BR102015015436B1 - Dispositivo de conversão de força, dispositivo de acionamento e método de acionamento - Google Patents

Dispositivo de conversão de força, dispositivo de acionamento e método de acionamento Download PDF

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Abstract

DISPOSITIVO DE CONVERSÃO DE FORÇA, DISPOSITIVO DE TRANSMISSÃO E MÉTODO DE TRANSMISSÃO O dispositivo de transmissão inclui um circuito primário de transmissão, um circuito de transformação de isolamento, e pelo menos um circuito secundário de transmissão. O circuito de transformação de isolamento é acoplado ao circuito primário de transmissão. Pelo menos um circuito secundário de transmissão é acoplado ao circuito de transformação de isolamento. O circuito primário de transmissão recebe um sinal de controle e um sinal de força. O circuito primário de transmissão gera um sinal de pulso de força de acordo com o sinal de controle e gera um sinal de pulso de força de acordo com o sinal de força. O circuito primário de transmissão transmite o sinal de pulso de transmissão e o sinal de pulso de força para pelo menos um circuito secundário de transmissão através do circuito de transformação de isolamento. Pelo menos um circuito secundário de transmissão recebe o sinal de pulso de transmissão de modo a gerar um sinal de transmissão, e aquele pelo menos um circuito secundário de transmissão aciona uma unidade de chave de força de semicondutor de acordo com o sinal de transmissão

Description

FUNDAMENTOS Campo da Invenção
[0001] A presente invenção se refere a um dispositivo eletrônico e a um método de controle. Mais particularmente, a presente invenção se refere a um dispositivo de conversor de força, a um dispositivo de acionamento e a um método de acionamento.
Descrição da Técnica Correlata
[0002] Com o avanço da ciência e tecnologia, as técnicas empregadas pela indústria de energia eletrônica estão amadurecendo; portanto, os dispositivos de suprimento de força são amplamente aplicados em diversos dispositivos eletrônicos. A confiabilidade compreende de um requisito básico para tais dispositivos de energia eletrônico. Um dispositivo de energia eletrônico pode funcionar com estabilidade sob condições operacionais normais, e pode efetivamente se proteger quando havendo mau funcionamento, de modo que o dispositivo de energia eletrônico não venha a ser danificado.
[0003] Em aplicações envolvendo dispositivos elétricos de alta potência (por exemplo, computadores industriais, servidores, equipamento de força, e assim por diante), a confiabilidade quanto ao produto é extremamente alta. O intervalo de tempo entre as falhas (MTBF) é empregado habitualmente como um padrão para aferição da confiabilidade. Caso o MTBF de um dispositivo elétrico seja alto, a confiabilidade do dispositivo elétrico é alta.
[0004] Nos suprimentos de potência dos dias atuais de dispositivos eletrônicos, as fibras óticas são empregadas, tipicamente, para a transmissão de sinais de controle para as partes de altas-voltagens das extremidades de saída de tais suprimentos de potência de forma a haver o controle dos elementos de comutação de força nas partes de altas- voltagens. Em comparação com o emprego de conexões elétricas, a realização de transmissão fazendo uso de fibras óticas possibilita que seja realizado isolamento elétrico entre as partes de altas-voltagens e as partes de baixas-voltagens dos módulos de transformação e entre cada elemento de comutação de potência das partes de altas- voltagens de forma a se evitar interferências de ruídos elétricos entre as unidades.
[0005] Entretanto, em comparação com outros dispositivos elétricos em um sistema, em geral, o MTBF de um transceptor de fibra ótica é extremamente baixo, de modo que as fibras óticas se tornaram em blocos de obstáculos com respeito ao melhoramento da confiabilidade de um sistema.
[0006] Além disso, uma vez que a chave de força necessita de ser isolada a partir da parte de baixa- voltagem e dos outros elementos da chave de força na mesma parte de alta-voltagem, cada elemento de chave de força necessita de um conjunto de fibras óticas para a transmissão dos sinais de acionamento. Portanto, o emprego de fibras óticas para feitura do isolamento irá aumentar substancialmente o custo e a complexidade estrutural de um sistema.
[0007] Além disso, uma vez que existe um retardo significativo para a transmissão dos sinais pelas fibras óticas, a consistência (ou capacidade de sincronia) na transmissão dos mesmos sinais é pobre. Quando se tem uma demanda por alta consistência, a confiabilidade dos elementos de chave de força vem a ser afetada.
[0008] A transmissão dos sinais de acionamento fazendo uso de isolamento magnético ao invés de isolamento ótico para se chegar ao isolamento elétrico pode afetar a confiabilidade, reduzindo o custo e simplificando a estrutura do sistema, bem como reduzindo o tempo de retardo, e aumentando a consistência de sinais de forma a resolver de fato os problemas originados pelo isolamento ótico.
[0009] A transmissão dos sinais de acionamento para as unidades de comutação conectadas em série pelo emprego do isolamento magnético tem sido utilizada em circuitos de transmissão em série para o acionamento de elementos de chave de força parcialmente controlados. Por exemplo, os sinais de transmissão de uma parte de baixa-voltagem são transmitidos através dos transformadores conectados em série de forma a transmitirem pulsos engatilhados com a capacidade de transmissão para uma parte de alta-voltagem acionando os elementos de chave de força parcialmente controlados conectados em séries. Um elemento de chave de força parcialmente controlado compreende, por exemplo, de um retificador controlado por silicone (SCR).
[0010] Devido às propriedades dos elementos de chave de força parcialmente controlados, os requisitos dos sinais de transmissão para um SCR consistem em que (1) somente um pulso extremamente estreito é necessário para disparar e ligar um SCR, sendo desnecessário um sinal de desligamento, uma vez que o elemento de chave de força parcialmente controlado não pode ser desligado por um sinal de transmissão; e (2) uma vez que o pulso de um sinal de transmissão para um elemento de chave de força parcialmente controlado seja estreito, um sinal de transmissão e uma força de transmissão do mesmo podem ser transmitidos simultaneamente através de um transformador de pulso.
[0011] Além do mais, ocorrem muitas diferenças entre os requisitos de sinais de transmissão para elementos de chave de força plenamente controlados e os requisitos de sinais de transmissão para elementos de chave de força parcialmente controlados. Por exemplo, o acionamento e desligamento dos elementos de chave dos elementos de chave de força plenamente controlados são ambos realizados utilizando-se sinais de transmissão. Mais ainda, um nível estável de alta-voltagem é necessário para ligar os elementos de chave de força plenamente controlados, e é necessário um nível estável de baixa-voltagem para o desligamento dos elementos de chave de força plenamente controlados. Em um outro exemplo tem-se que a largura de pulso dos sinais de transmissão para elementos de chave de força plenamente controlados é mais ampla do que a largura de pulso dos sinais de transmissão para elementos de chave de força parcialmente controlados (por exemplo, SCR).
[0012] A transmissão dos sinais de acionamento de elementos de chave de força parcialmente controlados (por exemplo, um SCR) através de isolamento magnético não pode ser usada nos elementos de chave de força plenamente controlados.
[0013] Alguns dispositivos elétricos não apresentam detectores para mau funcionamento; contudo, caso os dispositivos eletrônicos de potência estejam com mau funcionamento, esses dispositivos eletrônicos de potência não podem efetivamente detectar o mau funcionamento, de modo que esses dispositivos eletrônicos de potência não podem alertar os usuários e tomar quaisquer medidas de proteção efetivas.
[0014] Mais ainda, muito embora alguns dispositivos eletrônicos de potência apresentem detectores para mau funcionamento, esses dispositivos eletrônicos de potência transmitem sinais de mau funcionamento através dos elementos de isolamento ótico, de modo que os custos de fabricação aumentam e a confiabilidade é diminuída.
[0015] Em vista da exposição anterior, tem-se que via a associação dos problemas e desvantagens com os produtos existentes ocorre a necessidade por melhoramentos adicionais. Contudo, os técnicos no assunto ainda tem de encontrar esta solução.
SUMÁRIO
[0016] O sumário a seguir apresenta um resumo simplificado da descrição de forma a se proporcionar com uma compreensão básica para o leitor. Este sumário não envolve uma retrospectiva alongada da descrição e não identifica os elementos chaves/essenciais da presente descrição ou delineia o âmbito da presente descrição.
[0017] Um aspecto da presente descrição proporciona com um dispositivo de acionamento. O dispositivo de acionamento inclui um circuito de transmissão primário, um circuito de isolamento de transmissão, e pelo menos um circuito de transmissão secundário. O circuito de transmissão primário é configurado para receber um sinal de controle e um sinal de força, sendo que o circuito de transmissão primário é configurado para gerar um sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle, e gerar um sinal de pulso de força com base no sinal de força. O circuito de isolamento de transmissão é configurado para ser acoplado ao circuito primário de acionamento, sendo que o circuito de transformação de isolamento consiste de uma primeira unidade de transformação de isolamento e de uma segunda unidade de transformação de isolamento, sendo que a primeira unidade de transformação de isolamento compreende de uma primeira pluralidade de transformadores de pulsos, um segundo transformador de pulso, e uma terceira pluralidade de transformadores de pulsos, e a segunda unidade de transformação de isolamento compreende de um transformador de pulso de uma quarta pluralidade de transformadores de pulsos, um quinto transformador de pulso, e de uma sexta pluralidade de transformadores de pulsos. Um dos primeiros transformadores de pulso inclui um enrolamento primário e um enrolamento secundário, com o enrolamento primário sendo acoplado eletricamente ao circuito primário de acionamento, aonde os enrolamentos primários são conectados em sequência entre si em série. O segundo transformador de pulso inclui um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários, com o enrolamento primário sendo acoplado eletricamente ao circuito primário de acionamento. Um dos terceiros transformadores de pulsos inclui um enrolamento primário e um enrolamento secundário, um outro dos terceiros transformadores de pulsos compreende de um enrolamento primário e de uma pluralidade de enrolamentos secundários e os enrolamentos primários são conectados eletricamente ao circuito primário de acionamento, sendo que os enrolamentos primários são conectados em sequência entre si em série.
[0018] Tem-se ainda que um dos quartos transformadores de pulsos inclui um enrolamento primário e um enrolamento secundário, os enrolamentos primários são eletricamente acoplados ao circuito primário de acionamento, aonde os enrolamentos primários são conectados em sequência entre si em série. O quinto transformador de pulso inclui um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários, com o enrolamento primário sendo eletricamente acoplado ao circuito primário de acionamento. Um dos sextos transformadores de pulsos inclui um enrolamento primário e um enrolamento secundário, um outro dos sextos transformadores de pulsos compreende de um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários, com os enrolamentos primários sendo acoplados eletricamente ao circuito primário de acionamento, sendo que os enrolamentos primários são conectados em sequência entre si em série.
[0019] Um outro aspecto da presente descrição proporciona com um dispositivo de conversão de força. O dispositivo de conversão de força inclui uma primeira unidade de chave de força de semicondutor e um dispositivo de acionamento. O dispositivo de acionamento inclui um circuito de controle, um circuito primário de acionamento, um circuito de transformação de isolamento, e uma pluralidade de circuitos secundários de transmissão. O circuito primário de acionamento é acoplado ao circuito de controle, e o circuito de transformação de isolamento é acoplado ao circuito primário de acionamento. O dispositivo de acionamento é configurado para acionamento da primeira unidade de chave de força de semicondutor. O circuito de controle é configurado para liberar um sinal de controle. O circuito primário de acionamento é configurado para receber o sinal de controle e um sinal de força. O circuito primário de acionamento gera um sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle, e gera um sinal de pulso de força com base no sinal de força. O circuito de transformação de isolamento inclui uma primeira unidade de transformação de isolamento e uma segunda unidade de transformação de isolamento. A primeira unidade de transformação de isolamento inclui um transformador de pulso de uma primeira pluralidade de transformadores de pulsos, um segundo transformador de pulso, e uma terceira pluralidade de transformadores de pulsos. A segunda unidade de transformação de isolamento inclui um transformador de pulso de uma quarta pluralidade de transformadores de pulsos, um quinto transformador de pulso, e uma sexta pluralidade de transformadores de pulsos. Um dos primeiros transformadores de pulsos inclui um enrolamento primário e um enrolamento secundário. Os enrolamentos primários são conectados em sequência entre si em série. O segundo transformador de pulso inclui um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários. O enrolamento primário é acoplado eletricamente ao circuito primário de acionamento. Um dos terceiros transformadores de pulsos inclui um enrolamento primário e um enrolamento secundário. Um outro dos terceiros transformadores de pulsos inclui um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários. Os enrolamentos primários são acoplados eletricamente ao circuito primário de acionamento. Os enrolamentos primários são conectados em sequência entre si em série.
[0020] Além disso, um dos quartos transformadores de pulsos inclui um enrolamento primário e um enrolamento secundário. Os enrolamentos primários são acoplados eletricamente ao circuito primário de acionamento. Os enrolamentos primários são conectados em sequência entre si em série. O quinto transformador de pulso inclui um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários. O enrolamento primário é acoplado eletricamente ao circuito primário de acionamento. Um dos sextos transformadores de pulsos inclui um enrolamento primário e um enrolamento secundário. Um outro dos sextos transformadores de pulsos inclui um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários. Os enrolamentos primários são acoplados eletricamente ao circuito primário de acionamento. Os enrolamentos primários são conectados em sequência entre si em série. Os circuitos secundários de transmissão são todos acoplados aos enrolamentos secundários, e configurados para receberem o sinal de pulso de acionamento e o sinal de pulso de força através do circuito de transformação de isolamento. Os circuitos secundários de transmissão geram um sinal de transmissão com base no sinal de pulso de acionamento de forma a acionarem a primeira unidade de chave de força de semicondutor.
[0021] Ainda um outro aspecto da presente descrição proporciona com um método de acionamento. O método de acionamento é aplicado junto a um dispositivo de acionamento. O dispositivo de acionamento inclui um circuito primário de acionamento, o circuito de transformação de isolamento mencionado acima, e pelo menos um circuito secundário de acionamento. Pelo menos um circuito secundário de acionamento vem a ser acoplado a uma pluralidade de enrolamentos secundários do circuito de transformação de isolamento. O método de acionamento inclui o recebimento de um sinal de controle e de um sinal de força através do circuito primário de acionamento; geração de um sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle dado pelo circuito primário de acionamento, e geração de um sinal de pulso de força com base no sinal de força dado pelo circuito primário de acionamento; transmissão do sinal de pulso de acionamento através da segunda unidade de transformação de isolamento e transmissão do sinal de pulso de força através da primeira unidade de transformação de isolamento até a pelo menos um circuito secundário de acionamento; e recebimento do sinal de pulso de acionamento e geração de um sinal de transmissão com base no sinal de pulso de acionamento através de pelo menos um circuito secundário de acionamento de modo a acionar uma unidade de chave de força de semicondutor.
[0022] Em vista do exposto, as modalidades da presente descrição proporcionam com um dispositivo de conversão de força, um dispositivo de acionamento e um método de acionamento de modo a superarem os problemas associados com os elevados custos de fabricação e a baixa confiabilidade derivada pelo emprego de dispositivos de isolamento óticos para a transmissão dos sinais de acionamento.
[0023] Esses e outros objetivos, aspectos e vantagens da presente descrição, assim como os mecanismos técnicos e modalidades empregados na presente descrição, tornar-se-ão melhor entendidos tendo por referência a descrição a seguir em conexão com os desenhos de acompanhamento e o quadro de reivindicações em anexo.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0024] A descrição pode ser mais plenamente entendida pela leitura a seguir da descrição detalhada da modalidade, referência sendo feita aos desenhos de acompanhamento da forma como se segue:
[0025] a Fig. 1 consiste de um diagrama esquemático de um dispositivo de conversão de força de acordo com as modalidades da presente descrição.
[0026] A Fig. 2 consiste de um diagrama esquemático de uma porção de um dispositivo de conversão de força de acordo com as modalidades da presente descrição.
[0027] A Fig. 3 consiste de um diagrama esquemático de uma porção de um dispositivo de conversão de força de acordo com as modalidades da presente descrição.
[0028] A Fig. 4 consiste de um diagrama esquemático de um circuito de transformação de isolamento de um dispositivo de conversão de força de acordo com as modalidades da presente descrição.
[0029] A Fig. 5 consiste de um diagrama esquemático de um circuito de transformação de isolamento de um dispositivo de conversão de força de acordo com as modalidades da presente descrição.
[0030] A Fig.6 consiste de um diagrama esquemático de um dispositivo de conversão de força de acordo com as modalidades da presente descrição.
[0031] A Fig. 7 consiste de um diagrama esquemático de um dispositivo de conversão de força de acordo com as modalidades da presente descrição.
[0032] A Fig. 8 consiste de um fluxograma ilustrando as etapas do processo de um método de acionamento de acordo com as modalidades da presente descrição.
[0033] De acordo com a prática em comum, os diversos elementos/fatores descritos não são concebidos em escala, sendo desenhados para melhor ilustrarem os fatores/elementos específicos relevantes junto à presente descrição. Além disso, sempre que possível, são empregados numerais de referência idênticos nos desenhos e na parte descritiva para identificação de partes similares ou idênticas.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0034] A descrição detalhada provida adiante em conexão com os desenhos em apenso é voltada na forma de uma descrição dos exemplos presentes e não pretende representar somente os formatos que podem ser construídos ou utilizados no presente exemplo. A descrição estabelece as funções do exemplo e a sequência ou etapas para a construção e funcionamento do exemplo. Entretanto, as funções equivalentes ou idênticas podem ser realizadas através de diferentes exemplos.
[0035] A menos que definido de outra forma neste relatório, as terminologias técnico-científicas empregadas pela presente descrição apresentarão definições que são comumente entendidas e utilizadas pelos técnicos no assunto. A menos que de outra forma contradito pelo contexto, deve ser entendido que as expressões no singular incluem os formatos no plural daquelas mesmas expressões sendo que as expressões no plural também incluem a parte no singular.
[0036] A Fig. 1 consiste de um diagrama esquemático de um dispositivo de conversão de força de acordo com as modalidades da presente descrição. Conforme mostrado na figura, o dispositivo de conversão de força compreende de um dispositivo de acionamento 100 e de uma unidade de chave de força de semicondutor 150. Além disso, o dispositivo de acionamento 100 compreende de um circuito de controle 110, um circuito primário de acionamento 120, um circuito de transformação de isolamento 130, e um circuito secundário de acionamento (por exemplo, um circuito secundário de acionamento 1401).
[0037] Com respeito a um trajeto de transmissão de sinal de força, o circuito primário de acionamento 120 é eletricamente acoplado a uma fonte de alimentação externa 500, com a fonte de alimentação externa 500 proporcionando com um sinal de força para o circuito primário de acionamento 120. O circuito primário de acionamento 120 é eletricamente acoplado ao circuito secundário de acionamento 1401 através do circuito de transformação de isolamento 130. Contudo, o circuito primário de acionamento 120 pode prover com o sinal de força para o circuito secundário de acionamento 1401 através do circuito de transformação de isolamento 130. Através de tal configuração, o sinal de força provido pela fonte de alimentação externa 500 pode ser fornecido ao circuito primário de acionamento 120 e ao circuito secundário de acionamento 1401 através do trajeto de transmissão de sinal de força.
[0038] Com respeito ao trajeto de transmissão de sinal de acionamento, o circuito de controle 110 é acoplado eletricamente ao circuito primário de acionamento 120, e o circuito de controle 110 proporciona com um sinal de controle ao circuito primário de acionamento 120. O sinal de controle pode ser um nível lógico contendo um nível de voltagem alta/baixa, por exemplo, um sinal de modulação de largura de pulso (PWM), sem que no entanto a presente descrição fique restrita a esta condição. O circuito primário de acionamento 120 é acoplado eletricamente ao circuito secundário de acionamento 1401 através do circuito de transformação de isolamento 130. Contudo, o circuito primário de acionamento 120 pode transmitir o sinal de controle ao circuito secundário de acionamento 1401 através do circuito de transformação de isolamento 130. Por meio de tal configuração, o sinal de controle proporcionado pelo circuito de controle 110 pode ser provido ao circuito secundário de acionamento 1401 através do trajeto de transmissão de sinal de acionamento, de modo que o circuito secundário de acionamento 1401 gere o sinal de transmissão com base no sinal de controle de modo a haver o acionamento da unidade de chave de força de semicondutor 150.
[0039] Conforme pode ser visto a partir do exposto, o dispositivo de conversão de força das modalidades da presente descrição transmite o sinal de controle até ao circuito secundário de acionamento 1401 através do trajeto de transmissão de sinal de acionamento de forma a haver o acionamento da unidade de chave de força de semicondutor 150. Além disso, o dispositivo de conversão de força das modalidades da presente descrição fornece o sinal de força ao S1401 através do trajeto de transmissão de sinal de acionamento, de modo que o circuito secundário de acionamento 1401 possa funcionar eficientemente.
[0040] Em uma modalidade, o dispositivo de acionamento 100 consiste de uma pluralidade de circuitos secundários de transmissão 1401-140N, e os circuitos secundários de transmissão 1401-140N são todos eletricamente acoplados ao circuito de transformação de isolamento 130. Tem-se que o circuito primário de acionamento 120 é acoplado eletricamente aos circuitos secundários de transmissão 1401-140N através do circuito de transformação de isolamento 130, e o circuito primário de acionamento 120 transmite simultaneamente o sinal de controle e o sinal de força de cada um dos circuitos secundários de transmissão 1401-140N através do circuito de transformação de isolamento 130.
[0041] Em outra modalidade com referência a Fig. 1, o circuito primário de acionamento 120 compreende de um circuito de força primária de acionamento 122, de uma unidade de geração de sinal de transmissão 124, e de uma unidade de recepção de sinal de proteção 126. Além do mais, o circuito de transformação de isolamento 130 compreende de uma primeira unidade de transformação de isolamento 132, uma segunda unidade de transformação de isolamento 134, e de uma terceira unidade de transformação de isolamento 136. Além disso, o circuito secundário de acionamento 1401 compreende de um circuito de força secundária de acionamento 142, de uma unidade de recebimento de sinal de transmissão 144, e de uma unidade de geração de sinal de proteção 146. Além disso a unidade de chave de força de semicondutor 150 compreende de chaves de força de semicondutores 1501-150N. Em uma modalidade, as chaves de força de semicondutores 1501-150N podem ser conectadas entre si em série. Em outra modalidade, cada uma das chaves de força de semicondutores 1501-150N compreende de um ou uma pluralidade de elementos de chave de força de semicondutores (não mostrados). Quando qualquer uma das chaves de força de semicondutores 1501-150N incorpora uma pluralidade de elementos de chaves de força de semicondutores, esses elementos de chaves de força de semicondutores podem ser conectados em paralelo. Os elementos de chaves de força de semicondutores podem consistir de repetidores bipolares de entrada isolada (IGBTs) ou de outros elementos de força semicondutores plenamente controlados.
[0042] Nesta modalidade, com respeito ao trajeto de transmissão de sinal de acionamento, o circuito de força primária de acionamento 122 é acoplado eletricamente à fonte de alimentação externa 500, e a fonte de alimentação externa 500 fornece o sinal de força até ao circuito de força primária de acionamento 122. O circuito de força primária de acionamento 122 gera uma força primária de acionamento e um sinal de pulso de força com base no sinal de força, e o circuito de força primária de acionamento 122 fornece com a força primária de acionamento à unidade de geração de sinal de transmissão 124 e a unidade de recepção de sinal de proteção 126 do circuito primário de acionamento 120. O circuito de força primária de acionamento 122 gera uma voltagem correspondente com base na demanda por voltagem da unidade de geração de sinal de transmissão 124 e da unidade de recepção de sinal de proteção 126. O circuito de força primária de acionamento 122 é acoplado eletricamente ao circuito de força secundária de acionamento 142 dos circuitos secundários de transmissão 1401-140N através da primeira unidade de transformação de isolamento 132. Portanto, o circuito de força primária de acionamento 122 transmite o sinal de pulso de força para o circuito de força secundária de acionamento 142 através da primeira unidade de transformação de isolamento 132. O circuito de força secundária de acionamento 142 é configurado para receber o sinal de pulso de força e gerar a força secundária de acionamento com base no sinal de pulso de força de forma a proporcionar a força secundária de acionamento até a unidade de recebimento de sinal de transmissão 144 e a unidade de geração de sinal de proteção 146. O circuito de força secundária de acionamento 142 gera uma voltagem correspondente com base na demanda por voltagem da unidade de recebimento de sinal de transmissão 144 e da unidade de geração de sinal de proteção 146. Contudo, o sinal de força provido pela fonte de alimentação externa 500 pode ser provido aos elementos elétricos no circuito primário de acionamento 120 e aos circuitos secundários de transmissão 1401-140N eficientemente através da rede de transmissão do sinal de força. Nesta modalidade, uma unidade de transformador isolante é empregada para isolar a fonte de alimentação do circuito primário de acionamento e os circuitos secundários de transmissão de forma eficiente. Tem-se que a unidade de transformador isolante pode isolar as fontes de alimentação entre os circuitos secundários de transmissão de forma eficaz,
[0043] Nesta modalidade com respeito ao trajeto de transmissão de sinal de acionamento, o circuito de controle 110 é acoplado eletricamente à unidade de geração de sinal de transmissão 124, e o circuito de controle 110 fornece o sinal de controle para a unidade de geração de sinal de transmissão 124. A unidade de geração de sinal de transmissão 124 recebe o sinal de controle, e gera um sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle. Nesta modalidade, a unidade de geração de sinal de transmissão 124 executa um processo de processamento de sinal com respeito ao sinal de controle (o que significa afirmar, um sinal de nível lógico dentro de um nível alto/baixo) para a geração de um sinal de pulso de acionamento. O sinal de pulso de acionamento consiste de um sinal de pulso de acionamento e um sinal de pulso de desligamento. Deve ser observado que a largura do pulso do sinal de pulso de acionamento é menor do que a largura do nível de alta voltagem do sinal de controle. Por exemplo, a largura do sinal de pulso de acionamento e a largura do sinal de pulso de desligamento pode ser cada qual de 50ns - 10us. Caso a unidade de geração de sinal de transmissão 124 receba uma margem ascendente de um sinal de nível lógico, o sinal de nível lógico é modulado para gerar o sinal de pulso de acionamento. Caso a unidade de geração de sinal de transmissão 124 receba uma margem de queda do sinal de nível lógico, o sinal de nível lógico é modulado para gerar o sinal de pulso de desligamento. A unidade de geração de sinal de transmissão 124 é acoplada eletricamente com a unidade de recebimento de sinal de transmissão 144 dos circuitos secundários de transmissão 1401-140N através da segunda unidade de transformação de isolamento 134. Contudo, a unidade de geração de sinal de transmissão 124 transmite o sinal de pulso de acionamento até a unidade de recebimento de sinal de transmissão 144 através da segunda unidade de transformação de isolamento 134. A unidade de recebimento de sinal de transmissão 144 recebe o sinal de pulso de acionamento, e a unidade de recebimento de sinal de transmissão 144 gera o sinal de transmissão com base no sinal de pulso de acionamento para acionamento das chaves de força de semicondutores 1501-150N da unidade de chave de força de semicondutor 150. Nesta modalidade, a unidade de recebimento de sinal de transmissão 144 recebe o sinal de pulso de acionamento transmitido a partir da segunda unidade de transformação de isolamento 134, e a unidade de recebimento de sinal de transmissão 144 engatilha e amplifica o sinal de pulso de acionamento, de modo que a chave de força de semicondutor possa ser acionada para funcionar normalmente através do sinal de transmissão. Por exemplo, caso a unidade de recebimento de sinal de transmissão receba o sinal de pulso de acionamento, o sinal de pulso de ligar é engatilhado contendo um nível de voltagem elevado. Caso a unidade de recebimento de sinal de transmissão receba o sinal de pulso de desligamento, o sinal de pulso de desligar é engatilhado contendo um nível de voltagem baixo. Especificamente, o tempo de retenção em que a unidade de recebimento de sinal de transmissão 144 gera um nível de voltagem elevado se estende desde o tempo pelo qual o sinal de pulso de acionamento é recebido até o tempo pelo qual vem a ser recebido o sinal de pulso de desligamento. O tempo de retenção pelo qual a unidade de recebimento de sinal de transmissão 144 gera um nível de baixa voltagem se estende desde o tempo ao qual é recebido o sinal de pulso de desligamento até o tempo em que vem a ser recebido o sinal de pulso de acionamento. Portanto, gera-se um sinal de transmissão contendo um nível de voltagem elevado/baixo, com a amplificação do sinal de transmissão, de modo que o sinal de transmissão amplificado seja capaz de acionar a chave de força de semicondutor. Em uma modalidade, o sinal de controle provido pelo circuito de controle 110 e o sinal de transmissão gerado pela unidade de recebimento de sinal de transmissão 144 apresentam fatores correspondentes. Por exemplo, os formatos de ondas do sinal de controle e do sinal de transmissão sobem e caem em conjunto, em alguns pontos temporais de uma sincronização de controle, e se apresentam semelhantes outros fatores dos formatos de ondas do sinal de controle e do sinal de transmissão. Através de tal operação, os fatores de controle do sinal de controle provido pelo circuito de controle 110 podem ser disponibilizados eficientemente para as unidades de recebimento de sinal de transmissão 144 dos circuitos secundários de transmissão 1401-140N via o trajeto de transmissão de sinal de acionamento, de modo que cada uma das unidades de recebimento de sinal de transmissão 144 acione por sua vez as chaves de força de semicondutores 1501-150N da unidade de chave de força de semicondutor com base nos fatores de controle do sinal de controle.
[0044] Nesta modalidade com respeito ao trajeto de transmissão de sinal de acionamento, a unidade de geração de sinal de proteção 146 de cada um dos circuitos secundários de transmissão 1401-140N compreende de um mecanismo de detecção de sinal de mau funcionamento. Tem-se que a unidade de geração de sinal de proteção 146 é configurada para executar a detecção com respeito as chaves de força de semicondutores 1501-150N da unidade de chave de força de semicondutor 150 para a determinação de se as chaves de força de semicondutores 1501-150N da unidade de chave de força de semicondutor 150 e do circuito de força secundária de acionamento 142 se encontram com mau funcionamento. Caso quaisquer uma das chaves de força de semicondutores 1501-150N da unidade de chave de força de semicondutor 150 se encontre em mau funcionamento, ou o circuito de força secundária de acionamento 142 esteja com mau funcionamento, ou um conjunto de quaisquer das chaves de força de semicondutores 1501-150N da unidade de chave de força de semicondutor 150 e o circuito de força secundária de acionamento 142 se encontrem em mau funcionamento, o sinal de mau funcionamento será transmitido de volta através de um trajeto de transmissão de sinal de acionamento. Especificamente, ocorre o acoplamento elétrico da unidade de geração de sinal de proteção 146 de todos os circuitos secundários de transmissão 1401-140N com a terceira unidade de transformação de isolamento 136, e a terceira unidade de transformação de isolamento 136 é eletricamente acoplada com a unidade de recepção de sinal de proteção 126. Contudo, cada uma das unidades de geração de sinal de proteção 146 transmite de modo eficiente o sinal de mau funcionamento até a unidade de recepção de sinal de proteção 126 através da terceira unidade de transformação de isolamento 136.
[0045] Em resumo, o dispositivo de conversão de força das modalidades da presente descrição fornece o sinal de força para todas as unidades de geração de sinal de proteção 146 através do trajeto de transmissão de sinal de acionamento, de modo que a unidade de geração de sinal de proteção 146 execute de forma eficaz a detecção com respeito as chaves de força de semicondutores 1501-150N da unidade de chave de força de semicondutor 150 determinando se as chaves de força de semicondutores 15401-150N da unidade de chave de força de semicondutor 150, do circuito de força secundária de acionamento 142, ou de um conjunto de chaves de força de semicondutores 1501-150N da unidade de chave de força de semicondutor 150 e do circuito de força secundária de acionamento 142 se encontram em mau funcionamento. Além disso, o dispositivo de conversão de força das modalidades da presente descrição pode transmitir de volta o sinal de mau funcionamento através de um trajeto de transmissão de sinal de acionamento caso as chaves de força de semicondutores 1501-150N da unidade de chave de força de semicondutor 150, o circuito de força secundária de acionamento 142, ou um conjunto de chaves de força de semicondutores 1501-150N da unidade de chave de força de semicondutor 150 e do circuito de força secundária de acionamento 142 se encontrem sob mau funcionamento. Tem-se que em comparação a se fazer a transmissão de um sinal de mau funcionamento através de um elemento de isolamento ótico, a realização da transmissão de volta do sinal através da terceira unidade de transformação de isolamento 136 adotada pela presente descrição pode vir a reduzir de forma eficaz os custos de fabricação e melhorar a confiabilidade,
[0046] Em outra modalidade, cada uma das unidades de geração de sinal de proteção 146 dos circuitos secundários de transmissão 1401-140N é configurada para receber um sinal de mau funcionamento, e gerar um sinal de pulso de mau funcionamento com base no sinal de mau funcionamento. Cada uma das unidades de geração de sinal de proteção 146 dos circuitos secundários de transmissão 1401-140N é configurada para a liberação de um sinal de pulso de mau funcionamento, a terceira unidade de transformação de isolamento 136 é configurada para receber o sinal de pulso de mau funcionamento e liberar um sinal de pulso de proteção para a unidade de recepção de sinal de proteção 126. Nesta modalidade, a terceira unidade de transformação de isolamento 136 recebe um ou uma pluralidade de sinais de pulso de mau funcionamento e libera o sinal de pulso de proteção. Por exemplo, caso a terceira unidade de transformação de isolamento 136 receba sinais de pulso de mau funcionamento, a terceira unidade de transformação de isolamento 136 libera um sinal de pulso de proteção. Caso a unidade de recepção de sinal de proteção 126 receba o sinal de pulso de proteção, a unidade de recepção de sinal de proteção 126 gera um sinal de proteção com base no sinal de pulso de proteção. A unidade de recepção de sinal de proteção 126 transmite o sinal de proteção para a unidade de geração de sinal de transmissão 124. Posteriormente, a unidade de geração de sinal de transmissão 124 gera um sinal para desligamento pelo terminal de acionamento com base no sinal de proteção, e transmite o sinal para desligamento junto à unidade de chave de força de semicondutor 150 para desligamento da unidade de chave de força de semicondutor 150.
[0047] Em outra modalidade, deve ser observado que a unidade de chave de força de semicondutor 150, conforme mostrada na Fig. 1, consiste meramente em uma das unidades de chave de força de semicondutor 150 no dispositivo de conversão de força. Na prática, o dispositivo de conversão de força compreende de uma pluralidade de unidades de chave de força de semicondutor (não mostradas), e essas unidades de chave de força de semicondutor apresentam cada uma das quais um dispositivo de acionamento 100 independente (não mostrado). Caso a unidade de recepção de sinal de proteção 126 gere um sinal de proteção, a unidade de recepção de sinal de proteção 126 transmite o sinal de proteção até a unidade de geração de sinal de transmissão 124 e para o circuito de controle 110 simultaneamente. Posteriormente, a unidade de geração de sinal de transmissão 124 gera um sinal para desligamento pelo terminal de acionamento com base no sinal de proteção, e transmite o sinal para desligamento de terminal de acionamento para a unidade de chave de força de semicondutor 150 para desligamento da unidade de chave de força de semicondutor 150. O circuito de controle 110 gera um sinal para desligamento de terminal de controle com base no sinal de proteção, e transmite o sinal para desligamento de terminal de controle para o dispositivo de conversão de força, e para outra unidade de chave de força de semicondutor (não mostrada) externa à unidade de chave de força de semicondutor 150, de modo que possa ser levado a termo o desligamento de todas as unidades de chave de força de semicondutor no dispositivo de conversão de força. Em outras modalidades, caso a unidade de recepção de sinal de proteção 126 gere o sinal de proteção, a unidade de recepção de sinal de proteção 126 transmite somente o sinal de proteção para o circuito de controle 110. O circuito de controle 110 gera um sinal para desligamento pelo terminal de controle com base no sinal de proteção, e transmite o sinal para desligamento pelo terminal de controle para o dispositivo de conversão de força, e para outra unidade de chave de força de semicondutor (não apresentada) externa a unidade de chave de força de semicondutor 150, de modo que possa ser levado a termo o desligamento de todas as unidades de chave de força de semicondutor no dispositivo de conversão de força.
[0048] A Fig. 2 consiste de um diagrama esquemático de um dispositivo de conversão de força de acordo com as modalidades da presente descrição. Conforme mostrado na figura, a unidade de geração de sinal de transmissão 124 compreende de um receptor de sinal de transmissão 124A, um filtro de ruído 124B, e um primeiro modulador de pulso 124C. O receptor de sinal de transmissão 124A é acoplado eletricamente ao circuito de controle 110, o filtro de ruído 124B é acoplado eletricamente ao receptor de sinal de transmissão 124A, e o primeiro modulador de pulso 124C é acoplado eletricamente ao filtro de ruído 124B. O receptor de sinal de transmissão 124A é configurado para receber um sinal de controle a partir do circuito de controle 110, o filtro de ruído 124B é configurado para receber e filtrar o ruído a partir do sinal de controle, e o primeiro modulador de pulso 124C é configurado para receber o sinal de controle e gerar um sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle através da modulação do sinal de controle, de modo que o sinal de pulso de acionamento seja adequado para transmissão pela segunda unidade de transformação de isolamento 134. Em uma modalidade, o filtro de ruído 124B pode compreender de um supressor de pulso estreito de modo ao filtro de ruído 124B poder suprimir um pulso estreito do sinal de controle e impedir 1ue outros circuitos venham a ser afetados por tal pulso estreito.
[0049] A unidade de recepção de sinal de proteção 126 compreende de um transmissor de sinal de proteção 126A e de um receptor de pulso de proteção 126C. O transmissor de sinal de proteção 126A é acoplado ao receptor de pulso de proteção 126C, e o receptor de pulso de proteção 126C é acoplado na terceira unidade de transformação de isolamento 136 e no primeiro modulador de pulso 124C. O receptor de pulso de proteção 126C é configurado para receber o sinal de pulso de proteção a partir terceira unidade de transformação de isolamento 136, e gerar um sinal de proteção com base no sinal de pulso de proteção. Posteriormente, o receptor de pulso de proteção 126C transmite o sinal de proteção para o primeiro modulador de pulso 124C.
[0050] Deve ser observado que o sinal liberado do primeiro modulador de pulso 124C é determinado pelo sinal de transmissão transmitido pelo filtro de ruído 124B e o sinal de proteção transmitido pelo receptor de pulso de proteção 126C. Caso o primeiro modulador de pulso 124C não receba o sinal de proteção, o primeiro modulador de pulso 124C irá modular e gerar um sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle e liberar o sinal de pulso de acionamento. Caso o primeiro modulador de pulso 124C receba o sinal de proteção transmitido pelo receptor de pulso de proteção 126C, o primeiro modulador de pulso 124C irá liberar um sinal para desligamento pelo terminal de acionamento para desligamento da unidade de chave de força de semicondutor (não apresentada). O primeiro modulador de pulso 124C não libera o sinal de pulso de acionamento. Além disso, o transmissor de sinal de proteção 126A é configurado para receber o sinal de proteção e transmitir o sinal de proteção para o circuito de controle 110.
[0051] A Fig. 3 consiste de um diagrama esquemático de um dispositivo de conversão de força de acordo com as modalidades da presente descrição. Conforme mostrado na figura, a unidade de recebimento de sinal de transmissão 144 compreende de um supressor de ruído de modo em comum 144A, um segundo modulador de pulso 144B, e um amplificador de força de transmissão 144C. O supressor de ruído de modo em comum 144A é acoplado na segunda unidade de transformação de isolamento 134, o segundo modulador de pulso 144B é acoplado ao supressor de ruído de modo em comum 144A, e o amplificador de força de transmissão 144C é acoplado ao segundo modulador de pulso 144B. O supressor de ruído de modo em comum 144A recebe o sinal de pulso de acionamento advindo do primeiro modulador de pulso 124C (veja a Fig. 2) através da segunda unidade de transformação de isolamento 134, e o supressor de ruído de modo em comum 144A pode suprimir um ruído de modo em comum do sinal de pulso de acionamento. O segundo modulador de pulso 144B recebe o sinal de pulso de acionamento, e desmodula o sinal de pulso de acionamento para gerar um sinal de transmissão com base no sinal de pulso de acionamento. O que significa afirmar, que os sinais de pulso para acionamento e desligamento são desmodulados para compreenderem de sinais de nível lógico contendo níveis de baixa/elevada voltagens. Uma vez que o sinal de transmissão não apresenta uma capacidade de transmissão, o amplificador de força de transmissão 144C amplifica o sinal de transmissão, de modo que o sinal de transmissão amplificado resultante incorporando uma capacidade de transmissão pode ser utilizado para acionar a unidade de chave de força de semicondutor 150.
[0052] A unidade de geração de sinal de proteção 146 compreende de um gerador de sinal de proteção 146A, de uma entrada lógica OR 146B, de um módulo de detecção de mau funcionamento por voltagem insuficiente 146C, de um módulo de detecção de mau funcionamento por curto-circuito 146D, de um módulo de detecção de mau funcionamento por excesso de voltagem 146E, e de um módulo de detecção de mau funcionamento por excesso de calor 146F. O terminal de saída da entrada lógica OR 146B é acoplado ao gerador de sinal de proteção 146A. O módulo de detecção de mau funcionamento por voltagem insuficiente 146C é acoplado ao primeiro terminal de entrada da entrada lógica OR 146B. O módulo de detecção de mau funcionamento por curto-circuito 146D é acoplado ao segundo terminal de entrada da entrada lógica OR 146B. O módulo de detecção de mau funcionamento por excesso de voltagem 146E é acoplado ao terceiro terminal de entrada da entrada lógica OR 146B. O módulo de detecção de mau funcionamento por excesso de calor 146F é acoplado ao quarto terminal de entrada da entrada lógica OR 146B. Devido as conexões elétricas mencionadas acima, caso qualquer um dos módulos de detecção de mau funcionamento detecte uma condição de mau funcionamento e venha a gerar um sinal de mau funcionamento, o gerador de sinal de proteção 146A irá receber o sinal de mau funcionamento através da entrada lógica OR 146B, e gerar um sinal de pulso de mau funcionamento com base no sinal de mau funcionamento. Posteriormente, a terceira unidade de transformação de isolamento 136 recebe o sinal de pulso de mau funcionamento e gera um sinal de pulso de proteção com base no sinal de pulso de mau funcionamento.
[0053] A Fig. 4 consiste de um diagrama esquemático de um circuito de transformação de isolamento de um dispositivo de conversão de força de acordo com as modalidades da presente descrição. Deve ser observado que a primeira unidade de transformação de isolamento 132, a segunda unidade de transformação de isolamento 134, e a terceira unidade de transformação de isolamento 136, conforme mostrado na Fig. 1, podem ser implementadas através das estruturas apresentadas na Fig. 4. Conforme mostrado na Fig. 4, o circuito de transformação de isolamento compreende de um número-i de transformadores, e cada um dos transformadores consiste de um enrolamento primário e pelo menos de um enrolamento secundário. Por exemplo, o primeiro transformador compreende de um enrolamento primário 1 e um enrolamento secundário 1_1- 1_j1, aonde j1 consiste de um inteiro positivo cujo volume é maior do que um, e assim por diante. O i-ésimo transformador compreende de um enrolamento primário l e um enrolamento secundário i_1-i_ji, aonde ji é um inteiro positivo cujo volume é maior do que um. Além disso, os enrolamentos primários 1-i de todos os transformadores são conectados em série, e dois terminais da estrutura de enrolamento primário formados por conexões em série, são acoplados eletricamente ao circuito primário de acionamento. Por outro lado, o enrolamento secundário de cada um dos transformadores é eletricamente acoplado ao circuito secundário de acionamento.
[0054] A Fig. 5 consiste de um diagrama esquemático de um circuito de transformação de isolamento de um dispositivo de conversão de força, de acordo com as modalidades da presente descrição. Deve ser observado que a primeira unidade de transformação de isolamento 132, a segunda unidade de transformação de isolamento 134, e a terceira unidade de transformação de isolamento 136 conforme apresentadas na Fig. 1 podem ser implementadas através das estruturas, apresentadas na Fig. 5. Conforme mostrado na Fig. 5, o circuito de transformação de isolamento consiste de um número-N de transformadores, com cada um dos transformadores compreendendo de um enrolamento primário e de um enrolamento secundário. Além disso, os enrolamentos primários de todos os transformadores são conectados em série, e dois terminais da estrutura primária de transmissão formados por conexões em série são acoplados eletricamente ao circuito primário de acionamento. Por outro lado, o enrolamento secundário de cada um dos transformadores é eletricamente acoplado ao circuito secundário de acionamento.
[0055] As modalidades para a implementação das estruturas mencionadas acima serão descritas adiante. Em uma modalidade, a primeira unidade de transformação de isolamento 132 compreende de uma pluralidade de transformadores de pulso, e um dos transformadores de pulso compreende de um enrolamento primário e de um enrolamento secundário. Uma pluralidade de enrolamentos primários vem a ser eletricamente acoplada ao circuito primário de acionamento 120, e os enrolamentos primários são conectados em sequência entre si em série. Cada um dos enrolamentos secundários vem a ser eletricamente acoplado a um dos correspondentes circuitos secundários de transmissão 1401- 140N. Em outra modalidade, a primeira unidade de transformação de isolamento 132 consiste de um transformador de pulso, com o transformador de pulso compreendendo de um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários. O enrolamento primário é acoplado eletricamente ao circuito primário de acionamento 120. Cada um dos enrolamentos secundários é eletricamente acoplado a um dos correspondentes circuitos secundários de transmissão 1401-140N. Em ainda outra modalidade, a primeira unidade de transformação de isolamento 132 compreende de uma pluralidade de transformadores de pulso. Um dos transformadores compreende de um enrolamento primário e de um enrolamento secundário, e um outro dos transformadores de pulso compreende de um enrolamento primário e de uma pluralidade de enrolamentos secundários. Os enrolamentos primários são acoplados eletricamente ao circuito primário de acionamento 120, e os enrolamentos primários são conectados em sequência entre si em série. Cada um dos enrolamentos secundários é acoplado eletricamente a um dos correspondentes circuitos secundários de transmissão 1401-140N.
[0056] Em ainda outra modalidade, a segunda unidade de transformação de isolamento 134 compreende de uma pluralidade de transformadores de pulso, e um dos transformadores de pulso compreende de um enrolamento primário e de um enrolamento secundário. O enrolamento primário é acoplado eletricamente ao circuito primário de acionamento 120, e os enrolamentos primários são conectados em sequência entre si em série. Cada um dos enrolamentos secundários vem a ser eletricamente acoplado a um dos correspondentes circuitos secundários de transmissão 1401- 140N. Em outra modalidade, a segunda unidade de transformação de isolamento 134 consiste de um transformador de pulso, com o transformador de pulso compreendendo de um enrolamento primário e de uma pluralidade de enrolamentos secundários. O enrolamento primário é acoplado eletricamente ao circuito primário de acionamento 120. Cada um dos enrolamentos secundários vem a ser eletricamente acoplado a um dos correspondentes circuitos secundários de transmissão 1401-140N. Em ainda outra modalidade, a segunda unidade de transformação de isolamento 134 compreende de uma pluralidade de transformadores de pulso. Um dos transformadores de pulso consiste de um enrolamento primário e de um enrolamento secundário, e um dos outros transformadores de pulsos consiste de um enrolamento primário e de uma pluralidade de enrolamentos secundários. O enrolamento primário é conectado eletricamente ao circuito primário de acionamento 120, e os enrolamentos primários são conectados em sequência entre si em série. Cada um dos enrolamentos secundários vem a ser eletricamente acoplado a um dos correspondentes circuitos secundários de transmissão 1401- 140N.
[0057] Em outra modalidade, a terceira unidade de transformação de isolamento 136 compreende de uma pluralidade de transformadores de pulso. Cada um dos transformadores de pulso compreende de um enrolamento primário, um núcleo magnético, e um enrolamento de saída. O enrolamento de entrada de cada um dos transformadores de pulso sendo eletricamente acoplado nas correspondentes unidades de geração de sinal de proteção 146. Os enrolamentos de saída dos transformadores de pulso são conectados em sequência entre si em série, e acoplados eletricamente à unidade de recepção de sinal de proteção 126. Em uma modalidade, a terceira unidade de transformação de isolamento 136 compreende de um transformador de pulso, com o transformador de pulso compreendendo de uma pluralidade de enrolamentos de entrada, um núcleo magnético, e um enrolamento de saída. Cada enrolamento de entrada sendo eletricamente acoplado a uma das correspondentes unidades de geração de sinal de proteção 146, e o enrolamento de saída sendo acoplado eletricamente à unidade de recepção de sinal de proteção 126. Em outra modalidade, a terceira unidade de transformação de isolamento 136 compreende de uma pluralidade de transformadores de pulso. Um dos transformadores de pulso compreende de um enrolamento de entrada, de um núcleo magnético, e de um enrolamento de saída, e um outro dos transformadores de pulso compreende de uma pluralidade de enrolamentos de entrada, de um núcleo magnético, e de um enrolamento de saída. Cada enrolamento de entrada é eletricamente acoplado a uma correspondente unidade de geração de sinal de proteção 146. Os enrolamentos de saída são conectados em sequência entre si em série, e acoplados eletricamente junto à unidade de recepção de sinal de proteção 126.
[0058] A Fig. 6 compreende de um diagrama esquemático de um dispositivo de conversão de força de acordo com as modalidades da presente descrição. Deve ser observado que, no dispositivo de conversão de força da Fig. 6, os números de referência dos componentes eletrônicos que são semelhantes aqueles empregados no dispositivo de conversão de força ilustrado na Fig. 1 apresentam as mesmas características operacionais elétricas. Para fins de clareza, os componentes elétricos apresentando números de referência similares não serão discutidos em detalhes adiante, e pelo contrário, somente as diferenças entre o dispositivo de conversão de força da Fig. 6 e o dispositivo de conversão de força da Fig.1 serão discutidas. Em comparação com o dispositivo de conversão de força, mostrado na Fig. 1, no dispositivo de conversão de força apresentado na Fig. 6, tem-se a ilustração em detalhes das estruturas de uma primeira unidade de transformação de isolamento 132, uma segunda unidade de transformação de isolamento 134, e uma terceira unidade de transformação de isolamento 136, bem como com as conexões entre a primeira unidade de transformação de isolamento 132, a segunda unidade de transformação de isolamento 134, e a terceira unidade de transformação de isolamento 136, e dos demais dispositivos elétricos.
[0059] Especificamente, a primeira unidade de transformação de isolamento 132 compreende de N transformadores de pulso. As N unidades de circuito de força secundária de acionamento 142 dos circuitos secundários de transmissão 1401-140N são acopladas eletricamente ao circuito de força primária de acionamento 122 através respectivamente dos correspondentes transformadores de pulso. Além disso, a segunda unidade de transformação de isolamento 134 compreende de N transformadores de pulso. As N unidades de recebimento de sinal de transmissão 144 dos circuitos secundários de transmissão 1401-140N são acopladas eletricamente à unidade de geração de sinal de transmissão 124 através respectivamente dos correspondentes transformadores de pulso. As N unidades de geração de sinal de proteção 146 dos circuitos secundários de transmissão 1401-140N são acopladas eletricamente com a unidade de recepção de sinal de proteção unidade de recepção de sinal de proteção 126 através respectivamente dos correspondentes transformadores de pulso.
[0060] A Fig. 7 consiste de um diagrama esquemático de um dispositivo de conversão de força de acordo com as modalidades da presente descrição. Deve ser observado que, nos dispositivos de conversão de força da Fig. 7, os números de referência dos componentes eletrônicos que são similares aqueles empregados no dispositivo de conversão de força ilustrado na Fig. 6 apresentam as mesmas características operacionais elétricas. Por uma questão de clareza, os componentes elétricos contendo números semelhantes não serão discutidos em detalhes daqui para frente, pelo contrário, somente serão discutidas as diferenças entre o dispositivo de conversão de força da Fig. 7 e o dispositivo de conversão de força da Fig. 6 .
[0061] Em comparação com o dispositivo de conversão de força, conforme mostrado na Fig. 6, a terceira unidade de transformação de isolamento 136 do dispositivo de conversão de força apresentado na Fig. 7 compreende de um transformador de pulso, e o transformador de pulso compreende de um enrolamento primário e de dois enrolamentos secundários. Esses enrolamentos secundários são acoplados eletricamente com as unidades de geração de sinal de proteção 146 dos respectivos circuitos secundários de transmissão 1401-1402. Além disso, em comparação com o dispositivo de conversão de força mostrado na Fig. 6, o dispositivo de conversão de força mostrado na Fig. 7 consiste de dois circuitos secundários de transmissão 14011402. Tem-se que a primeira unidade de transformação de isolamento 132 compreende correspondentemente de dois transformadores de pulsos. A segunda unidade de transformação de isolamento 134 correspondentemente também compreende de dois transformadores de pulso. As conexões entre esses transformadores de pulso e outros dispositivos elétricos são iguais as conexões apresentadas na Fig. 6, e portanto, omite-se a descrição com respeito a tais conexões conforme apresentado na Fig. 7.
[0062] A Fig. 8 compreende de um fluxograma ilustrando as etapas dos processos de um método de acionamento 200 de acordo com as modalidades da presente descrição. O método de acionamento 200 pode ser implementado no dispositivo de acionamento 100 conforme mostrado na Fig. 1. O método de acionamento 200 compreende as etapas de: etapa 210: recebimento de um sinal de controle de um sinal de força, geração de um sinal de pulso de força junto ao sinal de controle, e geração de um sinal de pulso de força com base no sinal de força através de um circuito primário de acionamento; etapa 220: transmissão do sinal de pulso de força através de uma segunda unidade de transformação de isolamento e transmissão do sinal de pulso de força através de uma primeira unidade de transformação de isolamento para pelo menos um circuito secundário de acionamento através do circuito primário de acionamento; etapa 230: recebimento e geração do sinal de transmissão com base no sinal de pulso de acionamento junto à pelo menos um circuito secundário de acionamento de forma a acionar uma unidade de chave de força de semicondutor; etapa 240: transmissão de um sinal de pulso de proteção junto ao circuito primário de acionamento através de um circuito de transformação de isolamento por pelo menos um circuito secundário de acionamento; etapa 250: recebimento e geração de um sinal de proteção com base no sinal de pulso de proteção, e geração de um sinal para desligamento de terminal de acionamento com base no sinal de proteção através do circuito primário de acionamento; e etapa 260: liberação de um sinal para desligamento pelo terminal de acionamento para desligar a unidade de chave de força de semicondutor através do circuito primário de acionamento.
[0063] Para a facilitação da compreensão do método de acionamento 200 mencionado acima, faz-se referência agora tanto a Fig. 1 quanto a Fig. 8. Na etapa 210, o circuito primário de acionamento 120 é utilizado para receber o sinal de controle advindo do circuito de controle 110, e o circuito primário de acionamento 120 é utilizado para receber o sinal de força advindo da fonte de alimentação externa 500. O circuito primário de acionamento 120 é utilizado para gerar o sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle, e gerar o sinal de pulso de força com base no sinal de força. Na etapa 220, o circuito primário de acionamento 120 é utilizado para transmitir o sinal de pulso de acionamento através da segunda unidade de transformação de isolamento 134 e transmitir o sinal de pulso de força através da primeira unidade de transformação de isolamento 132 para pelo menos um circuito secundário de acionamento 1401. Na etapa 230, pelo menos um circuito secundário de acionamento 1401 é empregado para gerar o sinal de transmissão com base no sinal de pulso de acionamento de forma a acionar a unidade de chave de força de semicondutor 150.
[0064] Na etapa 240, pelo menos um circuito secundário de acionamento 1401 é utilizado para transmitir o sinal de pulso de proteção através do circuito de transformação de isolamento 130 até ao circuito primário de acionamento 120. Na etapa 250, o circuito primário de acionamento 120 é empregado para receber e gerar o sinal de proteção com base no sinal de pulso de proteção e gerar um sinal para desligamento pelo terminal de acionamento com base no sinal de proteção. Na etapa 260, o circuito primário de acionamento 120 é utilizado para liberar o sinal para desligamento pelo terminal de acionamento para desligar a unidade de chave de força de semicondutor 150.
[0065] Em outra modalidade, a etapa de recebimento do sinal de controle e do sinal de força através do circuito primário de acionamento na etapa 210 compreende do recebimento e filtragem de ruído do sinal de controle, recebimento do sinal de controle, e modulação e geração do sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle. Com referência a Fig. 2, o filtro de ruído 124B é utilizado para receber e filtrar o ruído do sinal de controle. Mais ainda, o primeiro modulador de pulso 124C é utilizado para receber o sinal de controle e modular e gerar o sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle.
[0066] Em ainda outra modalidade, a etapa de recebimento e geração do sinal de transmissão, com base no sinal de pulso de acionamento através pelo menos de um circuito secundário de acionamento de modo a se acionar uma unidade de chave de força de semicondutor da etapa 230, compreende do recebimento e eliminação do ruído de modo em comum do sinal de pulso de acionamento; recebimento do sinal de pulso de acionamento, e desmodulação e geração do sinal de transmissão com base no sinal de pulso de acionamento; e amplificação do sinal de transmissão. Com referência a Fig. 3, o supressor de ruído de modo em comum 144A é empregado para receber e suprimir o ruído de modo em comum do sinal de pulso de acionamento. Além disso, o segundo modulador de pulso 144B é empregado para receber o sinal de pulso de acionamento, e desmodular e gerar o sinal de transmissão com base no sinal de pulso de acionamento. Além disso, o amplificador de força de transmissão 144C é empregado para amplificar o sinal de transmissão.
[0067] Em ainda outra modalidade, a etapa de transmissão do sinal de pulso de proteção junto ao circuito primário de acionamento através do circuito de transformação de isolamento por pelo menos um circuito secundário de acionamento da etapa 240 compreende da detecção de uma unidade de chave de força de semicondutor, um circuito de força secundária de acionamento, ou um conjunto do mesmo, e geração de um sinal de mau funcionamento quando um dentre a unidade de chave de força de semicondutor, o circuito de força secundária de acionamento, ou o seu conjunto se encontram sob mau funcionamento com a geração do sinal de pulso de mau funcionamento quando recebendo o sinal de mau funcionamento. Com referência a Fig. 3, quaisquer dos módulos entre o módulo de detecção de mau funcionamento por voltagem insuficiente 146C, o módulo de detecção de mau funcionamento por curto-circuito 146D, o módulo de detecção de mau funcionamento por excesso de voltagem 146E, e o módulo de detecção de mau funcionamento por excesso de calor 146F vem a ser utilizados para realização da detecção com respeito a unidade de chave de força de semicondutor, o circuito de força secundária de acionamento, ou o conjunto do mesmo, e geração do sinal de mau funcionamento quando um dos componentes entre a unidade de chave de força de semicondutor, o circuito de força secundária de acionamento, ou o conjunto do mesmo se encontram sob mau funcionamento. Além disso, caso a unidade de chave de força de semicondutor, o circuito de força secundária de acionamento, ou o seu conjunto se encontrem sob mau funcionamento, o gerador de sinal de proteção 146A é empregado para receber o sinal de mau funcionamento, e gerar o sinal de pulso de mau funcionamento com base no sinal de pulso de mau funcionamento para a geração do sinal de pulso de proteção.
[0068] Conforme pode ser apreciado pelos especialistas com conhecimentos técnicos na área, as etapas do método de acionamento 200 são nominadas de acordo com a função que elas realizam, e tais denominações são providas para facilitação da compreensão da presente descrição, sem haver limitação das etapas. Combinações de etapas em uma única etapa ou a divisão de qualquer uma das etapas em um multiplicidade de etapas, ou a comutação de qualquer etapa de forma a fazerem parte de outras etapas ficam inseridas dentro do âmbito das modalidades da presente descrição.
[0069] Em vista das modalidades acima da presente descrição, torna-se evidente que a aplicação da presente descrição apresenta um número de vantagens. As modalidades da presente descrição proporcionam com um dispositivo de conversão de força, um dispositivo de acionamento, e um método de acionamento de forma a se vir a superar os problemas de custos de alta fabricação, baixa confiabilidade, e baixa sincronização provocadas pelos dispositivos de isolamento ótico para a transmissão dos sinais de acionamento.
[0070] Muito embora o presente relatório haja sido descrito em consideráveis detalhes com referência a certas modalidades do mesmo, outras modalidades são possíveis. Portanto, o espírito e âmbito do quadro de reivindicações apenso não devem ficar restritos a descrição das modalidades contidas no mesmo.
[0071] Tornar-se-ão evidentes para os técnicos no assunto que diversas modificações e variações podem ser feitas junto à estrutura da presente descrição sem haver o desvio do espírito ou âmbito do relatório descritivo. Em vista da exposição anterior, pretende-se que o presente relatório abranja modificações e variações da descrição fornecida, com todas as mesmas se encontrando dentro do âmbito do quadro de reivindicações a seguir.

Claims (14)

1. Dispositivo de acionamento, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um circuito primário de acionamento configurado para receber um sinal de controle e um sinal de força, em que o circuito primário de acionamento é configurado para gerar um sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle, e gerar um sinal de pulso de força com base no sinal de força; um circuito de transformação de isolamento configurado para ser acoplado ao circuito primário de acionamento, em que o circuito de transformação de isolamento compreende uma primeira unidade de transformação de isolamento, uma segunda unidade de transformação de isolamento, e uma terceira unidade de transformação de isolamento, em que a primeira unidade de transformação de isolamento compreende um dentre uma pluralidade dos primeiros transformadores de pulso, um segundo transformador de pulso, e uma pluralidade dos terceiros transformadores de pulso, e a segunda unidade de transformação de isolamento compreende um dentre uma pluralidade dos quartos transformadores de pulso, um quinto transformador de pulso, e uma pluralidade dos sextos transformadores de pulso; em que cada um do primeiro transformador de pulso compreende de um enrolamento primário e um enrolamento secundário, e o enrolamento primário sendo eletricamente acoplado ao circuito primário de acionamento, em que os enrolamentos primários dos primeiros transformadores de pulso são conectados em sequência entre si em série; em que o segundo transformador de pulso compreende um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários, e o enrolamento primário sendo eletricamente acoplado ao circuito primário de acionamento; em que um dos terceiros transformadores de pulsos compreende um enrolamento primário e um enrolamento secundário, um outro dos terceiros transformadores de pulso compreende um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários, e os enrolamentos primários sendo eletricamente acoplados ao circuito primário de acionamento, em que os enrolamentos primários são conectados em sequência entre si em série; em que cada um dos quartos transformadores de pulso compreende um enrolamento primário e um enrolamento secundário, e os enrolamentos primários sendo eletricamente acoplados ao circuito primário de acionamento, em que os enrolamentos primários dos quartos transformadores de pulso são conectados em sequência entre si em série; em que o quinto transformador de pulso compreende um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários, e o enrolamento primário sendo eletricamente acoplado ao circuito primário de acionamento; em que um dos sextos transformadores de pulsos compreende um enrolamento primário e um enrolamento secundário, um outro dos sextos transformadores de pulsos compreende um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários, e os enrolamentos primários sendo eletricamente acoplados ao circuito primário de acionamento, em que os enrolamentos primários são conectados em sequência entre si em série; e pelo menos um circuito secundário de acionamento configurado para ser acoplado aos enrolamentos secundários, em que o circuito primário de acionamento transmite o sinal de pulso de acionamento através da segunda unidade de transformação de isolamento e transmite o sinal de pulso de força através da primeira unidade de transformação de isolamento para o pelo menos um circuito secundário de acionamento, em que o pelo menos um circuito secundário de acionamento recebe o sinal de pulso de acionamento e gera um sinal de acionamento com base no sinal de pulso de acionamento para acionamento de uma unidade de chave de força de semicondutor, em que o circuito primário de acionamento compreende: uma unidade de geração de sinal de acionamento configurada para receber o sinal de controle, e gerar o sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle; um circuito de força primária de acionamento configurado para ser acoplado à unidade de geração de sinal de acionamento, em que o circuito de força primária de acionamento recebe o sinal de força e gera uma força primária de acionamento e o sinal de pulso de força com base no sinal de força, em que o circuito de força primária de acionamento é configurado para fornecer força primária de acionamento para a unidade de geração de sinal de acionamento; e uma unidade de recepção de sinal de proteção configurada para ser acoplada ao circuito de força primária de acionamento, em que a unidade de recepção de sinal de proteção é configurada para receber um sinal de proteção e gerar um sinal de proteção com base no sinal de pulso de proteção, em que o circuito de força primária de acionamento é configurado para fornecer a força primária de acionamento para a unidade de recepção de sinal de proteção; e em que o pelo menos um circuito secundário de acionamento compreende: uma unidade de recepção de sinal de acionamento configurada para ser acoplada à segunda unidade de transformação de isolamento, em que a unidade de geração de sinal de acionamento transmite o sinal de pulso de acionamento para a unidade de recepção de sinal de acionamento através da segunda unidade de transformação de isolamento, em que a unidade de recepção de sinal de acionamento é configurada para receber o sinal de pulso de acionamento e gerar o sinal de acionamento com base no sinal de pulso de acionamento de modo a acionar a unidade de chave de força de semicondutor; e um circuito de força secundária de acionamento configurado para ser acoplado à primeira unidade de transformação de isolamento, em que o circuito de força primária de acionamento transmite o sinal de pulso de força para o circuito de força secundária de acionamento através da primeira unidade de transformação de isolamento, em que o circuito de força secundária de acionamento é configurado para receber o sinal de pulso de força e gerar uma força secundária de acionamento com base no sinal de pulso de força de modo a fornecer a força secundária de acionamento para a unidade de recepção de sinal de acionamento; e uma unidade de geração de sinal de proteção configurada para ser acoplada a terceira unidade de transformação de isolamento e ao circuito de força secundária de acionamento, em que cada uma das unidades de geração de sinal de proteção dos circuitos secundários de acionamento é configurada para receber um sinal de mau funcionamento, e gerar um sinal de pulso de mau funcionamento com base no sinal de mau funcionamento, em que a terceira unidade de transformação de isolamento é configurada para receber o sinal de pulso de mau funcionamento e emitir o sinal de pulso de proteção para a unidade de recepção de sinal de proteção.
2. Dispositivo de acionamento, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de geração de sinal de acionamento compreende: um receptor de sinal de acionamento configurado para receber o sinal de controle; um filtro de ruído configurado para ser acoplado ao receptor de sinal de acionamento, e configurado para receber e filtrar o ruído do sinal de controle; e um primeiro modulador de pulso configurado para ser acoplado ao filtro de ruído, em que o primeiro modulador de pulso é configurado para receber o sinal de controle, e o primeiro modulador de pulso é configurado para modular e gerar o sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle; em que a unidade de recepção de sinal de acionamento compreende: um supressor de ruído de modo comum configurado para ser acoplado à segunda unidade de transformação de isolamento, e configurado para receber e suprimir o ruído de modo comum do sinal de pulso de acionamento; um segundo modulador de pulso configurado para ser acoplado ao supressor de ruído de modo comum, em que o segundo modulador de pulso é configurado para receber o sinal de pulso de acionamento, e o segundo modulador de pulso é configurado para demodular e gerar o sinal de acionamento com base no sinal de pulso de acionamento; e um amplificador de força de acionamento configurado para ser acoplado ao segundo modulador de pulso, e configurado para amplificar o sinal de acionamento.
3. Dispositivo de acionamento, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que o número do pelo menos um a circuito secundário de acionamento é plural, e: em que a unidade de recepção de sinal de proteção compreende: um receptor de pulso de proteção configurado para ser acoplado à terceira unidade de transformação de isolamento e ao primeiro modulador de pulso, em que o receptor de pulso de proteção é configurado para receber o sinal de pulso de proteção, e gerar o sinal de proteção com base no sinal de pulso de proteção, em que o receptor de pulso de proteção é configurado para transmitir o sinal de proteção para o primeiro modulador de pulso, e se o primeiro modulador de pulso receber o sinal de proteção, o primeiro modulador de pulso emite um sinal de desligamento de terminal de acionamento para desligar a unidade de chave de força do semicondutor; um transmissor de sinal de proteção configurado para ser acoplado ao receptor de pulso de proteção, e configurado para receber e transmitir o sinal de proteção.
4. Dispositivo de acionamento, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: um circuito de controle configurado para ser acoplado ao receptor de sinal de acionamento e na unidade de recepção de sinal de proteção, e configurado para fornecer o sinal de controle, em que o circuito de controle é configurado para receber o sinal de proteção, e emitir um sinal de desligamento pelo terminal de controle com base no sinal de proteção de forma a desligar a unidade de chave de força de semicondutor, em que o número de unidades de chave de força de semicondutor é plural, em que o circuito de controle desliga as unidades de chave de força de semicondutor com base no sinal de proteção.
5. Dispositivo de acionamento, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de geração de sinal de proteção compreende: um detector de mau funcionamento configurado para desempenhar a detecção com respeito a unidade de chave de força de semicondutor, ao circuito de força secundária de acionamento, ou a um conjunto destes, em que o detector de mau funcionamento gera o sinal de mau funcionamento caso a unidade de chave de força de semicondutor, o circuito de força secundária de acionamento ou o seu conjunto se encontrem em mau funcionamento; um gerador de sinal de proteção configurado para ser acoplado ao detector de mau funcionamento, em que o gerador de sinal de proteção é configurado para gerar o sinal de pulso de mau funcionamento caso o gerador de sinal de proteção receba o sinal de mau funcionamento; e uma entrada lógica OR, em que um terminal de saída da entrada lógica OR é configurado para ser acoplado ao gerador de sinal de proteção; em que o detector de mau funcionamento compreende: um módulo de detecção de mau funcionamento por tensão insuficiente configurado para ser acoplado ao primeiro terminal de entrada da entrada lógica OR; um módulo de detecção de mau funcionamento por curto-circuito configurado para ser acoplado a um segundo terminal de entrada da entrada lógica OR; um módulo de detecção de mau funcionamento por tensão excessiva configurado para ser acoplado a um terceiro terminal de entrada da entrada lógica OR; e um módulo de detecção de mau funcionamento por excesso de calor configurado para ser acoplado a um quarto terminal de entrada da entrada lógica OR.
6. Dispositivo de acionamento, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceira unidade de transformação de isolamento compreende uma pluralidade de transformadores de pulsos, e cada um dos transformadores de pulsos compreende de um enrolamento de entrada, um núcleo magnético, e um enrolamento de saída, em que o enrolamento de entrada de cada um dos transformadores de pulsos é eletricamente acoplado a uma das correspondentes unidades de geração de sinal de proteção, em que os enrolamentos de saída dos transformadores de pulso são conectados em sequência entre si em série, e eletricamente acoplados à unidade de recepção de sinal de proteção; ou em que a terceira unidade de transformação de isolamento compreende um transformador de pulso, e o transformador de pulso compreende uma pluralidade de enrolamentos de entrada, um núcleo magnético, e um enrolamento de saída, em que cada um dos enrolamentos de entrada é eletricamente acoplado a uma das correspondentes unidades de geração de sinal de proteção, e o enrolamento de saída é eletricamente acoplado à unidade de recepção de sinal de proteção; ou em que a terceira unidade de transformação de isolamento compreende uma pluralidade de transformadores de pulso, em que um dos transformadores de pulso compreende um enrolamento de entrada, um núcleo magnético, e um enrolamento de saída, e um outro dos transformadores de pulso compreende uma pluralidade de enrolamentos de entrada, um núcleo magnético, e um enrolamento de saída, em que cada um dos enrolamentos de entrada é eletricamente acoplado a uma das correspondentes unidades de geração de sinal de proteção, em que os enrolamentos de saída são conectados em sequência entre si em série, e eletricamente acoplados à unidade de recepção de sinal de proteção.
7. Dispositivo de conversão de força, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma unidade de chave de força de semicondutor; um dispositivo de acionamento configurado para acionar a unidade de chave de força de semicondutor, em que o dispositivo de acionamento compreende: um circuito de controle configurado para emitir um sinal de controle; um circuito primário de acionamento configurado para ser acoplado ao circuito de controle, e configurado para receber o sinal de controle e o sinal de força, em que o circuito primário de acionamento gera um sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle, e gera um sinal de pulso de força com base no sinal de força; um circuito de transformação de isolamento configurado para ser acoplado ao circuito primário de acionamento, em que o circuito de transformação de isolamento compreende uma primeira unidade de transformação de isolamento, uma segunda unidade de transformação de isolamento, e uma terceira unidade de transformação de isolamento, em que a primeira unidade de transformação de isolamento compreende uma pluralidade de primeiros transformadores de pulso, um segundo transformador de pulso e uma pluralidade de terceiros transformadores de pulso, e a segunda unidade de transformação de isolamento compreende um da pluralidade de quartos transformadores de pulso, um quinto transformador de pulso, e uma pluralidade de sextos transformadores de pulso; em que cada um dos primeiros transformadores de pulso compreende um enrolamento primário e um enrolamento secundário, e os enrolamentos primários dos primeiros transformadores de pulso são eletricamente acoplados ao circuito primário de acionamento, em que os enrolamentos primários do primeiro transformador de pulso são conectados em sequência entre si em série; em que o segundo transformador de pulso compreende um enrolamento primário e de uma pluralidade de enrolamentos secundários, e o enrolamento primário é eletricamente acoplado ao circuito primário de acionamento; em que um dos terceiros transformadores de pulso compreende de um enrolamento primário e um enrolamento secundário, e um outro dos terceiros transformadores de pulso compreende um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários, em que os enrolamentos primários dos terceiros transformadores de pulso são eletricamente acoplados ao circuito primário de acionamento, e os enrolamentos primários dos terceiros transformadores de pulso são conectados em sequência entre si em série; em que um dos quartos transformadores de pulso compreende um enrolamento primário e um enrolamento secundário, e os enrolamentos primários dos quartos transformadores de pulso são eletricamente acoplados ao circuito primário de acionamento, em que os enrolamentos primários dos quartos transformadores de pulo são conectados em sequência entre si em série; em que o quinto transformador de pulso compreende um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários, e o enrolamento primário do quinto transformador de pulso é acoplado eletricamente ao circuito primário de acionamento; em que um dos sextos transformadores de pulso compreende um enrolamento primário e um enrolamento secundário, e um outro dos sextos transformadores de pulso compreende um enrolamento primário e uma pluralidade de enrolamentos secundários, em que os enrolamentos primários dos sextos transformadores de pulso são eletricamente acoplados ao circuito primário de acionamento, e os enrolamentos primários dos sextos transformadores de pulso são conectados em sequência entre si em série; e uma pluralidade de circuitos secundários de acionamento configurados para serem acoplados aos enrolamentos secundários, e configurados para receberem o sinal de pulso de acionamento e o sinal de pulso de força através do circuito de transformação de isolamento, em que os circuitos secundários de acionamento geram um sinal de acionamento com base no sinal de pulso de acionamento de modo a acionarem a unidade de chave de força de semicondutor; em que o circuito primário de acionamento compreende: uma unidade de geração de sinal de acionamento configurada para ser acoplada ao circuito de controle, em que a unidade de geração de sinal de acionamento é configurada para receber o sinal de controle, e gerar o sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle; e um circuito de força primária de acionamento configurado para ser acoplado à unidade de geração de sinal de acionamento, em que o circuito de força primária de acionamento recebe o sinal de força e gera uma força primária de acionamento e o sinal de pulso de força com base no sinal de força, em que o circuito de força primária de acionamento é configurado para fornecer a força primária de acionamento para a unidade de geração de sinal de acionamento; e uma unidade de recepção de sinal de proteção configurada para ser acoplada ao circuito de força primária de acionamento, em que a unidade de recepção de sinal de proteção é configurada para receber um sinal de pulso de proteção e gerar um sinal de proteção com base no sinal de pulso de proteção, em que o circuito de força primária de acionamento é configurado para fornecer a força primária de acionamento para a unidade de recepção de sinal de proteção; em que cada um dos circuitos secundários de acionamento compreendem de uma unidade de recepção de sinal de acionamento, um circuito de força secundária de acionamento, e uma unidade de geração de sinal de proteção; em que as unidades de recepção de sinal de acionamento são todas acopladas à segunda unidade de transformação de isolamento, e configuradas para receberem o sinal de pulso de acionamento através da segunda unidade de transformação de isolamento, em que as unidades de recepção de sinal de acionamento geram o sinal de acionamento com base no sinal de pulso de acionamento, e são configuradas para acionarem a primeira unidade de chave de força de semicondutor, em que os circuitos de força secundária de acionamento são todos acoplados à primeira unidade de transformação de isolamento, em que os circuitos de força secundária de acionamento são configurados para receberem o sinal de pulso de força através da primeira unidade de transformação de isolamento, e gerarem uma pluralidade de forças secundárias de acionamento com base no sinal de pulso de acionamento, em que os circuitos de força secundária de acionamento fornecem a força secundária de acionamento para as unidades de recepção de sinal de acionamento, e em que as unidades de geração de sinal de proteção estão todas acopladas à terceira unidade de transformação de isolamento e ao circuito de força secundário de acionamento, em que cada uma das unidades de geração de sinal de proteção dos circuitos secundários de acionamento é configurada para receber um sinal de mau funcionamento e gerar um sinal de pulso de mau funcionamento com base no sinal de mau funcionamento, em que a terceira unidade de transformação de isolamento é configurada para receber os sinais de pulso de mau funcionamento e emitir o sinal de pulso de proteção para a unidade de recepção de sinal de proteção.
8. Dispositivo de conversão de força, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de geração de sinal de acionamento compreende: um receptor de sinal de acionamento configurado para receber o sinal de controle; um filtro de ruído configurado para ser acoplado ao receptor de sinal de acionamento, e configurado para receber e filtrar o ruído do sinal de controle; e um primeiro modulador de pulso configurado para ser acoplado ao filtro de ruído, em que o primeiro modulador de pulso é configurado para receber o sinal de controle, e o primeiro modulador de pulso é configurado para modular e gerar o sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle; em que cada uma das unidades de recepção de sinal de acionamento compreende: um supressor de ruído de modo comum configurado para ser acoplado à segunda unidade de transformação de isolamento, e configurado para receber e suprimir o ruído de modo comum do sinal de pulso de acionamento; um segundo modulador de pulso configurado para ser acoplado ao supressor de ruído de modo comum, em que o segundo modulador de pulso é configurado para receber o sinal de pulso de acionamento, e o segundo modulador de pulso é configurado para demodular e gerar o sinal de acionamento com base no sinal de pulso de acionamento; e um amplificador de força de acionamento configurado para ser acoplado ao segundo modulador de pulso, e configurado para amplificar o sinal de acionamento.
9. Dispositivo de conversão de força, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que a unidade de recepção de sinal de proteção compreende: um receptor de pulso de proteção configurado para ser acoplado à terceira unidade de transformação de isolamento e ao terceiro modulador de pulso, em que o receptor de pulso de proteção é configurado para receber o sinal de pulso de proteção, e gerar o sinal de proteção com base no sinal de pulso de proteção, em que o receptor de pulso de proteção é configurado para transmitir o sinal de proteção para o primeiro modulador de pulso, e caso o primeiro modulador de pulso receba o sinal de proteção, o primeiro modulador de pulso emite um sinal de desligamento pelo terminal de acionamento de modo a desligar a unidade de chave de força de semicondutor; e um transmissor de sinal de proteção configurado para ser acoplado ao receptor de pulso de proteção e ao circuito de controle, e configurado para receber e transmitir o sinal de proteção ao circuito de controle, em que o circuito de controle é configurado para emitir um sinal de desligamento pelo terminal de controle com base no sinal de proteção de forma a desligar a unidade de chave de força de semicondutor, em que o número de unidade de chave de força de semicondutor é plural, em que o circuito de controle desliga as unidades de chave de força de semicondutor com base no sinal de proteção.
10. Dispositivo de conversão de força, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que cada uma das unidades de geração de sinal de proteção compreende: um detector de mau funcionamento configurado para desempenhar a detecção com relação a unidade de chave de força de semicondutor, o circuito de força secundária de acionamento, ou o conjunto destes, em que o detector de mau funcionamento gera o sinal de mau funcionamento caso a unidade de chave de força de semicondutor, o circuito de força secundária de acionamento, ou o conjunto destes se encontre em mau funcionamento; um gerador de sinal de proteção configurado para ser acoplado ao detector de mau funcionamento, em que o gerador de sinal de proteção é configurado para gerar o sinal de pulso de mau funcionamento caso o gerador de sinal de proteção receba o sinal de mau funcionamento; e uma entrada lógica OR, em que um terminal de saída da entrada lógica OR é configurado para ser acoplado ao gerador de sinal de proteção; em que o detector de mau funcionamento compreende: um módulo de detecção de mau funcionamento por tensão insuficiente configurado para ser acoplado a um primeiro terminal de entrada da entrada lógica OR; um módulo de detecção de mau funcionamento por curto-circuito configurado para ser acoplado a um segundo terminal de entrada da entrada lógica OR; um módulo de detecção de mau funcionamento por tensão excessiva configurado para ser acoplado a um terceiro terminal de entrada da entrada lógica OR; e um módulo de detecção de mau funcionamento por excesso de calor configurado para ser acoplado a um quarto terminal de entrada da entrada lógica OR.
11. Dispositivo de conversão de força, de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a terceira unidade de transformação de isolamento compreende uma pluralidade de transformadores de pulso, e cada um dos transformadores de pulso compreende um enrolamento de entrada, um núcleo magnético, e um enrolamento de saída, em que o enrolamento de entrada de cada um dos transformadores de pulso é eletricamente acoplado a uma das correspondentes unidades de geração de sinal de proteção, em que os enrolamentos de saída dos transformadores de pulso são conectados em sequência entre si em série, e eletricamente acoplados junto à unidade de recepção de sinal de proteção; ou em que a terceira unidade de transformação de isolamento compreende um transformador de pulso, e o transformador de pulso compreende uma pluralidade de enrolamentos de entrada, um núcleo magnético, e um enrolamento de saída, em que cada um dos enrolamentos de entrada é eletricamente acoplado a uma das unidades de geração de sinal de proteção correspondente, e o enrolamento de saída é eletricamente acoplado à unidade de recepção de sinal de proteção; ou em que a terceira unidade de transformação de isolamento compreende uma pluralidade de transformadores de pulso, em que um dos transformadores de pulso compreende um enrolamento de entrada, um núcleo magnético, e um enrolamento de saída, e um outro dos transformadores de pulso compreende uma pluralidade de enrolamentos de entrada, um núcleo magnético, e um enrolamento de saída, em que cada um dos enrolamentos de entrada é eletricamente acoplado às correspondentes unidades de geração de sinal de proteção, em que os enrolamentos de saída são conectados em sequência entre si em série, e eletricamente acoplados à unidade de recepção de sinal de proteção.
12. Método de transmissão aplicado em um dispositivo de acionamento CARACTERIZADO pelo fato de que o dispositivo de acionamento compreende um circuito primário de acionamento, o circuito de transformação de isolamento conforme definido na reivindicação 1, e pelo menos de um circuito secundário de acionamento, em que o pelo menos um circuito secundário de acionamento é acoplado a uma pluralidade de enrolamentos secundários do circuito de transformação de isolamento, em que o método de acionamento compreende a: recepção de um sinal de controle e de um sinal de força pelo circuito primário de acionamento; geração de um sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle pelo circuito primário de acionamento, e geração de um sinal de pulso de força com base no sinal de força pelo circuito primário de acionamento; transmissão do sinal de pulso de força através da segunda unidade de transformação de isolamento e transmissão do sinal de pulso de força através da primeira unidade de transformação de isolamento até o pelo menos um circuito secundário de acionamento; e recepção do sinal de pulso de acionamento e geração de um sinal de acionamento com base no sinal de pulso de acionamento pelo pelo menos pelo circuito secundário de acionamento de forma a acionar uma unidade de chave de força de semicondutor, e transmitir um sinal de pulso de proteção ao circuito primário de acionamento através do circuito de transformação de isolamento pelo pelo menos um circuito secundário de acionamento.
13. Método de acionamento, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de recebimento do sinal de controle e do sinal de força pelo circuito primário de acionamento compreende: recebimento e filtragem do ruído do sinal de controle; e recebimento do sinal de controle, e modulação e geração do sinal de pulso de acionamento com base no sinal de controle; em que a etapa de recebimento do sinal de pulso de acionamento e geração do sinal de acionamento com base no sinal de pulso de acionamento pelo pelo menos um circuito secundário de acionamento de modo a acionar a unidade de chave de força de semicondutor compreende: recebimento e eliminação do ruído de modo comum do sinal de pulso de acionamento; recebimento do sinal de pulso de acionamento e demodulação e geração do sinal de acionamento com base no sinal de pulso de acionamento; e amplificação do sinal de acionamento.
14. Método de transmissão, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: recebimento do sinal de pulso de proteção e geração de um sinal de proteção com base no sinal de pulso de proteção pelo circuito primário de acionamento, e geração de um sinal de desligamento pelo terminal de acionamento com base no sinal de proteção pelo circuito primário de acionamento, e geração de um sinal de desligamento pelo terminal de controle com base no sinal de proteção pelo circuito de controle; e liberação do sinal de desligamento pelo terminal de acionamento e o sinal de desligamento pelo terminal de controle de modo a desligar a unidade de chave de força de semicondutor através do circuito primário de acionamento e do circuito de controle; em que o número de unidades de chave de força de semicondutor é plural, em que o circuito de controle desliga as unidades de chave de força de semicondutor com base no sinal de proteção; em que a etapa de transformação do sinal de pulso de proteção para o circuito primário de acionamento através do circuito de transformação de isolamento pelo pelo menos um circuito secundário de acionamento compreende: detecção da unidade de chave de força de semicondutor, do circuito secundário de acionamento, ou de um conjunto destes, e geração de um sinal de mau funcionamento caso a unidade de chave de força de semicondutor, o circuito secundário de acionamento, ou um conjunto destes se encontrem em mau funcionamento; geração do sinal de pulso de mau funcionamento caso o sinal de mau funcionamento seja recebido; e geração do sinal de pulso de proteção com base no sinal de pulso de mau funcionamento.
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