KR20080094903A - 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 스위치기어 셀 및 변환기회로 - Google Patents

다수의 전압 레벨을 스위칭하는 스위치기어 셀 및 변환기회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 제 1 에너지 저장부 (2) 및 제 1 에너지 저장부에 직렬로 접속된 제 2 에너지 저장부 (3) 를 갖고, 직렬로 접속된 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치 (S1, S2, S3, S4) 를 갖는 스위치기어 셀을 기재하는데, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치 (S1, S2, S3, S4) 는, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 하나의 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치이다. 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 는 제 1 에너지 저장부 (2) 에 접속되고, 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 는 제 2 에너지 저장부 (3) 에 접속된다. 제 3 에너지 저장부 (4) 는 제 1 전력 반도체 스위치와 제 2 전력 반도체 스위치 (S2) 사이의 접합부 및 제 3 전력 반도체 스위치와 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 사이의 접합부에 접속된다. 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 간단하고, 강건하며 컴팩트한 변환기 회로를 구현하기 위해서, 스위치기어 셀 (1) 에는 양방향의 통전 방향이 제어되는 스위칭 엘리먼트 (A) 가 제 2 전력 반도체 스위치 (S2) 와 제 3 전력 반도체 스위치 (S3) 사이의 접합부에 직접 접속되고, 제 1 에너지 저장부 (2) 와 제 2 에너지 저장부 (3) 사이의 접합부에 직접 접속된다.
Figure P1020087019028
변환기 회로, 스위치기어 셀, 전력 반도체 스위치, 스위칭 엘리먼트

Description

다수의 전압 레벨을 스위칭하는 스위치기어 셀 및 변환기 회로{SWITCHGEAR CELL AND CONVERTER CIRCUIT FOR SWITCHING A LARGE NUMBER OF VOLTAGE LEVELS}
기술분야
본 발명은 변환기 회로 분야에 관한 것이다. 본 발명은 독립항의 전문 (preamble) 에 따라 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 스위치기어 셀 및 변환기 회로를 기초로 한다.
종래기술
오늘날, 전력 반도체 스위치는 변환기 기술 및 특히 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 변환기 회로에서 광범위하게 사용된다. 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 이러한 변환기는, "A Generalized multilevel Inverter Topology with Self Voltage Balancing", IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 37, No. 2, March/April 2001 에 기재되었는데, 여기서, 도 1 에는 예를 들어, 3 개의 전압 레벨을 스위칭하는 변환기 회로에 대하여 제 1 에너지 저장부 및 제 1 에너지 저장부와 직렬로 접속된 제 2 에너지 저장부를 갖는 스위치기어 셀이 기재되었다. 또한, 스위치기어 셀은 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치를 갖는데, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치는, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치이고, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치는 직렬로 접속되고, 제 1 전력 반도체 스위치는 제 1 에너지 저장부에 접속되고, 제 4 전력 반도체 스위치는 제 2 에너지 저장부에 접속된다. 제 2 전력 반도체 스위치와 제 3 전력 반도체 스위치 사이의 접합 포인트는, 특히 제 1 에너지 저장부와 제 2 에너지 저장부 사이의 접합 포인트에 직접 접속된다. 또한, 제 3 에너지 저장부는, 제 1 전력 반도체 스위치와 제 2 전력 반도체 스위치 사이의 접합 포인트 및 제 3 전력 반도체 스위치와 제 4 전력 반도체 스위치 사이의 접합 포인트에 접속된다.
"A Generalized multilevel Inverter Topology with Self Voltage Balancing", IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 37, No. 2, March/April 2001 에 따른 스위치기어 셀에 기초하는 변환기 회로 경우에서의 문제점은, 예를 들어, 원하는 상위 개수의 전압 레벨 (예를 들어, 5 개 또는 7 개의 전압 레벨) 이 스위칭되도록하는 경우에서 예를 들어, 요구되는 전력 반도체 스위치의 개수 및 요구되는 에너지 저장부의 개수는 "A Generalized multilevel Inverter Topology with Self Voltage Balancing", IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 37, No. 2, March/April 2001 에 따른 도 1 에 도시된 바와 같이, 상당히 증가한다는 것이다. 이는, 전력 반도체 스위치에 대하여 매우 높은 회로 소모 (circuitry outlay), 및 매우 높은 구동 소모를 수반하는데, 이는 통상적으로 간섭에 대해 쉽게 영향을 받아서 낮은 유용성을 초래한다. 또한, 이러한 변환기 회로는 대량의 공간을 요구한다.
또한, "Soft-Switched Three-Level Capacitor Clamping Inverter with Clamping Voltage Stabilization", IEEE Transctions on Industry Applications, Vol. 36, No. 4, July/August 2000 은, 제 1 에너지 저장부 및 제 1 에너지 저장부와 직렬로 접속된 제 2 에너지 저장부를 갖고, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치를 갖는 스위치기어 셀을 개시하는데, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치는, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치이고, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치는 직렬로 접속되고, 제 1 전력 반도체 스위치는 제 1 에너지 저장부에 접속되고, 제 4 전력 반도체 스위치는 제 2 에너지 저장부에 접속된다. 또한, 제 3 에너지 저장부가 제공되는데, 제 3 에너지 저장부는, 제 1 전력 반도체 스위치와 제 2 전력 반도체 스위치 사이의 접합 포인트 및 제 3 전력 반도체 스위치와 제 4 전력 반도체 스위치 사이의 접합 포인트에 접속된다. 또한, 양방향의 통전 방향이 제어되는 스위칭 엘리먼트가 제공되는데, 스위칭 엘리먼트는 제 1 인덕턴스 및 제 1 트랜스포머를 통해 제 2 전력 반도체 스위치와 제 3 전력 반도체 사이의 접합 포인트 사이에 접속되고, 제 2 인턱턴스 및 제 2 트랜스포머를 통해 제 1 에너지 저장부와 제 2 에너지 저장부 사이의 접합 포인트에 접속된다.
발명의 개요
따라서, 본 발명의 일 목적은, 적은 수의 컴포넌트들로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 간단하고 강건한 변환기 회로를 구현하고, 추가적으로 작은 공간 요건으로 관리하는 것이 가능한 스위치기어 셀을 기재하는 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 변환기 회로를 기재하는 것이다. 이들 목적은 청구항 1 내지 청구항 14 의 특징에 의해 성취된다. 본 발명의 유리한 개선은 종속항에 기재된다.
다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 스위치기어 셀은, 제 1 에너지 저장부 및 제 1 에너지 저장부와 직렬로 접속된 제 2 에너지 저장부를 갖는다. 또한, 스위치기어 셀은 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치를 갖는데, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치는, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치이고, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치는 직렬로 접속되고, 제 1 전력 반도체 스위치는 제 1 에너지 저장부에 접속되고, 제 4 전력 반도체 스위치는 제 2 에너지 저장부에 접속된다. 또한, 제 3 에너지 저장부는, 제 1 전력 반도체 스위치와 제 2 전력 반도체 스위치 사이의 접합 포인트 및 제 3 전력 반도체 스위치와 제 4 전력 반도체 스위치 사이의 접합 포인트에 접속된다. 본 발명에 따르면, 양방향의 통전 방향이 제어되는 스위칭 엘리먼트는, 제 2 전력 반도체 스위치와 제 3 전력 반도체 스위치 사이의 접합 포인트에 직접 접속되고, 제 1 에너지 저장부와 제 2 에너지 저장부 사이의 접합 포인트에 직접 접속된다. 따라서, 제 1 에너지 저장부와 제 2 에너지 저장부 사이의 접합 포인트에서의 전류를 양방향 설정하거나 레귤레이팅하는 것이 가능한 이점을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 스위치기어 셀의 수단에 의해 변환기 회로를 구현하는 것이 가능한데, 변환기 회로의 전력 반도체 스위치와 관련된 변환기 회로는, 구동될 변환기 회로의 스위칭 엘리먼트 수를 전반적으로 크게 증가시키지 않으면서 예를 들어, 5 개 및 7 개의 전압 레벨을 스위칭한다. 또한, 에너지 저장부의 수가 변경되지 않는 이점을 갖는다. 따라서, 이러한 변환기 회로의 회로 소모는 본 발명에 따른 스위치기어 셀을 이용하여 낮게 유지될 수 있는데, 마찬가지로 스위칭 엘리먼트에 관한 구동 지출액도 추가적으로 낮게 유지될 수 있다. 본 발명에 따른 스위치기어 셀을 갖는 이러한 변환기 회로의 수단은 전체적으로 매우 간단하게 구성되고, 간섭에 쉽게 영향을 받지 않으며 최소의 공간을 요구한다.
본 발명의 이들 및 추가적인 목적들, 이점들 및 특성들은, 도면과 함께 다음의 본 발명의 바람직하고 예시적인 실시형태의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명에 따른 스위치기어 셀의 제 1 실시형태를 나타낸다.
도 2 는 도 1 에 따른 스위치기어 셀로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 1 실시형태를 나타낸다.
도 2a 는 본 발명에 따른 스위치기어 셀의 제 2 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 2 실시형태를 나타낸다.
도 3 은 본 발명에 따른 스위치기어 셀의 제 3 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 3 실시형태를 나타낸다.
도 4 는 본 발명에 따른 스위치기어 셀의 제 4 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 4 실시형태를 나타낸다.
도 5 는 본 발명에 따른 스위치기어 셀의 제 5 실시형태로 다수의 전압 레벨 을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 5 실시형태를 나타낸다.
도 6 은 본 발명에 따른 스위치기어 셀의 제 6 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 6 실시형태를 나타낸다.
도 7 은 본 발명에 따른 스위치기어 셀의 제 7 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 7 실시형태를 나타낸다.
도 7a 는 본 발명에 따른 스위치기어 셀의 제 8 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 8 실시형태를 나타낸다.
도 8 은 본 발명에 따른 스위치기어 셀의 제 9 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 9 실시형태를 나타낸다.
도 8a 는 본 발명에 따른 스위치기어 셀의 제 10 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 10 실시형태를 나타낸다.
본 도면에서 이용된 참조 부호 및 그 의미는 참조 부호의 리스트에서 요약되어 나열된다. 대체로, 도면에서 동일한 부분들은 동일한 참조 부호로 제공된다. 설명되는 실시형태는 본 발명의 주제의 실시예를 나타낼 뿐이며, 이에 제한되지 않는다.
발명 구현의 방법
도 1 은 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 제 1 실시형태를 도시한다. 또한, 도 2 는 도 1 에 따른 스위치기어 셀로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 1 실시형태를 나타낸다. 도 2 에 따르면, 다수 의 전압 레벨을 스위칭하는 변환기 회로는, 제 1 전력 반도체 스위치 (S7) 및 제 1 전력 반도체 스위치 (S7) 와 직렬로 접속된 제 2 전력 반도체 스위치 (S8) 를 갖는다. 그 다음에, 도 2 에 따르면, 제 1 전력 반도체 스위치 (S7) 와 제 2 전력 반도체 스위치 (S8) 사이의 접합 포인트는, 위상 R 로 실시예의 방식으로 도시된 위상 접속부를 형성한다. 도 1 및 도 2 에 따르면, 스위치기어 셀 (1) 은, 제 1 에너지 저장부 (2) 및 제 1 에너지 저장부 (2) 와 직렬로 접속된 제 2 에너지 저장부 (3) 를 갖는다. 또한, 스위치기어 셀 (1) 은, 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치 (S1, S2, S3, S4) 를 갖는데, 이 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치 (S1, S2, S3, S4) 는, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치이다. 도 1 에 따르면, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치인 스위치기어 셀 (1) 의 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치 (S1, S2, S3, S4) 각각은, 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터 (IGBT) 및 바이폴라 트랜지스터와 역병렬로 접속된 다이오드에 의한 실시예의 방식으로 형성된다. 그러나, 예를 들어, 전력 MOFET 및 이와 역병렬로 추가적으로 접속된 다이오드로서 전술된 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치를 또한 쉽게 구현한다. 도 2 에 따른 변환기 회로에 따르면, 변환기 회로의 제 1 및 제 2 전력 반도체 스위치 (S7, S8) 는, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치이다. 이 경우에서, 도 2 에 따르면, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치인 제 1 및 제 2 전력 반도체 스위치들 (S7, S8) 은 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터 (IGBT) 및 바이폴라 트랜지스터와 역병렬로 접속된 다이오드에 의한 실시예의 방식으로 형성된다. 그러나, 예를 들어, 전력 MOFET 및 이와 역병렬로 추가적으로 접속된 다이오드로서 전술된 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치를 또한 쉽게 구현한다.
도 1 및 도 2 에 따르면, 스위치기어 셀 (1) 의 제 1, 제 2, 제 3, 및 제 4 전력 반도체 스위치들 (S1, S2, S3, S4) 은 직렬로 접속되고, 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 는 제 1 에너지 저장부 (2) 에 접속되고, 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 는 제 2 에너지 저장부 (3) 에 접속된다. 또한, 제 3 에너지 저장부 (4) 는, 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 와 제 2 전력 반도체 스위치 (S2) 사이의 접합 포인트, 및 제 3 전력 반도체 스위치 (S3) 와 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 사이의 접합 포인트에 접속된다.
본 발명에 따르면, 단방향의 통전 방향이 제어되는 스위칭 엘리먼트 (A) 는, 제 2 전력 반도체 스위치 (S2) 와 제 3 전력 반도체 스위치 (S3) 사이의 접합 포인트, 및 제 1 에너지 저장부 (2) 와 제 2 에너지 저장부 (3) 사이의 접합 포인트에 직접 접속된다. 따라서, 제 1 에너지 저장부 (2) 와 제 2 에너지 저장부 (3) 사이의 접합 포인트에서의 전류를 양방향으로 설정하거나 레귤레이팅하는 것이 가능한 이점을 갖는다. 또한, 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 수단에 의해 변환기 회로를 구현하는 것이 가능한데, 변환기 회로의 전력 반도체 스위치와 함께 변환기 회로는, 구동될 변환기 회로의 스위칭 엘리먼트 수를 전반적으로 크게 증가 시키지 않으면서 예를 들어, 5 개 및 7 개의 전압 레벨을 스위칭한다. 또한, 에너지 저장부들 (2, 3, 4) 의 수가 변화되지 않는 이점을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 을 이용하여 이러한 변환기 회로의 회로 소모를 낮게 유지할 수 있고, 마찬가지로 스위칭 엘리먼트에 관한 구동 소모는 추가적으로 낮게 유지할 수 있다. 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 을 갖는 이러한 변환기 회로의 수단은 전체적으로 매우 간단하게 구성되고, 간섭에 쉽게 영향을 받지 않으며 최소의 공간을 요구한다.
실시예의 방식으로 도 2, 또한 도 3 내지 도 8a 에서 본 발명에 따라 이하에서 설명될 변환기 회로의 실시형태에 도시된 바와 같이, 일반적으로 스위치기어 셀 (1) 은, 변환기 회로의 제 1 전력 반도체 스위치 (S7) 및 변환기 회로의 제 2 전력 반도체 스위치 (S8) 에 접속된다. 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 접속에서, 특히, 도 2 내지 도 8a 에 따르면, 변환기 회로가 구현되고, 이 변환기 회로는, 구동될 변환기 회로의 스위칭 엘리먼트 수를 전반적으로 크게 증가시키지 않으면서 예를 들어, 5 개 및 7 개의 전압 레벨을 스위칭할 수 있다. 변환기 회로의 수단에 의해 5 개의 전압 레벨만이 스위칭되는 경우, 전압 레벨에 대한 여분의 스위칭 상태 조합의 수가 증가하는 이점을 갖는다: 즉, 예를 들어, 변환기 회로의 전력 반도체 스위치들 (S7, S8), 스위치기어 셀 (1) 의 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 전력 반도체 스위치들 (S1, S2, S3, 및 S4) 의 복수의 스위칭 상태 조합, 및 복수의 스위칭 엘리먼트 (A) 의 수단에 의해 위상 접속부에서 동일한 전압 레벨이 설정될 수 있다고 말한다. 결과적으로, 예를 들어, 구동될 변환기 회로의 스위칭 엘리먼트의 보다 균일한 용량 활용성을 성취하는 것이 가능하고, 여분의 스위칭 상태 조합의 수단에 의해 제 3 에너지 저장부 (4) 가 충전되고 방전될 수 있기 때문에 제 3 에너지 저장부 (4) 는 작아지도록 설계될 수 있다. 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 을 갖는 이 유형의 변환기 회로에 대한 회로 소모는 추가적으로 적게 유지될 수 있는 이점을 갖고, 마찬가지로 구동될 스위칭 엘리먼트에 관한 구동 소모도 추가적으로 낮게 유지된다. 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 을 갖는 본 발명에 따른 이러한 변환기 회로의 수단은, 전체적으로 매우 간단하게 구성되고, 강건하며 약간의 공간만을 요구한다.
도 2 내지 도 8a 에 따르면, 본 발명에 따른 변환기 회로에서는 일반적으로, 변환기 회로의 제 1 전력 반도체 스위치 (S7) 는, 스위치기어 셀 (1) 의 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 와 스위치기어 셀 (1) 의 제 2 전력 반도체 스위치 (S2) 사이의 접합 포인트에 접속되고, 변환기 회로의 제 2 전력 반도체 스위치 (S8) 는 스위치기어 셀 (1) 의 제 3 전력 반도체 스위치 (S3) 와 스위치기어 셀 (1) 의 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 사이의 접합 포인트에 접속된다. 결과적으로, 본 발명에 따른 변환기 회로는 매우 간단하게 구현되므로, 간섭에 매우 쉽게 영향을 받지 않고 공간을 세이브한다.
도 1 및 도 2 에 따르면, 스위치기어 셀 (1) 의 양방향의 통전 방향이 제어되는 스위칭 엘리먼트 (A) 는, 단방향의 통전 방향이 제어되는 2 개의 역직렬로 접속된 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치들 (S5, S6) 을 갖는다. 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치들 (S5, S6) 은, 각각의 경우에 있어서 전술한 바와 같은 전력 반도체 스위치들 (S1, S2, S3, S4, S7, S8) 에 따라 구현된다. 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치들 (S5, S6) 의 역직렬 접속의 경우에서는, 2 개의 가능성이 존재한다: 즉, 주로 도 1 및 도 2 에 따른 가능성, 또는 도 2a 에 따른 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 제 2 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 2 실시형태에 따른 가능성이 존재한다.
도 3 은 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 제 3 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 3 실시형태를 나타내는데, 양방향의 통전 방향이 제어되는 스위칭 엘리먼트 (A) 는, 단방향의 통전 방향이 제어되는 하나의 구동가능한 단방향의 전력 반도체 스위치 (S9) 및 단방향의 통전 방향이 제어되지 않는 4 개의 단방향의 전력 반도체 스위치들 (D1, D2, D3, D4) 을 갖는다. 이 경우에서, 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치 (S9) 는, 전술한 바와 같은 전력 반도체 스위치들 (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8) 에 따라 구현될 수 있다. 또한, 도 3 에 따르면, 단방향의 통전 방향이 제어되지 않는 4 개의 단방향의 전력 반도체 스위치들 (D1, D2, D3, D4) 은, 각각의 경우에 있어서 스위칭 엘리먼트 (A) 의 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치 (S9) 에 접속되는 다이오드와 같은 실시예의 방식으로 구현된다. 따라서, 도 3 에 따라 형성된 스위칭 엘리먼트 (A) 는, 단방향의 통전 방향이 제어되는 단일의 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치 (S9) 만을 갖으며, 이에 의해 구동 소모가 또한 감소되고 따라서 간섭에 쉽게 영향을 받지 않는 추가의 개선이 확립된다. 또한, 스위칭 로스가 감소될 수 있다.
도 4 는 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 제 4 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 4 실시형태를 나타내는데, 양방향의 통전 방향이 제어되는 스위칭 엘리먼트 (A) 는, 단방향의 통전 방향이 제어되는 제 1 및 제 2 구동가능한 단방향의 전력 반도체 스위치 (S10, S11) 및 단방향의 통전 방향이 제어되지 않는 제 1 및 제 2 단방향의 전력 반도체 스위치 (D5, D6) 를 갖는다. 이 경우에서, 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치들 (S10, S11) 은, 각각의 경우에 있어서 전술한 바와 같은 전력 반도체 스위치들 (S1, S2, S3, S4, S7, S8, S9) 을 따라 구현될 수 있다. 또한, 단방향의 통전 방향이 제어되지 않는 단방향의 전력 반도체 스위치들 (D5, D6) 은, 각각의 경우에 있어서 다이오드와 같은 실시예의 방식으로 구현된다. 도 4 에 따르면, 스위칭 엘리먼트 (A) 의 단방향의 통전 방향이 제어되는 제 1 구동가능한 단방향의 전력 반도체 스위치 (S10) 및 스위칭 엘리먼트 (A) 의 단방향의 통전 방향이 제어되지 않는 제 1 단방향의 전력 반도체 스위치 (D5) 는 직렬로 접속된다. 또한, 스위칭 엘리먼트 (A) 의 단방향의 통전 방향이 제어되는 제 2 구동가능한 단방향의 전력 반도체 스위치 (S11) 및 스위칭 엘리먼트 (A) 의 단방향의 통전 방향이 제어되지 않는 제 2 단방향의 전력 반도체 스위치 (D6) 는 직렬로 접속된다. 또한, 스위칭 엘리먼트 (A) 의 단방향의 통전 방향이 제어되는 제 1 구동가능한 단방향의 전력 반도체 스위치 (S10) 및 스위칭 엘리먼트 (A) 의 단방향 의 통전 방향이 제어되지 않는 제 1 단방향의 전력 반도체 스위치 (D5) 로 형성된 직렬 회로는, 스위칭 엘리먼트 (A) 의 단방향의 통전 방향이 제어되는 제 2 구동가능한 단방향의 전력 반도체 스위치 (S11) 및 스위칭 엘리먼트 (A) 의 단방향의 통전 방향이 제어되지 않는 제 2 단방향의 전력 반도체 스위치 (D6) 로 형성된 직렬 회로와 역병렬로 접속된다.
도 5 에 따르면, 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 제 5 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 5 실시형태에서, 양방향의 통전 방향이 제어되는 스위칭 엘리먼트 (A) 가 양방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 전력 반도체 스위치 (S12) 를 갖는다. 따라서, 도 5 에 따라 형성된 스위칭 엘리먼트 (A) 는, 단일의 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치 (S12) 만을 갖으며, 이에 의해 구동 소모가 또한 감소될 수 있고, 따라서 간섭에 쉽게 영향을 받지 않는 추가의 개선이 확립된다. 또한, 스위칭 로스가 감소될 수 있다. 또한, 단일의 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치 (S12) 만이 양방향의 통전 방향이 제어되는 스위칭 엘리먼트 (A) 에 제공되기 때문에, 온-상태 로스가 감소되는 이점을 갖는다.
도 6 은 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 제 6 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 6 실시형태를 나타낸다. 도 6 에서, 스위치기어 셀 (1) 의 경우에서는, 2 개의 추가 전력 반도체 스위치들 (S1.1, S1.2) 이 제 1 에너지 저장부 (2) 와의 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 의 접속 사이에 직렬로 접속되고, 마찬가지로 2 개의 추가 전력 반도체 스위치들 (S4.1, S4.2) 이 제 2 에너지 저장부 (3) 와의 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 의 접속 사이에 직렬로 접속된다. 일반적으로, 스위치기어 셀 (1) 의 경우에서는, 제 1 에너지 저장부 (2) 와의 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 의 접속 사이에 적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1, S1.2) 가 직렬로 접속되고, 추가하여 적어도 하나의 전력 반도체 스위치들 (S4.1, S4.2) 이 제 2 에너지 저장부 (3) 와의 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 의 접속 사이에 직렬로 접속된다. 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1, S1.2, S4.1, S4.2) 각각은, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치이다. 이 경우에서, 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1, S1.2, S4.1, S4.2) 는, 각각의 경우에 있어서 전술한 바와 같은 전력 반도체 스위치들 (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11) 에 따라 구현될 수 있다. 스위칭 엘리먼트 (A) 가 도 1 또는 도 2 에 따라 형성되는데, 물론, 도 2a 내지 도 5 에 따라 스위칭 엘리먼트를 형성하는 것도 고려된다. 변환기 회로의 수단에 의해 5 개의 전압 레벨만이 스위칭 되는 경우, 전력 반도체 스위치들 (S1, S1.1, S1.2, S2, S3, S4, S4.1, S4.2, S5, S6, S7, S8) 모두는 동일한 블록킹 전압으로 설계될 수 있는 이점을 갖는다. 도 6 에 도시된 바와 같이, 제 1 에너지 저장부 (2) 와의 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 의 접속 사이에 직렬로 접속된 적어도 2 개의 추가 전력 반도체 스위치들 (S1.1, S1.2) 및 제 2 에너지 저장부 (3) 와의 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 의 접속 사이에서 직렬로 접속된 적어도 2 개의 추가 전력 반도체 스위치들 (S4.1, S4.2) 의 경우에서는, 스위칭 로스를 잘 분배하기 위해, 직렬 접속된 전력 반도체 스위치들 (S1.1, S1.2, S4.1, S4.2) 은 오프셋 방식으로 클록될 수 있는 이점을 갖는다. 제 1 에너지 저장부 (2) 와의 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 의 접속 사이에 직렬로 접속된 단일의 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1) 및 제 2 에너지 저장부 (3) 와의 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 의 접속 사이에 직렬로 접속된 단일의 추가 전력 반도체 스위치 (S4.1) 의 경우에서는, 직렬 접속된 전력 반도체 스위치들 (S1.1, S4.1) 이 유리하게는 이중 블록킹 전압으로 설계될 수 있는데, 따라서 추가 전력 반도체 스위치들 (S1.1, S4.1) 은, 스위치기어 셀 (1) 의 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 및 스위치기어 셀 (1) 의 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 각각보다 낮은 스위칭 주파수로 동작될 수 있어서, 추가 전력 반도체 스위치들 (S1.1, S4.1) 의 온-상태 로스가 전체적으로 낮게 유지될 수 있다. 실시예의 방식으로, 이중 블록킹 전압을 갖는 이러한 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1, S4.1) 의 경우는 구동 전극을 통해 정류되는 일체화된 사이리스터 (IGCT: integrated gate commutated thyristor), 또는 역병렬로 접속된 다이오드의 경우에 있는 게이트 턴-오프 사이리스터 (GTO: gate turn off thyristor) 와 같을 수 있는데, 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 및 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 는 예를 들어, 절연된 게이트 바이폴라 트랜지스터 (IGBT) 또는 역병렬로 접속된 다이오드의 경우에 있는 전력 MOSFET 일 수 있다. 캐스케이드형 변환기 시스템은, 예를 들어, 도 6 에 따른 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 실시형태의 수단에 의해 매우 쉽게 구성될 수 있다.
도 7 은 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 제 7 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 7 실시형태를 나타낸다. 또한, 도 7a 는 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 제 8 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 8 실시형태를 나타낸다. 일반적으로, 도 7 및 도 7a 에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 경우에서는, 제 2 에너지 저장부 (3) 와의 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 의 접속 사이에 적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S4.1, S4.2) 가 접속된다. 추가 전력 반도체 스위치 (S4.1, S4.2) 각각은, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체이다. 이 경우에서, 추가 전력 반도체 스위치들 (S4.1, S4.2) 은, 각각의 경우에 있어서 전술한 바와 같은 전력 반도체 스위치들 (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11) 에 따라 구현될 수 있다. 스위칭 엘리먼트 (A) 는 도 1 및 도 2 각각에 따른 도 7 및 도 7a 에 따라 형성되고, 물론 도 2a 내지 도 5 에 따라 스위칭 엘리먼트를 형성하는 것도 고려된다. 도 7 에 도시된 바와 같이, 단일의 추가 전력 반도체 스위치 (S4.1) 의 경우에서는, 추가 전력 반도체 스위치 (S4.1) 가 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 에 대하여 역직렬로 접속된다. 반대로, 도 7a 에 도시된 바와 같이, 복수의 추가 전력 반도체 스위치들 (S4.1, S4.2) 의 경우에서는, 적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S4.1) 가 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 에 대하여 역직렬로 접속되고, 적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S4.2) 가 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 에 대하여 직렬로 접속된다. 마찬가지로, 캐스케이드형 변화기 시스템은, 예를 들어, 도 7 및 도 7a 각각에 따른 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 실시형태의 수단에 의해 매우 유리하고 쉽게 구성될 수 있다.
도 8 은 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 제 9 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 9 실시형태를 나타낸다. 또한, 도 8a 는 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 제 10 실시형태로 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 본 발명에 따른 변환기 회로의 제 10 실시형태를 나타낸다. 일반적으로, 도 8 및 도 8a 에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 경우에서, 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 와 제 2 전력 반도체 스위치 (S2) 의 접속 사이에 적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1, S1.2) 가 접속된다. 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1, S1.2) 각각은, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체이다. 이 경우에서, 추가 전력 반도체 스위치들 (S1.1, S1.2) 은, 각각의 경우에 있어서 전술한 바와 같은 전력 반도체 스위치들 (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8, S9, S10, S11) 에 따라 구현될 수 있다. 스위칭 엘리먼트 (A) 는 도 1 및 도 2 각각에 따른 도 8 및 도 8a 에 따라 형성되고, 물론 도 2a 내지 도 5 에 따라 스위칭 엘리먼트를 형성하는 것도 고려된다. 도 8 에 도시된 바와 같이, 단일의 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1) 의 경우에서는, 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1) 가 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 에 대하여 역직렬로 접속된다. 반대로, 도 8a 에 도시된 바와 같이, 복수의 추가 전력 반도체 스위치들 (S1.1, S1.2) 의 경우에서는, 적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1) 가 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 에 대하여 역직렬로 접속되고, 적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S1.2) 가 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 에 대하여 직렬로 접속된다. 마찬가지로, 캐스케이드형 변화기 시스템은, 예를 들어, 도 8 및 도 8a 각각에 따른 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 의 실시형태의 수단에 의해 매우 유리하고 쉽게 구성될 수 있다.
당업자는, 도 2 내지 도 8a 에 따른 본 발명에 따른 스위치기어 셀 (1) 또는 도 2 내지 도 8a 에 따라 변환기 회로의 모든 실시형태들을 서로 마음대로 조합하며, 또한 간단하고 복합적으로 변환기 시스템을 형성한다.
참조 부호의 리스트
1 스위치기어 셀
2 제 1 에너지 저장부
3 제 2 에너지 저장부
4 제 3 에너지 저장부
A 스위치기어 셀의 스위칭 엘리먼트
S1 스위치기어 셀의 제 1 전력 반도체 스위치
S2 스위치기어 셀의 제 2 전력 반도체 스위치
S3 스위치기어 셀의 제 3 전력 반도체 스위치
S4 스위치기어 셀의 제 4 전력 반도체 스위치
S5 스위치기어 셀의 스위칭 엘리먼트의 구동가능한 전력 반도체 스위치
S6 스위치기어 셀의 스위칭 엘리먼트의 구동가능한 전력 반도체 스위치
S7 변환기 회로의 제 1 전력 반도체 스위치
S8 변환기 회로의 제 2 전력 반도체 스위치
S9 스위치기어 셀의 스위칭 엘리먼트의 구동가능한 전력 반도체 스위치
S10 스위치기어 셀의 스위칭 엘리먼트의 구동가능한 전력 반도체 스위치
S11 스위치기어 셀의 스위칭 엘리먼트의 구동가능한 전력 반도체 스위치
S12 스위치기어 셀의 스위칭 엘리먼트의 구동가능한 전력 반도체 스위치
D1, D2, D3, D4, D5, D6 스위치기어 셀의 스위칭 엘리먼트의 전력 반도체 스위치들

Claims (16)

  1. 직렬로 접속된 제 1 에너지 저장부 (2) 및 제 2 에너지 저장부 (3) 를 갖는 스위치기어 셀 (1) 로서,
    제 1 전력 반도체 스위치 (S1), 제 2 전력 반도체 스위치 (S2), 제 3 전력 반도체 스위치 (S3), 및 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 로서, 상기 제 1 전력 반도체 스위치 (S1), 상기 제 2 전력 반도체 스위치 (S2), 상기 제 3 전력 반도체 스위치 (S3), 및 상기 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 는, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향 (current-carrying direction) 이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치이고, 상기 제 1 전력 반도체 스위치 (S1), 상기 제 2 전력 반도체 스위치 (S2), 상기 제 3 전력 반도체 스위치 (S3), 및 상기 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 는 직렬로 접속되고, 상기 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 는 상기 제 1 에너지 저장부 (2) 에 접속되고, 상기 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 는 상기 제 2 에너지 저장부 (3) 에 접속되는, 상기 제 1 전력 반도체 스위치 (S1), 제 2 전력 반도체 스위치 (S2), 제 3 전력 반도체 스위치 (S3), 및 제 4 전력 반도체 스위치 (S4); 및
    상기 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 와 상기 제 2 전력 반도체 스위치 (S2) 사이의 접합 포인트 및 상기 제 3 전력 반도체 스위치 (S3) 와 상기 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 사이의 접합 포인트에 접속되는 제 3 에너지 저장부 (4) 를 갖는 스위치기어 셀에 있어서,
    양방향의 통전 방향이 제어되는 스위칭 엘리먼트 (A) 가, 상기 제 2 전력 반도체 스위치 (S2) 와 상기 제 3 전력 반도체 스위치 (S3) 사이의 접합 포인트 및 상기 제 1 에너지 저장부 (2) 와 상기 제 2 에너지 저장부 (3) 사이의 접합 포인트에 직접 접속되는 것을 특징으로 하는 스위치기어 셀.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 양방향의 통전 방향이 제어되는 스위칭 엘리먼트 (A) 는, 단방향의 통전 방향이 제어되는 2 개의 역직렬 (antiseries) 로 접속된 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치들 (S5, S6) 을 갖는 것을 특징으로 하는 스위치기어 셀.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 양방향의 통전 방향이 제어되는 스위칭 엘리먼트 (A) 는, 단방향의 통전 방향이 제어되는 하나의 구동가능한 단방향의 전력 반도체 스위치 (S9) 및 단방향의 통전 방향이 제어되지 않는 4 개의 단방향의 전력 반도체 스위치들 (D1, D2, D3, D4) 을 갖는 것을 특징으로 하는 스위치기어 셀.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 양방향의 통전 방향이 제어되는 스위칭 엘리먼트 (A) 는, 단방향의 통전 방향이 제어되는 제 1 및 제 2 구동가능한 단방향의 전력 반도체 스위치 (S10, S11) 및 단방향의 통전 방향이 제어되지 않는 제 1 및 제 2 단방향의 전력 반도체 스위치 (D5, D6) 를 갖는 것을 특징으로 하는 스위치기어 셀.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 스위칭 엘리먼트 (A) 의 상기 단방향의 통전 방향이 제어되는 제 1 구동가능한 단방향의 전력 반도체 스위치 (S10) 와 상기 스위칭 엘리먼트 (A) 의 상기 단방향의 통전 방향이 제어되지 않는 제 1 단방향의 전력 반도체 스위치 (D5) 는 직렬로 접속되고,
    상기 스위칭 엘리먼트 (A) 의 상기 단방향의 통전 방향이 제어되는 제 2 구동가능한 단방향의 전력 반도체 스위치 (S11) 와 상기 스위칭 엘리먼트 (A) 의 상기 단방향의 통전 방향이 제어되지 않는 제 2 단방향의 전력 반도체 스위치 (D6) 는 직렬로 접속되고,
    상기 스위칭 엘리먼트 (A) 의 상기 단방향의 통전 방향이 제어되는 제 1 구동가능한 단방향의 전력 반도체 스위치 (S10) 및 상기 스위칭 엘리먼트 (A) 의 상기 단방향의 통전 방향이 제어되지 않는 제 1 단방향의 전력 반도체 스위치 (D5) 로 형성된 직렬 회로는, 상기 스위칭 엘리먼트 (A) 의 상기 단방향의 통전 방향이 제어되는 제 2 구동가능한 단방향의 전력 반도체 스위치 (S11) 및 상기 스위칭 엘리먼트 (A) 의 상기 단방향의 통전 방향이 제어되지 않는 제 2 단방향의 전력 반도체 스위치 (D6) 로 형성된 직렬 회로와 역병렬 (antiparallel) 로 접속되는 것을 특징으로 하는 스위치기어 셀.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 양방향의 통전 방향이 제어되는 스위칭 엘리먼트 (A) 는, 양방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 전력 반도체 스위치 (S12) 를 갖는 것을 특징으로 하는 스위치기어 셀.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 에너지 저장부 (2) 와의 상기 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 의 접속 사이에 적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1, S1.2) 가 직렬로 접속되고,
    상기 제 2 에너지 저장부 (3) 와의 상기 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 의 접속 사이에 적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S4.1, S4.2) 가 직렬로 접속되며, 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1, S1.2, S4.1, S4.2) 각각은, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치인 것을 특징으로 하는 스위치기어 셀.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 에너지 저장부 (3) 와의 상기 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 의 접속 사이에 적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S4.1, S4.2) 가 접속되며, 추가 전력 반도체 스위치 (S4.1, S4.2) 각각은, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치인 것을 특징으로 하 는 스위치기어 셀.
  9. 제 8 항에 있어서,
    단일의 추가 전력 반도체 스위치 (S4.1) 의 경우에 있어서,
    상기 추가 전력 반도체 스위치 (S4.1) 는 상기 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 에 대하여 역직렬 (antiseries) 로 접속되는 것을 특징으로 하는 스위치기어 셀.
  10. 제 8 항에 있어서,
    복수의 추가 전력 반도체 스위치들 (S4.1, S4.2) 의 경우에 있어서,
    적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S4.1) 는 상기 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 에 대하여 역직렬로 접속되고, 적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S4.2) 는 상기 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 에 대하여 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 스위치기어 셀.
  11. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 전력 반도체 스위치 (S2) 와의 상기 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 의 접속 사이에 적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1, S1.2) 가 접속되며, 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1, S1.2) 각각은, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치인 것을 특 징으로 하는 스위치기어 셀.
  12. 제 11 항에 있어서,
    단일의 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1) 의 경우에 있어서,
    상기 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1) 는 상기 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 에 대하여 역직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 스위치기어 셀.
  13. 제 11 항에 있어서,
    복수의 추가 전력 반도체 스위치들 (S1.1, S1.2) 의 경우에 있어서,
    적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S1.1) 는 상기 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 에 대하여 역직렬로 접속되고, 적어도 하나의 추가 전력 반도체 스위치 (S1.2) 는 상기 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 에 대하여 직렬로 접속되는 것을 특징으로 하는 스위치기어 셀.
  14. 제 1 전력 반도체 스위치 (S7) 및 상기 제 1 전력 반도체 스위치 (S7) 와 직렬로 접속된 제 2 전력 반도체 스위치 (S8) 를 갖고, 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 변환기 회로로서,
    제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 따른 스위치기어 셀 (1) 이, 상기 변환기 회로의 상기 제 1 전력 반도체 스위치 (S7) 및 상기 변환기 회로의 상기 제 2 전력 반도체 스위치 (S8) 에 접속되는 것을 특징으로 하는 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 변환기 회로.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 변환기 회로의 상기 제 1 전력 반도체 스위치 (S7) 는, 상기 스위치기어 셀 (1) 의 상기 제 1 전력 반도체 스위치 (S1) 와 상기 스위치기어 셀 (1) 의 상기 제 2 전력 반도체 스위치 (S2) 사이의 접합 포인트에 접속되고,
    상기 변환기 회로의 상기 제 2 전력 반도체 스위치 (S8) 는, 상기 스위치기어 셀 (1) 의 상기 제 3 전력 반도체 스위치 (S3) 와 상기 스위치기어 셀 (1) 의 상기 제 4 전력 반도체 스위치 (S4) 사이의 접합 포인트에 접속되는 것을 특징으로 하는 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 변환기 회로.
  16. 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서,
    상기 변환기 회로의 상기 제 1 및 제 2 전력 반도체 스위치 (S7, S8) 는, 각각의 경우에 있어서 단방향의 통전 방향이 제어되는 구동가능한 양방향의 전력 반도체 스위치인 것을 특징으로 하는 다수의 전압 레벨을 스위칭하는 변환기 회로.
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