CN110620370A - 用于直流侧电容器的安全设计 - Google Patents

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Abstract

一种电子电路，包括：并联连接在直流汇流排(DC+、DC‑)之间的第一系列的串联连接的直流侧电容器(CA1，...，CAm)和第二系列的串联连接的直流侧电容器(CB1，...，CBn)，其中第一系列的串联连接的直流侧电容器在其直流侧电容器之间具有第一节点(A)，并且第二系列的串联连接的直流侧电容器在其直流侧电容器之间具有第二节点(B)；和短路模块(301；401、407)，所述短路模块被配置为接收所述第一节点和所述第二节点之间的电压差(UM)并且响应于所述接收的电压差大于预定阈值而使所述直流汇流排短路。

Description

用于直流侧电容器的安全设计
技术领域
本公开一般涉及用于电子电路的安全设计，并且更具体地涉及包括具有改进的安全性的直流侧电容器的电路。
背景技术
直流侧电容器通常采用在直流汇流排之间串联的电解电容器。然而，串联的电解电容器存在的问题是，如果串联的电解电容器中的一个电容器被有意地(例如在UL测试期间)或无意地(由于例如故障)短路，则该串联的电解电容器中的另一电容器可能会损坏。这可能导致烧毁和/或接地故障。
因此，本领域存在解决上述缺陷和不足的未满足的需求。
发明内容
在一个方面，本发明涉及一种电子电路，包括：并联连接在直流汇流排之间的第一系列的串联连接的直流侧电容器和第二系列的串联连接的直流侧电容器，其中第一系列的串联连接的直流侧电容器在其直流侧电容器之间具有第一节点，并且第二系列的串联连接的直流侧电容器在其直流侧电容器之间具有第二节点；和短路模块，所述短路模块被配置为接收第一节点和第二节点之间的电压差，并且响应于接收的电压差的变化大于预定阈值而使直流汇流排短路。
每个直流侧电容器根据基于它们各自的电容值以在这些电容器之间形成的分压而在其上具有电压。结果，对于那些电容器之间的两个确定的节点，例如，第一节点和第二节点，可以仅基于电容器的电容值来确定它们之间的电压差。当所有电容器正常工作时(即，正常状态)，该电压差将保持基本恒定。
根据实施例，来自直流侧电容器的一个或多个直流侧电容器的故障状态(例如，短路)将改变电容器之间的分压，从而引起第一节点和第二节点之间的电压差的改变，从而触发短路模块。结果，直流汇流排将被短路模块短路，这有助于在例如电容器烧毁和接地故障之前烧断熔丝。
阈值可以设计成使得与正常状态下的电压差的变化相比，它小于故障状态下的电压差的变化，但仍然适应电子电路的一般波动。
在某些实施例中，第一节点和第二节点在直流侧电容器的正常状态下具有基本相同的电压。在这种情况下，可以如同处理电压差的变化那样来处理电压差，因此相对容易的是，通过简单地监控第一节点和第二节点之间的电压来监控第一节点和第二节点之间的电压差的变化。
在某些实施例中，短路模块包括电弧产生部件，电弧产生部件与直流汇流排相邻布置并且能够操作以响应于接收的电压差的变化大于预定阈值而产生电弧。电弧产生部件可以靠近直流汇流排设置，使得产生的电弧可以使直流汇流排短路。电弧产生部件例如布置在距直流汇流排小于10cm的距离处。
在某些实施例中，电弧产生部件能够操作以在接收的电压差大于预定阈值时烧毁。因此，电弧产生部件可以进入“刚性”短路状态，从而引发电弧。
在某些实施例中，电弧产生部件包括以下各项中的至少一个：瞬态电压抑制器(TVS)二极管，齐纳二极管，电阻器，变阻器，有源部件，固体放电管，熔丝，铜迹线或电线，或者其任何组合。例如，有源部件包括半导体开关。
在某些实施例中，相应直流汇流排的至少部分布置成彼此靠近，并且电弧产生部件布置在直流汇流排的相应部分之间。这种紧密布置有利于直流汇流排通过由电弧产生部件产生的电弧而短路。例如，电弧产生部件可以布置成面向相应的直流汇流排，使得产生的电弧可以通过直流汇流排之间的空间。
在某些实施例中，直流汇流排的相应部分包括从相应的直流汇流排引出的电极接头。因此，直流汇流排可以具有扩大部分。这些扩大部分有助于通过电弧在直流汇流排之间短路。
在某些实施例中，短路模块包括开关，所述开关连接在直流汇流排之间并且被配置为响应于接收的电压差的变化大于预定阈值而接通以使直流汇流排短路。在某些实施例中，开关包括电开关或机械开关。在某些实施例中，开关被配置为响应于接收的电压差的损耗而被关断。由于开关，直流汇流排被硬连线，因此被短路。
在某些实施例中，电子电路还包括过电流保护装置，以响应由于短路状态引起的过电流而切断电路。在某些实施例中，电子电路还包括熔丝，熔丝连接在直流汇流排中并且配置成在直流汇流排被短路时烧断。在某些实施例中，电路还包括连接在交流线路中的熔丝，直流电压被转换自所述交流线路，然后在直流汇流排上传送，其中熔丝配置成在直流汇流排短路时烧断。熔丝有助于切断直流汇流排与电源的连接，以避免可能的损坏。
在另一方面，本公开涉及一种包括如上所述的电子电路的装置。该装置可以是变频器、电动机驱动器等。
在另一方面，本公开涉及一种操作电子电路的方法，该电子电路包括并联连接在直流汇流排(DC+、DC-)之间的第一系列的串联连接的直流侧电容器和第二系列的串联连接的直流侧电容器。该方法包括：监控第一系列的串联连接的直流侧电容器之间的第一节点与第二系列的串联连接的直流侧电容器之间的第二节点之间的电压差，其中选择第一节点和第二节点使得它们在直流侧电容器的正常状态下具有基本上相同的电压；并且响应于监控的电压差大于预定阈值，使直流汇流排短路。
在另一方面，本公开涉及一种变频器，包括：直流汇流排，所述直流汇流排被配置为输送直流电力；并联连接在直流汇流排之间的第一系列的串联连接的直流侧电容器和第二系列的串联连接的直流侧电容器，其中第一系列的串联连接的直流侧电容器在其直流侧电容器之间具有第一节点，并且第二系列的串联连接的直流侧电容器在其直流侧电容器之间具有第二节点，其中第一节点和第二节点在直流侧电容器的正常状态下具有基本相同的电压；短路模块，所述短路模块被配置为接收第一节点和第二节点之间的电压差，并且响应于接收的电压差的变化大于预定阈值而使直流汇流排短路。
通过结合以下附图及其说明、和对优选实施例的以下描述，本公开的这些和其他方面将变得显而易见，但是在不脱离本发明的新概念的精神和范围的情况下，可以对其中的变化例和修改例进行改变。
附图说明
根据详细描述和附图将更全面地理解本公开，其中：
图1示意性地描绘了根据本公开的某些实施例的监控直流侧电容器的短路状态的原理。
图2示意性地描绘了根据本公开的某些实施例的监控直流侧电容器的短路状态的简化布置。
图3示意性地描绘了根据本公开的某些实施例的电路设计。
图4示意性地描绘了根据本公开的某些实施例的另一电路设计。
图5示意性地描绘了根据本公开的某些实施例的短路直流汇流排的布置。
具体实施方式
在以下实施例中更具体地描述了本发明，因为其中的许多修改例和变化例对于本领域技术人员来说是显而易见的，所以这些实施例仅用于说明。现在详细描述本公开的各种实施例。参考附图，相同的数字(如果有的话)在整个视图中表示相同的部件。如本文的描述和随后的权利要求中所使用的，除非上下文另有明确说明，否则“一个”，“一”和“该”的含义包括复数指代。此外，如本文的描述和随后的权利要求中所使用的，除非上下文另有明确规定，否则“在...中”的含义包括“在......中”和“在......上”。此外，为了方便读者，可以在说明书中使用标题或副标题，这不会影响本公开的范围。另外，在下文更具体地限定本说明书中使用的一些术语。
本说明书中使用的术语通常在本领域、在本公开的上下文中以及在使用每个术语的特定环境中具有其普通含义。在下文或说明书中的其他位置讨论用于描述本公开的某些术语，以向从业者提供关于本公开的描述的额外指导。为方便起见，可以例如使用斜体和/或引号以突出显示某些术语。突出显示的使用对术语的范围和含义没有影响；无论是否突出显示，术语的范围和含义在相同的上下文中都是相同的。应当理解，可以以不止一种方式描述同样的事情。因此，替代语言和同义词可以用于本文所讨论的术语中的任何一个或多个术语，并且对于术语是否在本文中详细阐述或讨论也没有任何特殊意义。提供了某些术语的同义词。一个或多个同义词的叙述不排除使用其他同义词。本说明书中任何地方的示例的使用，包括本文中讨论的任何术语的示例，仅是说明性的，并且决不限制本公开或任何示例性术语的范围和含义。同样地，本公开不限于本说明书中给出的各种实施例。
除非另外限定，否则本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。在发生冲突的情况下，本文件，包括限定将受到控制。
如本文所用，“约”，“大约”或“大概”通常表示在给定值或范围的20％，优选10％，更优选5％内。这里给出的数值是近似的，意味着如果没有明确说明，可以推断出术语“约”，“大约”或“大概”表示的含义。
如本文所用，“多个”意指两个或更多个。
如本文所用，术语“包含”，“包括”，“携带”，“具有”，“含有”，“涉及”等应理解为开放式的，即意味着“包括但是不受限于”。
如这里所使用的，短语A、B和C中的至少一个应该被解释为使用非排他逻辑″或″表示逻辑(A或B或C)。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，方法内的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时)执行。
图1示意性地描绘了根据本公开的某些实施例的监控直流侧电容器的短路状态的原理。
在图1中，示出了直流汇流排、DC+和DC-。那些直流汇流排被配置为输送直流信号(电压或电流)和/或直流电力。例如，直流汇流排将整流器连接到逆变器。直流侧电容器连接在直流汇流排之间，以便例如保持直流汇流排上的直流电压基本恒定。那些直流侧电容器可以是电解电容器，但是本公开不限于此。
在直流汇流排之间可以并联连接超过一个系列的串联连接的直流侧电容器。并联连接的两个系列的串联连接的直流侧电容器，系列A和系列B，如图1所示。在每个系列中，有几个串联的电容器。例如，系列A包括串联连接的第一至第m电容器CA1，...，CAm，而系列B包括串联连接的第一至第n电容器CB1，......，CBn。这里，m和n分别是大于或等于2的整数。在每个系列中，其中包括的各个电容器可以具有彼此相同的电容。例如，CA1＝CA2＝...＝CAm，和/或CB1＝CB2＝......＝CBn。然而，本公开不限于此。可以根据需要调节各个电容器的电容。
并联连接在直流汇流排之间的至少一些系列的串联连接的直流侧电容器可以具有彼此相同的数量的电容器。例如，m可能等于n。此外，至少一些系列的串联连接的直流侧电容器可以具有彼此相同的构造。例如，系列A和系列B具有相同的构造，即m＝n，CA1：CA2：...：CAm＝CB1：CB2：...：CBn，更具体地，CA1＝CB1，CA2＝CB2，......，CAm＝CBn。
每个系列在其中包括的各个电容器之间具有一些节点。例如，系列A在各个电容器CA1，...，CAm之间具有(m-1)个节点，其中电容器CAk和电容器CA(k+1)之间的一个节点A被具体示出，其中1≤k＜m。同样，系列B在相应的电容器CB1，...，CBn之间具有(n-1)个节点，其中电容器CB1和电容器CB(1+1)之间的一个节点B被具体示出，其中1≤l＜n。在下文中，作为示例，考虑节点A和节点B。
发明人发现，在电容器短路的情况下，那些节点，例如节点A和节点B，可以用作触发点。
在正常状态下，直流汇流排上的电压DC+和DC-施加在每个系列上，并因此根据它们各自的电容值分布在该系列中包括的各个电容器上。结果，节点A具有由其电容值以及系列A中的其余电容器的电容值确定的电势VA，并且节点B具有由其电容值以及系列B中的其余电容器的电容值确定的电势VB。因此，在正常状态下，节点A和节点B之间的电压差UM，|VA-VB|，由直流侧电容器的电容值确定，因此可以称为“默认”电压差。
如果一个或多个直流侧电容器被短路，则节点A和节点B之间的电压差UM将改变。为了便于说明，假设系列B，CB1，......，CBn中包括的一个或多个电容器被短路。由于短路的电容器，节点B处的电势VB将改变，导致电压差UM改变并因此电压差UM偏离默认的电压差。因此，通过监控节点A和节点B之间的电压差UM，可以知道直流侧电容器中的任何一个是否短路。
在某些实施例中，节点A和节点B在正常状态下可具有基本相同的电势或电压。例如，这可以通过将系列A和系列B布置成相同构造并在相应系列中的相同位置处选择节点A和节点B来实现。在这种情况下，节点A和节点B之间的电压差UM可以被认为是电压变化(因为默认差值约为0)。
电压差UM的变化(或任何电容器的短路)可用于触发安全措施，例如熔丝的烧断。为此，可以通过短路模块响应于电压差的变化，以使直流汇流排DC+和DC-短路。短路模块有各种实施方式，下面将详细描述其中的一些。例如，短路模块可以被配置为如果电压差的变化大于预定阈值则起作用。直流汇流排的短路将加速熔丝的烧断，从而防止剩余的电容器发生烧毁和接地故障。
图2示意性地描绘了根据本公开的某些实施例的监控直流侧电容器的短路状态的简化布置。
在图2中，系列A被示出具有两个电容器CA1和CA2，并且系列B被示出为还具有两个电容器CB1和CB2。监控各个系列的中点A和B。为简化起见，中点A和中点B在正常状态下具有基本相同的电势。这是通过例如设置CA1：CA2＝CB1：CB2，更具体地，CAi＝CA2和CB1＝CB2来实现的。也可以设置CA1＝CA2＝CB1＝CB2。在这种情况下，中点A和B各自承受直流汇流排上的电压的一半(例如，大约700V)。结果，电压差UM的默认值约为零(0)。
为了便于描述，假设CB2短路。现在，直流汇流排上的整个电压(约700V)应用于CB1，可能导致CB1烧毁。在这种情况下，电压差UM将从大约0V变化到大约350V。这个约350V的极大的电压变化可用于触发短路模块。在这种情况下，触发阈值可以设置为0V和350V之间的值，例如，大约100V。
图3示意性地描绘了根据本公开的某些实施例的电路设计。
如图3所示，电路300包括直流汇流排，DC+和DC-，以及连接在直流汇流排之间的直流侧电容器。为了便于说明，如图2中那样布置直流侧电容器，但是本公开不限于此。
电路300还包括电弧产生部件301，电弧产生部件301是上述短路模块的示例。电弧产生部件301是能够响应于例如，大于其隔绝电压(对应于触发阈值，例如，大约100V)的电压而产生电弧的部件。例如，电弧发生部件301可以击穿并保持短路，从而引发电弧。电弧产生部件301可以例如包括以下各项中的至少一个：瞬态电压抑制器(TVS)二极管，齐纳二极管，电阻器，变阻器，有源部件(诸如半导体开关，例如，晶体管)，固体放电管，熔丝，铜迹线或电线，或者其任何组合。例如，电弧产生部件301可以包括串联连接以实现期望的隔绝电压或触发阈值的若干TVS二极管。
可以适当地选择隔绝电压或触发阈值。具体地，考虑节点A和节点B之间的电压差的默认值和所有可能的改变值(由于任何电容器的短路导致)以及因此默认值和各种改变值之间的差值。可以基于差值确定隔绝电压或触发阈值。更具体地，隔绝电压或触发阈值可以小于任何差值，但仍然适应电路的一般波动。
在该示例中，节点A和节点B之间的电压差被施加到电弧产生部件301。该电压差对应于电压差的变化，如上所述。如果电压差由于例如电容器CB2的短路而变为大约350V，如上所述，则电弧产生部件301将由于施加的电压350V而产生电弧，该电压大于其例如为100V的隔绝电压。
电弧产生部件301布置在直流汇流排附近，使得产生的电弧可以使直流汇流排短路。更具体地，电弧产生部件301紧邻直流汇流排布置，例如，距每个直流汇流排小于约10cm，使得产生的电弧可以在直流汇流排之间建立电通路。此外，直流汇流排可以使其至少相应的部分紧密排列，使得它们可以以相对简单的方式通过电弧短路。下面将更详细地描述电弧产生部件301相对于直流汇流排的布置。直流汇流排的短路可以加速熔丝的烧断，例如，设置在交流线路305AC中的那些熔丝，和/或设置在直流汇流排305DC中的那些熔丝。这里，部件303连接在交流线路和直流线路之间。部件303可以处理直流/交流(AC/DC)转换，过滤等。例如，部件303包括NFE。至少一些熔丝被烧断，因此将该电路300置于安全状态，避免了其余电容器的可能烧毁。
图4示意性地描绘了根据本公开的某些实施例的另一电路设计。
除了使用开关401取代电弧产生部件301，图4中所示的电路400与图3所示的电路300基本相同。
开关401连接在直流汇流排之间，并由控制器407控制以接通/断开。在正常状态下，开关401处于断开状态。
在该示例中，节点A和节点B之间的电压差被施加到控制器407。该电压差对应于电压差的变化，如上所述。如果电压差由于例如电容器CB2的短路而变为大约350V，如上所述，则控制器407将响应于施加的电压350V而产生控制信号以闭合开关401，该施加的电压350V大于开关401的例如为100V的阈值电压。结果，汇流排DC+和DC-由开关401硬连线并因此短路。例如，开关401可以包括电开关或机械开关。
在某些实施例中，开关401可以被配置为响应于所施加的电压(或电压差)的损耗而被关断。也就是说，如果没有施加电压，开关401可以自动复位，因为例如熔丝被烧断，因此电路被切断电源。
图5示意性地描绘了根据本公开的某些实施例的短路直流汇流排的布置。
如图5所示，基板510具有设置在其上的电弧产生部件520。基板510可以包括玻璃基板，塑料基板，陶瓷基板，印刷电路板(PCB)等。电弧产生部件520可以是上述电弧产生部件301，例如，一系列串联连接的TVS二极管。电弧产生部件520可以通过锡焊，粘合剂，机械紧固件等固定到基板510上。两个端子511和513可以设置在基板510上。两个端子511和513中的一个可以连接到节点A，并且两个端子511和513中的另一个可以连接到节点B。此外，两个端子511和513连接到电弧产生部件520的各个端子，以便在端子之间施加节点A和节点B之间的电压差。端子和/或部件之间的连接可以是电流连接。
由DC+531引出的接头和从DC-533引出的接头彼此靠近地布置，并且也靠近电弧产生部件520布置。电弧产生部件520可以设置在接头531和接头533之间。在该示例中，电弧产生部件520被设置为面对接头531和接头533。在这样的布置中，如果电弧产生部件520引发电弧，则接头531和接头533之间往往存在短路路径。
在另一方面，本公开涉及一种包括上述电路的装置。例如，该装置可以是变频器、电动机驱动器等。
已经仅出于说明和描述的目的呈现了本公开的示例性实施例的前述描述，并且本公开的示例性实施例的前述描述不旨在穷举本发明或将本发明限制于所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化都是可能的。
选择和描述实施例是为了解释本公开的原理及其实际应用，以使得本领域其他技术人员能够利用本公开和各种实施例以及适合于预期的特定用途的各种修改。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，替代实施例对于本公开所属领域的技术人员将变得显而易见。因此，本公开的范围由所附权利要求限定，而不是由前文的描述和其中描述的示例性实施例限定。

Claims (16)

1.一种电子电路，包括：
在直流汇流排(DC+、DC-)之间并联连接的第一系列的串联连接的直流侧电容器(CA1，...，CAm)和第二系列的串联连接的直流侧电容器(CB1，...，CBn)，
其特征在于，第一系列的串联连接的直流侧电容器在其直流侧电容器之间具有第一节点(A)，第二系列的串联连接的直流侧电容器在其直流侧电容器之间具有第二节点(B)；并且
所述电子电路还包括短路模块(301；401、407)，所述短路模块被配置为接收所述第一节点和所述第二节点之间的电压差(UM)并且响应于所述接收的电压差的变化大于预定阈值而使所述直流汇流排短路。
2.根据权利要求1所述的电子电路，其中，
所述第一节点(A)和所述第二节点(B)在所述直流侧电容器的正常状态下具有基本相同的电压。
3.根据权利要求1或2所述的电子电路，其中，
所述短路模块包括电弧产生部件(301)，所述电弧产生部件布置在距所述直流汇流排小于10cm的距离处并且能够操作以响应于接收的电压差的变化大于预定阈值而产生电弧。
4.根据权利要求3所述的电子电路，其中，
所述电弧产生部件(301)能够操作以在所述接收的电压差的变化大于所述预定阈值时烧毁。
5.根据权利要求3或4所述的电子电路，其中，
电弧产生部件(301)包括以下各项中的至少一个：瞬态电压抑制器(TVS)二极管、齐纳二极管、电阻器、变阻器、有源部件、固体放电管、熔丝、铜迹线或电线、或者其任何组合。
6.根据权利要求5所述的电子电路，其中，
所述有源部件包括半导体开关。
7.根据权利要求3所述的电子电路，其中，
直流汇流排(DC+、DC-)的至少相应部分布置成彼此靠近，并且电弧发生部件(301)布置在直流汇流排的所述相应部分之间。
8.根据权利要求7所述的电子电路，其中，
所述直流汇流排的所述相应部分包括从相应的直流汇流排引出的电极接头(531、533)。
9.根据权利要求1或2所述的电子电路，其中，
所述短路模块包括开关(401)，所述开关(401)连接在所述直流汇流排(DC+、DC-)之间并且被配置为响应于接收的电压差的变化大于预定阈值而接通以使所述直流汇流排短路。
10.根据权利要求9所述的电子电路，其中，
所述开关(401)包括电开关或机械开关。
11.根据权利要求9所述的电子电路，其中，
所述开关(401)被配置为响应于接收的电压差的损耗而被关断。
12.根据前述权利要求中任一项所述的电子电路，还包括：
熔丝(305DC)，所述熔丝连接在所述直流汇流排(DC+、DC-)中并且被配置为在所述直流汇流排短路时烧断。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电子电路，还包括：
连接在交流线路中的熔丝(305AC)，直流电压被转换自所述交流线路，然后在直流汇流排上传送，其中所述熔丝被配置为在直流汇流排短路时烧断。
14.一种装置，包括前述权利要求中任一项所述的电子电路。
15.一种操作电子电路的方法，所述电子电路包括在直流汇流排(DC+、DC-)之间并联连接的第一系列的串联连接的直流侧电容器(CA1，...，CAm)和第二系列的串联连接的直流侧电容器(CB1，...，CBn)，其特征在于，方法包括以下步骤：
监控第一系列的串联连接的直流侧电容器(CA1，...，CAm)之间的第一节点(A)和第二系列的串联连接的直流侧电容器(CB1，...，CBn)之间的第二节点(B)之间的电压差，其中选择第一节点(A)和第二节点(B)使得它们在直流侧电容器的正常状态下具有基本上相同的电压；并且
响应于监控的电压差大于预定阈值，使直流汇流排短路。
16.一种变频器，包括：
直流汇流排(DC+、DC-)，所述直流汇流排被配置为输送直流电力；
在直流汇流排(DC+、DC-)之间并联连接的第一系列的串联连接的直流侧电容器(CA1，...，CAm)和第二系列的串联连接的直流侧电容器(CB1，...，CBn)，
其特征在于，第一系列的串联连接的直流侧电容器在其直流侧电容器之间具有第一节点(A)，并且第二系列的串联连接的直流侧电容器在其直流侧电容器之间具有第二节点(B)，其中第一节点(A)和第二节点(B)在直流侧电容器的正常状态下具有基本相同的电压；和
该变频器还包括短路模块(301；401、407)，所述短路模块被配置为接收第一节点和第二节点之间的电压差(UM)并且响应于接收的电压差的变化大于预定阈值而使直流汇流排短路。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9882421B2 (en) * 2015-05-14 2018-01-30 Rockwell Automation Technologies, Inc. Method and apparatus for increasing current capacity of a distributed drive system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050146814A1 (en) * 2003-12-05 2005-07-07 Pierre Sellier Dispositif disjoncteur hybride
US20100123991A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 Square D Company Backup tripping function for a circuit breaker with microcontroller-based fault detection
CN102053196A (zh) * 2010-11-10 2011-05-11 西南交通大学 一种弓网电弧电压测试装置
CN103516195A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 本田技研工业株式会社 电动车辆中的电力变换装置
GB2512632A (en) * 2013-04-04 2014-10-08 Control Tech Ltd Electrical component failure protection circuit
CN104170046A (zh) * 2012-03-05 2014-11-26 泰拉丁公司 高可靠性的高电压开关

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5415387B2 (ja) 2010-09-29 2014-02-12 三菱電機株式会社 電力変換装置
GB2506154B (en) * 2012-09-21 2015-03-18 Control Tech Ltd DC Link Capacitor Bank
EP2858195B1 (en) 2013-10-07 2017-08-02 ABB Technology Oy Converter circuit
US9998060B2 (en) * 2016-08-26 2018-06-12 Eaton Corporation System and method for capacitor fault energy interruption in adjustable speed drives
JP6616437B2 (ja) * 2018-02-06 2019-12-04 ファナック株式会社 Ｄｃリンク部のコンデンサの短絡判定部を有するモータ駆動装置
JP6646086B2 (ja) * 2018-02-20 2020-02-14 ファナック株式会社 Ｄｃリンク部のコンデンサの短絡判定部を有するモータ駆動装置
JP6694006B2 (ja) * 2018-05-31 2020-05-13 ファナック株式会社 Ｄｃリンクコンデンサの短絡判定部を有するモータ駆動装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050146814A1 (en) * 2003-12-05 2005-07-07 Pierre Sellier Dispositif disjoncteur hybride
US20100123991A1 (en) * 2008-11-14 2010-05-20 Square D Company Backup tripping function for a circuit breaker with microcontroller-based fault detection
CN102053196A (zh) * 2010-11-10 2011-05-11 西南交通大学 一种弓网电弧电压测试装置
CN104170046A (zh) * 2012-03-05 2014-11-26 泰拉丁公司 高可靠性的高电压开关
CN103516195A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 本田技研工业株式会社 电动车辆中的电力变换装置
GB2512632A (en) * 2013-04-04 2014-10-08 Control Tech Ltd Electrical component failure protection circuit

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