BEHLKE HTS 120-1600-SCR：高壓開關

一、引言

BEHLKE 公司，位于法蘭克福西北約 20 公里的衛星鎮克龍貝格，自 1985 年成立以來，始終深耕高壓電子領域。憑借其強大的技術實力、超穩定的產品質量以及標準模塊化的設計理念，在高壓高電流半導體器件行業中占據重要地位，尤其在超高壓超電流領域，更是行業標準。其產品廣泛應用于多個領域，涵蓋快速高壓開關、高壓脈沖發生器、高壓二極管、高壓組件和介質液體冷卻等，為眾多工業場景提供了可靠的解決方案。

BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高壓開關作為 BEHLKE 公司的代表性產品之一，在眾多高壓應用場景中發揮著關鍵作用。該開關具備技術特性和性能表現，能夠滿足不同行業對于高壓開關的嚴苛要求。下面將通過具體案例，深入剖析其在實際應用中的表現和優勢。

二、產品探秘

（一）產品基本信息

BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高壓開關，型號中 “HTS" 代表其所屬的高壓開關系列，“120" 表示該開關的大電壓為 12kV，“1600" 表示峰值電流可達 16000A ，“SCR" 則表明其采用晶閘管技術。其峰值功率達到 192MW，導通時間在 35 微秒至無窮大之間，這種寬泛的導通時間范圍，為不同應用場景提供了更多的可能性。該開關搭載了 LED 指示器和同步功能，方便用戶實時了解開關的工作狀態以及實現多設備之間的協同工作。其外殼尺寸約為 204×103×35mm3 ，在保障性能的同時，盡可能地優化了空間占用，便于在各種設備中進行安裝和集成。

（二）設計

BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 采用了與眾不同的設計理念。與經典的盤式晶閘管開關相比，dv/dt 和 di/dt 功能的限制更少。它由大量較小的晶閘管芯片組成，這些芯片以并聯和串聯的方式巧妙連接，多可達 1000 個單個晶閘管。通過這種連接方式，的 dv/dt 和 di/dt 被有效地分成非臨界值，分攤到每個晶閘管上，從而確保每個晶閘管都能在安全的工作范圍內運行。

每個晶閘管都配備了自己的高度同步和隔離的柵極驅動器。這一設計使得門布線非常短，極大地提高了開關的響應速度，同時避免了經典晶閘管開關設計中已知的危險熱點問題。危險熱點的產生往往會導致設備局部溫度過高，影響設備的性能和壽命，而 BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 的設計從根源上解決了這一隱患，保障了設備的穩定運行。

（三）顯著優勢

1. 高電流能力：能夠承受高達 16000A 的峰值電流，在面對高電流需求的應用場景時，如大型電力系統的快速開關、脈沖功率應用等，該開關能夠穩定運行，確保電力的可靠傳輸和分配，為系統的正常運行提供堅實保障。

2. 耐過載：具備出色的耐過載能力，在實際運行過程中，即使遇到短暫的電流過載情況，也能保持穩定的性能，不會因過載而導致設備損壞或性能下降，大大提高了設備的可靠性和穩定性，減少了維護成本和停機時間。

3. 低延遲：其傳播延遲時間短，抖動低，這使得它在對時間精度要求的應用中表現出色，例如在一些高速數據傳輸、精密測試測量等領域，能夠快速準確地響應控制信號，保證系統的高效運行。

4. 出色 EMC 性能：通過有源輸入濾波器實現了出色的 EMC（電磁兼容性）性能，在復雜的電磁環境中，能夠有效抑制電磁干擾，同時自身也不易受到外界電磁干擾的影響，確保了設備在各種電磁環境下都能正常工作，提高了系統的抗干擾能力。

5. 多種冷卻選項：提供多種冷卻選項，包括改進的導熱性（選項 ITC）、非導電陶瓷冷卻表面（選項 CCS）、隔離銅冷卻法蘭（選項 GCF）、非導電陶瓷冷卻法蘭（選項 GCF - CER）或銅制非隔離散熱片（選項 CF）或輕型石墨材料（選項 CF - GRA）等。對于電暈關鍵應用，還可以使用非導電高性能陶瓷制成的散熱片（選項 CF - CER） 。當空氣冷卻達到極，可采用間接液體冷卻（選項 ILC）或直接液體冷卻（選項 DLC）。間接液體冷卻適用于簡單的導電和非導電冷卻劑，如自來水或去離子水；直接液體冷卻則更高效且適合高頻運行，使用全氟聚醚（PFPE）、全氟化碳（PFC）或氫氟醚（HFE）作為非導電冷卻劑。這些豐富的冷卻選項，能夠根據不同的應用場景和工作條件，選擇合適的冷卻方式，確保開關在運行過程中保持合適的溫度，延長設備的使用壽命。

三、應用實例

（一）冶金行業應用

在冶金行業的電爐煉鋼環節，對電力供應的穩定性和電流的精準控制要求。某大型鋼鐵企業在其電爐煉鋼過程中，采用了 BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高壓開關。

電爐煉鋼時，電極向爐內輸入電能，利用電阻熱將原料熔化。在這個過程中，電流需求大且變化頻繁。BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 憑借其高達 16000A 的峰值電流承受能力，能夠穩定地為電爐提供所需的大電流，確保電爐在高負荷運行下也能保持穩定的功率輸出。

當電爐的工作狀態發生變化，例如在原料加入或熔煉階段轉換時，需要快速切換電路以調整電流大小和方向。該開關的快速切換能力發揮了關鍵作用，其短傳播延遲時間和低抖動特性，使得它能夠在微秒級的時間內完成開關動作，快速響應電爐的電流需求變化，避免了因電流波動過大而導致的電爐運行不穩定、鋼水質量受影響等問題。同時，其出色的耐過載能力，也能應對電爐在啟動和運行過程中可能出現的短暫電流過載情況，保障了電爐煉鋼過程的持續穩定進行，提高了生產效率和鋼水的質量。

（二）科研領域應用

在某科研機構進行的高能量密度物理實驗中，需要產生特定頻率和幅值的脈沖信號來驅動實驗裝置。BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高壓開關在這個項目中發揮了重要作用。

實驗要求脈沖信號的上升沿和下降沿非常陡峭，且脈沖的幅值和寬度能夠精確控制。BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 的快速開關特性使得它能夠快速地接通和斷開電路，從而產生滿足實驗要求的陡峭脈沖邊沿。通過對其控制信號的精確設置，可以實現對脈沖幅值和寬度的精準調節，為實驗提供了穩定可靠的脈沖信號源。

在實驗過程中，該開關的高穩定性和可靠性也得到了充分驗證。即使在長時間、高頻率的脈沖產生過程中，它依然能夠保持穩定的性能，沒有出現任何故障或性能下降的情況。這為科研人員順利完成實驗研究提供了有力的支持，使得他們能夠專注于實驗本身，深入探索高能量密度物理領域的科學問題，推動了科研項目的順利進展，為相關領域的科學研究做出了貢獻。

四、使用反饋

（一）用戶評價

眾多使用過 BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高壓開關的用戶對其性能給予了高度評價。一位在冶金行業工作多年的工程師表示：“這款開關在我們電爐煉鋼的高電流、頻繁變化的工況下，表現非常出色。它的高電流承受能力讓電爐的供電十分穩定，而且快速切換的特性，能夠及時響應電爐的各種需求變化，自從使用了它，我們的生產效率有了明顯提升，鋼水質量也更加穩定 。"

在科研領域，某科研團隊的負責人也稱贊道：“在我們的高能量密度物理實驗中，對脈沖信號的要求極其苛刻。BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高壓開關滿足了我們的需求，它產生的脈沖信號邊沿陡峭，幅值和寬度控制而且在長時間的實驗過程中，一直保持著高穩定性和可靠性，從未出現過故障，為我們的實驗提供了堅實的保障 。"

還有用戶提到：“BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 的 EMC 性能給我留下了深刻印象。在我們復雜的電磁環境中，它能夠穩定工作，不受外界電磁干擾的影響，同時也不會對周圍設備產生干擾，這對于我們整個系統的穩定運行非常重要。"

（二）常見問題與解決

在使用過程中，雖然 BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高壓開關表現出了性能，但也出現過一些問題。其中，過熱問題是較為常見的一種。當開關長時間在高負荷狀態下運行時，會產生較多熱量，如果散熱不及時，就可能導致過熱。解決措施可以根據實際情況選擇合適的冷卻方式。如果是在一般負載情況下，可以采用空氣冷卻結合散熱片的方式，如選擇銅制非隔離散熱片（選項 CF）或輕型石墨材料（選項 CF - GRA）的散熱片，增強散熱效果；當空氣冷卻無法滿足需求時，可以考慮液體冷卻，如間接液體冷卻（選項 ILC），使用自來水或去離子水作為冷卻劑，通過循環流動帶走熱量；對于高頻運行或對散熱要求更高的場景，則可采用直接液體冷卻（選項 DLC），利用全氟聚醚（PFPE）、全氟化碳（PFC）或氫氟醚（HFE）等非導電冷卻劑進行高效散熱 。

另外，觸發異常也偶爾出現。可能是由于控制信號受到干擾，或者柵極驅動器出現故障導致。當出現觸發異常時，首先要檢查控制信號線路，確保其屏蔽良好，避免外界電磁干擾影響控制信號。如果是柵極驅動器故障，需要及時更換故障的柵極驅動器組件，以恢復開關的正常觸發功能。在日常使用中，定期對設備進行檢查和維護，也能有效預防此類問題的發生，確保開關的穩定運行 。

五、市場展望

在當前高壓開關市場中，隨著工業自動化程度的不斷提高以及新能源、科研等領域的快速發展，對高壓開關的性能要求也日益嚴苛。BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 憑借其高電流能力、耐過載、低延遲、出色的 EMC 性能以及多種冷卻選項等顯著優勢，在市場中展現出強大的競爭力。

在冶金、電力、科研等對高壓開關性能要求較高的行業，該產品已經得到了廣泛應用和用戶的高度認可，樹立了良好的市場口碑。隨著這些行業的持續發展，對高性能高壓開關的需求將保持穩定增長，為 BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 提供了廣闊的市場空間。

此外，隨著新能源產業的興起，如風力發電、太陽能發電等領域，在電力轉換和傳輸過程中，對高壓開關的需求也在不斷增加。BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 的高性能特性，使其能夠很好地滿足新能源領域對高壓開關的要求，有望在新能源市場中占據一席之地，進一步拓展其。

同時，BEHLKE 公司不斷投入研發，持續優化產品性能，根據市場需求推出更多定制化的解決方案，以適應不同客戶的特殊需求。這將有助于該產品在激烈的市場競爭中保持地位，實現更長遠的發展，在未來的高壓開關市場中發揮更加重要的作用，推動整個行業的技術進步和發展。

六、結論

BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 高壓開關憑借其設計和顯著優勢，在冶金、科研等多個領域展現出應用價值。從冶金行業電爐煉鋼的穩定供電，到科研領域高能量密度物理實驗的精準脈沖信號提供，它都能出色地完成任務，滿足不同行業對高壓開關的嚴苛要求。用戶的高度評價和實際應用中的良好表現，充分證明了其可靠性和穩定性。

盡管在使用過程中出現過熱和觸發異常等問題，但通過合理選擇冷卻方式和及時排查維護控制信號線路與柵極驅動器等措施，這些問題都能得到有效解決。在市場展望方面，隨著各行業的發展以及新能源產業的興起，對高性能高壓開關的需求持續增長，BEHLKE HTS 120 - 1600 - SCR 憑借自身優勢，有望在市場中進一步擴大份額，持續推動行業技術進步，為更多領域的發展提供可靠的電力控制解決方案，成為高壓開關市場中競爭力的產品 。

BEHLKE HTS 120-1600-SCR：高壓開關