，为我们的实验提供了坚实的保障 。"

还有用户提到：“BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 的 EMC 性能给我留下了深刻印象。在我们复杂的电磁环境中，它能够稳定工作，不受外界电磁干扰的影响，同时也不会对周围设备产生干扰，这对于我们整个系统的稳定运行非常重要。"

（二）常见问题与解决

在使用过程中，虽然 BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高压开关表现出了性能，但也出现过一些问题。其中，过热问题是较为常见的一种。当开关长时间在高负荷状态下运行时，会产生较多热量，如果散热不及时，就可能导致过热。解决措施可以根据实际情况选择合适的冷却方式。如果是在一般负载情况下，可以采用空气冷却结合散热片的方式，如选择铜制非隔离散热片（选项 CF）或轻型石墨材料（选项 CF - GRA）的散热片，增强散热效果；当空气冷却无法满足需求时，可以考虑液体冷却，如间接液体冷却（选项 ILC），使用自来水或去离子水作为冷却剂，通过循环流动带走热量；对于高频运行或对散热要求更高的场景，则可采用直接液体冷却（选项 DLC），利用全氟聚醚（PFPE）、全氟化碳（PFC）或氢氟醚（HFE）等非导电冷却剂进行高效散热 。

另外，触发异常也偶尔出现。可能是由于控制信号受到干扰，或者栅极驱动器出现故障导致。当出现触发异常时，首先要检查控制信号线路，确保其屏蔽良好，避免外界电磁干扰影响控制信号。如果是栅极驱动器故障，需要及时更换故障的栅极驱动器组件，以恢复开关的正常触发功能。在日常使用中，定期对设备进行检查和维护，也能有效预防此类问题的发生，确保开关的稳定运行 。

五、市场展望

在当前高压开关市场中，随着工业自动化程度的不断提高以及新能源、科研等领域的快速发展，对高压开关的性能要求也日益严苛。BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 凭借其高电流能力、耐过载、低延迟、出色的 EMC 性能以及多种冷却选项等显著优势，在市场中展现出强大的竞争力。

在冶金、电力、科研等对高压开关性能要求较高的行业，该产品已经得到了广泛应用和用户的高度认可，树立了良好的市场口碑。随着这些行业的持续发展，对高性能高压开关的需求将保持稳定增长，为 BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 提供了广阔的市场空间。

此外，随着新能源产业的兴起，如风力发电、太阳能发电等领域，在电力转换和传输过程中，对高压开关的需求也在不断增加。BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 的高性能特性，使其能够很好地满足新能源领域对高压开关的要求，有望在新能源市场中占据一席之地，进一步拓展其。

同时，BEHLKE 公司不断投入研发，持续优化产品性能，根据市场需求推出更多定制化的解决方案，以适应不同客户的特殊需求。这将有助于该产品在激烈的市场竞争中保持地位，实现更长远的发展，在未来的高压开关市场中发挥更加重要的作用，推动整个行业的技术进步和发展。

六、结论

BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高压开关凭借其设计和显著优势，在冶金、科研等多个领域展现出应用价值。从冶金行业电炉炼钢的稳定供电，到科研领域高能量密度物理实验的精准脉冲信号提供，它都能出色地完成任务，满足不同行业对高压开关的严苛要求。用户的高度评价和实际应用中的良好表现，充分证明了其可靠性和稳定性。

尽管在使用过程中出现过热和触发异常等问题，但通过合理选择冷却方式和及时排查维护控制信号线路与栅极驱动器等措施，这些问题都能得到有效解决。在市场展望方面，随着各行业的发展以及新能源产业的兴起，对高性能高压开关的需求持续增长，BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 凭借自身优势，有望在市场中进一步扩大份额，持续推动行业技术进步，为更多领域的发展提供可靠的电力控制解决方案，成为高压开关市场中竞争力的产品 。

BEHLKE HTS 120-1600-SCR：高压开关