KR102525732B1 - 공진 턴-오프 기능을 갖는 정적 전환 스위치 - Google Patents

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Abstract

부적절한 전력원을 단절하고 부하를 대체 전력원으로 전환시키기 위한 공진 턴오프 회로가 제공된다. 상기 회로에서, 전력원의 AC 사이클이 제로 크로싱하기 전에 메인 스위치가 턴오프된다. 결과적으로, 상기 메인 스위치는 부하에 공급되는 전력을 제 2 전력원으로 전환시키도록 빠르게 턴오프될 수 있다. 상기 회로는 공진 스위치, 커패시터, 프리-챠징 전력 공급원 및 인덕터를 포함할 수 있다. 메인 스위치를 턴오프하려고 할 때, 상기 스위치 양단에 전압 반전을 야기하도록 공진 스위치가 턴오프된다.

Description

공진 턴-오프 기능을 갖는 정적 전환 스위치
본 발명은 일반적으로 정적 전환 스위치들(static transfer switches)에 관한 것으로, 특히 스위치를 턴오프하는 것에 관한 것이다.
정적 전환 스위치(STS)는 민감한 부하들에 전력을 분배하는 데 사용되는 알려진 유형의 전기 구성요소이다. 예를 들어, 정적 전환 스위치들은 일반적으로 데이터 센터들 또는 기타 산업 플랜트 또는 지속적이고 안정적인 전력이 필요한 시설들에 전력을 공급하는 데 사용된다.
정적 전환 스위치는 부하에 전력을 공급하기 위해 여러 전력원들 사이를 스위칭하는 데 사용된다. 예를 들어, 전기망(electric grid)과 같은 하나의 전력원은 주 전력원이 될 수 있고, 발전기와 같은 제 2 전력원은 백업 전력원이 될 수 있다. 두 전력원들 모두 부하에 전력을 공급하는 정적 전환 스위치에 공급된다. 정상 상태 동안, 정적 전환 스위치는 주 전력원 및 백업 전력원을 모니터링하고, 주 전력원으로부터의 전력을 부하에 공급한다. 주 전력원으로부터의 전력이 악화되면, 정적 전환 스위치는 백업 전력원으로 스위칭하여 부하에 공급한다. 그러한 스위칭은 부하가 전력 공급원들 사이에서의 스위치에 의해 영향을 받지 않을 만큼 빠르게 일어나도록 설계된다.
원하는 스위칭 속도와 신뢰성을 얻기 위해, 정적 전환 스위치들은 "정적(static)" 스위칭을 사용하고, 이는 솔리드 스테이트 전력 전자장치가 전력원들 사이를 전환하는 데 사용된다는 것을 의미한다. 그러나, 솔리드 스테이트 전력 전자장치를 사용하더라도, 스위칭 속도는 정적 전환 스위치의 문제가 된다. 예를 들어, 주 전력원의 악화가 갑자기 일어날 수 있으며, 악화되는 주 전력원으로부터 벗어나도록 빠르게 스위칭하는 것이 중요하다. 즉, 예를 들어 데이터 센터에서의 많은 전기 구성요소들은 전력 공급 변동에 특히 민감한다. 또한, 두 전력원들 사이의 스위칭 타이밍은 매끄럽게 이루어져야 한다. 따라서, 예를 들어, 전력원 단절 지연으로 인해, 일시적으로 여러 전력원들이 부하에 연결됨으로써 전력이 급증하거나 또는 일시적으로 부하에 전력원이 연결되지 않아 전력의 갭을 허용하는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 정적 전환 스위치에 있어서, 전력원들 사이에서 스위칭을 할 때 가능한 한 빨리 전력원을 단절할 수 있는 것이 중요하다.
전력원을 턴오프하는 정적 전환 스위치는 AC 사이클의 절반 미만이다. 이러한 것은 정적 전환 스위치가 두 전력원들 사이에서 빠르게 스위칭할 수 있게 하여 민감한 부하들에 대한 적절한 전력을 유지할 수 있다. 그 회로는 두 개의 메인 스위치들 및 두 개의 공진 스위치들을 포함한다. 공진 스위치들 중 적어도 하나는 메인 스위치를 턴오프하기 위해 턴온된다.
본 발명은 도면들과 함께 다음의 상세한 설명을 읽음으로써 보다 완전히 이해될 수 있다.
도 1은 정적 전환 스위치의 회로도이다.
도 2는 공진 턴오프 회로의 회로도이다.
도 3은 도 2의 사이리스터들 중 하나가 턴오프되는 것을 보여주는 차트이다.
도 4는 도 3의 확장된 차트이다.
도 5는 또 다른 공진 턴오프 회로의 회로도이다.
도 6은 도 5의 사이리스터들 중 하나가 턴오프되는 것을 보여준다.
도 7는 도 6의 확장된 차트이다.
이제 도면들, 특히 도 1을 참조하면, 정적 전환 스위치(10)에 대한 회로도가 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 정적 전환 스위치(10)에는 제 1 전력원(12) 및 제 2 전력원(14)이 공급된다. 정적 전환 스위치(10)의 출력은 데이터 센터와 같은 부하(16)에 연결된다. 전력원들(12, 14) 사이에서의 스위칭은 제 1 및 제 2 메인 스위치들(22, 24)의 대응하는 세트들(18, 20)의 사용을 통해 달성된다. 바람직하게는, 메인 스위치들(22, 24)은 사이리스터들 또는 게이트 턴오프 사이리스터들(GTO)이다. 메인 스위치들(22, 24)은, 전력원(12, 14)으로부터 스위치들(22, 24)로 AC 전력원이 공급되고 메인 스위치들(22, 24)인 턴온될 때, AC 전력의 양극성 절반 사이클(positive polarity half cycles)이 제 1 메인 스위치(22)에 의해 수행되고 AC 전력의 음극성 절반 사이클(negative polarity half cycles)이 제 2 메인 스위치(24)에 의해 수행되도록, 서로 간에 역병렬(anti-parallel)로 배열된다.
메인 스위치들(22, 24)은 제 1 및 제 2 메인 스위치들(22, 24)의 게이트들(26)에 제 1 게이트(26) 신호를 공급함으로써 전력을 전도하도록 턴온된다. 일단 턴온되면, 메인 스위치들(22, 24) 각각은 일반적으로 제 1 게이트(26) 신호가 스위치들(22, 24)의 게이트들(26)에 더 이상 공급되지 않게 된 후에도 계속해서 전력을 전도한다. 메인 스위치들(22, 24) 각각이 전력을 전도하는 것을 중단하도록 메인 스위치들(22, 24)을 턴오프하기 위해, 메인 스위치(22, 24) 양단에 인가되는 전압이 반전될 수 있다. 전력원(12, 14)이 AC 전력원일 때, 메인 스위치들(22, 24)을 턴오프하는 데 적합한 전압 반전이 AC 전력원의 매 절반 주기마다 일어난다. 예를 들어, 메인 스위치들(22, 24)이 게이트(26) 신호들에 의해 턴온되면(그리고 게이트(26) 신호는 즉시 제거된다), 양극성의 제 1 절반 사이클이 제 1 메인 스위치(22)를 통해 수행될 것이다. 그 후, AC 사이클이 제로 크로싱에 도달할 때, 제 1 메인 스위치(22)는 극성의 반전으로 인해 턴오프될 것이다. 다음에 음극성의 제 2 절반 사이클이 제 2 메인 스위치(24)를 통해 수행된다. AC 사이클이 다시 제로 크로싱에 도달하면, 제 2 메인 스위치(24)가 극성 반전으로 인해 턴오프된다.
메인 스위치(22, 24)가 AC 전력원의 각각의 제로 크로싱에서 자연히 턴오프되는 것을 방지하기 위해, 스위치들(22, 24)의 세트(18, 20)에 연결된 전력원(12, 14)으로부터 전력이 요구되는 시간 동안 일정한 또는 일정하게 펄스화된 제 1 게이트(26) 신호가 메인 스위치들(22, 24)의 한 세트(18, 20)의 게이트들(26)에 공급될 수 있다. 따라서, 제 1 전력원(12)으로부터 전력이 더 이상 필요하지 않을 때, 제 1 게이트(26) 신호는 메인 스위치들(22, 24)의 제 1 세트(18)로부터 제거되고, 제 1 게이트(26) 신호는 메인 스위치들(22, 24)의 제 2 세트(20)에 인가된다. 그 결과, 제 1 세트(18) 내의 메인 스위치들(22, 24)은 다음의 두 개의 AC 절반 사이클 동안 자연히 턴오프되고, 제 2 세트(20) 내의 메인 스위치들(22, 24)이 턴온되어 제 2 전력원(14)으로부터 부하(16)로 전력을 전도한다.
전력원들(12, 14) 사이에서 스위칭할 때를 결정하기 위해, 제 1 및 제 2 전력원들(12, 14)의 전기적 성능을 모니터링하도록 제 1 검출기들(28, 30)이 제공될 수 있다. 따라서, 제 1 전력원(12)에 대한 제 1 검출기(28)가 제 1 전력원(12)에서 성능 악화를 감지하면, 메인 스위치들(22, 24)의 제 1 세트(18)는 제 1 게이트(26) 신호를 제거함으로써 턴오프되고, 메인 스위치들(22, 24)의 제 2 세트(20)가 제 2 전력원(14)으로부터 전력을 공급하도록 턴온된다. 한 번에 하나의 전력원(12, 14)으로부터 부하(16)에 전력을 공급하는 것만이 바람직하기 때문에, 제 1 세트(18) 내의 두 개의 스위치들(22, 24) 모두가 턴오프된 것을 보장하도록 제 1 전력원(12)의 AC 전력이 한 번 또는 두 번 제로 크로싱될 때까지 메인 스위치들(22, 24)의 제 2 세트(20)를 턴온하는 것을 대기할 필요가 있을 수 있다. 따라서, 스위칭 시간은 절반 또는 하나의 완전한 AC 사이클을 필요로 할 수 있다. 전력원들(12, 14)이 다중 위상들을 갖는 경우, 각각의 전력원(12, 14)의 각각의 위상은 메인 스위치들(22, 24)의 한 세트(18, 20)에 의해 제어될 것임을 이해할 것이다. 따라서, 두 개의 전력원들(12, 14)과 함께 3상 전력이 사용되는 경우, 메인 스위치들(22, 24)의 총 여섯 개의 세트들(18, 20)이 사용될 것이다.
도 2를 참조하면, 게이트(26) 신호가 중단된 후 AC 극성 반전이 스위치(22, 24)를 턴오프시키기 전에 메인 스위치들(22, 24) 중 적어도 하나의 양단에 전압을 반전시키기 위한 회로도가 도시되어 있다. 따라서, 스위치(22, 24)는 AC 전력이 제로 크로싱에 도달할 때까지 기다릴 필요없이 빠르게 턴오프될 수 있다. 도시된 바와 같이, 회로에는 적어도 하나의 커패시터(32, 34) 및 인덕터(36)가 제공된다. 커패시터들(32, 34) 및 인덕터(36)는 제 1 및 제 2 메인 스위치들(22, 24)과 병렬로 배열된다. 커패시터들(32, 34) 및 인덕터(36)와 직렬로 배열되고 메인 스위치들(22, 24)과 병렬로 배열되는 제 1 및 제 2 공진 스위치들(38, 40)이 또한 제공된다.
메인 스위치들(22, 24)을 턴오프하려고 할 때, 제 1 게이트(26) 신호가 전술한 바와 같이 메인 스위치들(22, 24)의 게이트(26)로부터 제거된다. 이어서, 제 2 게이트(42) 신호가 또한 공진 스위치들(38, 40) 중 적어도 하나의 게이트(42)에 공급되어, AC 극성 변화가 전도하는 메인 스위치들(22, 24)을 자연히 턴오프하기 전에 전도하는 메인 스위치들(22, 24)을 턴오프하도록 전도하는 메인 스위치들(22, 24) 양단에 역전압(reverse voltage)을 인가한다. 예를 들어, 메인 스위치들(22, 24)을 턴오프하려고 할 때 AC 전력원(12)이 양극성 절반 사이클을 공급하고 있다면, 제 1 메인 스위치(22)는 제 1 게이트(26) 신호가 제거될 때 부하(16)에 전력을 전도하고 있을 것이다. 전압이 제 2 메인 스위치(24)에 대해 반전되기 때문에, 제 2 메인 스위치(24)는 제 1 게이트(26) 신호가 제거될 때 전도하고 있지 않을 것이고, 제 1 게이트(26) 신호가 제거되었기 때문에 AC 사이클이 다시 반전되면 오프 상태를 유지할 것이다. 따라서, 제 2 메인 스위치(24)를 턴오프 위해 추가 단계를 필요로 하지 않는다.
계속해서, 제 2 게이트(42) 신호가 제 1 공진 스위치(38)에 공급될 때, 제 1 커패시터(32)의 전하가 방출되고 제 1 커패시터(32)와 인덕터(36) 사이에 공진 주파수가 생성된다. 공진 주파수는 AC 전력원(12)의 주파수보다 훨씬 더 높고, AC 전력원(12)이 제로 크로싱에 의해 제 1 메인 스위치(22) 자체를 턴오프하기 전에 제 1 메인 스위치(22) 양단의 전압 반전으로 인해 제 1 메인 스위치(22)가 턴오프된다. 바람직하게는, 메인 스위치들(22, 24)에 공급되는 전력원(12)의 극성을 모니터링하기 위해 제 2 검출기(44)가 제공된다. 따라서, 극성이 양극이면 제 1 공진 스위치(38)에 제 2 게이트(42) 신호가 공급되어 제 1 메인 스위치(22)를 턴오프할 것이고, 극성이 음극이면 제 2 공진 스위치(40)에 제 2 게이트(42) 신호가 공급되어 제 2 메인 스위치(24)를 턴오프할 것이다. 제 1 검출기(28, 30) 및 제 2 검출기(44)가 결합될 수 있다.
메인 스위치들(22, 24)의 성능 요건 때문에 메인 스위치들(22, 24)에 대한 정적 전환 스위치(10)에 사이리스터 또는 GTO(gate turn-off thyristors)가 선호된다. 공진 스위치들(38, 40)은 간헐적으로만 사용되기 때문에 공진 스위치들(38, 40)은 동일한 성능 요건들을 만족시킬 필요가 없을 수 있다. 따라서, 공진 스위치들(38, 40)은 사이리스터, 게이트 턴-오프 사이리스터(GTO), 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터(IGBT), 또는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)일 수 있다. 또한 공진 스위치들(38, 40)이 메인 스위치들(22, 24)보다 낮은 용량 등급들(lower capacity ratings)을 갖는 것이 가능할 수 있다.
바람직하게는, 커패시터들(32, 34)을 사전 충전하고(pre-charge) 그 후 충전 유지(maintenance charge)를 제공하기 위해 전력 공급원들(46, 48)이 커패시터들(32, 34)에 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 두 개의 커패시터들(32, 34)이 사용되어 하나씩 공진 스위치들(38, 40) 각각과 직렬로 연결된 경우, 두 개의 전력 공급원들(46, 48)이 각각 하나가 커패시터들(32, 34) 중 하나에 연결되는 것이 바람직할 수 있다. 커패시터들(32, 34) 각각이 서로 다른 메인 스위치(22, 24)를 턴오프하는 데 사용되기 때문에, 반대 전하들이 커패시터들(32, 34) 각각에 인가되어 메인 스위치들(22, 24) 각각을 턴오프하는 데 필요한 적절한 전압 반전을 제공할 수 있다. 전력 공급운들(46, 48)을 두 개의 DC 출력들과 결합하는 것도 또한 가능할 수 있다.
저항기(50)가 또한 커패시터(32, 34) 및 인덕터(36)와 병렬로 배열될 수 있다. 바람직하게는, 저항기(50)는 금속 산화물 배리스터(50)이다. 저항기(50)는 대응하는 공진 스위치(38, 40), 커패시터(32, 34), 및 인덕터(36)에 의해 메인 스위치(22, 24)가 턴오프된 후 공진 전류 흐름을 흡수함으로써 회로의 부하를 감소시킨다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 메인 스위치들(22, 24) 중 하나를 턴오프하는 공진 스위치(38, 40)의 차트가 도시된다. 도 3은 이벤트의 더 긴 시간 프레임을 보여주고, 도 4는 실제 스위칭 이벤트를 확대한 것이다. 도시된 바와 같이, 메인 스위치들(22, 24)을 통한 전류(52)는 AC 사이클을 따른다. 이 예에서, AC 사이클의 피크 부근에서 메인 스위치(22, 24)를 턴오프하도록 결정된다. 따라서, 메인 스위치(22, 24)를 조기에 턴오프하는 공진 스위치(38, 40) 회로가 없으면, 메인 스위치(22, 24)는 약 두 배 오랫동안 AC 사이클 반전으로 인해 자연히 턴오프하지 않을 것이다. 또한 도시된 바와 같이, 공진 스위치(38, 40)가 턴온될 때, 공진 전류(54)가 방출되어 메인 스위치(22, 24) 양단에 전압(58)의 갑작스런 반전(56)을 야기한다. 전술한 바와 같이, 이러한 것은 메인 스위치(22, 24)가 턴오프되고 전력 전도를 중단하게 한다. 이러한 것은 메인 스위치 전류(52)가 갑자기 제로로 떨어지는(60) 도 3 및 도 4에서 볼 수 있다. 공진 전류(54)는 배리스터 전류(64)가 증가할 때 배리스터(50)를 통해 소멸되기 전에(62) 비교적 짧은 시간 동안 지속된다. 메인 스위치(22, 24)가 턴오프된 후, 일시적인 전압 스파이크(66)가 스위치(22, 24) 양단에 일어난다. 그 후, 스위치(22, 24) 양단의 전압(58)은 전력원(12)의 AC 사이클(68)을 따른다.
도 5를 참조하면, 도 2에서 사용되는 두 개의 커패시터들(32, 34) 대신에 회로 내에 단일 커패시터(70)를 사용할 수도 있다. 이 경우, 커패시터(70)를 충전하기 위한 단일 전력 공급원(72)이 사용될 것이다. 전력 공급원(72)은 전력원(12)의 극성에 상응하여 커패시터(70)의 전하를 교번하는 것이 바람직할 수 있다.
도 6 및 도 7은 메인 스위치(22, 24)를 턴오프하는 도 5의 공진 스위치(38, 40)를 나타내는 차트이다. 공진 스위치(38, 40)가 턴온될 때, 메인 스위치 전류(52) 및 공진 전류(54)에서 초기 스파이크(74, 76)가 일어날 수 있다. 그 후, 공진 전류(54)는 메인 스위치(22, 24) 양단의 전압 반전(56)을 유발하여 메인 스위치(22, 24)를 턴오프시킨다. 공진 전류(54)는 배리스터(50)를 통한 전류(64)가 증가함에 따라 배리스터(50)를 통해 소멸된다. 메인 스위치(22, 24)가 턴오프된 후, 일시적인 전압 스파이크(66)가 메인 스위치(22, 24) 양단에 발생한다. 그 후, 스위치(22, 24) 양단의 전압(58)은 전력원(12)의 AC 사이클을 따른다(68).
본 발명의 바람직한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 그와 같이 제한되지 않으며, 본 발명에서 벗어나지 않고서 수정들이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 본 명세서에 기술된 각각의 실시예는 특정의 특징만을 지칭할 수 있고 다른 실시예들과 관련하여 기술된 모든 특징을 구체적으로 지칭하지 않을 수도 있지만, 본 명세서에 기술된 특징들은 달리 설명되지 않는 한 그리고 비록 특정의 특징들에 대한 참조가 없다 하더라도 상호 교환 가능함을 인식해야 한다. 또한, 위에서 기술된 이점들이 반드시 본 발명의 유일한 이점들은 아니며, 기술된 모든 이점들이 본 발명의 각각의 실시예에서 달성될 것으로 반드시 예상되는 것은 아님을 이해해야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위에 의해 정의되고, 문자 그대로 또는 동등함에 의해 청구 범위의 의미 내에있는 모든 장치들 및 방법들은 발명의 범위에 포함되도록 의도된다.

Claims (20)

  1. 정적 전환 스위치에 있어서:
    제 1 및 제 2 메인 스위치들로서, 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들은 서로 간에 역병렬(anti-parallel)로 배열되고, 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 각각에 제 1 게이트 신호를 공급함으로써 전력을 전도하도록 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들이 턴온되고, 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 양단의 전압을 반전시킴으로써 전력 전도를 중단하도록 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들이 턴오프되는, 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들;
    상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들과 병렬로 배열된 커패시터 및 인덕터; 및
    상기 커패시터 및 상기 인덕터와 직렬로 배열된 제 1 및 제 2 공진 스위치들을 포함하고;
    상기 전력의 양극성(positive polarity)에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 중 하나를 턴오프하기 위해 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 중 하나의 양단에 역전압(reverse voltage)을 인가하도록 상기 제 1 및 제 2 공진 스위치들 중 하나에 제 2 게이트 신호가 공급되고,
    상기 전력의 음극성(negative polarity)에 응답하여 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 중 다른 하나를 턴오프하기 위해 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 중 다른 하나의 양단에 역전압을 인가하도록 상기 제 1 및 제 2 공진 스위치들 중 다른 하나에 상기 제 2 게이트 신호가 공급되는, 정적 전환 스위치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들은 사이리스터들 또는 GTO들인, 정적 전환 스위치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들은 사이리스터들인, 정적 전환 스위치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 공진 스위치들은 사이리스터들, GTO들, IGBT들 또는 MOSFET들인, 정적 전환 스위치.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 공진 스위치들은 사이리스터들인, 정적 전환 스위치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 공진 스위치들은 상기 제 1 및 제 2 상기 메인 스위치들보다 낮은 용량 등급들을 갖는, 정적 전환 스위치.
  7. 정적 전환 스위치에 있어서:
    제 1 및 제 2 메인 스위치들로서, 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들은 서로 간에 역병렬로 배열되고, 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 각각에 제 1 게이트 신호를 공급함으로써 전력을 전도하도록 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들이 턴온되고, 상기 제 1 및 제 2 스위치들 양단의 전압을 반전시킴으로써 전력 전도를 중단하도록 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들이 턴오프되는, 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들;
    상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들과 병렬로 배열되는 커패시터 및 인덕터;
    상기 커패시터 및 상기 인덕터와 병렬로 배열된 저항기; 및
    상기 커패시터 및 상기 인덕터와 직렬로 배열되는 제 1 및 제 2 공진 스위치들을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 중 하나를 턴오프하기 위해 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 중 하나의 양단에 역전압을 인가하도록 상기 제 1 및 제 2 공진 스위치들 중 적어도 하나에 제 2 게이트 신호가 공급되는, 정적 전환 스위치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 저항기는 금속 산화물 배리스터인, 정적 전환 스위치.
  9. 정적 전환 스위치에 있어서:
    제 1 및 제 2 메인 스위치들로서, 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들은 서로 간에 역병렬로 배열되고, 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 각각에 제 1 게이트 신호를 공급함으로써 전력을 전도하도록 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들이 턴온되고, 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 양단의 전압을 반전시킴으로써 전력 전도를 중단하도록 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들이 턴오프되는, 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들;
    상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들과 병렬로 배열된 두 개의 커패시터들 및 인덕터; 및
    제 1 및 제 2 공진 스위치들로서, 상기 커패시터들 중 하나와 상기 인덕터는 상기 제 1 및 제 2 공진 스위치들 중 하나와 직렬로 배열되고, 상기 커패시터들 중 다른 하나와 상기 인덕터는 상기 제 1 및 제 2 공진 스위치들 중 다른 하나와 직렬로 배열되고, 상기 두 개의 커패시터들 각각에 반대 전하가 인가되는, 상기 제 1 및 제 2 공진 스위치들을 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 중 하나를 턴오프하기 위해 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 중 하나의 양단에 역전압을 인가하도록 상기 제 1 및 제 2 공진 스위치들 중 적어도 하나에 제 2 게이트 신호가 공급되는, 정적 전환 스위치.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 커패시터에 연결되는 전력 공급원을 더 포함하고, 상기 전력 공급원은 상기 커패시터의 전하를 유지하는, 정적 전환 스위치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들에 공급되는 전력의 극성을 모니터링하는 검출기를 더 포함하는, 정적 전환 스위치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    제 1 전력원이 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들의 입력에 연결되고, 부하가 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들의 출력에 연결되며, 상기 제 1 전력원이 AC 전력을 공급하고;
    상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들이 턴온될 때, 각각의 AC 사이클의 양극성이 상기 제 1 메인 스위치에 의해 전도되고, 각각의 AC 사이클의 음극성이 상기 제 2 메인 스위치에 의해 전도되는, 정적 전환 스위치.
  13. 제 12 항에 있어서, 일정한 또는 일정하게 펄스화된 상기 제 1 게이트 신호는 상기 AC 전력의 극성 반전들이 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들을 턴오프시키지 않도록 일정 시간 동안 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 각각에 공급되는, 정적 전환 스위치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들은 상기 제 1 게이트 신호의 공급 중단 및 상기 제 1 및 2 공진 스위치들 중 하나에 의해 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 중 하나의 양단에 인가되는 역전압에 의해 턴오프되고;
    상기 역전압은 상기 제 1 게이트 신호가 중단되는 시간으로부터 상기 AC 전력의 극성 반전 전에 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 중 하나를 턴오프하도록 인가되는, 정적 전환 스위치.
  15. 제 1 항에 있어서,
    제 1 전력원, 제 2 전력원, 및 부하를 더 포함하고;
    상기 제 1 전력원은 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들의 제 1 세트의 입력에 연결되고, 상기 제 2 전력원은 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들의 제 2 세트의 입력에 연결되고, 상기 부하는 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들의 상기 제 1 및 제 2 세트들의 출력들에 연결되는, 정적 전환 스위치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제 1 전력원의 전기적 성능을 모니터링하는 제 1 검출기를 더 포함하고;
    상기 제 1 세트의 제 1 및 제 2 메인 스위치들이 상기 제 1 전력원으로부터 상기 부하로 전력을 공급하도록 턴온되는 동안, 상기 제 2 세트의 제 1 및 제 2 메인 스위치들은 상기 제 2 전력원으로부터 상기 부하로 전력이 공급되는 것을 방지하도록 턴오프되고;
    상기 제 1 검출기가 상기 제 1 전력원의 성능의 악화를 감지할 때, 상기 제 1 세트의 제 1 및 제 2 메인 스위치들은 상기 제 1 전력원으로부터 상기 부하로 전력이 공급되는 것을 방지하도록 턴오프되고, 상기 제 2 세트의 제 1 및 제 2 메인 스위치들은 상기 제 2 전력원으로부터 상기 부하로 전력을 공급하도록 턴온되는, 정적 전환 스위치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 전력원들은 AC 전력을 공급하고;
    상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들이 턴온될 때, 각각의 AC 사이클의 양극성이 상기 제 1 메인 스위치에 의해 전도되고, 각각의 AC 사이클의 음극성이 상기 제 2 메인 스위치에 의해 전도되고;
    상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들은 상기 제 1 게이트 신호의 공급 중단 및 상기 제 1 및 2 공진 스위치들 중 하나에 의해 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 중 하나의 양단에 인가되는 역전압에 의해 턴오프되고;
    상기 역전압은 상기 제 1 게이트 신호가 중단되는 시간으로부터 상기 AC 전력의 극성 반전 전에 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 중 하나를 턴오프하도록 인가되는, 정적 전환 스위치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    일정한 또는 일정하게 펄스화된 상기 제 1 게이트 신호는 상기 AC 전력의 극성 반전들이 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들을 턴오프시키지 않도록 일정 시간 동안 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들 각각에 공급되고;
    상기 정적 전환 스위치는 상기 커패시터에 연결되는 전력 공급원을 더 포함하고, 상기 전력 공급원은 상기 커패시터의 전하를 유지하는, 정적 전환 스위치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들에 공급되는 전력의 극성을 모니터링하는 제 2 검출기를 더 포함하고;
    상기 제 1 공진 스위치는 상기 제 1 메인 스위치 양단에 역전압을 인가하도록 배열되고, 상기 제 2 공진 스위치는 상기 제 2 메인 스위치 양단에 역전압을 인가하도록 배열되며;
    상기 제 2 게이트 신호는 상기 제 2 검출기에 응답하여 상기 제 1 공진 스위치 또는 상기 제 2 공진 스위치에 공급되고;
    상기 정적 전환 스위치는 상기 커패시터 및 상기 인덕터와 병렬로 배열된 금속 산화물 배리스터를 더 포함하고;
    상기 정적 전환 스위치는 두 개의 커패시터들을 더 포함하고, 상기 커패시터들 중 하나는 상기 제 1 및 제 2 공진 스위치들 중 하나와 직렬로 배열되고, 상기 커패시터들 중 다른 하나는 상기 제 1 및 제 2 공진 스위치들 중 다른 하나와 직렬로 배열되고, 상기 두 개의 커패시터들 각각에 반대 전하가 인가되는, 정적 전환 스위치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들은 사이리스터들이고;
    상기 제 1 및 제 2 공진 스위치들은 사이리스터들, GTO들, IGBT들 또는 MOSFET들이고;
    상기 제 1 및 제 2 공진 스위치들은 상기 제 1 및 제 2 메인 스위치들보다 낮은 용량 등급들을 갖는, 정적 전환 스위치.
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