KR101899031B1

KR101899031B1 - Testing apparatus

Info

Publication number: KR101899031B1
Application number: KR1020120029650A
Authority: KR
Inventors: 도날드 앨라스데어 픽켄
Original assignee: 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하
Priority date: 2011-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2018-09-14
Also published as: GB201104863D0; KR20120109379A; GB2489262A; GB2489262B

Abstract

테스트 장치는, 주 단자(40) 및 부 단자(42), 상기 주 단자(40)와 상기 부 단자(42) 사이에 연결되는 커패시턴스 소자(44), 상기 커패시턴스 소자(44)와 상기 주 단자(40)를 상호연결하는 제1 전자 블록(46), 및 상기 커패시턴스 소자(44)와 상기 부 단자(42)를 상호연결하는 제2 전자 블록(48)을 포함하고; 상기 커패시턴스 소자(44)는 하나 이상의 커패시터를 포함하고; 상기 주 단자(40) 및 상기 부 단자(42)는 사용 시에 제1 및 제2 전기 네트워크(50, 52) 각각에 동작 가능하게 연결되고; 상기 제1 전자 블록(46)은 제1 및 제2 모듈(58, 60)과 하나 이상의 제1 인덕터를 포함하고; 상기 제2 전자 블록(48)은 제3 모듈(62) 및 하나 이상의 제2 인덕터를 포함하고; 각 모듈은 하나 이상의 주 스위칭 소자를 포함하고; 상기 제1 모듈(58)의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 하나 이상의 제1 인덕터를 상기 커패시턴스 소자(44) 및 상기 제1 전기 네트워크(50)와 직렬로 연결하여 제1 직렬 공진 회로를 형성하도록 제어 가능하고; 상기 제2 모듈(60)의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 하나 이상의 제1 인덕터를 상기 커패시턴스 소자(44)와 직렬로 연결하여 제2 직렬 공진 회로를 형성하도록 제어 가능하고; 상기 제3 모듈(62)의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 하나 이상의 제2 인덕터를 상기 커패시턴스 소자(44) 및 상기 제2 전기 네트워크(52)와 직렬로 연결하여 제3 직렬 공진 회로를 형성하도록 제어 가능하고; 사용 시에, 각각의 상기 직렬 공진 회로는 상기 커패시턴스 소자(44)를 선택적으로 충전 또는 방전하기 위하여 미리 정해진 시퀀스로 형성되어, 상기 제1 전기 네트워크(50)에서 상기 제2 전기 네트워크(52)로의 전력의 전송을 용이하다.The test apparatus includes a main terminal 40 and a negative terminal 42, a capacitance element 44 connected between the main terminal 40 and the negative terminal 42, a capacitance element 44 connected between the capacitance terminal 44 and the main terminal 42, 40), and a second electronic block (48) interconnecting the capacitance element (44) and the secondary terminal (42); The capacitance element 44 comprises one or more capacitors; The main terminal 40 and the sub-terminal 42 are operatively connected to the first and second electrical networks 50, 52, respectively, in use; The first electronic block 46 includes first and second modules 58 and 60 and one or more first inductors; The second electronic block 48 includes a third module 62 and one or more second inductors; Each module comprising one or more main switching elements; The or each main switching element of the first module 58 is connected in series with the capacitance element 44 and the first electrical network 50 in use to couple one or more first inductors to the first series resonant circuit &Lt; / RTI > The or each main switching element of the second module 60 is controllable to form a second series resonant circuit by connecting one or more first inductors in series with the capacitance element 44; The or each main switching element of the third module 62 is connected in series with the capacitance element 44 and the second electrical network 52 in use to connect one or more second inductors to the third series resonant circuit &Lt; / RTI > In use, each said series resonant circuit is formed in a predetermined sequence for selectively charging or discharging said capacitance element (44) to cause said first electrical network (50) to said second electrical network (52) The transmission of electric power is easy.

Description

TESTING APPARATUS

본 발명은 테스트 장치 및 테스트 장치의 동작 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a test apparatus and a method of operation of the test apparatus.

고전압 직류(high voltage direct current, HVDC) 전력 전송 분야에서, 고용량 전력 전자 변환기(high capacity power electronic converter)는 일반적으로 관련 국제 표준의 충족 여부를 결정하기 위해 일련의 테스트를 받는다. 이것은 의도한 전력 인가와 변환기 장비의 호환성을 보장하기 위한 것이다. 이와 같이, 관련 국제 표준과 관련된 테스트를 수행할 수 있는 테스트 회로에 대한 요구가 존재한다.In high voltage direct current (HVDC) power transmission applications, high capacity power electronic converters are typically subjected to a series of tests to determine whether they meet the relevant international standards. This is to ensure compatibility of the converter equipment with the intended power supply. Thus, there is a need for a test circuit that can perform tests related to relevant international standards.

도 1에 기지의 테스트 회로 중 한 형태가 도시되어 있다. 이 테스트 회로에서, 커패시터(20)는, 직렬 배치의 DC 전원 공급장치(22), 제1 인덕터(24) 및 수은 아크 밸브(mercury arc valve) 형태의 제1 스위치(26)와, 직렬 배치의 테스트 대상(28), 제2 인덕터(30) 및 한 쌍의 병렬 연결된 수은 아크 밸브의 형태의 제2 스위치(32)와 병렬로 연결되어 있다. 테스트 대상(28)은, 턴온 이전의 고전압, 그 다음으로 턴온(turn-on) 동안에 제어되는 전류의 상승 속도, 일정한 고전류 기간, 높은 역방향 전압, 및 턴오프(turn-off) 동안에 제어되는 전류의 하강 속도를 비롯한 테스트 시퀀스를 거쳐야 하는 반도체 밸브이다. 테스트 대상(28)이 오프 상태로 회복하는 동안에 역방향 차단 전압(reverse blocking voltage)이 인가될 수 있다.One form of the known test circuit is shown in Fig. In this test circuit, the capacitor 20 includes a series arrangement of a DC power supply 22, a first inductor 24 and a first switch 26 in the form of a mercury arc valve, The test object 28, the second inductor 30 and the second switch 32 in the form of a pair of parallel-connected mercury arc valves. The test object 28 is configured to have a high voltage prior to turn-on, followed by a rising speed of the current controlled during turn-on, a constant high current period, a high reverse voltage, and a current controlled during turn- It is a semiconductor valve that must undergo a test sequence including the descending speed. A reverse blocking voltage may be applied while the test object 28 is recovering to the off state.

테스트 시퀀스를 수행하기 위해, 제1 스위치(26)와 제2 스위치(32)는, DC 전원 공급장치(22)로부터 커패시터(20)의 충전을 유발하는 제1 직렬 공진 회로, 및 테스트 대상(28) 쪽으로 커패시터(20)의 방전을 유발하는 제2 직렬 공진 회로를 각각 형성한다. 그러므로, 이것은 제2 인덕터(30)의 인덕턴스 값에 의존하는 변화하는 전류를 포함하는, 테스트 대상(28)을 가로지르는 테스트 파형의 인가로 이어진다. 보조 밸브(34)는, 전류원(36)이 필요한 정전류를 인가하기 위해 테스트 대상(28)과 직렬로 연결될 수 있는 동안에 테스트 대상(28)이 비전도 상태일 때, 테스트 대상(28)을 가로지르는 전압 파형의 생성을 시뮬레이션하기 위해 테스트 대상(28)과 병렬로 연결된다. To perform the test sequence, the first switch 26 and the second switch 32 comprise a first series resonant circuit that causes the charging of the capacitor 20 from the DC power supply 22, Respectively, to cause a discharge of the capacitor 20 toward the second series resonant circuit. Therefore, this leads to the application of a test waveform across the test object 28, which includes a varying current depending on the inductance value of the second inductor 30. [ The auxiliary valve 34 is connected to the test object 28 when the test object 28 is in a nonconductive state while the current source 36 can be connected in series with the test object 28 to apply the required constant current. And connected in parallel with the test object 28 to simulate the generation of a voltage waveform.

테스트 대상(28)에 인가되는 전압은, DC 전원 공급장치(22)의 전압 레벨을 수동으로 수정함으로써, 또 전압 레벨의 변화를 개시하도록 회로 안과 밖의 저항기를 스위칭함으로써 제어된다. 그러나 이 전압 제어 방법들은, 변경하는 것이 비교적 느리고 양의 전압과 음의 전압 둘 다에 동일한 정도로 영향을 미친다.The voltage applied to the test object 28 is controlled by manually adjusting the voltage level of the DC power supply 22 and by switching resistors in and out of the circuit to initiate a change in voltage level. However, these voltage control methods are relatively slow to change and affect equally well both positive and negative voltages.

또, 일부 테스트는 테스트 대상에 동일한 크기의 양의 전압과 음의 전압의 인가를 필요로 한다. 도 1의 테스트 회로는 인가되는 양의 전압의 최대 크기가 인가되는 음의 전압의 최대 크기보다 항상 크다는 점에서 제한되고, 이는 원하는 레벨의 역방향 전압을 얻기 위한 모든 시도가, 잠재적으로 양의 방향에서 테스트 대상의 과도한 전압 스트레스로 이어질 수 있다는 것을 의미한다.In addition, some tests require the application of positive and negative voltages of the same magnitude to the test object. The test circuit of Figure 1 is limited in that the maximum magnitude of the applied positive voltage is always greater than the maximum magnitude of the applied negative voltage, which means that every attempt to obtain the desired level of reverse voltage is potentially in the positive direction Which can lead to excessive voltage stress of the test object.

본 발명의 제1 측면에 따르면, 주 단자(primary terminal), 및 부 단자(secondary terminal), 상기 주 단자와 상기 부 단자 사이에 연결되는 커패시턴스 소자, 상기 커패시턴스 소자와 상기 주 단자를 상호연결하는 제1 전자 블록, 및 상기 커패시턴스 소자와 상기 부 단자를 상호연결하는 제2 전자 블록을 포함하는 테스트 장치가 제공되며; 상기 커패시턴스 소자는 하나 이상의 커패시터를 포함하고; 상기 주 단자 및 상기 부 단자는 사용 시에 제1 및 제2 전기 네트워크 각각에 동작 가능하게 연결되고; 상기 제1 전자 블록은 제1 및 제2 모듈과 하나 이상의 제1 인덕터를 포함하고; 상기 제2 전자 블록은 제3 모듈 및 하나 이상의 제2 인덕터를 포함하고; 각 모듈은 하나 이상의 주 스위칭 소자를 포함하고, 상기 제1 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 하나 이상의 제1 인덕터를 상기 커패시턴스 소자 및 상기 제1 전기 네트워크와 직렬로 연결하여 제1 직렬 공진 회로를 형성하도록 제어 가능하고; 상기 제2 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 하나 이상의 제1 인덕터를 상기 커패시턴스 소자와 직렬로 연결하여 제2 직렬 공진 회로를 형성하도록 제어 가능하고; 상기 제3 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 하나 이상의 제2 인덕터를 상기 커패시턴스 소자 및 상기 제2 전기 네트워크와 직렬로 연결하여 제3 직렬 공진 회로를 형성하도록 제어 가능하고; 사용 시에, 각각의 상기 직렬 공진 회로는 상기 커패시턴스 소자를 선택적으로 충전 또는 방전하기 위하여 미리 정해진 시퀀스로 형성되어, 상기 제1 전기 네트워크에서 상기 제2 전기 네트워크로의 전력의 전송을 용이하게 한다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including a main terminal and a secondary terminal, a capacitance element connected between the main terminal and the sub terminal, There is provided a testing apparatus comprising one electronic block and a second electronic block interconnecting the capacitance element and the secondary terminal; The capacitance element comprising one or more capacitors; The main terminal and the sub-terminal being operatively connected to each of the first and second electrical networks in use; Wherein the first electronic block includes first and second modules and at least one first inductor; The second electronic block includes a third module and at least one second inductor; Wherein each or each of the main switching elements of the first module comprises at least one first inductor in use in series with the capacitance element and the first electrical network, Controllable to form a series resonant circuit; The or each main switching element of the second module being controllable to form a second series resonant circuit by connecting one or more first inductors in series with the capacitance element; Wherein the or each main switching element of the third module is controllable in use to connect one or more second inductors in series with the capacitance element and the second electrical network to form a third series resonant circuit; In use, each said series resonant circuit is formed in a predetermined sequence for selectively charging or discharging said capacitance element to facilitate transmission of power from said first electrical network to said second electrical network.

제2 모듈의 제공은, 제1 전기 네트워크로부터 커패시턴스 소자를 충전할 때 커패시턴스 소자 양단의 전압 레벨의 신속하고 정확한 제어를 가능하게 한다. 종래, 커패시턴스 소자는 제1 전기 네트워크로부터 충전되고 제2 전기 네트워크 쪽으로 방전되어 동작의 한 사이클을 규정하며, 이것은 테스트 애플리케이션의 요건에 따라 반복될 수 있다. 동작의 각 사이클 사이에서의 제2 직렬 공진 회로의 형성은, 방전된 커패시턴스 소자가 제1 직렬 공진 회로의 형성 전에 원하는 극성으로 특정한 전압까지 충전될 수 있게 해준다. 이어서, 제1 직렬 공진 회로를 형성하는 동안에, 상기한 특정한 전압의 레벨은 제1 전기 네트워크로부터 커패시턴스 소자에 주입되는 에너지량에 영향을 미치고, 따라서 제2 직렬 공진 회로의 형성 이전의 커패시턴스 소자 양단의 전압에 영향을 미친다. 상기한 특정한 전압의 레벨은 제2 직렬 공진 회로의 형성과 제1 직렬 공진 회로의 형성 사이의 기간에 의존하고, 따라서 제1 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자의 스위칭 속도에 의존한다. 그러므로, 이것은 변화하는 것이 비교적 느린, 제1 전기 네트워크의 직접 수정과 비교할 때, 커패시턴스 소자 양단의 전압을 더 빠르고 더 정확하게 제어한다.The provision of the second module enables quick and accurate control of the voltage level across the capacitance element when charging the capacitance element from the first electrical network. Conventionally, a capacitance element is charged from a first electrical network and discharged to a second electrical network to define a cycle of operation, which may be repeated according to the requirements of the test application. The formation of the second series resonant circuit between each cycle of operation allows the discharged capacitance element to be charged to a specific voltage with a desired polarity before the formation of the first series resonant circuit. Then, during the formation of the first series resonant circuit, the level of the particular voltage affects the amount of energy injected from the first electrical network into the capacitance element, and therefore the voltage across the capacitance element before formation of the second series resonant circuit It affects the voltage. The level of the particular voltage depends on the period between the formation of the second series resonant circuit and the formation of the first series resonant circuit and thus on the switching speed of the or each main switching element of the first module. Therefore, this controls the voltage across the capacitance element faster and more accurately when compared to the direct modification of the first electrical network, which is relatively slow to change.

또, 제2 모듈의 제공은, 제1 전기 네트워크의 특성을 수정하지 않아도 되는 테스트 시퀀스에서의 상이한 동작 사이클들 이전에 커패시턴스 소자 양단의 특정한 전압을 변화시킴으로써, 테스트 시퀀스 동안에 부 단자에 인가될 양의 전압과 음의 전압의 크기가 동일하도록 할 수 있다.The provision of the second module may also be such that by varying a particular voltage across the capacitance element prior to different operating cycles in the test sequence that do not need to modify the characteristics of the first electrical network, The magnitude of the voltage and the negative voltage can be made equal.

제1 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 제2 직렬 공진 회로를 형성한 다음에 제1 직렬 공진 회로를 형성하도록 제어 가능할 수 있다. 이러한 실시예에서, 상기 제1 및 제2 모듈의 주 스위칭 소자는 사용 시에 상기 제2 직렬 공진 회로의 형성과 상기 제1 직렬 공진 회로의 형성 사이에 시간 지연을 제공하도록 제어 가능할 수 있다.The or each main switching element of the first module may be controllable to form a second series resonant circuit in use and then a first series resonant circuit. In this embodiment, the main switching elements of the first and second modules may be controllable in use to provide a time delay between the formation of the second series resonant circuit and the formation of the first series resonant circuit.

미리 정해진 시퀀스에 따른 직렬 공진 회로들의 형성은, 에너지가 제1 전기 네트워크로부터 커패시턴스 소자로 주입될 수 있게 한다.The formation of series resonant circuits according to a predetermined sequence allows energy to be injected from the first electrical network to the capacitance element.

바람직하게는, 상기 제3 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 상기 제2 전기 네트워크가 개방 회로(open circuit)일 때 상기 커패시턴스 소자를 상기 부 단자와 직렬로 연결하도록 제어 가능하다.Advantageously, the or each main switching element of the third module is controllable in use to couple the capacitance element in series with the secondary terminal when the second electrical network is an open circuit.

이와 같이, 충전된 커패시턴스 소자 양단의 전압은 부 단자에 인가되고, 이것이 제2 전기 네트워크가 회로 쪽으로 스위칭될 때 제2 전기 네트워크에 정확한 전압이 인가되도록 보장한다.As such, the voltage across the charged capacitance element is applied to the negative terminal, ensuring that the correct voltage is applied to the second electrical network when the second electrical network is switched to the circuit.

상기 커패시턴스 소자와 상기 제2 모듈 각각은, 상기 제1 모듈과 상기 주 단자의 제1 직렬 배치 및 상기 제3 모듈과 상기 부 단자의 제2 직렬 배치와 병렬로 연결될 수 있고; 상기 제3 모듈은, 상기 제3 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자와 직렬로 연결되는 하나 이상의 제2 인덕터를 포함하고; 상기 제1 전자 블록의 각 모듈은 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자와 직렬로 연결되는 하나 이상의 제1 인덕터를 포함한다.Each of the capacitance element and the second module may be connected in parallel with a first series arrangement of the first module and the main terminal and a second series arrangement of the third module and the sub terminal; The third module includes at least one second inductor connected in series with the or each main switching element of the third module; Each module of the first electronic block includes one or more first inductors connected in series with the or each main switching element.

또는, 상기 커패시턴스 소자와 상기 제2 모듈은 각각 상기 제1 모듈과 상기 주 단자의 제1 직렬 배치 및 상기 제3 모듈과 상기 부 단자의 제2 직렬 배치와 병렬로 연결될 수 있고; 상기 제3 모듈은, 상기 제3 모듈의 상기 또는 각 스위칭 소자와 직렬로 연결되는 하나 이상의 제2 인덕터를 포함하고; 하나 이상의 제1 인덕터는 상기 제2 모듈과 상기 제1 직렬 배치의 병렬 배치 사이 및 상기 또는 각각의 커패시턴스 소자와 상기 제2 직렬 배치의 병렬 배치 사이에 직렬로 연결되어 있다.Alternatively, the capacitance element and the second module may be connected in parallel with the first series arrangement of the first module and the main terminal and the second series arrangement of the third module and the sub-terminal, respectively; The third module includes at least one second inductor connected in series with the or each switching element of the third module; One or more first inductors are connected in series between the parallel arrangement of the first series arrangement and the parallel arrangement of the or each capacitance element and the second series arrangement with the second module.

다른 실시예에서, 상기 제1 전자 블록의 모듈들 중 적어도 하나는 각자의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자에 직렬로 연결되는 하나 이상의 제1 인덕터를 포함할 수 있다.In another embodiment, at least one of the modules of the first electronic block may include one or more first inductors connected in series to the respective or each main switching element.

본 발명의 실시예에서, 상기 제3 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 양쪽 방향으로 전류를 전도하도록 제어 가능한 양방향 스위칭 소자일 수 있다.In an embodiment of the present invention, the or each main switching element of the third module may be a bi-directional switching element that is controllable to conduct current in both directions in use.

양방향 스위칭 소자는, 전류가 제2 직렬 공진 회로에 양쪽 방향으로 흐를 수 있게 하여, 제2 전기 네트워크에 역방향 전압이 인가될 수 있게 한다. The bi-directional switching element allows current to flow in both directions to the second series resonant circuit, allowing a reverse voltage to be applied to the second electrical network.

상기한 실시예에서, 제3 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 제3 직렬 공진 회로를 형성하도록 제어 가능하므로, 제2 전기 네트워크에 역방향 전압을 인가할 수 있다.In the above embodiment, the or each main switching element of the third module is controllable to form a third series resonant circuit in use, so that a reverse voltage can be applied to the second electrical network.

제2 전기 네트워크에 대한 역방향 전압의 인가는 상기 제2 전기 네트워크의 턴오프로 이어진다.The application of the reverse voltage to the second electrical network leads to the turn-off of the second electrical network.

다른 실시예에서, 상기 테스트 장치는 제1 주 단자와 제2 주 단자를 포함할 수 있고, 상기 제1 주 단자와 상기 제2 주 단자 중 하나는 사용 시에 상기 제1 전기 네트워크의 양극과 음극 중 하나에 동작 가능하게 연결되고, 상기 제1 주 단자와 제2 주 단자 중 다른 하나는 사용 시에 상기 제1 전기 네트워크의 양극과 음극 중 다른 하나에 동작 가능하게 연결되며, 상기 제1 전자 블록은 제4 모듈을 더 포함하고, 상기 제1 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 상기 복수의 인덕터 중 적어도 하나를 상기 제1 주 단자를 통해 상기 커패시턴스 소자 및 상기 제1 전기 네트워크에 직렬로 연결하도록 제어 가능하고, 상기 제4 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 하나 이상의 제1 인덕터를 상기 커패시턴스 소자와 상기 제1 전기 네트워크에 상기 제2 주 단자를 통해 직렬로 연결하여 제4 직렬 공진 회로를 형성하도록 제어 가능하다.In another embodiment, the test apparatus may comprise a first main terminal and a second main terminal, wherein one of the first main terminal and the second main terminal is connected to the positive and negative The other of the first main terminal and the second main terminal being operatively connected in use to the other of the positive and negative electrodes of the first electrical network, Wherein the or each main switching element of the first module is operatively connected to at least one of the plurality of inductors via the first main terminal to the capacitance element and to the first electrical network Wherein the or each main switching element of the fourth module is operable in use to couple one or more first inductors to the capacitance element and to the first electrical network To connect in series with the second main terminal is controllable so as to form a fourth series resonant circuit.

제4 모듈의 제공은, 커패시턴스 소자가 상이한 극성으로 충전될 수 있도록 하여 부 단자에 대해 양과 음의 파형을 생성하여 양쪽 방향으로 전류를 전도할 수 있는 제2 전기 네트워크의 테스트에 부응한다.The provision of the fourth module meets the test of a second electric network in which the capacitance element can be charged with different polarities to generate positive and negative waveforms for the negative terminal to conduct current in both directions.

상기한 실시예에서, 상기 제2 및 제4 모듈의 상기 주 스위칭 소자는 사용 시에 상기 제2 직렬 공진 회로의 형성과 상기 제4 직렬 공진 회로의 형성 사이에 시간 지연을 제공하도록 제어 가능하다.In the above embodiment, the main switching elements of the second and fourth modules are controllable in use to provide a time delay between the formation of the second series resonant circuit and the formation of the fourth series resonant circuit.

상기 테스트 장치는 제3 단자를 더 포함할 수 있으며, 상기 제4 모듈은 상기 제2 주 단자와 상기 제1 모듈과 상기 제1 모듈의 제1 단을 상호연결하는 연결점(juction) 사이에 직렬로 연결되고, 상기 제2 모듈의 제2 단은 사용 시에 상기 제3 단자를 통해 접지(ground)에 동작 가능하게 연결된다. 이러한 실시예에서, 상기 제1 전자 블록은 제1 및 제2 스위칭 링크를 더 포함할 수 있으며, 상기 제1 스위칭 링크는 상기 제2 모듈의 제2 단과 상기 제2 주 단자 사이에 동작 가능하게 연결되고, 상기 제2 스위칭 링크는 상기 제2 모듈의 제2 단과 상기 제3 단자 사이에 동작 가능하게 연결되며, 상기 제1 및 제2 스위칭 링크는 사용 시에 상기 제2 모듈의 제2 단을 상기 제2 주 단자 또는 상기 제3 단자를 구비한 회로 쪽으로 선택적으로 스위칭하도록 제어 가능하다.The test apparatus may further include a third terminal, wherein the fourth module is connected in series between the second main terminal and a junction connecting the first module and the first terminal of the first module And the second end of the second module is operatively connected to ground through the third terminal in use. In this embodiment, the first electronic block may further include first and second switching links, wherein the first switching link is operatively connected between the second end of the second module and the second main terminal Wherein the second switching link is operatively connected between a second end of the second module and the third terminal and wherein the first and second switching links are operatively connected to the second end of the second module, The second main terminal or the circuit including the third terminal.

상기한 배치는 그 결과, 한 방향 또는 양 방향으로 전류를 전도할 수 있는 상이한 제2 전기 네트워크들의 테스트와 양립 가능한, 통합 테스트 회로가 되게 한다. 그러므로, 이것은 그렇지 않다면 상이한 제2 전기 네트워크들을 테스트하기 위한 개별 테스트 회로들의 사용을 채용할 필요가 있기 때문에, 비용 및 공간의 절약으로 이어진다.This arrangement results in an integrated test circuit that is compatible with testing of different second electrical networks capable of conducting current in one or both directions. This, in turn, leads to cost and space savings, since it is necessary to employ the use of individual test circuits to otherwise test different second electrical networks.

제1 및 제2 주 단자를 가지는 다른 실시예에서, 상기 제2 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 양쪽 방향으로 전류을 전도하도록 제어 가능한 양방향 스위칭 소자일 수 있다.In another embodiment having the first and second main terminals, the or each main switching element of the second module may be a bidirectional switching element that is controllable to conduct current in both directions in use.

상기 양방향 스위칭 소자는, 전류가 양쪽 방향으로 제2 모듈에 흐를 수 있도록 하고 그에 따라 커패시턴스 소자가 양쪽의 극성으로 충전될 수 있도록 한다.The bi-directional switching element allows the current to flow in the second module in both directions so that the capacitance element can be charged with both polarities.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 전자 블록은 또한 상기 커패시턴스 소자와 상기 제1 모듈 사이, 및 상기 커패시턴스 소자와 상기 제2 모듈 사이에 연결되는 제5 모듈을 더 포함할 수 있으며, 상기 제5 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 상기 커패시턴스 소자를 회로 쪽으로 스위칭으로 하여 상기 제1 및 제2 직렬 공진 회로를 형성하도록 제어 가능하다.In an embodiment of the present invention, the first electronic block may further comprise a fifth module connected between the capacitance element and the first module, and between the capacitance element and the second module, The or each main switching element of the module is controllable in use to switch the capacitance element towards the circuit to form the first and second series resonant circuits.

제1 및 제2 주 단자를 가지는 이러한 실시예들에서, 상기 제5 모듈은 상기 제4 모듈과 상기 커패시턴스 소자 사이에 연결될 수 있고, 상기 제5 모듈은 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 상기 커패시턴스 소자를 회로 쪽으로 스위칭하여 제4 직렬 공진 회로를 형성하도록 제어 가능할 수 있다.In these embodiments having first and second main terminals, the fifth module may be connected between the fourth module and the capacitance element, and the fifth module may be such that the or each main switching element is in use And may be controllable to switch the capacitance element to the circuit to form a fourth series resonant circuit.

상기 제5 모듈은 상기 제2 모듈과 상기 제1 직렬 배치의 병렬 배치 사이 및 상기 또는 각각의 커패시턴스 소자와 상기 제2 직렬 배치의 병렬 배치 사이에 직렬로 연결될 수 있다.The fifth module may be connected in series between the parallel arrangement of the first series arrangement with the second module and the parallel arrangement of the or each capacitance element and the second series arrangement.

제5 모듈은 제1 전자 블록의 각각의 모듈을 통해 커패시턴스 소자와 제1 전기 네트워크 사이에 절연 스위치(isolation switch)를 형성한다. 이것이, 제1 전자 블록의 각 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자가 더 낮은 전압 정격(voltage rating)을 가질 수 있게 해준다. 그렇지 않다면 상기 커패시턴스 소자 양단의 고전압 레벨과 양립할 수 있도록 제1 전자 블록의 각 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자의 정격을 정할 필요가 있을 것이고, 이는 부품 크기 및 비용을 증가로 이어진다.The fifth module forms an isolation switch between the capacitance element and the first electrical network through each module of the first electronic block. This allows the or each main switching element of each module of the first electronic block to have a lower voltage rating. It would be necessary to determine the rating of the or each main switching element of each module of the first electronic block so as to be compatible with the high voltage level across the capacitance element, leading to increased component size and cost.

제5 모듈을 사용을 채용한 다른 실시예들에서, 상기 제5 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 양쪽 방향으로 전류를 전도하도록 제어 가능한 양방향 스위칭 소자일 수 있다.In other embodiments employing the use of the fifth module, the or each main switching element of the fifth module may be a bi-directional switching element that is controllable to conduct current in both directions in use.

상기 양방향 스위칭 소자는, 전류가 양쪽 방향으로 상기 제5 모듈에 흐를 수 있도록 하고, 이로써 상기 커패시턴스 소자가 양극(bi-pole)의 제1 전기 네트워크로부터 어느 극성으로든 충전될 수 있도록 해준다.The bi-directional switching element allows current to flow in the fifth module in both directions, thereby allowing the capacitance element to be charged from the first electrical network of the bi-pole to any polarity.

본 발명의 실시예에서, 상기 제2 전자 블록은 상기 부 단자들에 병렬로 연결되는 제6 모듈을 더 포함할 수 있고, 상기 제6 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 상기 제6 모듈을 상기 커패시턴스 및 하나 이상의 제2 인덕터에 직렬로 연결하여 제5 직렬 공진 회로를 형성하도록 제어 가능하다.In an embodiment of the present invention, the second electronic block may further include a sixth module connected in parallel to the secondary terminals, wherein the or each main switching element of the sixth module is connected to the 6 module in series with the capacitance and the at least one second inductor to form a fifth series resonant circuit.

제6 모듈의 제공은, 커패시턴스 소자 내의 에너지가 제2 전기 네트워크 쪽으로 주입되는 대신에 상기 에너지가 커패시턴스 소자의 양단에 특정한 전압이 형성되는(build-up) 동안에 제6 모듈 내로 주입될 수 있도록 해준다. 또, 제6 모듈의 제공은 제2 전기 네트워크가 비전도 상태일 때 제2 전기 네트워크를 가로질러 변화하는 전압의 시뮬레이션을 가능하게 한다.The provision of the sixth module allows the energy to be injected into the sixth module during the build-up of certain voltages across the capacitance element, instead of the energy in the capacitance element being injected into the second electrical network. The provision of the sixth module also enables a simulation of a varying voltage across the second electrical network when the second electrical network is in a non-conducting state.

다른 실시예에서, 상기 테스트 장치는 보조 단자(auxiliary terminal)들; 및 상기 보조 단자들과 직렬로 연결된 하나 이상의 보조 스위칭 소자를 더 포함할 수 있으며, 상기 또는 각각의 보조 스위칭 소자와 상기 보조 단자의 직렬 배치는 상기 부 단자와 병렬로 연결되고, 상기 보조 단자는 사용 시에 전류원에 연결되고; 상기 또는 각각의 보조 스위칭 소자는 사용 시에 상기 전류원을 상기 부 단자를 구비한 회로의 안과 밖으로 스위칭하도록 제어 가능하다. In another embodiment, the testing apparatus includes auxiliary terminals; And one or more auxiliary switching elements connected in series with the auxiliary terminals, wherein the series arrangement of the auxiliary switching elements and the auxiliary terminals is connected in parallel with the auxiliary terminals, A current source connected to the current source; The or each auxiliary switching element is controllable to switch the current source in and out of a circuit having the secondary terminal in use.

이것이, 제2 전기 네트워크가 정전류 상태를 받을 수 있도록 해준다. 예를 들면, 또는 각각의 보조 스위칭 소자의 동작은, 제2 전기 네트워크가 제어되는 전류의 상승 후에 정전류를 받을 수 있도록 해주거나, 정전류의 인가 후에 제어되는 전류의 상승을 받을 수 있도록 해준다.This allows the second electrical network to receive a constant current condition. For example, or the operation of each of the auxiliary switching elements allows the second electrical network to receive a constant current after the rise of the controlled current, or to be subjected to an increase of the controlled current after the application of the constant current.

보조 단자를 가지는 다른 실시예에서, 상기 또는 각각의 보조 스위칭 소자는 사용 시에 양쪽 방향으로 전류를 전도하도록 제어 가능한 양방향 스위칭 소자일 수 있다.In another embodiment having auxiliary terminals, the or each auxiliary switching element may be a bidirectional switching element that is controllable to conduct current in both directions in use.

상기 양방향 스위칭 소자는 상기 제2 전기 네트워크가 양쪽 방향으로 흐르는 정전류를 받을 수 있도록 해준다. The bidirectional switching element allows the second electrical network to receive a constant current flowing in both directions.

바람직하게, 각 스위칭 소자는 역방향 차단 능력(reverse blocking capability)을 가진다.Preferably, each switching element has a reverse blocking capability.

스위칭 소자의 역방향 차단 능력은, 스위칭 소자에 흐르는 전류가 역방향이 되면 각각의 스위칭 소자가 자동 턴오프되게 한다. 그 결과 각각의 스위칭 소자를 수동 턴오프하는 것에 비해, 각각의 스위칭 소자에 대한 제어가 더욱 정확하게된다.The reverse blocking capability of the switching element causes each switching element to be automatically turned off when the current flowing in the switching element becomes reverse. As a result, the control for each switching element is more accurate than for manually turning off each switching element.

상기 또는 각각의 스위칭 소자는 하나 이상의 반도체 디바이스, 하나 이상의 수은 아크 밸브 또는 하나 이상의 기계 스위치를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 또는 각각의 반도체 디바이스는 사이리스터, 절연 게이트 바이폴러 트랜지스터, 게이트 턴오프 사이리스터, 전계 효과 트랜지스터, 게이트 정류 사이리스터, 또는 통합 게이트 정류 사이리스터(integrated gate commutated thyristor)일 수 있다.The or each switching element preferably comprises one or more semiconductor devices, one or more mercury arc valves or one or more mechanical switches. The or each semiconductor device may be a thyristor, an insulated gate bipolar transistor, a gate turn-off thyristor, a field effect transistor, a gate rectification thyristor, or an integrated gate commutated thyristor.

반도체 디바이스의 사용은 이러한 디바이스가 크기와 무게가 작고 냉각 장비에 대한 필요성을 최소화하는 상대적으로 낮은 전력 소실을 가지기 때문에 유리하다. 그러므로, 이로써 전력 변환기의 비용, 크기 및 무게의 상당한 감소로 이어진다.The use of semiconductor devices is advantageous because these devices are small in size and weight and have a relatively low power dissipation that minimizes the need for cooling equipment. This, in turn, leads to a significant reduction in the cost, size and weight of the power converter.

반도체 디바이스의 고속 스위칭 특성은 테스트 장치가 전압의 변화에 신속하게 응답할 수 있게 함으로써, 커패시턴스 소자의 전압 특성의 임의의 변동에 대한 위험을 최소로 할 수 있다.The fast switching characteristic of a semiconductor device allows the test device to respond quickly to changes in voltage, thereby minimizing the risk of any variation in the voltage characteristics of the capacitance device.

하나 이상의 인덕터가 가변 인덕터인 것이 바람직하다.Preferably, the at least one inductor is a variable inductor.

이것은 테스트 장치가 하나 이상의 인덕터를 변화시킴으로써 넓은 범위의 전류 펄스에 대해 제2 전기 네트워크를 다룰 수 있도록 해준다.This allows the test device to handle one or more inductors to handle the second electrical network for a wide range of current pulses.

다른 실시예에서, 상기 테스트 장치는 상기 커패시터 소자 양단의 전압을 모니터하고 조정하기 위한 폐루프 제어기를 더 포함할 수 있다. 그러므로, 상기 제1 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 상기 폐루프 제어기로부터의 제어 신호에 따라 상기 시간 지연의 길이를 변화시키도록 제어 가능할 수 있고/있거나, 그러므로 상기 제4 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자는 사용 시에 상기 폐루프 제어기로부터의 제어 신호에 따라 상기 시간 지연의 길이를 변화시키도록 제어 가능할 수 있다.In another embodiment, the testing apparatus may further comprise a closed-loop controller for monitoring and adjusting the voltage across the capacitor element. Therefore, the or each main switching element of the first module may be controllable to change the length of the time delay in use according to a control signal from the closed-loop controller, and / The or each main switching element may be controllable in use to vary the length of the time delay in accordance with a control signal from the closed loop controller.

폐루프 제어기의 제공은, 커패시턴스 소자 양단의 전압이 설정값 내에 머물도록 보장함으로써 테스트 장치의 빠르고 정확한 동작을 향상시켜 제2 전기 네트워크의 원하는 테스트 조건을 달성한다.The provision of a closed loop controller achieves the desired test conditions of the second electrical network by improving the fast and accurate operation of the test apparatus by ensuring that the voltage across the capacitance element stays within the set point.

본 발명의 실시예에서, 상기 제2 전자 블록은 상기 제3 모듈의 상기 또는 각각의 주 스위칭 소자와 병렬로 연결되는 스너버 회로(snubber circuit)를 더 포함할 수 있다.In an embodiment of the present invention, the second electronic block may further comprise a snubber circuit connected in parallel with the or each main switching element of the third module.

스너버 회로의 제공은 부 단자에 부과된 역 전압을 제어할 수 있게 한다.The provision of a snubber circuit allows control of the reverse voltage applied to the negative terminal.

다른 실시예에서, 상기 테스트 장치는 사용 시에 상기 주 단자와 상기 제1 전기 네트워크를 상호연결하도록 상기 주 단자에 동작 가능하게 연결되는 저역 통과 필터를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 저역 통과 필터는 상기 주 단자들 사이에 직렬로 연결된 하나 이상의 커패시터; 및 상기 각각의 주 단자와 직렬로 연결된 하나 이상의 인덕터를 포함하여 사용 시에 상기 각각의 주 단자와 상기 제1 전기 네트워크를 상호연결할 수 있다.In another embodiment, the test apparatus may further comprise a low-pass filter operatively connected to the primary terminal to interconnect the primary terminal and the first electrical network in use. For example, the low pass filter may include one or more capacitors connected in series between the main terminals; And one or more inductors connected in series with the respective primary terminals to interconnect the respective primary terminals and the first electrical network in use.

저역 통과 필터의 제공은 테스트 장치에서의 전압 리플의 존재를 최소화할 뿐 아니라, 그 결과 테스트 장치에 대해 저 임피던스 전압원되게 한다.The provision of a low pass filter not only minimizes the presence of voltage ripple in the test device, but also results in a low impedance voltage source for the test device.

다른 실시예에서, 사용 시에, 상기 미리 정해진 시퀀스는 상기 제2 전기 네트워크의 동작 주파수와 같은 빈도(frequency)로 반복된다.In another embodiment, in use, the predetermined sequence is repeated at a frequency equal to the operating frequency of the second electrical network.

이것은 제2 전기 네트워크가 실제 동작 조건을 시뮬레이션하기 위한 테스트 시퀀스를 반복적으로 받을 수 있도록 해준다.This allows the second electrical network to repeatedly receive a test sequence for simulating actual operating conditions.

아래의 첨부도면을 참조하여 비제한적인 예로서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Preferred embodiments of the present invention will now be described, by way of non-limiting example, with reference to the accompanying drawings, in which:

도 1은 종래 기술의 테스트 회로의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 테스트 장치의 개략도이다.
도 3은 테스트 장치가 단방향 제2 전기 네트워크와 함께 동작할 때의 테스트 장치의 단순화된 표현을 나타낸다.
도 4는 제1 직렬 공진 회로의 형성 및 양의 반 사이클 동안의 제1 전기 네트워크로부터의 커패시턴스 소자의 충전을 나타낸다.
도 5는 제3 직렬 공진 회로의 형성 및 양의 반 사이클 동안의 제2 전기 네트워크 쪽으로의 커패시턴스 소자의 방전을 나타낸다.
도 6은 양의 반 사이클 동안의 제2 직렬 공진 회로의 형성을 나타낸다.
도 7은 제1 모듈의 사이리스터 및 제2 모듈의 양방향 스위칭 소자의 전류 변화와, 제1 및 제2 충전 단계 동안에 커패시턴스 소자의 전압 변화를 각각 나타낸다.
도 8은 제2 충전 단계에 이은 제3 직렬 공진 회로의 형성 동안에 제2 전기 네트워크의 전류 변화를 나타낸다.
도 9는 테스트 장치가 양방향 제2 전기 네트워크와 함께 동작될 때의 테스트 장치의 단순화된 표현을 나타낸다.
도 10은 제3 직렬 공진 회로의 형성 및 음의 반 사이클 동안의 제2 전기 네트워크 쪽으로의 커패시턴스 소자의 방전을 나타낸다.
도 11은 음의 반 사이클 동안의 제3 직렬 공진 회로의 형성 동안에 제2 전기 네트워크의 전류 변화를 나타낸다.
도 12는 음의 반 사이클 동안의 제2 직렬 공진 회로의 형성을 나타낸다.
도 13은 제4 직렬 공진 회로의 형성 및 음의 반 사이클 동안의 제1 전기 네트워크로부터의 커패시턴스 소자의 충전을 나타낸다.
도 14는 음의 반 사이클 동안의, 제2 모듈의 양방향 스위칭 소자와 제4 모듈의 사이리스터의 전류 변화와,커패시턴스 소자의 전압 변화를 나타낸다.
도 15는 음 및 양의 반 사이클로 이루어지는 전형적인 테스트 시퀀스를 나타낸다.
도 16 및 도 17은 테스트 장치의 부 단자에 단방향 또는 양방향 전류 펄스를 생성하기 위한 테스트 장치 시퀀스의 동작 동안의 제2 전기 네트워크의 전압 및 전류의 전형적인 변화를 나타낸다.1 is a schematic diagram of a prior art test circuit.
2 is a schematic diagram of a test apparatus according to a first embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a simplified representation of a test apparatus when the test apparatus operates in conjunction with a unidirectional second electrical network.
Figure 4 shows the formation of a first series resonant circuit and the charging of a capacitance element from a first electrical network during a positive half cycle.
Figure 5 shows the formation of a third series resonant circuit and the discharge of a capacitance element towards the second electrical network during a positive half cycle.
Figure 6 shows the formation of a second series resonant circuit for a positive half cycle.
Fig. 7 shows the current change of the bi-directional switching device of the thyristor of the first module and the bi-directional switching device of the second module, and the voltage change of the capacitance device during the first and second charging steps, respectively.
Figure 8 shows the current change of the second electrical network during the formation of the third series resonant circuit following the second charging step.
9 shows a simplified representation of a test apparatus when the test apparatus is operated with a bi-directional second electrical network.
Figure 10 shows the formation of a third series resonant circuit and the discharge of a capacitance element towards the second electrical network during a negative half cycle.
Figure 11 shows the current change of the second electrical network during the formation of the third series resonant circuit during a negative half cycle.
Figure 12 shows the formation of a second series resonant circuit for negative half cycles.
13 shows the formation of a fourth series resonant circuit and the charging of a capacitance element from the first electrical network during a negative half cycle.
14 shows the current change of the bi-directional switching element of the second module and the thyristor of the fourth module and the voltage change of the capacitance element during a negative half cycle.
Figure 15 shows a typical test sequence consisting of negative and positive half cycles.
Figures 16 and 17 show typical changes in voltage and current of the second electrical network during operation of a test device sequence for generating unidirectional or bi-directional current pulses at the negative terminal of the test apparatus.

도 2에는 본 발명의 실시예에 따른 테스트 장치가 도시되어 있다.FIG. 2 shows a test apparatus according to an embodiment of the present invention.

테스트 장치는 주 단자(40)와 부 단자(42); 커패시턴스 소자(44); 및 제1 전자 블록(46)과 제2 전자 블록(48)을 포함한다.The test apparatus includes a main terminal 40 and a negative terminal 42; A capacitance element 44; And a first electronic block 46 and a second electronic block 48.

사용 시에, 테스트 장치의 주 단자(40)는 DC 전원 공급장치 형태의 제1 전기 네트워크(50)에 연결되는 데 반해, 테스트 장치의 부 단자(42)는 예를 들면 외부 전력 전자 변환기의 일부를 형성할 수 있는, 스위칭 밸브 형태의 제2 전기 네트워크(52)에 연결된다.In use, the main terminal 40 of the test apparatus is connected to the first electrical network 50 in the form of a DC power supply whereas the negative terminal 42 of the test apparatus is connected to a part of the external power electronic transducer, To a second electrical network 52 in the form of a switch valve,

주 단자(40)는 제1 및 제2 주 단자(54a, 54b)를 포함한다. 사용 시에, 제1 주 단자(54a)는 DC 전원 공급장치(50)의 양극에 동작 가능하게 연결되는 데 반해, 제2 주 단자(54b)는 DC 전원 공급장치(50)의 음극에 동작 가능하게 연결된다.The main terminal 40 includes first and second main terminals 54a and 54b. The first main terminal 54a is operatively connected to the anode of the DC power supply 50 while the second main terminal 54b is operatively connected to the cathode of the DC power supply 50. In operation, Lt; / RTI >

테스트 장치는 저역 통과 필터(56)를 더 포함하며, 저역 통과 필터(56)는 제1 주 단자(54a)와 제2 주 단자(54b) 사이에 직렬로 연결되는 두 개의 커패시터; 및 두 개의 인덕터를 포함하고, 각 인덕터는 사용 시에 각각의 주 단자(54a, 54b)와 DC 전원 공급장치(50)의 각 극을 상호 연결하도록 각각의 주 단자(54a, 54b)와 직렬로 연결되어 있다.The test apparatus further includes a low-pass filter 56, the low-pass filter 56 includes two capacitors connected in series between the first main terminal 54a and the second main terminal 54b; And each of the inductors is connected in series with each of the main terminals 54a and 54b so as to interconnect the respective main terminals 54a and 54b and the respective poles of the DC power supply 50 in use It is connected.

저역 통과 필터(56)의 제공은 테스트 장치에서의 전압 리플의 존재를 최소화할 뿐 아니라, 그 결과 테스트 장치에 대해 저 임피던스 전압원이 되게 한다.The provision of low pass filter 56 not only minimizes the presence of voltage ripple in the test device, but also results in a low impedance voltage source for the test device.

커패시턴스 소자(44)는 단일 커패시터 형태이다. 다른 실시예에서, 커패시턴스 소자(44)는 복수의 커패시터를 포함할 수 있다.The capacitance element 44 is in the form of a single capacitor. In another embodiment, the capacitance element 44 may comprise a plurality of capacitors.

제1 전자 블록(46)은 제1 모듈(58) 및 제2 모듈(60)을 포함하고, 제2 전자 블록(48)은 제3 모듈(62)을 포함한다. 커패시턴스 소자(44)와 제2 모듈(60)은 각각 제1 모듈(58)과 주 단자(40)의 제1 직렬 배치, 및 제3 모듈(62)과 부 단자(42)의 제2 직렬 배치에 병렬로 연결된다.The first electronic block 46 includes a first module 58 and a second module 60 and the second electronic block 48 includes a third module 62. The capacitance element 44 and the second module 60 are connected in series between the first serial arrangement of the first module 58 and the main terminal 40 and the second serial arrangement of the third module 62 and the negative terminal 42, Respectively.

제1 전자 블록(46)은 제2 주 단자(54b)와, 제1 모듈(58)과 제2 모듈(60)의 제1 단(66)을 상호연결하는 연결점 사이에 직렬로 연결되는 제4 모듈(64); 및 제3 단자(68)를 더 포함하고, 제2 모듈(60)의 제2 단(70)은 사용 시에 제3 단자(68)를 통해 DC 전원 공급장치(50)의 접지 단자에 연결된다.The first electronic block 46 includes a second main terminal 54b and a fourth main terminal 54b connected in series between the first module 58 and the connection point connecting the first end 66 of the second module 60 Module 64; And the third terminal 68 and the second end 70 of the second module 60 is in use connected to the ground terminal of the DC power supply 50 through the third terminal 68 .

제1 및 제4 모듈(58, 64)은 각각 제1 인덕터와 직렬로 연결된 사이리시터를 포함하고, 제2 및 제3 모듈(60, 62)은 각각 양방향 스위칭 소자와 직렬로 연결되는 제1 인덕터 및 양방향 스위칭 소자와 직렬로 연결되는 제2 인덕터를 포함한다. 각각의 양방향 스위칭 소자는 병렬로 연결되는 한 쌍의 사이리스터 형태이며 사용 시에 양쪽 방향으로 전류가 흐를 수 있도록 한다.The first and fourth modules 58 and 64 each comprise a segregator connected in series with a first inductor and the second and third modules 60 and 62 comprise first and second modules respectively connected in series with bidirectional switching elements And a second inductor connected in series with the inductor and the bidirectional switching element. Each bidirectional switching element is a pair of thyristors connected in parallel and allows current to flow in both directions when in use.

본 실시예에서 예상되는 것은, 각 모듈이 사이리스터 또는 양방향 스위칭 소자와 복수의 인덕터의 직렬 연결 또는 복수의 사이리스터 또는 양방향 스위칭 소자와 하나의 인덕터와의 직렬 연결을 포함할 수 있다는 것이다. 다른 실시예에서 예상되는 것은, 각 사이리스터가 직렬 또는 병렬로 연결된 복수의 사이리스터로 대체될 수 있다는 것이다.It is expected in the present embodiment that each module may include a series connection of a thyristor or bidirectional switching element and a plurality of inductors or a series connection of a plurality of thyristors or bidirectional switching elements and one inductor. It is expected in other embodiments that each thyristor can be replaced by a plurality of thyristors connected in series or in parallel.

각 사이리스터의 역방향 차단 능력은 각 사이리스터에 흐르는 전류의 방향이 바뀌면 각각의 사이리스터가 자동 턴오프되게 한다. 그 결과 다른 수동으로 제어되는 스위치에 비해, 각 사이리스터의 스위치에 대한 제어가 더욱 정확하게 된다.The reverse blocking capability of each thyristor causes each thyristor to turn off automatically when the direction of the current flowing through each thyristor is changed. As a result, the control over the switches in each thyristor is more accurate than in other manually controlled switches.

다른 실시예에서, 사이리스터는 수은 아크 밸브 또는 기계 스위치로 대체될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 사이리스터는 절연 게이트 바이폴러 트랜지스터, 게이트 턴오프 사이리스터, 전계 효과 트랜지스터, 게이트 정류 사이리스터, 또는 통합 게이트 정류 사이리스터로 대체될 수 있다.In another embodiment, the thyristor may be replaced by a mercury arc valve or a mechanical switch. In yet another embodiment, the thyristor may be replaced by an insulated gate bipolar transistor, a gate turn off thyristor, a field effect transistor, a gate rectified thyristor, or an integrated gate rectified thyristor.

상기한 반도체 디바이스의 사용은 이러한 디바이스가 크기와 무게가 작고 냉각 장비에 대한 필요성을 최소화하는 상대적으로 낮은 전력 소실을 가지기 때문에 유리하다. 그러므로, 이로써 전력 변환기의 비용, 크기 및 무게의 상당한 감소로 이어진다.The use of such semiconductor devices is advantageous because such devices have a relatively low power dissipation that is small in size and weight and minimizes the need for cooling equipment. This, in turn, leads to a significant reduction in the cost, size and weight of the power converter.

반도체 디바이스의 고속 스위칭 특성은 테스트 장치가 전압의 변화에 신속하게 응답할 수 있게 함으로써, 커패시턴스 소자(44)의 전압 특성의 임의의 변동에 대한 위험을 최소로 할 수 있다.The fast switching characteristics of the semiconductor device can minimize the risk of any variation in the voltage characteristics of the capacitance element 44 by allowing the test device to respond quickly to changes in voltage.

제2 전자 블록(48)은 제3 모듈(62)의 양방향 스위칭 소자와 병렬로 연결되는 스너버 회로(72)를 더 포함할 수 있다. 스너버 회로(72)는 커패시터와 직렬로 연결되는 저항기를 포함한다. 제1 전자 블록(46)은 제1 및 제2 스위칭 링크(74, 76)를 더 포함하고, 제1 스위칭 링크(74)는 제2 모듈(60)의 제2 단(70)과 제2 주 단자(54b) 사이에 동작 가능하게 연결되고, 제2 스위칭 링크(76)는 제2 모듈(60)의 제2 단(70)과 제3 단자(68) 사이에 동작 가능하게 연결된다. 사용 시에, 제1 및 제2 스위칭 링크(74, 76)는 제2 모듈(60)의 제2 단(70)을 제2 주 단자(54b) 또는 제3 단자(68)를 구비한 회로 쪽으로 선택적으로 스위칭하도록 제어 가능하다. 이것이 테스트 장치가 제2 전기 네트워크(52)의 전류 특성에 의존하는 부 단자(42)에 단방향 또는 양방향 전류 펄스를 생성할 수 있게 한다.The second electronic block 48 may further include a snubber circuit 72 connected in parallel with the bi-directional switching device of the third module 62. The snubber circuit 72 includes a resistor connected in series with a capacitor. The first electronic block 46 further includes first and second switching links 74 and 76 and the first switching link 74 is connected to the second end 70 of the second module 60 and the second end 70 of the second module 60, And the second switching link 76 is operatively connected between the second terminal 70 and the third terminal 68 of the second module 60. The second terminal 70b of the second module 60 is operatively connected to the second terminal 70b of the second module 60, In use, the first and second switching links 74 and 76 connect the second end 70 of the second module 60 to the circuit with the second main terminal 54b or the third terminal 68 And is selectively controllable to switch. This allows the test apparatus to generate unidirectional or bi-directional current pulses at the secondary terminal 42, which depends on the current characteristics of the second electrical network 52.

제1 전자 블록(46)은 제1 직렬 배치와 제2 모듈(60)의 병렬 배치 사이 및 제2 직렬 배치와 커패시턴스 소자(44)의 병렬 배치 사이에 제5 모듈을 포함한다. 제5 모듈(78)은 양방향 스위칭 소자와 직렬로 연결된 제1 인덕터를 포함한다.The first electronic block 46 includes a fifth module between the first series arrangement and the parallel arrangement of the second module 60 and between the second series arrangement and the parallel arrangement of the capacitance elements 44. The fifth module 78 includes a first inductor coupled in series with the bi-directional switching device.

제5 모듈(78)은 고전압 커패시턴스 소자(44)와 제1 전자 블록(46)의 각 모듈(58, 60,64) 사이에 절연 스위치를 형성한다. 이것이, 제1 전자 블록(46)의 각 모듈(58, 60, 64)의 사이리스터가 더 낮은 전압 정격을 가질 수 있게 해준다. 그렇지 않다면 커패시턴스 소자(44) 양단의 고전압 레벨과 양립할 수 있도록 사이리스터의 정격을 정할 필요가 있을 것이고, 이는 부품 크기 및 비용을 증가로 이어진다.The fifth module 78 forms an isolation switch between the high voltage capacitance element 44 and each module 58, 60, 64 of the first electronic block 46. This allows the thyristors of each module 58, 60, 64 of the first electronic block 46 to have a lower voltage rating. Otherwise, it may be necessary to set the thyristor rating to be compatible with the high voltage levels across the capacitance element 44, leading to increased component size and cost.

도 3에서, 제2 전자 블록은 부 단자(42)와 병렬로 연결되는 스위칭 밸브 형태의 제6 모듈(80)을 포함한다.In Figure 3, the second electronic block includes a sixth module 80 in the form of a switching valve connected in parallel with the secondary terminal 42.

또 테스트 장치는 양방향 스위칭 소자 형태로 보조 스위칭 소자 및 보조 단자를 포함한다. 보조 스위칭 소자는 보조 단자와 직렬로 연결되는 한편, 보조 스위칭 소자와 보조 단자의 직렬 배치는 부 단자(42)에 병렬로 연결된다. 사용 시에, 보조 단자는 테스트 장치의 요건에 의존하는 DC 또는 AC 전류원일 수 있는 전류원(82)에 연결된다. 그러므로 전류원(82)을 부 단자(42)를 가지는 회로 쪽으로 스위칭함으로써 제2 전기 네트워크(52)가 정전류 또는 가변 전류를 받을 수 있도록 한다.The test apparatus also includes auxiliary switching elements and auxiliary terminals in the form of bidirectional switching elements. The auxiliary switching element is connected in series with the auxiliary terminal while the series arrangement of the auxiliary switching element and the auxiliary terminal is connected in parallel to the negative terminal. In use, the auxiliary terminal is connected to a current source 82, which may be a DC or AC current source depending on the requirements of the test apparatus. Therefore, the current source 82 is switched to the circuit having the negative terminal 42 so that the second electric network 52 can receive a constant current or a variable current.

테스트 장치는 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 커패시터 소자(44) 양단의 전압을 모니터하고 조정하기 위한 폐루프 제어기(84)를 포함한다. 폐루프 제어기(84)는 제1 및 제4 모듈(58, 64)에 제어 신호를 전송하여 각자의 사이리스터의 점호(firing) 타이밍을 제어하도록 구성된다.The test apparatus also includes a closed loop controller 84 for monitoring and regulating the voltage across the capacitor element 44, as shown in FIG. The closed loop controller 84 is configured to send control signals to the first and fourth modules 58 and 64 to control the firing timing of their respective thyristors.

테스트 장치의 동작은 두 개의 주요 시퀀스, 시동 시퀀스(start-up sequence) 및 테스트 시퀀스로 나뉠 수 있다.The operation of the test apparatus can be divided into two main sequences, a start-up sequence and a test sequence.

제2 전기 네트워크가 오직 한 방향으로만 전류를 전도할 수 있을 때, 제1 스위칭 링크는 폐쇄되고 제2 스위칭 링크는 개방되어, 테스트 장치의 DC 전원 공급장치는 제1 모듈과 직렬로 연결되는 단일의 전원 공급장치를 규정한다. 도 3에는 이렇게 구성된 테스트 장치의 단순화된 표현을 나타낸다.When the second electrical network is able to conduct current in only one direction, the first switching link is closed and the second switching link is open, so that the DC power supply of the test apparatus is connected to a single Of the power supply. Fig. 3 shows a simplified representation of a test apparatus thus constructed.

테스트 장치를 시동하는 동안에, 커패시턴스 소자 양단의 전압은 평형에 도달할 때까지 여러 사이클에 걸쳐 형성된다. 이것은 시동 시퀀스의 한 사이클을 규정하도록 제1 및 제2 공진 회로를 형성함으로써 수행된다.During the start-up of the test apparatus, the voltage across the capacitance element is formed over several cycles until equilibrium is reached. This is done by forming the first and second resonant circuits to define one cycle of the start-up sequence.

도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 공진 회로는 처음에 제1 모듈(58)의 사이리스터와 제5 모듈(78)의 양방향 스위칭 소자를 점호하여 제1 및 제5 모듈(58, 78)을 커패시턴스 소자(44)와 제1 전기 네트워크(50)와 직렬로 스위칭하여 제1 직렬 공진 회로를 형성하도록 함으로써 형성된다. 제1 직렬 공진 회로의 구성은 제1 직렬 공진 호로 내에 사인파 전류(sinusoidal current)가 흐르게 한다. 제1 모듈(58)의 사이리스터와 제5 모듈(78)의 양방향 스위칭 소자가 각각 반파의 사인(half-sine) 전류 펄스를 전도한 후, 그 다음의 전류의 반전(reversal)은 제1 모듈(58)의 사이리스터와 제5 모듈(78)의 양방향 스위칭 소자가 턴오프되게 하고, 그 결과 커패시턴스 소자(44)는 DC 전원 공급장치(50)의 전압에 거의 두 배의 크기를 가지는 양의 전압으로 충전된다. As shown in Figure 4, the first resonant circuit first masks the thyristor of the first module 58 and the bi-directional switching element of the fifth module 78 to connect the first and fifth modules 58 and 78 to the capacitance element < RTI ID = 0.0 > (44) and the first electrical network (50) in series to form a first series resonant circuit. The configuration of the first series resonance circuit causes a sinusoidal current to flow in the first series resonance circuit. After the thyristor of the first module 58 and the bi-directional switching element of the fifth module 78 each conduct a half-sine current pulse of a half wave, the reversal of the following current is conducted to the first module 58 of the fifth module 78 and the bi-directional switching element of the fifth module 78 are turned off, so that the capacitance element 44 is turned into a positive voltage having a magnitude almost twice the voltage of the DC power supply 50 Is charged.

커패시터에 대한 전압은 식 (1)로 주어진다.The voltage for the capacitor is given by equation (1).

위 식에서, V_C1은 제1 직렬 공진 회로의 형성에 이어 DC 전원 공급장치로부터 충천된 후의 커패시터 소자 양단의 전압이고;Where V _C1 is the voltage across the capacitor element after being formed from the DC power supply following the formation of the first series resonant circuit;

V_DC는 DC 전원 공급장치에서의 전압이고;V _DC is the voltage at the DC power supply;

k₁은 제1 직렬 공진 회로의 효율이고, 0과 1 사이이고;k ₁ is the efficiency of the first series resonant circuit, between 0 and 1;

V_initial은 제1 직렬 공진 회로를 형성하기 전의 커패시턴스 소자 양단의 전압이다.V _initial is the voltage across the capacitance element before forming the first series resonant circuit.

다음으로는 도 5에 도시된 바와 같이, 제3 모듈(62)의 양방향 스위칭 소자를 점호하여 제3 모듈(62)을 커패시턴스 소자(44)와 제1 전기 네트워크(52)가 있는 회로 쪽으로 스위칭하여 제3 직렬 공진 회로를 형성한다. 이것이 제3 직렬 공진 회로에 전류가 흐르게 한다. 제3 모듈(62)의 양방향 스위칭 소자가 반파의 사인 전류 펄스를 전도한 후, 그 다음의 전류의 반전은 제3 모듈(62)의 양방향 스위칭 소자가 턴오프되게 하고, 그 결과 커패시턴스 소자(44)는 이전의 커패시턴스 소자(44) 양단의 양의 전압보다 약간 작은 크기를 가지는 음의 전압으로 충전된다. 이 음의 전압의 값은 식 (2)를 사용하여 계산된다.5, the bi-directional switching element of the third module 62 is turned on and the third module 62 is switched to the circuit where the capacitance element 44 and the first electric network 52 are located Thereby forming a third series resonance circuit. This causes current to flow through the third series resonance circuit. After the bidirectional switching element of the third module 62 conducts the sine current pulse of the half wave, the subsequent inversion of the current causes the bidirectional switching element of the third module 62 to be turned off, resulting in the capacitance element 44 Is charged with a negative voltage having a magnitude slightly smaller than the positive voltage across the capacitance element 44 of the prior art. The value of this negative voltage is calculated using equation (2).

위 식에서 V_c2는 제2 직렬 공진 회로의 형성에 따라 방전된 후의 커패시턴스 소자 양단의 전압이고;Where V _c2 is the voltage across the capacitance element after discharging in accordance with the formation of the second series resonant circuit;

k₂는 제2 직렬 공진 회로의 효율이고, 0과 1 사이이다.k ₂ is the efficiency of the second series resonant circuit, and is between 0 and 1.

시동 시퀀스의 그 다음 사이클에서, 제1 직렬 공진 회로의 형성은 DC 전원 공급장치의 전압의 거의 네 배 크기의 양의 전압으로 커패시턴스 소자가 충전되게 한다. 커패시턴스 소자 양단의 전압은 식 (3)으로 주어진다.In the next cycle of the startup sequence, the formation of the first series resonant circuit causes the capacitance element to be charged to a positive voltage approximately four times the voltage of the DC power supply. The voltage across the capacitance element is given by equation (3).

위 식에서 V_c3는 In the above equation, V _c3 is

시동 시퀀스의 동작의 제2 사이클에서 제1 직렬 공진 회로의 형성에 따라 DC 전원 공급장치로부터 충전된 후의 커패시턴스 소자 양단의 전압이다.Is the voltage across the capacitance element after being charged from the DC power supply according to the formation of the first series resonant circuit in the second cycle of operation of the start-up sequence.

전압 증폭은 제1 직렬 공진 회로의 손실과 DC 전원 공급장치에 의해 공급된 에너지 간의 평형에 도달할 때까지 시동 시퀀스의 사이클마다 계속된다. 제1 직렬 공진 회로의 전압 증폭 능력은, 제2 전기 네트워크에 대해 고전압 테스트 조건을 제공하기 위해 저전압 DC 전원 공원장치의 사용을 가능하게 한다는 점에서 유리하다.Voltage amplification continues for each cycle of the startup sequence until the equilibrium between the losses of the first series resonant circuit and the energy supplied by the DC power supply is reached. The voltage amplifying capability of the first series resonant circuit is advantageous in that it enables the use of a low voltage DC power park device to provide a high voltage test condition for the second electrical network.

k₁과 k₂의 실제 값은 0과 1사이에 있고, 시동 시퀀스의 연속 사이클에서 커패시턴스 소자 양단에서 연속적인 피크 양 및 음의 전압이 같을 때 평형에 도달한다. 커패시턴스 소자 양단의 피크 양의 전압 및 피크 음의 전압은 식 (4) 및 식 (5)를 사용하여 계산된다. The actual values of k ₁ and k ₂ are between 0 and 1 and reach equilibrium when successive peak and negative voltages at both ends of the capacitance element are equal in successive cycles of the start-up sequence. The peak positive voltage and the peak negative voltage across the capacitance element are calculated using equations (4) and (5).

위 식에서, V_p는 커패시턴스 소자 양단의 피크 양의 전압이고;Where V _p is the peak positive voltage across the capacitance element;

V_n은 커패시턴스 소자 양단의 피크 음의 전압이다.V _n is the peak negative voltage across the capacitance element.

또는, 시동 시퀀스의 각 사이클은 제1 직렬 공진 회로의 형성에 이은 제2 직렬 공진 회로 대신에 제5 직렬 공진 회로에 의해 규정된다. 제5 직렬 공진 회로는 제3 및 제6 모듈의 사이리스터를 턴온하여 제6 모듈을 커패시턴스 소자와 직렬로 스위칭함으로써 형성된다. 이것은 커패시턴스 소자 양단에 특정한 전압이 형성되는 동안에 커패시턴스 소자 내의 에너지가 제2 전기 네트워크로 주입되는 대신에 제6 모듈로 주입될 수 있도록 해줌으로써, 테스트 시퀀스를 시작하기 전에 제2 전기 네트워크의 손상 위험을 최소화한다.Alternatively, each cycle of the startup sequence is defined by a fifth series resonant circuit instead of a second series resonant circuit subsequent to the formation of the first series resonant circuit. A fifth series resonant circuit is formed by turning on the thyristors of the third and sixth modules and switching the sixth module in series with the capacitance element. This allows the energy in the capacitance element to be injected into the sixth module instead of being injected into the second electrical network during the formation of a specific voltage across the capacitance element so that the risk of damage to the second electrical network before starting the test sequence Minimize it.

제1 직렬 공진 회로의 평형이 이루어진 후, 테스트 시퀀스가 시작된다.After the first series resonant circuit is balanced, the test sequence begins.

테스트 시퀀스 동안에, 제3 직렬 공진 회로의 형성에 이은 커패시턴스 소자의 충전은 제1 및 제2 충전 단계로 나뉘어져 있다. 제1 충전 단계는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 및 제5 모듈(60, 78)을 커패시턴스 소자를 구비한 회로 쪽으로 스위칭하여 제2 직렬 공진 회로를 형성하기 위한 제2 및 제5 모듈(60, 78)의 양방향 스위칭 소자의 점화를 포함한다. 이로써 제2 직렬 공진 회로에 사인파 전류가 흐르게 되고, 이것이 커패시턴스 소자(44)의 이전의 음의 전압의 크기보다 약간 작은 크기의 양의 전압으로 충전한다. 이 양의 전압 레벨과 음의 전압 레벨의 차이는 회로 손실에 기인한다During the test sequence, the charging of the capacitance element following the formation of the third series resonant circuit is divided into a first and a second charging step. The first charging step may include a second and a fifth module for forming the second series resonant circuit by switching the second and fifth modules 60 and 78 toward the circuit including the capacitance element, (60, 78). This causes a sinusoidal current to flow through the second series resonant circuit, which charges a positive voltage of a magnitude slightly smaller than the magnitude of the previous negative voltage of the capacitance element 44. The difference between this positive and negative voltage levels is due to circuit losses

제2 충전 단계는 손실 에너지를 대신하기 위해 DC 전원 공급장치로부터 에너지를 주입하여 커패시턴스 소자를 원하는 양의 전압까지 충전하는 것을 더 포함한다. 이것은 제1 전기 네트워크를 커패시턴스 소자를 구비한 회로 쪽으로 스위칭하도록 제1 모듈의 사이리스터를 점화함으로써 실행되고, 이것은 제2 모듈에 흐르는 전류의 반전으로 이어져 제2 모듈의 양방향 스위칭 소자가 턴오프되게 한다. 그 결과 도 3에 나타낸 바와 같은 제1 직렬 공진 회로가 형성된다. 제1 모듈의 사이리스터와 제5 모듈의 양방향 스위칭 소자가 각각 반파의 사인 전류 펄스를 전도한 후, 그 다음의 전류의 반전은 제1 모듈의 사이리스터와 제5 모듈의 양방향 스위칭 소자의 턴오프으로 이어진다. 이것이 커패시턴스 소자를 원하는 양의 전압인 채로 두며, 그후 이것은 제3 직렬 공진 회로의 형성에 의해 제2 전기 네트워크로 방전될 수 있다.The second charging step further includes injecting energy from the DC power supply to charge the capacitance element to a desired positive voltage to replace the lost energy. This is done by igniting the thyristor of the first module to switch the first electrical network towards the circuit with the capacitance element, which leads to the reversal of the current flowing in the second module causing the bi-directional switching element of the second module to turn off. As a result, a first series resonance circuit as shown in Fig. 3 is formed. After the thyristor of the first module and the bi-directional switching element of the fifth module each conduct a half-wave sine current pulse, the subsequent reversal of the current leads to the turn-off of the thyristor of the first module and the bidirectional switching element of the fifth module . This leaves the capacitance element at the desired positive voltage, which can then be discharged to the second electrical network by the formation of a third series resonant circuit.

도 7은 제1 모듈의 사이리스터 및 제2 모듈의 양방향 스위칭 소자의 전류 변화(68, 88)와, 제1 및 제2 충전 단계 동안에 커패시턴스 소자의 전압 변화(90)를 각각 나타낸다. 전술한 바와 같이, 제1 모듈의 사이리스터는 제2 모듈의 양방향 스위칭 소자의 점호에 이은 제어된 지연(92) 후에 점호된다.Figure 7 shows the current changes (68, 88) of the bi-directional switching element of the thyristor and the second module of the first module and the voltage change (90) of the capacitance element during the first and second charging steps, respectively. As described above, the thyristor of the first module is ignited after the controlled delay 92 following the ignition of the bi-directional switching element of the second module.

제2 충전 단계 다음의 제3 직렬 공진 회로의 형성은 커패시턴스 소자를 제2 전기 네트워크 쪽으로 방전시킨다. 제2 전기 네트워크에서의 전류의 변화(94)는 도 8에 도시되어 있다.The formation of the third series resonant circuit after the second charging step discharges the capacitance element toward the second electrical network. The change 94 of the current in the second electrical network is shown in Fig.

DC 전원 공급장치로부터 커패시턴스 소자로 주입되는 에너지량, 따라서 제2 충전 단계의 끝에서 커패시턴스 소자 양단의 전압은, 도 3에 나타낸 바와 같이, 제2 충전 단계의 시작 시의 커패시턴스 소자 양단의 전압에 의존한다. 제2 충전 단계의 시작 시의 커패시턴스 소자 양단의 전압은, 제1 충전 단계 동안에 커패시턴스 소자가 충전되는 크기에 의존하며, 이것은 제2 직렬 공진 회로의 형성과 제1 직렬 공진 회로의 형성 사이의 시간 지연과 같다. 결과적으로, 커패시턴스 소자 양단의 전압은 제1 단계의 개시와 제2 단계의 개시 사이의 시간 지연의 길이를 변경함으로써 제어될 수 있다. 시간 지연의 증가는 주입 에너지량의 증가로 이어지는 데 반해, 시간 지연의 길이의 감소는 주입 에너지량의 감소로 이어진다.The amount of energy injected from the DC power supply into the capacitance element and thus the voltage across the capacitance element at the end of the second charging step depends on the voltage across the capacitance element at the start of the second charging step, do. The voltage across the capacitance element at the beginning of the second charging step depends on the magnitude of the capacitance element being charged during the first charging step which is the time delay between the formation of the second series resonant circuit and the formation of the first series resonant circuit Respectively. As a result, the voltage across the capacitance element can be controlled by changing the length of the time delay between the start of the first stage and the start of the second stage. An increase in the time delay leads to an increase in the amount of energy injected, while a decrease in the length of the time delay leads to a decrease in the amount of energy injected.

그 결과 비교적 변화가 느린 제1 전기 네트워크와, 전압 레벨의 변경을 개시하기 위한 회로 안과 밖의 스위칭 저항기의 전압 특성을 직접 수정하는 종래의 방법과 비교할 때, 커패시턴스 소자 양단의 전압을 더 빠르고 더 정확한 제어하게 된다.This results in faster and more accurate control of the voltage across the capacitance element as compared to the prior art method of directly modifying the voltage characteristics of the first relatively low electrical network and the switching resistors in and out of the circuit for initiating a change in voltage level .

제1 모듈의 사이리스터는, 커패시턴스 소자 양단의 전압을 모니터하고 제1 모듈의 사이리스터에 제어 신호를 전송하여 사이리스터의 점호 타임을 제어하여 시간 지연의 길이를 제어하는 폐루프 제어기와 연관되어 있다.The thyristor of the first module is associated with a closed loop controller that monitors the voltage across the capacitance element and transmits a control signal to the thyristor of the first module to control the ignition time of the thyristor to control the length of the time delay.

고전압 직류 밸브 테스트를 위한 IEC 표준 60700-1에 따라, 주기적인 점호 및 소멸 테스트를 실행하기 위해, 테스트 장치는 다음의 시퀀스로 동작된다:In accordance with IEC standard 60700-1 for high-voltage dc valve testing, in order to carry out periodic ignition and extinction tests, the test apparatus is operated in the following sequence:

처음에, 테스트 장치는 시동 시퀀스를 행하여 커패시턴스 소자를 원하는 전압 레벨로 충전한다.Initially, the test apparatus performs a startup sequence to charge the capacitance element to a desired voltage level.

일단 커패시턴스 소자 양단의 전압이 원하는 전압에 도달하면, 설정된 양의 전압에서 제2 전기 네트워크의 턴온을 시물레이션하기 위해 제3 직렬 공진 회로가 형성되고, 이어서 제2 전기 네트워크에 흐르는 전류의 상승이 제어된다. 제3 모듈의 양방향 스위칭 소자가 제2 전기 네트워크의 커패시턴스 소자 양단에 최대(full) 양의 전압을 인가하기 위해 제2 전기 네트워크의 턴온보다 앞서 점호된다. 전류의 상승 속도는 제3 모듈의 제2 인덕터의 인덕턴스 값에 의해 결정된다.Once the voltage across the capacitance element reaches the desired voltage, a third series resonant circuit is formed to simulate the turn-on of the second electrical network at the set positive voltage, and then the rise of the current through the second electrical network is controlled . The bi-directional switching element of the third module is energized prior to the turn-on of the second electrical network to apply a full positive voltage across the capacitance element of the second electrical network. The rising speed of the current is determined by the inductance value of the second inductor of the third module.

이 단계에서, 전류원은 보조 단자를 구비한 회로 쪽으로 스위칭되어 제2 전기 네트워크에 일정한 흐름의 전류를 제공한다. 한편, 커패시턴스 소자는 전술한 바와 같이 제1 및 제2 충전 단계를 개시함으로써 DC 전원 공급장치로부터 원하는 전압까지 재충전된다.In this step, the current source is switched to the circuit with the auxiliary terminal to provide a constant current to the second electrical network. On the other hand, the capacitance element is recharged from the DC power supply to a desired voltage by initiating the first and second charging steps as described above.

제2 전기 네트워크의 턴오프를 시뮬레이션하기 위해, 제3 직렬 공진 회로가 형성되고 전류원은 회로 밖으로 스위칭되고, 그 결과 제2 전기 네트워크의 전류의 하강이 제어된다. 양방향 스위칭 소자가 반파의 사인 전류 펄스를 전도한 후, 그 다음의 전류의 반전은 제3 모듈의 양방향 스위칭 소자와 제2 전기 네트워크 모두가 턴오프되게 하고, 이것은 커패시턴스 소자 양단을 음의 전압인 채로 둔다. 제3 모듈의 양방향 스위칭 소자가 역 방향으로 전류가 흐르도록 다시 점화되고, 그에 의해 제2 전기 네트워크를 가로지르는 역방향 회복 전압을 인가하도록 커패시턴스 소자의 음의 전압을 인가한다.To simulate the turn-off of the second electrical network, a third series resonant circuit is formed and the current source is switched out of the circuit so that the fall of the current in the second electrical network is controlled. After the bi-directional switching element conducts a half-wave sine current pulse, the subsequent reversal of the current causes both the bidirectional switching element of the third module and the second electrical network to turn off, which causes both ends of the capacitance element to remain at a negative voltage Leave. The bidirectional switching element of the third module is re-ignited to flow current in the reverse direction, thereby applying a negative voltage of the capacitance element to apply a reverse recovery voltage across the second electrical network.

일단 커패시턴스 소자가 DC 전원 공급장치로부터 재충전되면, 제6 모듈의 사이리스터와 제3 모듈의 양방향 스위칭 소자 각각은 턴온되어 커패시턴스 소자를 제6 모듈과 직렬로 스위칭하여 제5 직렬 공진 회로를 규정한다. 이것은 테스트 장치가 전력 전자 변환기의 다른 밸브들의 스위칭을 시뮬레이션할 수 있도록 해주고 이것은 비전도 제2 전기 네트워크 전체의 전압에 대한 전압 노치로 이어진다. 이 시뮬레이션은 커패시턴스 소자를, 비전도 상태로 유지되는 제2 전기 네트워크 대신에 제6 모듈 쪽으로 방전함으로써 실행된다. 제3 모듈의 양방향 스위칭 소자와 제6 모듈의 사이리스터 각각이 반파의 사인 전류 펄스를 전도한 후, 그 다음의 전류의 반전은 제3 모듈의 양방향 스위칭 소자와 제6 모듈의 사이리스터 모두의 턴오프로 이어진다.Once the capacitance element is recharged from the DC power supply, the thyristor of the sixth module and the bi-directional switching element of the third module are each turned on to switch the capacitance element in series with the sixth module to define the fifth series resonant circuit. This allows the test apparatus to simulate the switching of other valves of the power electronic transducer, leading to a voltage notch for the voltage across the non-conducting second electrical network. This simulation is performed by discharging the capacitance element to the sixth module instead of the second electrical network, which is maintained in a non-conductive state. After each of the bi-directional switching elements of the third module and the thyristor of the sixth module each conduct a sine current pulse of a half wave, the subsequent reversal of the current occurs by turning off both the bidirectional switching element of the third module and the thyristor of the sixth module Lt; / RTI >

상기한 시퀀스는 제2 전기 네트워크의 동작 주파수로 복수 사이클 반복될 수 있다.The above sequence may be repeated a plurality of cycles at the operating frequency of the second electrical network.

도 1의 테스트 장치를 사용하여 다양한 구체적인 테스트 조건을 생성할 수 있다.Various specific test conditions can be generated using the test apparatus of FIG.

제2 전기 네트워크가 비전도 상태일 때 장래의 역방향 전압(prospective reverse voltage)은 제2 전기 네트워크을 가로질러 나타난다. 이 장래의 역방향 전압은 스너버 회로와, 제2 전기 네트워크 및 이 제2 전기 네트워크와 병렬로 연결된 다른 네트워크들 전체에 걸친 임의의 댐핑 네트워크의 저항기와 커패시터를 포함하는 분압기에 의해 감소된 커패시턴스 소자 양단의 음의 전압으로부터 나타난다. 제2 전기 네트워크에 커패시턴스 소자의 최대 역방향 전압을 인가하기 위해, 제3 모듈의 양방향 스위칭 소자를 점호할 필요가 있다. When the second electrical network is in the non-conducting state, a prospective reverse voltage appears across the second electrical network. This future reverse voltage is applied to both the capacitance element and the capacitance element, which is reduced by the voltage divider, including a snubber circuit and a resistor and capacitor of any damping network across the second electrical network and other networks connected in parallel with the second electrical network &Lt; / RTI > In order to apply the maximum reverse voltage of the capacitance element to the second electric network, it is necessary to check the bidirectional switching element of the third module.

제2 전기 네트워크에 걸리는 순방향 전압은 다음과 같은 방식으로 제어될 수 있다. The forward voltage applied to the second electric network can be controlled in the following manner.

커패시턴스의 충전을 위해 제1 직렬 공진 회로가 형성된 후 바로 제3 모듈의 양방향 스위칭 소자가 점호될 때, 제2 전기 네트워크에 걸리는 전압은 커패시턴스 소자 양단의 기존의 전압과 동일해질 것이다. 그러나, 제3 모듈의 양방향 스위칭 소자가 여전히 턴오프 상태이면, 순방향 전압이 스너버 회로와, 제2 전기 네트워크 및 이 제2 전기 네트워크와 병렬로 연결된 다른 네트워크들 전체에 걸친 임의의 댐핑 네트워크의 저항기와 커패시터를 포함하는 분압기에 의해 감소된 커패시턴스 소자 양단의 양의 전압으로부터 제2 전기 네트워크를 가로질러 나타난다. 이 단계에서, 커패시턴스 소자가 DC 전원 공급장치로부터 충전됨에 따라 순방향 전압이 상승하는 동안에, 제2 전기 네트워크은 턴온되어 도전 상태가 될 수 있으므로, 커패시턴스 소자의 피크 순방향 전압을 제한한다. 제3 모듈의 양방향 스위칭 소자는 곧이어 점호되어 제3 직렬 공진 회로를 형성하여 커패시턴스 소자가 제2 전기 네트워크 쪽으로 방전할 수 있도록 한다.When the bidirectional switching element of the third module is shortly after the first series resonant circuit is formed for the charging of the capacitance, the voltage across the second electrical network will be equal to the existing voltage across the capacitance element. However, if the bidirectional switching element of the third module is still in the turn-off state, a forward voltage may be applied to the snubber circuit and a resistor of any damping network across the second electrical network and other networks connected in parallel with the second electrical network And a positive voltage across the capacitance element reduced by the voltage divider comprising the capacitor. In this step, while the forward voltage rises as the capacitance element is charged from the DC power supply, the second electrical network may turn on and become conductive, thereby limiting the peak forward voltage of the capacitance element. The bi-directional switching element of the third module is then short-circuited to form a third series resonant circuit to allow the capacitance element to discharge towards the second electrical network.

제2 직렬 공진 회로에 흐르는 전류의 변화의 속도는 제3 모듈의 제2 인덕터의 인덕턴스 값에 의존한다. 제2 직렬 공진 회로에서의 전류의 변화의 속도에 대한 값의 범위를 수용하기 위해, 제2 인덕터는 사용 시에 그 인덕턴스 값을 변화시키도록 제어 가능하다. 다른 실시예에서 예상되는 것은, 테스트 장치의 각 인덕터는 사용시에 각자의 인덕턴스 값을 변화시키도록 제어 가능하다는 것이다..The rate of change of the current flowing in the second series resonant circuit depends on the inductance value of the second inductor of the third module. In order to accommodate a range of values for the rate of change of current in the second series resonant circuit, the second inductor is controllable to change its inductance value in use. As expected in other embodiments, each inductor of the test apparatus is controllable to change its inductance value in use.

전술한 바와 같이, 테스트 시퀀스 동안에 커패시터 소자 양단의 전압은 제2 직렬 공진 회로의 형성과 제1 직렬 공진 회로의 형성 사이의 시간 지연에 의해 제어된다. 예를 들면, 테스트 시퀀스의 한 사이클 동안에, 제3 직렬 공진 회로의 형성은 커패시턴스 소자의 양의 전압이 제2 전기 네트워크에 인가되게 한다. 그러나 제3 모듈의 양방향 스위칭 소자가 턴오프된 후 그 다음의 커패시턴스 소자의 음의 전압의 크기는 회로 손실로 인해 이전의 양의 전압보다 낮을 것이다. 커패시턴스 소자가 제1 전기 네트워크로부터 재충전될 때, 제1 충전 단계와 제2 충전 단계 사이의 시간 지연의 길이는, 테스트 시퀀스의 다른 사이클에서의 음의 전압의 크기가 테스트 시퀀스의 이전 사이클에서의 양의 전압의 크기와 동일하도록 제어된다. 그러므로 제2 전기 네트워크는 동일한 테스트 시퀀스 동안에 같은 크기의 양의 전압과 음의 전압을 받을 수 있다.As described above, the voltage across the capacitor element during the test sequence is controlled by the time delay between the formation of the second series resonant circuit and the formation of the first series resonant circuit. For example, during one cycle of the test sequence, the formation of the third series resonant circuit causes a positive voltage of the capacitance element to be applied to the second electrical network. However, after the bidirectional switching element of the third module is turned off, the magnitude of the negative voltage of the next capacitance element will be lower than the previous positive voltage due to the circuit loss. When the capacitance element is recharged from the first electrical network, the length of the time delay between the first charging step and the second charging step is such that the magnitude of the negative voltage in another cycle of the test sequence is greater than the amount in the previous cycle of the test sequence Is equal to the magnitude of the voltage of the transistor Q1. Thus, the second electrical network can receive positive and negative voltages of the same magnitude during the same test sequence.

제2 전기 네트워크(52)가 전류를 양방향으로 전도할 수 있을 때, 제1 스위칭 링크는 개방되고 제2 스위칭 링크(76)는 폐쇄되어, 테스트 장치의 DC 전원 공급장치(50)가 접지 단자에 대해 양 및 음의 전원 공급장치를 규정한다. 도 9에 이런 방식으로 구성된 테스트 장치의 단순화된 표현을 나타낸다.When the second electrical network 52 is able to conduct current bi-directionally, the first switching link is opened and the second switching link 76 is closed so that the DC power supply 50 of the test apparatus is connected to the ground terminal For both positive and negative power supplies. Figure 9 shows a simplified representation of a test apparatus constructed in this way.

부 단자에 양방향 전류 펄스를 생성하기 위해, 테스트 장치의 동작은 양과 음의 반 사이클로 나뉘어 테스트 시퀀스의 한 사이클을 규정한다.To generate a bi-directional current pulse on the negative terminal, the operation of the test device is divided into positive and negative half cycles to define one cycle of the test sequence.

양의 반 사이클 동안에, 테스트 장치는 전술한 단방향 제2 전기 네트워크를 테스트하는 시퀀스와 마찬가지로 방식으로 동작되어 DC 전원 공급장치로부터 커패시턴스 소자를 충전하고 제2 전기 네트워크 쪽으로 커패시턴스 소자를 방전시킨다.During a positive half cycle, the test apparatus is operated in a manner similar to the sequence for testing the unidirectional second electrical network described above to charge the capacitance element from the DC power supply and discharge the capacitance element toward the second electrical network.

양의 반 사이클의 끝에서는, 커패시턴스 소자가 제2 전기 네트워크 쪽으로 방전된 결과로 커패시턴스 소자 양단의 전압은 음이다.At the end of the positive half cycle, the voltage across the capacitance element is negative as a result of the capacitance element being discharged towards the second electrical network.

도 10에 도시한 바와 같이, 음의 반 사이클은 제3 모듈(62)의 양방향 스위칭 소자의 점호에 의해 개시되어 전류가 역방향으로 흐를 수 있게 하여 커패시턴스 소자(44)의 음의 전압을 제2 전기 네트워크(52)에 인가한다. 제3 모듈(62)의 양방향 스위칭 소자가 반파의 사인 전류 펄스를 전도한 후, 그 다음의 전류의 반전은 제3 모듈(62)의 양방향 스위칭 소자의 턴오프로 이어지고, 이것은 커패시턴스 소자(44) 양단을 양의 전압인 채로 둔다. 제3 모듈(62)의 양방향 스위칭 소자는 제2 전기 네트워크(52)를 가로지르는 역방향 회복 전압을 인가하기 위해 이 양의 전압을 인가하도록 점호될 수 있다. 설명한 커패시턴스 소자의 전압 변화(90)와 제2 전기 네트워크의 전류 변화(94)는 도 11에 도시되어 있다.10, a negative half cycle is initiated by the biasing of the bidirectional switching elements of the third module 62 to allow the current to flow in the reverse direction, causing the negative voltage of the capacitance element 44 to flow through the second electricity < RTI ID = 0.0 > To the network (52). After the bi-directional switching element of the third module 62 conducts the sine current pulse of the half wave, the subsequent inversion of the current leads to the turn-off of the bi-directional switching element of the third module 62, Leave both ends at positive voltage. The bi-directional switching element of the third module 62 may be commanded to apply this positive voltage to apply a reverse recovery voltage across the second electrical network 52. The voltage change 90 of the described capacitance element and the current change 94 of the second electrical network are shown in Fig.

도 12에 도시된 바와 같이, 다음으로 제2 및 제5 모듈(60, 78)의 양방향 스위칭 소자가 점호되어 제2 직렬 공진 회로가 형성되고, 이는 제2 직렬 공진 회로에 사인파 전류의 흐름으로 이어져 커패시턴스 소자를 이전의 양의 전압의 크기보다 약간 적은 크기의 음의 전압으로 충전한다.As shown in FIG. 12, the bi-directional switching elements of the second and fifth modules 60 and 78 are then boosted to form a second series resonant circuit, which leads to a second series resonant circuit with a flow of sinusoidal current The capacitance element is charged with a negative voltage of a magnitude slightly smaller than the magnitude of the previous positive voltage.

차례로 다음으로 손실 에너지를 대신하기 위한 DC 전원 공급장치(50)로부터 에너지가 추가 주입되어 커패시턴스 소자(44)를 원하는 양의 전압까지 충전한다. 이것은 제4 모듈(64)의 사이리스터를 점호하여 커패시턴스 소자(44)를 구비한 회로 쪽으로 DC 전원 공급장치(50)를 스위칭하고, 이것이 제2 모듈에 흐르는 전류의 반전으로 이어져 제2 모듈의 양방향 스위칭 소자를 턴오프되게 함으로써 실행된다. 도 13에 나타낸 바와 같이 이것은 제4 직렬 공진 회로의 형성으로 이어진다. 제4 모듈(64)의 사이리스터와 제5 모듈(78)의 양방향 스위칭 소자 각각이 반파의 사인 전류 펄스를 전도한 후, 그 다음의 전류의 반전은 제4 모듈(64)의 사이리스터와 제5 모듈(78)의 양방향 스위칭 소자의 턴오프로 이어진다. 이것은 커패시턴스 소자(44)를 원하는 음의 전압인 채로 두고, 나중에 이것은 제3 직렬 공진 회로의 형성에 의해 제2 전기 네트워크 쪽으로 방전된다. 제2 모듈의 양방향 스위칭 소자 및 제4 모듈의 사이리스터의 전류 변화(88, 96) 및 커패시턴스 소자의 전압 변화(90)는 도 14에서 볼 수 있다. 전술한 바와 같이, 제4 모듈의 사이리스터는 제2 모듈의 양방향 스위칭 소자의 점호에 이은 제어된 지연(92)에 점호된다.Energy is then injected further from the DC power supply 50 to replace the lost energy in turn to charge the capacitance element 44 to the desired positive voltage. This ignites the thyristor of the fourth module 64 and switches the DC power supply 50 to the circuit with the capacitance element 44 which leads to the reversal of the current flowing in the second module and the bi- The device is turned off. As shown in Fig. 13, this leads to the formation of the fourth series resonance circuit. After each of the thyristor of the fourth module 64 and the bi-directional switching element of the fifth module 78 conducts the sine current pulse of the half wave, the subsequent inversion of the current causes the thyristor of the fourth module 64, Off switching element of the switching element 78 is turned off. This leaves the capacitance element 44 at the desired negative voltage, which is then discharged towards the second electrical network by the formation of a third series resonant circuit. The bidirectional switching elements of the second module and the thyristor current variations 88 and 96 of the fourth module and the voltage change 90 of the capacitance element can be seen in Fig. As described above, the thyristor of the fourth module is subjected to a controlled delay 92 following the ignition of the bi-directional switching element of the second module.

커패시턴스 소자를 음의 전압으로 충전한 다음에는 제3 직렬 공진 회로의 형성이 이어져 음으로 충전된 커패시턴스 소자를 제2 전기 네트워크 쪽으로 방전시킨다.After the capacitance element is charged with a negative voltage, the formation of the third series resonance circuit continues to discharge the negatively charged capacitance element toward the second electrical network.

커패시턴스 소자 양단의 음의 전압은 제2 직렬 공진 회로의 형성과 제4 직렬 공진 회로의 형성 사이의 시간 지연의 길이를 변경함으로써 제어될 수 있다. 제4 모듈의 사이리스터는, 커패시턴스 소자 양단의 전압을 모니터하고 제1 모듈의 사이리스터에 제어 신호를 전송하여 사이리스터의 점호 타임을 제어하여 시간 지연의 길이를 제어하는 폐루프 제어기와 연관되어 있다.The negative voltage across the capacitance element can be controlled by changing the length of the time delay between the formation of the second series resonant circuit and the formation of the fourth series resonant circuit. The thyristor of the fourth module is associated with a closed loop controller that monitors the voltage across the capacitance element and transmits a control signal to the thyristor of the first module to control the ignition time of the thyristor to control the length of the time delay.

그러므로, 본 테스트 장치의 구성은 테스트 장치가 동일한 테스트 시퀀스에서 제2 전기 네트워크에 양방향 전류 펄스를 제공할 수 있도록 해준다. 양과 음의 반 사이클로 구성되는 일반적인 테스트 시퀀스는 도 15에서 볼 수 있으며, 도 15는 또한 커패시턴스 소자의 전압 변화(90)와 제1 및 제5 모듈의 각 사이리스트에서의 전류의 변화(86, 96)를 각각 보여준다.Thus, the configuration of the present test apparatus allows the test apparatus to provide bi-directional current pulses to the second electrical network in the same test sequence. A typical test sequence consisting of positive and negative half cycles can be seen in FIG. 15 and FIG. 15 also shows the change in current (86, 96) between the voltage variation 90 of the capacitance element and the angle between each of the first and fifth modules Respectively.

도 16 및 도 17은 테스트 장치가 테스트 장치의 부 단자에 양방향 전류 펄스를 생성하기 위한 시퀀스로 동작하는 동안에 제2 전기 네트워크에서의 전압 변화(100) 및 전류 변화(94)를 나타낸다.16 and 17 show the voltage change 100 and the current change 94 in the second electrical network while the test apparatus operates in a sequence for generating a bi-directional current pulse at the negative terminal of the test apparatus.

SVC(Static Var Compensator) 밸브 테스트를 위한 IEC 표준 제61954호의 요건에 따라, 주기적인 점호 및 소멸 테스트를 실행하기 위해, 테스트 장치는 다음의 시퀀스로 동작된다:In accordance with the requirements of IEC standard 61954 for Static Var Compensator (SVC) valve testing, in order to carry out periodic turn-on and turn-off tests, the test apparatus is operated in the following sequence:

처음에, 테스트 장치는 시동 시퀀스를 행하여 커패시턴스 소자를 원하는 양의 전압 레벨로 충전한다.Initially, the test apparatus performs a startup sequence to charge the capacitance element to a desired positive voltage level.

테스트 장치는 테스트 시퀀스의 양의 반 사이클에 따라 동작되어, 전술한 바와 같이 제2 전기 네트워크의 턴온을 시뮬레이션하고 이어서 전류의 상승이 제어되고, 제2 전기 네트워크에 정전류가 흐르고, 전류의 감소가 제어된 다음에 제2 전기 네트워크의 턴오프가 이어지도록 하고, 끝으로 제2 전기 네트워크에 음의 역방향 회복 전압이 인가되도록 한다.The test apparatus is operated according to a half-cycle of the positive half of the test sequence to simulate the turn-on of the second electrical network as described above and then the rise of the current is controlled, the constant current flows in the second electrical network, So that the second electrical network is turned off, and finally the negative electrical reverse voltage is applied to the second electrical network.

이 다음으로는 테스트 시퀀스의 음의 반 사이클에 따른 테스트 장치의 동작이 이어져 커패시턴스 소자를 음의 전압으로 충전한다.This is followed by the operation of the test apparatus according to the negative half cycle of the test sequence to charge the capacitance element with a negative voltage.

일단 커패시턴스 소자 양단에 원하는 음의 전압이 달성되면, 설정된 음의 전압으로 제2 전기 네트워크의 턴온을 시물레이션하기 위해 제3 직렬 공진 회로가 형성되고, 이어서 제2 전기 네트워크에 흐르는 전류의 상승이 제어된다. 제3 모듈의 양방향 스위칭 소자는 제2 전기 네트워크 전체에 걸쳐 커패시턴스 소자의 최대(full) 음의 전압을 인가하기 위해 제2 전기 네트워크의 턴온보다 앞서 점호된다. 전류의 상승 속도는 제3 모듈의 제2 인덕터의 인덕턴스 값에 의해 결정된다.Once the desired negative voltage is reached across the capacitance element, a third series resonant circuit is formed to simulate the turn-on of the second electrical network with the set negative voltage, and then the rise of the current through the second electrical network is controlled . The bi-directional switching element of the third module is pre-charged to turn on the second electrical network to apply the full negative voltage of the capacitance element throughout the second electrical network. The rising speed of the current is determined by the inductance value of the second inductor of the third module.

이 단계에서, 전류원은 보조 단자를 구비한 회로 쪽으로 스위칭되어 제2 전기 네트워크에 거의 일정한 흐름의 전류를 제공한다. 한편, 커패시턴스 소자는 제2 직렬 공진 회로를 형성한 다음에 제4 직렬 공진 회로를 형성하여 DC 전원 공급장치로부터 원하는 전압까지 재충전된다.In this step, the current source is switched to the circuit with the auxiliary terminal to provide a substantially constant current to the second electrical network. On the other hand, the capacitance element forms a second series resonance circuit, and then forms a fourth series resonance circuit so as to be recharged from the DC power supply to a desired voltage.

제2 전기 네트워크의 턴오프를 시뮬레이션하기 위해, 제3 직렬 공진 회로가 형성되고 전류원은 회로 밖으로 스위칭되고, 그 결과 제2 전기 네트워크에서의 전류의 하강이 제어된다. 양방향 스위칭 소자가 반파의 사인 전류 펄스를 전도한 후, 그 다음의 전류의 반전은 제2 전기 네트워크와 제3 모듈의 양방향 스위칭 소자 모두가 턴오프되게 하고, 이것은 커패시턴스 소자 양단을 양의 전압인 채로 둔다. 제3 모듈의 양방향 스위칭 소자가 역 방향으로 전류가 흐를 수 있도록 다시 점화되고, 그에 의해 제2 전기 네트워크를 가로지르는 역방향 회복 전압을 인가하도록 커패시턴스 소자의 음의 전압을 인가한다.To simulate the turn-off of the second electrical network, a third series resonant circuit is formed and the current source is switched out of the circuit so that the fall of the current in the second electrical network is controlled. After the bi-directional switching element conducts a half-wave sine current pulse, the subsequent reversal of the current causes both bi-directional switching elements of the second electrical network and the third module to turn off, which causes both ends of the capacitance element to remain at a positive voltage Leave. The bi-directional switching element of the third module is re-ignited to allow current to flow in the reverse direction, thereby applying a negative voltage of the capacitance element to apply a reverse recovery voltage across the second electrical network.

본 발명의 다른 실시예에서 예상되는 것은 직렬 공진 회로가 제2 전기 네트워크에 대한 다른 테스트 조건을 생성하기 위해 다른 시퀀스로 형성될 수 있다는 것이다.It is contemplated in other embodiments of the present invention that the series resonant circuit may be formed in a different sequence to produce different test conditions for the second electrical network.

Claims

A capacitor element connected between the main terminal and the sub-terminal, a first electronic block interconnecting the capacitance element and the main terminal, and a second electronic block interconnecting the capacitance element and the sub- Block;
The capacitance element comprising one or more capacitors; The main terminal and the sub-terminal being operatively connected to each of the first and second electrical networks in use; Wherein the first electronic block includes first and second modules and at least one first inductor; The second electronic block includes a third module and at least one second inductor; Each module comprising one or more main switching elements; Each main switching element of the first module being controllable in use to connect one or more first inductors in series with the capacitance element and the first electrical network to form a first series resonant circuit; Each main switching element of the second module being controllable to form a second series resonant circuit by connecting one or more first inductors in series with the capacitance element; Each main switching element of the third module being controllable in use to connect one or more second inductors in series with the capacitance element and the second electrical network to form a third series resonant circuit; In use, each of the first through third series resonant circuits is formed in a predetermined sequence for selectively charging or discharging the capacitance element, so that power transmission from the first electric network to the second electric network Of the test device.

The method according to claim 1,
Wherein the main switching elements of the first and second modules are controllable in use to provide a time delay between the formation of the second series resonant circuit and the formation of the first series resonant circuit.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein each main switching element of said third module is controllable to couple said capacitance element in series with said negative terminal when said second electrical network is in use in use.

The method according to claim 1,
The capacitance element and the second module being respectively connected in parallel with a first series arrangement of the first module and the main terminal and a second series arrangement of the third module and the sub terminal; The third module includes at least one second inductor connected in series with each main switching element of the third module; Wherein the first module of the first electronic block includes at least one first inductor connected in series with each main switching element of the first module; Wherein the second module of the first electronic block comprises at least one first inductor connected in series with each main switching element of the second module.

The method according to claim 1,
The capacitance element and the second module may be connected in parallel with a first series arrangement of the first module and the main terminal and a second series arrangement of the third module and the sub-terminal, respectively; The third module includes at least one second inductor connected in series with each main switching element of the third module; Wherein one or more first inductors are connected in series between the parallel arrangement of the first series arrangement and the parallel arrangement of the second series arrangement and the respective capacitance elements of the second module.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein at least one of the modules of the first electronic block comprises at least one first inductor connected in series with a respective main switching element of at least one of the modules.

◈ Claim 7 is abandoned due to registration fee.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein each main switching element of the third module is a bidirectional switching element that is controllable to conduct current in both directions in use.

8. The method of claim 7,
Wherein each main switching element of said third module is controllable to form said third series resonant circuit in use to apply a reverse voltage to said second electrical network in use.

3. The method according to claim 1 or 2,
A first main terminal and a second main terminal; Wherein one of the first main terminal and the second main terminal is operatively connected in use to one of an anode and a cathode of the first electrical network; The other of the first main terminal and the second main terminal being operatively connected in use to the other of the positive and negative electrodes of the first electrical network; The first electronic block further comprises a fourth module; Wherein each main switching element of the first module has at least one of a plurality of first inductors in use connected in series to the capacitance element and the first electrical network via the first main terminal to form a first series resonant circuit Controllable; Wherein each main switching element of said fourth module is connected in series with at least one first inductor in use via said second main terminal to said capacitance element and said first electrical network to form a fourth series resonant circuit Possible, test equipment.

10. The method of claim 9,
Wherein the main switching elements of the second and fourth modules are controllable in use to provide a time delay between the formation of the second series resonant circuit and the formation of the fourth series resonant circuit.

The method according to claim 4 or 5,
A first main terminal and a second main terminal; Wherein one of the first main terminal and the second main terminal is operatively connected in use to one of an anode and a cathode of the first electrical network; The other of the first main terminal and the second main terminal being operatively connected in use to the other of the positive and negative electrodes of the first electrical network; The first electronic block further comprises a fourth module; Wherein each main switching element of the first module has at least one of a plurality of first inductors in use connected in series to the capacitance element and the first electrical network via the first main terminal to form a first series resonant circuit Controllable; Wherein each main switching element of said fourth module is connected in series with at least one first inductor in use via said second main terminal to said capacitance element and said first electrical network to form a fourth series resonant circuit If possible,
Further comprising a third terminal; The fourth module being connected in series between the second main terminal and a connection point interconnecting the first module and the first end of the first module; And the second end of the second module is operatively connected to ground through the third terminal in use.

12. The method of claim 11,
The first electronic block further comprising first and second switching links; The first switching link being operatively connected between a second end of the second module and the second main terminal; The second switching link being operatively connected between the second terminal and the third terminal of the second module; Wherein the first and second switching links are controllable to selectively switch the second end of the second module to a circuit having the second main terminal or the third terminal in use.

◈ Claim 13 is abandoned due to registration fee.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein each main switching element of the second module is a bidirectional switching element that is controllable to conduct current in both directions in use.

3. The method according to claim 1 or 2,
The first electronic block further comprises a fifth module connected between the capacitance element and the first module and between the capacitance element and the second module; Each of the main switching elements of the fifth module being controllable in use to switch the capacitance element to the circuit to form the first and second series resonant circuits.

10. The method of claim 9,
The first electronic block further comprises a fifth module connected between the capacitance element and the first module and between the capacitance element and the second module; Wherein each main switching element of the fifth module is controllable in use to switch the capacitance element to the circuit to form the first and second series resonant circuits,
The fifth module being connected between the fourth module and the capacitance element; Wherein each main switching element of the fifth module is controllable in use to switch the capacitance element towards the circuit to form a fourth series resonant circuit.

The method according to claim 4 or 5,
The first electronic block further comprises a fifth module connected between the capacitance element and the first module and between the capacitance element and the second module; Wherein each main switching element of the fifth module is controllable in use to switch the capacitance element to the circuit to form the first and second series resonant circuits,
The fifth module being connected in series between the parallel arrangement of the first series arrangement and the parallel arrangement of the respective capacitance arrangement and the second series arrangement with the second module.

◈ Claim 17 is abandoned due to registration fee.

15. The method of claim 14,
Wherein each main switching element of the fifth module is a bi-directional switching element that is controllable to conduct current in both directions in use.

3. The method according to claim 1 or 2,
The second electronic block further comprises a sixth module connected in parallel to the negative terminal; Wherein each main switching element of said sixth module is controllable in use to connect said sixth module in series with said capacitance element and one or more second inductors to form a fifth series resonant circuit.

3. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising auxiliary terminals and at least one auxiliary switching element connected in series with the auxiliary terminals; A series arrangement of each auxiliary switching element and the auxiliary terminal is connected in parallel with the sub terminal; Said auxiliary terminal being connected to a current source in use; Each auxiliary switching element being controllable in use to switch said current source in and out of a circuit having said secondary terminal.

◈ Claim 20 is abandoned due to registration fee.

20. The method of claim 19,
Wherein each auxiliary switching element is a bi-directional switching element that is controllable to conduct current in both directions in use.

◈ Claim 21 is abandoned due to registration fee.

3. The method according to claim 1 or 2,
Each main switching element having a reverse blocking capability.

◈ Claim 22 is abandoned due to registration fee.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein each main switching element comprises one or more semiconductor devices, one or more mercury arc valves or one or more mechanical switches.

◈ Claim 23 is abandoned due to the registration fee.

23. The method of claim 22,
Wherein each semiconductor device is a thyristor, an insulated gate bipolar transistor, a gate turn-off thyristor, a field effect transistor, a gate rectified thyristor, or an integrated gate rectified thyristor.

◈ Claim 24 is abandoned due to registration fee.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein at least one of the first and second inductors is a variable inductor.

3. The method according to claim 1 or 2,
And a closed loop controller for monitoring and adjusting the voltage across the capacitance element.

3. The method of claim 2,
And a closed loop controller for monitoring and adjusting the voltage across the capacitance element,
Wherein each main switching element of the first module is controllable in use to vary the length of the time delay in accordance with a control signal from the closed loop controller.

10. The method of claim 9,
And a closed loop controller for monitoring and adjusting the voltage across the capacitance element,
Wherein the main switching elements of the second and fourth modules are controllable in use to provide a time delay between the formation of the second series resonant circuit and the formation of the fourth series resonant circuit,
Wherein each main switching element of said fourth module is controllable in use to vary the length of said time delay in accordance with a control signal from said closed loop controller.

◈ Claim 28 is abandoned due to registration fee.

3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the second electronic block further comprises a snubber circuit coupled in parallel with each main switching element of the third module.

◈ Claim 29 has been abandoned due to registration fee.

3. The method according to claim 1 or 2,
Further comprising a low pass filter operatively connected to the primary terminal to interconnect the primary terminal and the first electrical network in use.

3. The method according to claim 1 or 2,
In use, the predetermined sequence is repeated at a frequency equal to the operating frequency of the second electrical network.