KR102379353B1

KR102379353B1 - 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR102379353B1
Application number: KR1020207025038A
Authority: KR
Inventors: 예위안 시에; 하이잉 리; 티안구이 지앙; 밍리안 주; 동밍 차오; 종펑 장
Original assignee: 엔알 일렉트릭 컴퍼니 리미티드; 엔알 엔지니어링 컴퍼니 리미티드
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2022-03-28
Also published as: EP3731392A1; EP3731392B1; RU2741338C1; DK3731392T3; EP3731392A4; WO2019149104A1; CN108111007A; JP6999043B2; JP2021513317A; KR20200111800A; CN108111007B; CA3089494A1; US11264891B2; US20210036600A1

Abstract

본 출원에서는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로 및 그 제어 방법을 제공한다. 상기 전력 모듈에는 적어도 하나의 전력 반도체 장치, 제1 커패시터, 제1 바이패스 스위치가 포함되고, 상기 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는, 상기 제1 커패시터로부터 에너지를 획득하고, 또한 제어 보드로 전력을 공급하고 방전 회로를 향하여 충전시키는 전원 보드; 일단이 상기 제1 커패시터의 양극에 연결되고, 타단이 상기 방전 회로에 연결되며, 상기 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 상기 방전 회로를 향하여 충전시키는 제1 충전 회로; 상기 방전 회로 스위치 온을 제어하는 상기 제어 보드; 스위치 온된 후 방전되어 상기 제1 바이패스 스위치의 스위치 온을 트리거시키는 상기 방전 회로가 포함되는 것을 특징으로 한다.

Description

전력 모듈 중복 에너지 획득 회로 및 그 제어 방법

본 출원은 전력 전자 기술분야에 관한 것으로서, 구체적으로 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

전압원형 컨버터 기술은 게이트 턴 오프 장치 IGBT(절연 게이트 양극성 트랜지스터)와 펄스 폭 변조(PWM) 기술을 기초로 하는 신형 전류 컨버팅 기술이다. 저압 응용 상황에서, IGBT로 구성된 2레벨 컨버터가 널리 사용되어, 컨버터 출력 전압이 고주파수 점핑하여 이로써 설비 응력이 크고 시스템 소모가 크며, 노이즈가 높고 전자기 환경이 심각한 등 문제를 해결하며, 3레벨 전압원 컨버터가 제시되어 전압 클래스와 용량 면에서 전압원형 컨버터의 응용 상황을 확장시켰다.

모듈화 멀티 레벨 컨버터(Modular Multilevel Converter, MMC)의 출현에 따라, 멀티 레벨 컨버터는 연성 직류 송전 분야에서도 성공적으로 사용되었고, 전압 클래스가 수 백 킬로볼트에 달하고, 용량이 수 천 메가에 달한다.

전압원형 컨버터는 대량의 전력 모듈이 직렬 연결되어 구성된 것으로서, 전력 모듈에 고장이 발생할 때 바이패스 스위치를 오프시켜, 고장 유닛을 절제하고 시스템이 작동을 멈추지 않도록 수행한다.

발명자는 만일 전력 모듈 내의 에너지 획득 보드에 고장이 발생하면, 제어 보드가 정상적으로 작동할 수 없고, 또한 바이패스 스위치의 트리거 회로가 작동할 수 없기 때문에, 전력 모듈이 바이패스를 완성할 수 없어 시스템이 작동을 정지하는 것을 발견하였다. 그러므로 어떻게 전력 모듈의 에너지 획득 신뢰성을 향상시켜, 바이패스 스위치의 신뢰성있는 스위치 온을 확보할 것인가 하는 것은, 전압원형 컨버터 전반 장치 신뢰성을 향상시키는 관건 기술 요소로 되었다.

발명 특허 CN201710228027.X에서는 멀티 레벨 컨버터 서브 모듈 바이패스 스위치 셀프 트리거 회로를 제시하는 바, 바이패스 스위치 양단 전압을 이용하여 바이패스 스위치의 커패시터를 위하여 충전을 진행하여, 바이패스 스위치의 스위치 온 에너지를 제공한다. 이 회로는 실제상 바이패스 스위치 커패시터 Cc가 저항 R1에 직렬 연결된 후, 서브 모듈 커패시터 Csm과 병렬 연결된 것이지만, 바이패스 스위치 커패시터 용량값은 일반적으로 수 백 마이크로패러드이고, 서브 모듈 커패시터 Csm은 일반적으로 수 밀리패러드 내지 수 십 밀리패러드이기 때문에, 바이패스 스위치 커패시터가 정격 값까지 충전되고 또한 서브 모듈 커패시터가 과전압이지 않도록 확보하는 두 가지를 겸하여 고려할 수 없다. 그리고 만일 서브 모듈 에너지 획득 전원에 고장이 발생하면, 서브 모듈 제어 보드도 작동할 수 없어, 바이패스 스위치의 스위치 온 명령을 제공할 수 없다. 해당 상황 하에서 만일 상시 폐접점 스위치를 사용하여 바이패스 스위치 커패시터와 접점 제어단 회로에 직렬 연결하면, 바이패스 스위치 커패시터가 단락되어 충전할 수 없게 된다. 그러므로 해당 방안을 사용하면, 서브 모듈 에너지 획득 전원에 고장이 발생할 때, 서브 모듈 커패시터 과전압 손상과 바이패스 스위치를 스위치 온시킬 수 없는 리스크가 존재한다.

본 발명은 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명은 전압원형 컨버터에 사용되고, 컨버터 전력 모듈 에너지 획득 보드에 고장이 발생할 때, 다른 하나의 에너지 획득 경로를 제공하고, 또한 전력 모듈의 바이패스 스위치의 신뢰성있는 스위치 온을 확보하고, 시스템 작동 정지 확률을 감소시켜, 경제성과 기술성 면에서 모두 비교적 훌륭한 효과가 있다.

본 출원의 실시예에서는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로를 제공하는 바, 상기 전력 모듈에는 적어도 하나의 전력 반도체 장치, 제1 커패시터, 제1 바이패스 스위치가 포함되고, 상기 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는, 상기 제1 커패시터로부터 에너지를 획득하고, 또한 제어 보드로 전력을 공급하고 방전 회로를 향하여 충전시키는 전원 보드; 일단이 상기 제1 커패시터의 양극에 연결되고, 타단이 상기 방전 회로에 연결되며, 상기 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 상기 방전 회로를 향하여 충전시키는 제1 충전 회로; 상기 방전 회로 스위치 온을 제어하는 상기 제어 보드; 스위치 온된 후 방전되어 상기 제1 바이패스 스위치의 스위치 온을 트리거시키는 상기 방전 회로가 포함되는 것을 특징으로 한다.

진일보로, 상기 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는 또한, 상기 제1 커패시터와 병렬 연결되고, 상기 제어 보드가 정상적으로 작동하지 못할 때, 상기 방전 회로 스위치 온을 트리거시키는 제2 충전 회로가 포함된다.

진일보로, 상기 제2 충전 회로에는, 음극이 상기 제1 커패시터의 양극에 연결되는 제2 전압 안정기;

일단이 상기 제2 전압 안정기의 양극에 연결되고, 타단이 상기 제1 커패시터의 음극에 연결되며, 상기 제2 전압 안정기가 절연 파괴된 후 상기 방전 회로를 스위치 온시키는 제2 저항이 포함된다.

진일보로, 상기 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는 또한, 상기 전원 보드가 격리형 전원 보드일 때, 상기 방전 회로의 음극과 상기 제1 커패시터의 음극 사이에 직렬 연결되는 제4 스위치가 포함된다.

진일보로, 상기 방전 회로에는, 양극이 상기 전원 보드와 상기 제1 충전 회로에 연결되고, 음극이 전원 보드의 그라운드에 연결되며, 상기 전원 보드 또는 상기 제1 충전 회로를 통하여 상기 제2 커패시터를 충전하는 제2 커패시터; 일단이 상기 제2 커패시터의 양극에 연결되고, 타단이 상기 제1 바이패스 스위치의 제어단에 연결되며, 스위치 온된 후 상기 제2 커패시터가 방전되어 상기 제1 바이패스 스위치의 스위치 온을 트리거시키는 제2 스위치가 포함된다.

진일보로, 상기 제1 충전 회로에는, 음극이 상기 제1 커패시터의 양극에 연결되는 제1 전압 안정기; 일단이 상기 제1 전압 안정기의 양극에 연결되고, 타단이 상기 제2 커패시터의 양극에 연결되는 제1 저항이 포함된다.

진일보로, 상기 제1 충전 회로에는 또한, 상기 제1 충전 회로에 직렬 연결되어, 상기 제1 충전 회로의 온/오프를 제어하는 제3 스위치가 포함된다.

진일보로, 상기 방전 회로에는 또한, 상기 제2 커패시터와 병렬 연결되고, 저항 값을 조정할 수 있으며, 상기 제1 저항과 분압의 원리를 통하여 충전 전압을 조정하는 제3 저항이 포함된다.

진일보로, 상기 방전 회로에는 또한, 상기 제2 커패시터와 병렬 연결되고, 충전 전압을 안정시킬 수 있는 제3 전압 안정기가 포함된다.

진일보로, 상기 제2 스위치, 제3 스위치, 제4 스위치에는 기계 스위치, 릴레이, 사이리스터, IGBT, IGCT, GTO, MOSFET 중의 한 가지 또는 여러 가지가 포함된다.

본 발명의 실시예에서는 또한 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법을 제공하는 바, 전력 모듈에 고장이 발생하여 바이패스하여야 할 때, 전원 보드가 제1 커패시터로부터 에너지를 획득하고, 또한 제어 보드로 전력을 공급하고 방전 회로를 향하여 충전시키며, 하기 단계가 포함되는 바, 즉 상기 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제1 충전 회로가 상기 방전 회로를 향하여 충전시키며; 상기 제어 보드가 상기 방전 회로 스위치 온을 제어하며; 상기 방전 회로가 스위치 온된 후 방전되어 상기 제1 바이패스 스위치의 스위치 온을 트리거시키는 것이다.

진일보로, 또한 하기 단계가 포함되는 바, 즉 상기 제어 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제2 충전 회로가 상기 방전 회로 스위치 온을 트리거시키는 것이다.

진일보로, 상기 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제1 충전 회로가 상기 방전 회로를 향하여 충전시키기 전, 또한 하기 단계가 포함되는 바, 즉 상기 전력 모듈이 정상 작동 시 고장이 발생하면, 모든 상기 전력 모듈의 구동 명령을 폐쇄시키는 것이다.

진일보로, 상기 제1 충전 회로가 상기 방전 회로를 향하여 충전시키는 것에는, 제1 커패시터가 상기 제1 커패시터 전압이 제1 전압 안정기의 제1 역치에 도달할 때까지 충전되면, 상기 제1 전압 안정기가 절연 파괴되며; 상기 제1 커패시터가 상기 제1 전압 안정기, 제1 저항을 통하여 제2 커패시터를 위하여 충전하는 것이 포함된다.

진일보로, 상기 제2 충전 회로가 제어 보드를 대체하여 상기 방전 회로 스위치 온을 제어하는 것에는, 제1 커패시터가 계속하여 상기 제1 커패시터 전압이 제2 전압 안정기의 제2 역치에 도달할 때까지 충전되면, 상기 제2 전압 안정기가 절연 파괴되고 또한 제2 스위치의 스위치 온을 트리거시키는 것이 포함된다.

본 출원의 실시예에서 제공하는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로는, 전력 모듈의 에너지 획득 보드 고장이 발생할 때, 중복 에너지 획득 회로를 통하여 바이패스 스위치의 스위치 온 회로를 위하여 에너지를 축적하여, 바이패스 스위치가 충분한 스위치 온 에너지를 갖도록 확보하며; 바이패스 스위치의 스위치 온 회로 에너지 축적, 스위치 온 명령 트리거 두 방면에서 모두 이중화의 구성을 제공하여, 바이패스 성공의 신뢰성을 향상시키고, 스위치 모듈, 커패시터가 과전압 조건 하에서 손상되는 것을 방지하고, 컨버터의 압력에 의한 작동 정지를 방지하였다.

본 출원의 실시예 중의 기술방안에 대하여 더욱 명확한 설명을 진행하기 위하여, 아래 실시예의 설명에 사용될 도면에 대하여 간략한 설명을 진행하는 바, 하기 설명 중의 도면은 단지 본 출원의 일부 실시예에 불과하며, 당업계의 기술자로 말하면 창조적인 노력없이 이러한 도면에 의하여 기타 도면을 취득할 수 있다.
도1a는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈의 구성 도면이다.
도1b는 본 출원의 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈의 구성 도면이다.
도1c는 본 출원의 또 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈의 구성 도면이다.
도1d는 본 출원의 또 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈의 구성 도면이다.
도2는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 에너지 획득 회로의 응용 도면이다.
도3은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 구성 도면이다.
도4는 본 출원의 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 구성 도면이다.
도5는 본 출원의 또 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 구성 도면이다.
도6은 본 출원의 또 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 구성 도면이다.
도7a는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법의 흐름 도면이다.
도7b는 본 출원 7a에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법의 흐름도이다.
도8a는 본 출원의 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법의 흐름 도면이다.
도8b는 본 출원 8a에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지의 제어 방법의 흐름도이다.
도9는 본 출원의 또 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법의 흐름 도면이다.
도10은 본 출원의 또 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법의 흐름도이다.

본 출원의 실시예의 목적, 기술방안 및 장점을 더욱 잘 이해하도록 하기 위하여, 아래 도면과 실시예를 참조하여 본 출원의 기술방안의 구체적인 실시 방식에 대하여 더욱 상세하고 명확한 설명을 진행하도록 한다. 하지만, 아래 기술된 구체적인 실시 방식과 실시예는 단지 설명을 위한 목적일 뿐, 본 출원을 제한하는 것이 아니다. 여기에는 단지 본 출원의 일부 실시예만 포함되고, 모든 실시예가 포함된 것이 아니며, 당업계의 기술자들이 본 출원에 대한 여러 가지 변화가 취득한 기타 실시예는 모두 본 출원의 보호 범위에 속한다.

응당 이해해야 할 것은, 비록 제1, 제2, 제3 등 용어가 본문에 사용되어 여러 가지 소자 또는 모듈을 설명할 수 있지만, 이러한 소자 또는 모듈은 이러한 용어의 제한을 받지 않는다. 이러한 용어는 단지 하나의 소자 또는 모듈과 다른 하나의 소자 또는 모듈을 구분하기 위한 것이다. 그러므로, 하기에 토론되는 제1 소자 또는 모듈은, 본 출원의 내용에 벗어나지 않는 한, 제2 소자 또는 제2 모듈이라 칭할 수 있다.

전력 모듈에는 적어도 하나의 전력 반도체 장치, 제1 커패시터 C1, 제1 바이패스 스위치 K1이 포함되고, 전력 모듈에는 적어도 두 개의 전력 반도체 장치가 포함되며, 전력 모듈은 하프 브리지 연결 형식이다. 전력 모듈에는 적어도 네 개의 전력 반도체 장치가 포함되며, 전력 모듈은 풀 브리지 연결 형식이다. 전력 모듈은 또한 제1 커패시터 C1 및 제1 바이패스 스위치 K1이 포함된 기타 회로 형식일 수 있다. 도1a, 도1b, 도1c, 도1d는 본 출원의 실시예에서 제공하는 전력 모듈의 구성 도면으로서, 도1a에 도시된 바와 같이, 전력 모듈은 하프 브리지 연결 형식이다. 도1b에 도시된 바와 같이, 전력 모듈은 풀 브리지 연결 형식이다. 도1c, 도1d에 도시된 바와 같이, 전력 모듈은 제1 커패시터 C1 및 제1 바이패스 스위치 K1이 포함된 기타 회로 형식이다. 제1 바이패스 스위치 K1은 스위치 온 후 기계 유지 기능을 갖고 있고, 전기 차단 후 제1 바이패스 스위치 K1은 스위치 온 상태를 유지할 수 있고, 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온 신호는 제2 커패시터 C2의 방전으로부터 온 것이다.

도2는 본 출원의 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 에너지 획득 회로의 응용 도면으로서, 도2에 도시된 바와 같이, 전력 모듈은 머리와 꼬리를 물고 직렬 연결되어 전압원형 컨버터의 한 전류 컨버팅 링크를 구성한다.

도3은 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 구성 도면으로서, 해당 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로는 전력 모듈의 중복 에너지 획득 회로로 하고, 전원 보드(11), 제어 보드(12), 제1 충전 회로(13), 방전 회로(14)가 포함된다.

전원 보드(11)는 제1 커패시터 C1로부터 에너지를 획득하고, 또한 제어 보드(12)로 전력을 공급하고 방전 회로(14)를 향하여 충전시킨다. 제1 충전 회로(13)는 일단이 제1 커패시터 C1의 양극에 연결되고, 타단이 방전 회로(14)에 연결되며, 전원 보드(11)가 정상적으로 작동하지 않을 때, 방전 회로(14)를 향하여 충전시킨다. 제어 보드(12)는 방전 회로(14)의 스위치 온을 제어한다. 방전 회로(14)가 스위치 온된 후 방전되어 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시킨다.

제1 충전 회로(13)에는 제1 전압 안정기 VD1, 제1 저항 R1이 포함된다.

제1 전압 안정기 VD1의 음극이 제1 커패시터 C1의 양극에 연결된다. 제1 저항 R1의 일단이 제1 전압 안정기 VD1의 양극에 연결되고, 타단이 제2 커패시터 C2의 양극에 연결된다.

방전 회로(14)에는 제2 커패시터 C2, 제2 스위치 K2가 포함된다.

제2 커패시터 C2의 양극이 전원 보드(11)와 제1 충전 회로(13)에 연결되고, 음극이 전원 보드(11)의 그라운드에 연결되며, 전원 보드(11) 또는 제1 충전 회로(13)를 통하여 제2 커패시터 C2를 충전한다. 제2 스위치 K2의 일단이 제2 커패시터 C2의 양극에 연결되고, 타단이 제1 바이패스 스위치 K1의 제어단에 연결되며, 제2 스위치 K2가 스위치 온된 후 제2 커패시터 C2가 방전되어 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시킨다.

제2 스위치에는 기계 스위치, 릴레이, 사이리스터, IGBT, IGCT, GTO, MOSFET 중의 한 가지가 포함되나 이에 제한되지 않는다. 다시 말하면, 제2 스위치 K2는 기계 스위치이거나 또는 릴레이일 수 있고, 또한 전자 스위치, 예를 들면 사이리스트, IGBT, IGCT, GTO 또는 MOSFET일 수 있으며, 그 중에서, 제2 스위치 K2의 트리거 신호는 전원 보드 또는 제어 보드로부터 오는 것이다.

본 출원의 실시예에서 제공하는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로는, 전력 모듈이 에너지 획득 보드 고장이 발생할 때, 중복 에너지 획득 회로를 통하여 바이패스 스위치의 스위치 온 회로를 위하여 에너지를 축적하여, 바이패스 스위치가 충분한 스위치 온 에너지를 갖도록 확보하며; 바이패스 스위치의 스위치 온 회로 에너지 축적, 스위치 온 명령 트리거 두 방면에서 모두 이중화의 구성을 제공하여, 바이패스 성공의 신뢰성을 향상시키고, 스위치 모듈, 커패시터가 과전압 조건 하에서 손상되는 것을 방지하고, 컨버터의 압력에 의한 작동 정지를 방지하였다.

도4는 본 출원의 또 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 구성 도면으로서, 해당 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로는 전력 모듈의 중복 에너지 획득 회로로 하고, 전력 모듈에는 적어도 하나의 전력 반도체 장치, 제1 커패시터 C1, 제1 바이패스 스위치 K1이 포함되며, 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는 전원 보드(11), 제어 보드(12), 제1 충전 회로(23), 방전 회로(24)가 포함된다.

전원 보드(11)는 제1 커패시터 C1로부터 에너지를 획득하고, 또한 제어 보드(12)로 전력을 공급하고 방전 회로(24)를 향하여 충전시킨다. 제1 충전 회로(23)는 일단이 제1 커패시터 C1의 양극에 연결되고, 타단이 방전 회로(24)에 연결되며, 전원 보드(11)가 정상적으로 작동하지 않을 때, 방전 회로(24)를 향하여 충전시킨다. 제어 보드(12)는 방전 회로(24)의 스위치 온을 제어한다. 방전 회로(24)가 스위치 온된 후 방전되어 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시킨다.

제1 충전 회로(23)에는 제1 전압 안정기 VD1, 제1 저항 R1, 제3 스위치 K3이 포함된다.

제1 전압 안정기 VD1의 음극이 제1 커패시터 C1의 양극에 연결된다. 제1 저항 R1의 일단이 제3 스위치 K3의 일단에 연결되고, K3의 타단이 제1 전압 안정기 VD1의 양극에 연결되며, 제1 저항 R1의 타단이 제2 커패시터 C2의 양극에 연결된다. 제3 스위치 K3은 제1 충전 회로(23)의 온/오프를 제어한다.

방전 회로(24)에는 제2 커패시터 C2, 제2 스위치 K2, 제3 저항 R3이 포함된다.

제2 커패시터 C2의 양극이 전원 보드(11)와 제1 충전 회로(23)에 연결되고, 음극이 전원 보드(11)의 그라운드에 연결되며, 전원 보드(11) 또는 제1 충전 회로(23)를 통하여 제2 커패시터 C2를 충전한다. 제2 스위치 K2의 일단이 제2 커패시터 C2의 양극에 연결되고, 타단이 제1 바이패스 스위치 K1의 제어단에 연결되며, 제2 스위치 K2가 스위치 온된 후 제2 커패시터 C2가 방전되어 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시킨다. 제3 저항 R3은 제2 커패시터와 병렬 연결되고, R3 저항 값을 조정할 수 있으며, 제3 저항 R3과 제1 저항 R1 분압의 원리를 통하여 충전 전압을 조정한다.

제2 스위치, 제3 스위치에는 기계 스위치, 릴레이, 사이리스터, IGBT, IGCT, GTO, MOSFET 중의 한 가지 또는 여러 가지가 포함되나 이에 제한되지 않는다. 다시 말하면, 제2 스위치 K2, 제3 스위치 K3은 기계 스위치이거나 또는 릴레이일 수 있고, 또한 전자 스위치, 예를 들면 사이리스트, IGBT, IGCT, GTO 또는 MOSFET일 수 있으며, 그 중에서, 제2 스위치 K2, 제3 스위치 K3의 트리거 신호는 전원 보드 또는 제어 보드로부터 오는 것이다.

제1 충전 회로에는 또한 제3 스위치 K3이 포함되는 바, 그 일단이 제1 전압 안정기 VD1의 양극과 연결되고, 타단이 제1 저항 R1과 연결된다. 제3 스위치 K3은 전원 보드가 작동하지 않을 때 스위치 온 상태에 처하고, 전원 보드가 정상적으로 작동할 때 스위치 오프 상태에 처한다.

도5는 본 출원의 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 구성 도면으로서, 해당 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로는 전력 모듈의 중복 에너지 획득 회로로 하고, 전력 모듈에는 적어도 하나의 전력 반도체 장치, 제1 커패시터 C1, 제1 바이패스 스위치 K1이 포함되며, 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는 전원 보드(11), 제어 보드(12), 제1 충전 회로(23), 방전 회로(34), 제2 충전 회로(35)가 포함된다.

전원 보드(11)는 제1 커패시터 C1로부터 에너지를 획득하고, 또한 제어 보드(12)로 전력을 공급하고 방전 회로(34)를 향하여 충전시킨다. 제1 충전 회로(23)는 일단이 제1 커패시터 C1의 양극에 연결되고, 타단이 방전 회로(34)에 연결되며, 전원 보드(11)가 정상적으로 작동하지 않을 때, 방전 회로(34)를 향하여 충전시킨다. 제어 보드(12)는 방전 회로(34)의 스위치 온을 제어한다. 방전 회로(34)가 스위치 온된 후 방전되어 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시킨다. 제2 충전 회로(35)는 제어 보드(12)가 정상적으로 작동하지 않을 때 방전 회로(34) 스위치 온을 트리거시킨다.

방전 회로(34)에는 제2 커패시터 C2, 제2 스위치 K2, 제3 저항 R3, 제3 전압 안정기 DV3이 포함된다.

제2 커패시터 C2의 양극이 전원 보드(11)와 제1 충전 회로(23)에 연결되고, 음극이 전원 보드(11)의 그라운드에 연결되며, 전원 보드(11) 또는 제1 충전 회로(23)를 통하여 제2 커패시터 C2를 충전한다. 제2 스위치 K2의 일단이 제2 커패시터 C2의 양극에 연결되고, 타단이 제1 바이패스 스위치 K1의 제어단에 연결되며, 제2 스위치 K2가 스위치 온된 후 제2 커패시터 C2가 방전되어 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시킨다. 제3 저항 R3은 제3 전압 안정기 VD3 및 제2 커패시터와 병렬 연결되고, R3 저항 값을 조정할 수 있으며, 제3 저항 R3과 제1 저항 R1 분압의 원리를 통하여 충전 전압을 조정하고, 제3 전압 안정기 VD3은 충전 전압을 안정시킬 수 있다.

제2 충전 회로(35)에는 제2 전압 안정기 VD2, 제2 저항 R2가 포함된다.

제2 전압 안정기 VD2의 음극이 제1 커패시터 C1의 양극에 연결된다. 제2 저항 R2의 일단이 제2 전압 안정기 VD2의 양극에 연결되고, 타단이 제1 커패시터 C1의 음극에 연결되며, 제2 전압 안정기 VD2가 절연 파괴된 후 제2 스위치 K2가 스위치 온된다. 그 중에서, 또한 제2 전압 안정기 VD2를 다이오드로 교체할 수 있으며, 다이오드는 전원 보드가 출력한 전원이 서브 모듈 커패시터로 리차지되는 것을 방지할 수 있다.

제2 스위치 K2에는 기계 스위치, 릴레이, 사이리스터, IGBT, IGCT, GTO, MOSFET 중의 한 가지가 포함되나 이에 제한되지 않는다. 다시 말하면, 제2 스위치 K2는 기계 스위치이거나 또는 릴레이일 수 있고, 또한 전자 스위치, 예를 들면 사이리스트, IGBT, IGCT, GTO 또는 MOSFET일 수 있으며, 그 중에서, 제2 스위치 K2의 트리거 신호는 전원 보드 또는 제어 보드로부터 오는 것이다.

전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는 제1 전압 안정기 VD1, 제2 전압 안정기 VD2, 제2 스위치 K2, 제1 저항 R1, 제2 저항 R2, 제2 커패시터 C2, 전원 보드와 제어 보드가 포함된다. 제1 전압 안정기 VD1의 음극이 제1 커패시터 C1의 양극과 연결되고, 양극이 제1 저항 R1에 직렬 연결된 후 제2 커패시터 C2의 양극과 연결되며, 제2 커패시터 C2의 음극이 제1 커패시터 C1의 음극과 연결되고, 제2 전압 안정기 VD2의 음극이 제1 커패시터 C1의 양극과 연결되고, 양극이 제2 저항 R2와 연결되며, 제2 저항 R2의 타단이 제1 커패시터 C1의 음극과 연결되고, 제1 바이패스 스위치 K1이 전력 모듈의 x1 단자와 x2 단자 사이에 병렬 연결되며, 전원 보드는 제1 커패시터 C1로부터 에너지를 획득하고, 또한 제어 보드로 전력을 공급하고 제2 커패시터 C2를 향하여 충전시키며, 제어 보드는 제2 스위치 K2를 트리거시키는 것을 통하여 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 제어한다.

본 출원의 실시예에서 제공하는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로는, 제어 보드 고장 시, 제2 충전 회로가 커패시터 전압의 상승을 통하여 제2 전압 안정기를 절연 파괴시켜 바이패스 스위치의 스위치 온 명령을 트리거시키며; 또한 제2 전압 안정기를 다이오드로 교체할 수 있으며, 다이오드는 전원 보드가 출력한 전원이 서브 모듈 커패시터로 리차지되는 것을 방지할 수 있다.

도6은 본 출원의 또 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 구성 도면으로서, 해당 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로는 전력 모듈의 중복 에너지 획득 회로로 하고, 전력 모듈에는 적어도 하나의 전력 반도체 장치, 제1 커패시터 C1, 제1 바이패스 스위치 K1이 포함되며, 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는 전원 보드(41), 제어 보드(12), 제1 충전 회로(23), 방전 회로(14), 제2 충전 회로(35), 제4 스위치(46)가 포함된다.

본 실시예에서, 전원 보드(41)는 격리형 전원 보드이고, 격리 변압기가 포함되며, 격리 변압기의 주 사이드와 보조 사이드 회로가 공동 접지되지 않으며, 전원 보드(41)는 제1 커패시터 C1로부터 에너지를 획득하고, 또한 제어 보드(12)로 전력을 공급하고 방전 회로(14)를 향하여 충전시킨다. 제1 충전 회로(23)는 일단이 제1 커패시터 C1의 양극에 연결되고, 타단이 방전 회로(14)에 연결되며, 전원 보드(41)가 정상적으로 작동하지 않을 때, 방전 회로(14)를 향하여 충전시킨다. 제어 보드(12)는 방전 회로(14)의 스위치 온을 제어한다. 방전 회로(14)가 스위치 온된 후 방전되어 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시킨다. 제4 스위치(46)는 전력 모듈과 전원 보드(41)과 공동으로 접지되지 않을 때, 전력 모듈의 그라운드와 전원 보드(41)의 그라운드 사이에 직렬 연결되어, 전력 모듈의 그라운드와 전원 보드(41)의 그라운드를 온시킨다.

제2 커패시터 C2의 양극이 전원 보드(41)와 제1 충전 회로(23)에 연결되고, 음극이 전원 보드(41)의 그라운드에 연결되며, 전원 보드(41) 또는 제1 충전 회로(23)를 통하여 제2 커패시터 C2를 충전한다. 제2 스위치 K2의 일단이 제2 커패시터 C2의 양극에 연결되고, 타단이 제1 바이패스 스위치 K1의 제어단에 연결되며, 제2 스위치 K2가 스위치 온된 후 제2 커패시터 C2가 방전되어 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시킨다.

제2 스위치 K2, 제4 스위치 K4에는 기계 스위치, 릴레이, 사이리스터, IGBT, IGCT, GTO, MOSFET 중의 한 가지 또는 여러 가지가 포함되나 이에 제한되지 않는다. 다시 말하면, 제2 스위치 K2, 제4 스위치 K4는 기계 스위치이거나 또는 릴레이일 수 있고, 또한 전자 스위치, 예를 들면 사이리스트, IGBT, IGCT, GTO 또는 MOSFET일 수 있으며, 그 중에서, 제2 스위치, 제4 스위치의 트리거 신호는 전원 보드 또는 제어 보드로부터 오는 것이다.

전력 모듈 중복 에너지 획득 회로 중의 전원 보드는 격리형 전원 보드일 수 있고, 격리형 전원 보드에는 격리 변압기가 포함되며, 변압기의 주 사이드, 보조 사이드 회로가 공동 접지되지 않으며, 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는 또한 제4 스위치 K4가 포함되고, 제4 스위치 K4는 제2 커패시터 C2의 음극과 제1 커패시터 C1의 음극 사이에 직렬 연결되고, 전원 보드가 작동하지 않을 때 스위치 온 상태에 처하고, 전원 보드가 정상적으로 작동할 때 스위치 오프 상태에 처한다.

본 출원의 실시예에서 제공하는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로는 비격리와 격리형 에너지 획득 보드에 적용될 수 있고, 구현하는 기능이 일치하며, 원 시스템의 신뢰성을 향상시키고, 공정 실용 가치를 갖는다.

도7a는 본 출원의 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법의 흐름도로서, 하기 단계가 포함된다.

S710 단계에서, 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제1 충전 회로가 방전 회로를 향하여 충전시킨다.

전력 모듈이 가동될 때, 전력 모듈 중의 제1 커패시터 C1이 충전을 시작한다. 전력 모듈에 고장이 발생하여 바이패스하여야 할 때, 만일 전원 보드가 정상적으로 작동하면, 전원 보드는 제1 커패시터 C1로부터 에너지를 획득하고, 또한 제어 보드로 전력을 공급하고 방전 회로의 제2 커패시터 C2를 향하여 충전시킨다.

전원 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제1 커패시터 C1이 제1 커패시터 C1 전압이 제1 전압 안정기 VD1의 제1 역치에 도달할 때까지 충전되면, 제1 전압 안정기 VD1이 절연 파괴된다. 제1 커패시터 C1은 제1 전압 안정기 VD1, 제1 저항 R1을 통하여 제2 커패시터 C2를 위하여 충전시킨다.

S720 단계에서, 제어 보드가 방전 회로 스위치 온을 제어한다.

제어 보드는 방전 회로 스위치 온을 제어하는 바, 다시 말하면 제어 보드는 제2 스위치 K2를 스위치 온하라는 명령을 발한다. 만일 제어 보드가 제2 스위치 K2를 스위치 온하라는 명령을 발하지 않으면, 고장이 발생한 전력 모듈은 계속하여 작동한다.

S730 단계에서, 방전 회로가 스위치 온된 후 방전되어 제1 바이패스 스위치의 스위치 온을 트리거시킨다.

제2 스위치 K2가 스위치 온된 후, 방전 회로가 스위치 온되고, 제2 커패시터 C2가 방전하여, 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시키며, 바이패스가 완성된다.

도7b는 본 출원 7a에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법의 흐름 도면으로서, 구체적인 단계는 도7b에 도시된 바와 같다.

전력 모듈이 가동되고, 고장이 발생하여 바이패스하여야 할 때, 초기 상태는 제1 바이패스 스위치 K1이 스위치 오프되고, 제2 스위치 K2가 스위치 오프되며, 전력 모듈 중의 제1 커패시터 C1이 충전을 시작한다. 전원 보드가 정상적으로 작동하는지 판단하여, 만일 전원 보드가 정상적으로 작동하면, 제어 보드가 제2 스위치 K2를 스위치 온시키라는 명령을 발하고, 제2 커패시터 C2 방전하여 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시킨다. 만일 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않으면, 제1 커패시터 C1이 계속하여 충전하고, 커패시터 전압이 제1 전원 장치 VD1의 제1 역치 V_c1에 도달할 때, 제1 전력 장치 VD1이 절연 파괴되며; 제1 커패시터 C1이 제1 전력 장치 VD1, 제3 스위치 K3, 제1 저항 R1을 통하여 제2 커패시터 C2를 위하여 충전시킨다. 제어 보드가 제2 스위치 K2의 스위치 온을 트리거시키고, 제2 커패시터 C2가 방전하여, 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시키며, 바이패스가 완성된다.

도8a는 본 출원의 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법의 흐름 도면으로서, 하기 단계가 포함된다.

S810 단계에서, 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제1 충전 회로가 방전 회로를 향하여 충전시킨다.

전력 모듈이 가동할 때 고장이 발생하여 바이패스하여야 하면, 전력 모듈 중의 제1 커패시터 C1이 충전을 시작하고, 만일 전원 보드가 정상적으로 작동하면, 전원 보드는 제1 커패시터 C1로부터 에너지를 획득하고, 또한 제어 보드로 전력을 공급하고 방전 회로의 제2 커패시터 C2를 향하여 충전시킨다.

만일 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제1 커패시터 C1이 제1 커패시터 C1 전압이 제1 전압 안정기 VD1의 제1 역치 V_c1에 도달할 때까지 충전되면, 제1 전압 안정기 VD1이 절연 파괴된다. 제1 커패시터 C1은 제1 전압 안정기 VD1, 제1 저항 R1을 통하여 제2 커패시터 C2를 위하여 충전시킨다.

S821 단계에서, 제어 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제2 충전 회로가 상기 방전 회로 스위치 온을 트리거시킨다.

제어 보드가 정상적으로 작동하지 않는 상황에는, 전원 보드 고장이 초래하는 제어 보드 고장 또는 제어 보드 자체 고장으로, 제2 스위치 K2를 스위치 온시키라는 명령을 발하지 못하거나 또는 비록 제2 스위치 K2를 스위치 온시키라는 명령을 발하였지만 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온이 성공적이지 못한 상황이 포함된다. 본 실시예는 제어 보드가 제2 스위치 K2를 스위치 온시키라는 명령을 발하였지만 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온이 성공적이지 못한 상황이다.

제어 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제2 충전 회로가 제2 스위치 K2를 스위치 온을 트리거시킨다. 그 중에서, 제2 충전 회로에는 제2 전압 안정기 VD2, 제2 저항 R2가 포함된다. 제1 커패시터 C1 전압이 제2 전압 안정기 VD2의 제2 역치 V_c2에 도달할 때까지 제1 커패시터 C1이 계속하여 충전되면, 제2 전압 안정기 VD2가 절연 파괴되고 또한 제2 스위치 K2의 스위치 온을 트리거시킨다.

S830 단계에서, 방전 회로가 스위치 온된 후 방전되어 제1 바이패스 스위치의 스위치 온을 트리거시킨다.

본 실시예에서, 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제1 충전 회로가 전원 보드를 대체하여 방전 회로를 향하여 충전시키고, 제어 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제2 충전 회로가 제어 보드를 대체하여 방전 회로 스위치 온을 트리거시키며, 두 가지는 수요에 의하여 조합할 수 있다.

도8b는 본 출원 8a에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법의 흐름도로서, 구체적인 단계는 하기와 같다.

도8b에 도시된 바와 같이, 전력 모듈이 정상적으로 작동할 때, 초기 상태는 제1 바이패스 스위치 K1이 스위치 오프되고, 제2 스위치 K2가 스위치 오프되며, 제3 스위치 K3이 스위치 오프된다. 전력 모듈 고장으로 바이패스가 필요하다는 것이 탐지될 때, 모든 스위치 모듈의 구동 명령을 폐쇄한다. 만일 제어 보드가 정상적으로 작동하면, 제어 보드가 제2 스위치 K2를 스위치 온시키라는 명령을 발하고, 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시킨다. 스위치 온에 성공하면, 흐름을 끝내며; 만일 스위치 온에 성공하지 못하면, 하기 흐름을 실행한다.

제1 커패시터 C1이 계속 충전되고, 전원 보드가 정상적으로 작동하는지 여부를 판단한다.

만일 전원 보드가 정상적으로 작동하고, 커패시터 전압이 제2 전압 안정기 VD2의 제2 역치 V_c2에 도달할 때, 제2 전압 안정기 VD2가 절연 파괴된다. 제2 스위치 K2의 스위치 온을 트리거시키고, 제2 커패시터 C2가 방전하여, 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시킨다.

만일 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제3 스위치 K3를 닫고, 제1 커패시터 C1이 계속 충전되며, 커패시터 전압이 제1 전압 안정기 VD1의 제1 역치 V_c1에 도달할 때, 제1 전력 장치 VD1이 절연 파괴된다.

제1 커패시터 C1이 계속하여 충전되고, 커패시터 전압이 제2 전압 안정기 VD2의 제2 역치 V_c2에 도달할 때, 제2 전압 안정기 VD2가 절연 파괴된다. 제2 충전 회로가 제2 스위치 K2의 스위치 온을 트리거시키고, 제2 커패시터 C2가 방전하여, 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시키며, 바이패스가 완성된다.

도9는 본 출원의 또 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법의 흐름 도면으로서, 하기 단계가 포함된다.

S901 단계에서, 전력 모듈이 정상 작동 시 고장이 발생하면, 모든 전력 모듈의 구동 명령을 폐쇄시킨다.

전력 모듈이 정상 작동시 고장이 발생하면 바이패스가 필요할 때, 우선 모든 전력 모듈의 구동 명령을 폐쇄시킨다.

S910 단계에서, 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제1 충전 회로가 방전 회로를 향하여 충전시킨다.

전력 모듈 중의 제1 커패시터 C1이 충전되고, 만일 전원 보드가 정상적으로 작동하면, 전원 보드는 제1 커패시터 C1로부터 에너지를 획득하고, 또한 제어 보드로 전력을 공급하고 방전 회로를 향하여 충전시킨다. 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제1 커패시터 C1 전압이 제1 전압 안정기 VD1의 제1 역치에 도달할 때까지 제1 커패시터 C1이 충전되면, 제1 전압 안정기 VD1이 절연 파괴된다. 제1 커패시터 C1은 제1 전압 안정기 VD1, 제1 저항 R1을 통하여 제2 커패시터 C2를 위하여 충전시킨다.

S920 단계에서, 제어 보드가 방전 회로 스위치 온을 제어한다.

S930 단계에서, 방전 회로가 스위치 온된 후 방전되어 제1 바이패스 스위치의 스위치 온을 트리거시킨다.

도10는 본 출원의 또 다른 일 실시예에서 제공하는 일 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법의 흐름도로서, 하기 단계가 포함된다.

전력 모듈이 가동될 때, 초기 상태는 제1 바이패스 스위치 K1이 스위치 오프되고, 제2 스위치 K2가 스위치 오프되며, 제3 스위치 K3이 스위치 온된다. 전력 모듈에 고장이 발생하여 바이패스가 필요할 때, 전력 모듈 중의 제1 커패시터 C1이 충전을 시작한다. 전원 보드가 정상적으로 작동하는지 여부를 판단한다. 만일 전원 보드가 정상적으로 작동하면, 제어 보드가 제2 스위치 K2를 스위치 온시키라는 명령을 발하고, 제2 커패시터 C2 방전하여 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시킨다. 만일 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않으면, 제1 커패시터 C1 계속하여 충전한다. 커패시터 전압이 제1 전압 안정기 VD1의 제1 역치 V_c1에 도달할 때, 제1 전압 안정기 VD1이 절연 파괴된다. 제1 커패시터 C1은 제1 전압 안정기 VD1, 제3 스위치 K3, 제1 저항 R1을 통하여 제2 커패시터 C2를 위하여 충전시킨다. 제1 커패시터 C1이 계속하여 충전되고, 제1 커패시터 C1 의 커패시터 전압이 제2 전압 안정기 VD2의 제2 역치 V_c2에 도달할 때, 제2 전압 안정기 VD2가 절연 파괴된다. 제2 스위치 K2의 스위치 온을 트리거시키고, 제2 커패시터 C2가 방전하여, 제1 바이패스 스위치 K1의 스위치 온을 트리거시킨다.

본 발명에서 제공하는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로는, 전력 모듈이 가동되며 에너지 획득 보드 고장이 발생할 때, 중복 에너지 획득 회로를 통하여 바이패스 스위치의 스위치 온 회로를 위하여 에너지를 축적하여, 바이패스 스위치가 충분한 스위치 온 에너지를 갖도록 확보한다. 제어 보드 고장 시, 커패시터 전압의 상승을 통하여 전압 안정기를 절연 파괴시켜 바이패스 스위치의 스위치 온 명령을 트리거시키며; 또한 전압 안정기를 다이오드로 교체할 수 있으며, 다이오드는 전원 보드가 출력한 전원이 서브 모듈 커패시터로 리차지되는 것을 방지할 수 있다. 바이패스 스위치의 스위치 온에 실패한 후, 여전히 커패시터 전압의 상승을 통하여, 재차 바이패스 스위치의 스위치 온 회로를 위하여 에너지를 축적하고, 그 후 바이패스 스위치의 스위치 온 명령을 트리거시킨다. 바이패스 스위치의 스위치 온 회로 에너지 축적, 스위치 온 명령 트리거 두 방면에서 모두 이중화의 구성을 제공하여, 바이패스 성공의 신뢰성을 향상시키고, 스위치 모듈, 커패시터가 과전압 조건 하에서 손상되는 것을 방지하고, 컨버터의 압력에 의한 작동 정지를 방지하였다. 비격리와 격리형 에너지 획득 보드에 적용될 수 있고, 구현하는 기능이 일치하며, 원 시스템의 신뢰성을 향상시키고, 공정 실용 가치를 갖는다.

설명하여야 할 바로는, 이상에서는 도면을 참조하여 설명한 각 실시예는 단지 본 출원을 설명하기 위한 것일 뿐 본 출원의 범위를 제한하는 것이 아니며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 고안의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이며, 이는 모두 본 출원의 범위에 속한다. 그리고, 문맥 상 별도로 명기한 것을 제외하고, 단수 형식으로 표현된 단어는 복수 형식을 포함하고, 거꾸로도 마찬가지이다. 그리고, 특별하게 설명한 외, 임의의 실시예의 전부 또는 일부는 임의의 기타 실시예의 전부 또는 일부와 결합되어 사용될 수 있다.

Claims

전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에 있어서, 상기 전력 모듈에는 적어도 하나의 전력 반도체 장치, 제1 커패시터(C1), 제1 바이패스 스위치(K1)가 포함되고, 상기 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는 제1 전압 안정기(VD1), 제2 전압 안정기(VD2), 제2 스위치(K2), 제1 저항(R1), 제2 저항(R2), 제2 커패시터(C2), 전원 보드와 제어 보드;
음극이 상기 제1 커패시터(C1)의 양극에 연결되고, 양극이 상기 제1 저항(R1)에 직렬 연결된 후 상기 제2 커패시터(C2)의 양극에 연결되는 제1 전압 안정기(VD1);
음극이 상기 제1 커패시터(C1)의 음극에 연결되는 상기 제2 커패시터(C2);
음극이 상기 제1 커패시터(C1)의 양극에 연결되고, 양극이 상기 제2 저항(R2) 일단에 연결되는 제2 전압 안정기(VD2), 타단이 상기 제1 커패시터(C1)의 음극에 연결되는 상기 제2 저항(R2);
상기 전력 모듈의 x1 단자와 x2 단자 사이에 병렬 연결되는 제1 바이패스 스위치(K1);
상기 제1 커패시터(C1)로부터 에너지를 획득하고, 또한 제어 보드로 전력을 공급하고 상기 제2 커패시터(C2)를 향하여 충전시키는 전원 보드;
상기 제2 스위치(K2) 온이 상기 제1 바이패스 스위치(K1) 온을 제어하는 제어 보드가 포함되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로.
제1항에 있어서, 전원 보드는 격리형 전원 보드이고, 격리 변압기가 포함되며, 격리 변압기의 주 사이드와 보조 사이드 회로가 공동 접지되지 않으며, 상기 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는 또한,
제2 커패시터(C2)의 음극과 제1 커패시터(C1)의 음극 사이에 직렬 연결되고, 전원 보드가 작동하지 않을 때 스위치 온 상태에 처하고, 전원 보드가 정상적으로 작동할 때 스위치 오프 상태에 처하는 제4 스위치(K4)가 포함되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로.
제1항에 있어서, 상기 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는 또한,
전력 모듈에는 적어도 두 개의 전력 반도체 장치가 포함되며, 전력 모듈은 하프 브리지 연결 형식이 포함되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로.
제1항에 있어서, 상기 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는 또한,
전력 모듈에는 적어도 네 개의 전력 반도체 장치가 포함되며, 전력 모듈은 풀 브리지 연결 형식이 포함되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로.
제1항에 있어서, 상기 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는 또한,
일단이 제1 전압 안정기(VD1)의 양극과 연결되고, 타단이 제1 저항(R1)과 연결되며, 전원 보드가 작동하지 않을 때 스위치 온 상태에 처하고, 전원 보드가 정상적으로 작동할 때 스위치 오프 상태에 처하는 제3 스위치가 포함되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로.
제1항에 있어서, 상기 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로에는 또한,
제1 바이패스 스위치(K1)는 스위치 온 후 기계 유지 기능을 갖고 있고, 전기 차단 후 제1 바이패스 스위치(K1)는 스위치 온 상태를 유지할 수 있고, 제1 바이패스 스위치(K1)의 스위치 온 신호는 제2 커패시터(C2)의 방전으로부터 온 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로.
제1항, 제2항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 스위치(K2), 제3 스위치(K3), 제4 스위치(K4)에는 기계 스위치, 릴레이, 또는 전자 스위치; 제2 스위치(K2), 제3 스위치(K3), 제4 스위치(K4)의 트리거 신호는 전원 보드 또는 제어 보드로부터 오는 것이 포함되는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로.
제5항의 상기 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법에 있어서, 전력 모듈이 가동되고, 고장이 발생하여 바이패스하여야 할 때, 하기 단계가 포함되는 바, 즉
1단계: 초기 상태는 제1 바이패스 스위치(K1)가 스위치 오프되고, 제2 스위치(K2)가 스위치 오프되며, 제3 스위치(K3)가 스위치 온되며;
2단계: 전력 모듈 중의 제1 커패시터(C1)가 충전을 시작하며;
3단계: 전원 보드가 정상적으로 작동하는지 여부를 판단하며;
4단계: 만일 전원 보드가 정상적으로 작동하면, 제어 보드가 제2 스위치 (K2)를 스위치 온시키라는 명령을 발하고, 제2 커패시터(C2)가 방전하여 제1 바이패스 스위치(K1)의 스위치 온을 트리거시키며;
5단계: 만일 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않으면, 제1 커패시터(C1)가 계속하여 충전하며;
6단계: 커패시터 전압이 제1 전압 안정기(VD1)의 제1 역치 V_(C1)에 도달할 때, 제1 전압 안정기(VD1)가 항복되며;
7단계: 제1 커패시터(C1)는 제1 전압 안정기(VD1), 제3 스위치(K3), 제1 저항 (R1)을 통하여 제2 커패시터 (C2)를 위하여 충전시키며;
8단계: 제1 커패시터 (C1)가 계속하여 충전하고, 제1 커패시터 (C1) 상의 커패시터 전압이 제2 전압 안정기 (VD2)의 제2 역치 V_(C2)에 도달할 때, 제2 전압 안정기 (VD2)가 항복되며;
9단계: 제2 스위치 (K2)의 스위치 온을 트리거시키고, 제2 커패시터 (C2)가 방전하여, 제1 바이패스 스위치 (K1)의 스위치 온을 트리거시키는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법.
제5항의 상기 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법에 있어서, 전력 모듈이 정상적으로 작동되고, 고장이 발생하여 바이패스하여야 할 때, 하기 단계가 포함되는 바, 즉
1단계: 초기 상태는 제1 바이패스 스위치 (K1)가 스위치 오프되고, 제2 스위치 (K2)가 스위치 오프되고, 제3 스위치 (K3)가 스위치 오프되며;
2단계: 전력 모듈 고장으로 바이패스가 필요하다는 것을 탐지할 때, 모든 스위치 모듈의 구동 명령을 폐쇄하며;
3단계: 제어 보드가 제2 스위치 (K2)를 스위치 온시키라는 명령을 발하고, 제1 바이패스 스위치 (K1)의 스위치 온을 트리거시키며;
4단계: 스위치 온에 성공하면, 흐름을 끝내며; 만일 스위치 온에 성공하지 못하면, 하기 흐름을 실행하며;
5단계: 제1 커패시터 (C1)가 계속 충전하고, 전원 보드가 정상적으로 작동하는지 여부를 판단하고, 만일 전원 보드가 정상적으로 작동하고, 커패시터 전압이 제2 전압 안정기 (VD2)의 제2 역치 V_(C2)에 도달할 때, 제2 전압 안정기 (VD2)가 항복되며;
6단계: 제2 스위치 (K2)의 스위치 온을 트리거시키고, 제2 커패시터 (C2)가 방전하여, 제1 바이패스 스위치 (K1)의 스위치 온을 트리거시키며;
7단계: 만일 전원 보드가 정상적으로 작동하지 않을 때, 제3 스위치 (K3)를 닫고, 제1 커패시터 (C1)가 계속하여 충전하며, 커패시터 전압이 제1 전압 안정기 (VD1)의 제1 역치 V_(C1)에 도달할 때, 제1 전력 장치 (VD1)이 항복되며;
8단계: 제1 커패시터 (C1)가 계속하여 충전하고, 커패시터 전압이 제2 전압 안정기 (VD2)의 제2 역치 V_(C2)에 도달할 때, 제2 전압 안정기 (VD2)가 항복되며;
9단계: 제2 스위치 (K2)의 스위치 온을 트리거시키고, 제2 커패시터 (C2)가 방전하여, 제1 바이패스 스위치 (K1)의 스위치 온을 트리거시키는 것을 특징으로 하는 전력 모듈 중복 에너지 획득 회로의 제어 방법.
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