JP2008503194A - 三つの電圧レベルのスイッチングのためのコンバータ回路における漏電処理のための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この図において、第一の電力半導体スイッチS1及び第三の電力半導体スイッチS3は、オフにされ、第四の電力半導体スイッチS4は、いずれにせよ、オフにされる。第三及び第四の電力半導体スイッチS3,S4は、それらに加えられる直流電圧回路の交流電圧UDC/2の半分をそれぞれ有し、そして、負荷電流Cは、故障した第一及び第二の電力半導体スイッチS1,S2を通って流れ、これは、第一の電力半導体スイッチS1における漏電の前と同様である。これにより実現される全体としての効果は、したがって、漏電により影響を受けるコンバータ・サブシステム1のための、従って全コンバータ回路のための、安全な動作状態である。
オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS1,S2,S3,S4,S5,S6で、スレッショルド値Uce,th が超えられたとき、且つ、第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS4が、超えられたスレッショルド値Uce,th で、オフにされたとき;あるいは、
オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS1,S2,S3,S4,S5,S6で、スレッショルド値Uce,th が超えられたとき、且つ、第一の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS1が、オンにされたとき。
オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS1,S2,S3,S4で、スレッショルド値Uce,th が超えられていないとき、且つ、第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS4が、超えられたスレッショルド値Uce,th で、オフにされたとき;あるいは、
オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS1,S2,S3,S4で、スレッショルド値Uce,th が超えられていないとき、且つ、第一の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS1が、オンにされたとき。
オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS1,S2,S3,S4,S5,S6で、スレッショルド値Uce,th が超えられたとき、且つ、第一の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS1が、超えられたスレッショルド値Uce,th で、オフにされたとき;あるいは、
オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS1,S2,S3,S4,S5,S6で、スレッショルド値Uce,th が超えられたとき、且つ、第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS4が、オンにされたとき。
オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS1,S2,S3,S4で、スレッショルド値Uce,th 超えられていないとき、且つ、第一の 駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS1が、超えられたスレッショルド値Uce,th で、オフにされたとき;あるいは、
オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS1,S2,S3,S4で、スレッショルド値Uce,th が超えられていないとき、且つ、第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチS4がオンにされたとき。
Claims (10)
- 三つの電圧レベルのスイッチングのためのコンバータ回路における漏電処理のための方法であって、
前記コンバータ回路は、各相(R,S,T)毎に設けられたコンバータ・サブシステム(1)を有し、且つ、直列に接続された二つのキャパシタにより形成される直流電圧回路(2)を有し、
ここで、前記直流電圧回路(2)は、第一のプリンシパル接続(3)、第二のプリンシパル接続(4)、及び前記二つの隣接して且つ相互に接続されたキャパシタにより形成されるサブ接続(5)を有しており、
また、当該システムは、第一、第二、第三及び第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4)、及び第五及び第六の電力半導体スイッチ(S5,S6)を有しており、
第一、第二、第三及び第四の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4)は直列に接続され、第一の電力半導体スイッチ(S1)は第一のプリンシパル接続(3)に接続され、第四の電力半導体スイッチ(S4)は第二のプリンシパル接続(4)に接続され、
また、第五及び第六の電力半導体スイッチ(S5,S6)は、直列に接続され、
第五の電力半導体スイッチ(S5)と第六の電力半導体スイッチ(S6)の間の接続部は、前記サブ接続(5)に接続され、
第五の電力半導体スイッチ(S6)は、第一の電力半導体スイッチ(S1)と第二の電力半導体スイッチ(S2)の間の接続部に接続され、且つ、
第六の電力半導体スイッチ(S6)は、第三の電力半導体スイッチ(S3)と第四の電力半導体スイッチ(S4)の間の接続部に接続され、
またここにおいて、
前記コンバータ・サブシステム(1)の中に、トップ漏電電流経路(A)またはボトム漏電電流経路(B)が検知され、
ここで、トップ漏電電流経路(A)は、第一、第二、第三及び第六の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S6)を通り、あるいは、第一及び第五の電力半導体スイッチ(S1,S5)を通り、且つ、
ボトム漏電電流経路は、第二、第三、第四及び第五の電力半導体スイッチ(S2,S3,S4,S5)を通り、あるいは、第四及び第六の電力半導体スイッチ(S4,S6)を通り、
またここにおいて、
駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4)は、漏電時のスイッチング・シーケンスに基づいてオンオフされる、
方法において、
トップまたはボトム漏電電流経路(A,B)が検出された場合の漏電時のスイッチング・シーケンスが、 各駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4)の検知に随伴するスイッチング状態が記録されることによってたどられること、及び、
トップ漏電電流経路(A)が検出された場合には、第一の電力半導体スイッチ(S1)が、次いで第三の電力半導体(S3)がオフにされること、及び、
ボトム漏電電流経路(B)が検出された場合には、第四の電力半導体スイッチ(S4)が、次いで第二の電力半導体(S2)がオフにされること、
を特徴とする方法。 - 下記特徴を備えた請求項1に記載の方法、
前記第五及び第六の電力半導体スイッチ(S5,S6)は、駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチであって、
トップ漏電電流経路(A)が検出された場合には、第六の電力半導体スイッチ(S6)がオンにされ、その後で第一の電力半導体スイッチ(S1)がオフにされ、
ボトム漏電電流経路(B)が検出された場合には、第五の電力半導体スイッチ(S5)がオンにされ、その後で第四の電力半導体スイッチ(4)がオフにされる。 - 下記特徴を備えた請求項1または2に記載の方法、
トップ漏電電流経路(A)が検出された場合には、第三の電力半導体スイッチ(S3)が、第一の電力半導体スイッチ(S1)に対して選択可能な遅延時間(tv)で、オフにされ、
ボトム漏電電流経路(B)が検出された場合には、第二の電力半導体スイッチ(S2)が、第四の電力半導体スイッチ(S4)に対して選択可能な遅延時間(tv)でオフにされる。 - 下記特徴を備えた請求項3に記載の方法、
前記遅延時間(tv)は、1μ秒と5μ秒の間のオーダーで選択される。 - 下記特徴を備えた請求項1から4のいずれか1項に記載の方法、
前記コンバータ・サブシステム(1)の中において、漏電による影響を受けない駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4,S5,S6)が、オフにされる。 - 下記特徴を備えた請求項1から5のいずれか1項に記載の方法、
トップまたはボトム漏電電流経路(A,B)を検知するために、各駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4,S5,S6)が、非飽和の状態についてモニターされ、且つ、
前記サブ接続(5)を通る電流が、その方向についてモニターされる。 - 下記特徴を備えた請求項6に記載の方法、
第一、第二、第三、第五または第六の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4,S5,S6)が非飽和であって、且つ、前記サブ接続(5)を直流電圧回路(5)への方向へ電流が流れる場合に、トップ漏電電流経路(A)が検知され、また、
第二、第三、第四、第五または第六の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S2,S3,S4,S5,S6)が非飽和であって、且つ、前記サブ接続(5)を前記直流電圧回路(5)の方向から電流が流れる場合に、ボトム漏電電流経路(B)が検知される。 - 下記特徴を備えた請求項1から5のいずれか1項に記載の方法、
トップまたはボトム漏電電流経路(A,B)を検知するために、各駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S2,S3,S4,S5,S6)が、非飽和の状態についてモニターされ、且つ、
第一のプリンシパル接続(3)を流れる電流、及び第二のプリンシパル接続(4)を流れる電流がモニターされる。 - 下記特徴を備えた請求項8に記載の方法、
第一、第二、第三、第五のまたは第六の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S5,S6)が非飽和であって、且つ、第一のプリンシパル接続(3)を電流が流れる場合に、トップ漏電電流経路(A)が検知され、また、
第二、第三、第四、第五または第六の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S2,S3,S4,S5,S6)が非飽和であって、且つ、第二のプリンシパル接続(4)を電流が流れる場合に、ボトム漏電電流経路(B)が検知される。 - 下記特徴を備えた請求項1から5のいずれか1項に記載の方法、
各駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4,S5,S6)のアノード/カソード電圧(Uce)(a-)スレッショルド値(Uce,th)についてモニターされ、
且つ、下記の場合に、トップ漏電電流経路(A)が検知される:
(a1) オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4,S5,S6)で、スレッショルド値(Uce,th)が超えられたとき、且つ、第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S4)が、超えられたスレッショルド値(Uce,th)で、オフにされたとき;または、
(b1) オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4,S5,S6)で、スレッショルド値(Uce,th)が超えられとき、且つ、第一の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1)がオンにされたとき;または、
(c1) オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4)で、スレッショルド値(Uce,th)が超えられていないとき、且つ、第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S4)が、超えられたスレッショルド値(Uce,th)で、オフにされたとき;または、
(d1) オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4)で、スレッショルド値(Uce,th)が超えられていないとき、且つ、第一の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1)が、オンにされたとき;
また、下記の場合に、ボトム漏電電流経路(B)が検知される:
(a2) オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4,S5,S6)で、スレッショルド値(Uce,th)が超えられたとき、且つ、第一の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1)が、超えられたスレッショルド値(Uce,th)で、オフにされたとき;または、
(b2) オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4,S5,S6)で、スレッショルド値(Uce,th)が超えられたとき、且つ、(a-)第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S4)がオンにされたとき;または、
(c2) オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4)で、スレッショルド値(Uce,th)が超えられていないとき、且つ、第一の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1)が、超えられたスレッショルド値(Uce,th)でで、オフにされたとき;または、
(d2) オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S1,S2,S3,S4)で、スレッショルド値(Uce,th)が超えられていないとき、且つ、第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ(S4)がオンにされたとき。
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