KR20170030610A

KR20170030610A - 전기 바이패스 장치

Info

Publication number: KR20170030610A
Application number: KR1020177003765A
Authority: KR
Inventors: 존 루이스 오트램
Original assignee: 제네럴 일렉트릭 테크놀러지 게엠베하
Priority date: 2014-07-14
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2017-03-17
Also published as: EP3170250A1; EP2975748A1; US10461528B2; WO2016008804A1; US20170207621A1; CN106663935A

Abstract

전기 바이패스 장치(10)는:
전기 컴포넌트(52)에 걸친 연결을 위한 제1 단자 및 제2 단자(12, 14);
제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 단락 회로를 형성하기 위하여 스위칭가능한 전기적 트리거형 바이패스 스위치(electrically-triggered bypass switch)(16); 및
제1 단자와 제2 단자(12, 14) 사이에 연결되는 제1 제어 회로(18)를 포함하며, 제1 제어 회로(18)는 상호 결합된 제1 권선 및 제2 권선(26, 28)을 포함하고, 제1 권선(26)은 제2 권선(28)으로부터 절연되고, 제1 제어 회로(18)는:
제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 정상 동작 전압이 존재할 때, 제1 단자와 제2 단자(12, 14) 사이에 흐르는 전류가 제1 권선(26)을 통해 흐르는 것을 억제하고;
제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 과전압이 존재할 때, 제1 단자와 제2 단자(12, 14) 사이에 그리고 제1 권선(26)을 통해 전류가 흐르게 하여, 제2 권선(28)에 전류 펄스를 유도하도록 구성되며,
제2 권선(28)은 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)에 전기적으로 결합되어, 제2 권선(28)에 유도된 전류 펄스가 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)를 닫는 스위칭 제어 신호로서 작용하고, 그에 의해 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 단락 회로를 형성한다.

Description

전기 바이패스 장치{ELECTRICAL BYPASS APPARATUS}

이 발명은 전기 바이패스 장치에 관한 것이다.

전기 장치는 하나의 전기 컴포넌트의 고장이 전기 장치의 전체 동작에 악영향을 미치지 않도록, 하나 이상의 여분의 전기 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 그러나, 전기 장치 내의 개개의 전기 컴포넌트들의 직렬 배열은 전기 장치를 통해 전류가 흐르기 위한 경로가 없기 때문에 전기 컴포넌트의 고장이 전체 전기 장치의 고장을 초래하는 것을 의미한다. 그러한 상황들 하에서, 바이패스 스위치는 대개 전류가 고장난 전기 컴포넌트를 바이패스하도록 허용하는 경로를 제공하는데 이용되어, 전기 장치의 작동 및 가용성을 유지시킨다.

본 발명의 일 양상에 따르면, 다음을 포함하는 전기 바이패스 장치가 제공된다:

전기 컴포넌트에 걸친 연결을 위한 제1 단자 및 제2 단자;

제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 단락 회로를 형성하기 위하여 스위칭가능한 전기적 트리거형 바이패스 스위치(electrically-triggered bypass switch); 및

제1 단자와 제2 단자 사이에 연결되는 제1 제어 회로를 포함하며, 제1 제어 회로는 상호 결합된 제1 권선 및 제2 권선을 포함하고, 제1 권선은 제2 권선으로부터 절연되고, 제1 제어 회로는:

제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 정상 동작 전압이 존재할 때, 제1 단자와 제2 단자 사이에 흐르는 전류가 제1 권선을 통해 흐르는 것을 억제하고;

제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 과전압이 존재할 때, 제1 단자와 제2 단자 사이에 그리고 제1 권선을 통해 전류가 흐르게 하여, 제2 권선에 전류 펄스를 유도하도록 구성되며,

제2 권선은 전기적 트리거형 바이패스 스위치에 전기적으로 결합되어, 제2 권선에 유도된 전류 펄스가 전기적 트리거형 바이패스 스위치를 닫는 스위칭 제어 신호로서 작용하고, 그에 의해 제1 단자 및 제2 단자 양단에 단락 회로를 형성한다.

상기 진술한 바와 같은 전기 바이패스 장치의 구성은 제1 제어 회로가 제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 존재하는 과전압으로부터 직접 에너지를 끌어들여, 전기적 트리거형 바이패스 스위치의 폐쇄(closure)를 용이하게 하고 따라서 제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 단락 회로를 형성한다. 제1 단자 및 제2 단자에 걸친 단락 회로의 형성은 제1 단자와 제2 단자 사이에 그리고 단락 회로를 통해 전류를 흐르게 하여, 전기 컴포넌트를 바이패스시키고, 그에 의해 과전압이 진정되게 한다.

제1 제어 회로에서의 제1 권선 및 제2 권선의 제공은 전기적 트리거형 바이패스 스위치와 연관된 회로소자가 제1 단자 및 제2 단자의 전위와는 상이한 전위로 전기적으로 참조되게 한다. 결국, 이것은 전기적 트리거형 바이패스 스위치를 닫기 위한 스위칭 제어 신호를 선택적으로 전송하도록 구성되어 적어도 제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 단락 회로를 형성하도록 구성되는 적어도 하나의 추가 제어 회로와 공통으로 제2 권선이 연결되게 한다. 추가 제어 회로는 예를 들어, 전기 컴포넌트에 걸친 과전압 및/또는 다른 결함들을 검출하도록 구성되는 전압 센서를 갖는 제어 카드일 수 있다.

또한, 제1 제어 회로의 제2 권선을 적어도 하나의 추가 제어 회로와 공통으로 연결하는 설비는 전기 바이패스 장치의 컴팩트한 설계를 용이하게 하는데, 이는 이것이 다중 권선들과 같은 전기적 트리거형 바이패스 스위치를 전기적으로 트리거링하기 위한 복수의 수단을 전기 바이패스 장치에 제공할 필요성을 방지하기 때문이다.

또한, 각각의 추가 제어 회로는 제1 제어 회로와 상이하게 구성될 수 있으며, 그렇게 하면 전기 바이패스 장치의 트리거링의 신뢰성이 향상될 것이다. 이는 제1 및 추가 제어 회로 모두 동일한 오류의 결과로서 동시에 고장 나지 않도록 제1 및 추가 제어 회로가 상이하게 구성될 수 있기 때문이다. 대조적으로, 전기적 트리거형 바이패스 스위치의 폐쇄를 제어하기 위한 동일한 제어 회로들의 사용은 2개 제어 회로들의 동시적 고장의 리스크가 있는데, 이는 동일한 제어 회로들이 동일하게 같은 오류로 인한 고장 위험에 처할 수 있기 때문이다.

따라서, 전기 바이패스 장치에서의 제1 제어 회로의 제공은 전류가 과전압을 겪는 전기 컴포넌트를 바이패스하도록 허용하기 위한 단락 회로를 형성할 수 있는 간단하고 신뢰성는 비용 효율적인 전기 바이패스 장치를 초래한다.

전기 바이패스 장치가 전기적 트리거형 바이패스 스위치를 닫도록 스위칭 제어 신호를 선택적으로 전송하고, 그에 의해 제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 단락 회로를 형성하도록 구성되는 추가 제어 회로를 포함하는 경우, 전기 바이패스 장치는 제2 권선에 전류가 한 방향으로만 흐르게 하도록 배열된 제1 수동 전류 체크 엘리먼트를 더 포함할 수 있다.

이러한 방식의 제1 수동 전류 체크 엘리먼트의 배열은, 제1 제어 회로 및 추가 제어 회로 중 하나가 전기적 트리거형 바이패스 스위치를 닫도록 작동할 때, 전기적 트리거형 바이패스 스위치의 폐쇄를 야기하기 위한 그러한 동작이 악영향을 미치고 그에 의해 제1 제어 회로 및 추가 제어 회로 중 다른 하나를 잠재적으로 손상시킬 수 있는 임의의 전기적 백피드(electrical backfeed)를 초래하지 않는 것을 보장한다. 이는 제1 및 추가의 제어 회로가 신뢰성 있는 방식으로 서로 독립적으로 동작할 수 있게 한다.

발명의 실시예들에서, 제1 제어 회로는 제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 연결된 정류기를 포함할 수 있으며, 정류기는 제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 존재하는 전압을 정류하고 그에 의해 전류가 제1 단자와 제2 단자 사이와 제1 권선을 통해 흐르게 하도록 구성된다.

제1 단자 및 제2 단자에 걸친 과전압은 제1 단자와 제2 단자 사이와 전기 컴포넌트를 통해 원래 흐르는 전류의 방향에 따라 어느 한 극성에서 발생할 수 있다. 제1 제어 회로에서 정류기를 제공하는 것은, 양 극성의 과전압이 제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 존재할 때, 과전압의 정류는 제2 권선에 유도된 전류의 극성이 과전압의 극성과 무관하게 동일하게 한다. 이는 그에 의해 전기적 트리거형 바이패스 스위치가 어느 한 극성의 스위칭 제어 신호에 의해 폐쇄 가능한 필요성을 제거하고, 따라서 전기적 트리거형 바이패스 스위치의 설계를 단순화한다.

발명의 추가 실시예들에서, 제1 제어 회로는 정류기 및 제1 권선에 동작가능하게 연결된 제2 수동 전류 체크 엘리먼트를 더 포함하여, 차단 상태에 있을 때 제2 수동 전류 체크 엘리먼트가 정류기로부터 제1 권선으로 전류가 흐르는 것을 차단하고, 도통 상태에 있을 때 제2 수동 전류 체크 엘리먼트가 정류기로부터 제1 권선으로 전류가 흐르는 것을 허용하며, 제2 수동 전류 체크 엘리먼트는 제2 수동 전류 체크 엘리먼트에 걸친 전압이 과전압에 대응하는 트립 전압 문턱치에 도달할 때 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하도록 구성된다.

제1 제어 회로에 제2 수동 전류 체크 엘리먼트를 포함시키는 것은, 제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 과전압이 나타나는 결과로서 트립 전압 임계치에 도달될 때에만 제2 권선에 전류 펄스가 유도되는 것을 보장하고, 따라서 제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 과전압이 존재하지 않을 때 제1 단자 및 제2 단자 양단에 단락 회로가 형성되지 않는 것을 보장한다. 이것은 그렇게 함으로써 전기 바이패스 장치의 신뢰성을 향상시킨다.

발명의 이러한 실시예들에서, 제1 제어 회로는 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 병렬로 연결된 제1 에너지 저장 디바이스를 더 포함할 수 있으며, 제1 에너지 저장 디바이스는 에너지를 선택적으로 저장 및 방출 가능하다. 제1 제어 회로에 제1 에너지 저장 디바이스를 제공하는 것은, 그렇지 않으면 전압의 변화율 및 전기 컴포넌트의 정상 작동 동안에 제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 나타나는 임의의 짧은 과도 과전압(transient overvoltage)들로부터 초래되었을 수 있는 제2 권선에서의 전류 펄스의 스퓨리어스 유도(spurious induction)를 방지한다.

본 발명의 다른 그러한 실시예들에서, 제1 제어 회로는 제1 에너지 저장 디바이스와 병렬로 연결된 제1 저항 엘리먼트를 더 포함할 수 있다. 제1 제어 회로에 제1 저항성 엘리먼트를 제공하는 것은, 제1 제어 회로가 동작하도록 요구되지 않을 때 제1 에너지 저장 디바이스가 신뢰성 있게 방전되는 것을 가능하게 할 뿐만 아니라, 전류 펄스가 제2 권선에 유도되게 하여 전기적 트리거형 바이패스 스위치의 원치 않는 폐쇄를 초래할 수 있는 제1 에너지 저장 디바이스가 과도 과전압들에 의해 충전되는 것을 방지한다.

선택적으로, 제1 제어 회로는 제1 권선과 병렬로 연결된 제2 에너지 저장 디바이스를 더 포함할 수 있으며, 제2 에너지 저장 디바이스는 에너지를 선택적으로 저장 및 방출 가능하다. 제1 제어 회로에 제2 에너지 저장 디바이스를 제공하는 것은, 전압의 변화율 및 전기 컴포넌트의 정상 작동 동안 제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 나타나는 임의의 짧은 과도 과전압으로부터 초래되는 제1 제어 회로에서의 임의의 전류 흐름의 결과로서 제2 권선에 전류 펄스가 유도되지 않도록 보장한다.

제1 제어 회로는 제1 권선과 병렬로 연결된 제2 저항 엘리먼트 및/또는 제1 권선과 직렬로 연결된 제3 저항 엘리먼트를 더 포함할 수 있다.

제1 에너지 저장 디바이스와 유사하게, 제2 저항 엘리먼트 및 제3 저항 엘리먼트 각각은 그렇지 않으면 전기 컴포넌트의 정상 동작 동안에 제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 나타나는 전압의 변화율로부터 초래되었을, 제2 권선에서의 전류 펄스의 스퓨리어스 유도를 방지한다.

제2 저항 엘리먼트 및 제3 저항 엘리먼트는 전류가 제1 권선을 통해 흐를 때, 제1 권선에 걸친 전압을 제어하기 위해 전압 분배기를 형성하도록 구성될 수 있다. 제1 제어 회로에 전압 분배기를 제공하는 것은, 전류가 제1 권선을 통해 흐를 때 제1 권선에 걸쳐 인가되는 전압을 감소시키기 위한 제2 저항 엘리먼트 및 제3 저항 엘리먼트의 저항들을 조정하는 것을 허용하고, 따라서 전기 바이패스 장치의 다른 컴포넌트들이 과전압에 노출되는 것을 방지할 뿐만 아니라 제1 권선의 사이즈 및 비용의 감소를 허용한다.

제2 수동 전류 체크 엘리먼트의 사용을 이용한 발명의 실시예들에서, 전기 바이패스 장치는, 제2 수동 전류 체크 엘리먼트에 걸친 전압과 삽입된 전압 강하의 합이 과전압에 대응하는 트립 전압 문턱치에 도달할 때, 제2 수동 전류 체크 엘리먼트를 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하도록 또한 구성하기 위해, 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 직렬로 전압 강하를 삽입하기 위한 전압을 선택적으로 공급하도록 구성된 전압원을 더 포함할 수 있다.

전기 바이패스 장치에 이러한 전압원을 제공하는 것은, 전류 펄스가 제2 권선에서 유도되는 과전압 레벨의 변화를 허용하고, 그에 의해 전기 바이패스 장치의 구성이 제1 단자 및 제2 단자에 걸친 상이한 과전압 레벨들을 초래하는 상이한 타입의 결함들을 처리하도록 허용한다.

그러한 실시예들에서, 제1 제어 회로는 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 직렬로 연결된 제3 에너지 저장 디바이스를 더 포함할 수 있으며, 전압원은 제2 수동 전류 체크 엘리먼트에 걸친 전압과 전압 강하의 합이 과전압에 대응하는 트립 전압 문턱치에 도달할 때, 제2 수동 전류 체크 엘리먼트를 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하도록 또한 구성하기 위하여, 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 직렬로 전압 강하를 삽입하기 위해 제3 에너지 저장 디바이스를 충전하기 위한 전압을 선택적으로 공급하도록 구성될 수 있다.

제1 제어 회로에 제3 에너지 저장 디바이스를 제공하는 것은, 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 직렬로 원하는 전압 강하를 확실하게 삽입하는 것을 허용한다.

제3 에너지 저장 디바이스의 사용을 이용하는 실시예들에서, 제1 제어 회로는 제3 에너지 저장 디바이스와 병렬로 연결된 제3 수동 전류 체크 엘리먼트를 더 포함할 수 있으며, 제3 수동 전류 체크 엘리먼트는, 차단 상태에 있을 때 제3 수동 전류 체크 엘리먼트가 정류기로부터 제1 권선으로 전류가 흐르는 것을 차단하도록, 그리고 도통 상태에 있을 때 제3 수동 전류 체크 엘리먼트가 정류기로부터 제1 권선으로 전류가 흐르는 것을 허용하도록 배열된다. 제3 수동 전류 체크 엘리먼트는 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 직렬로 삽입된 전압 강하보다 큰 및/또는 제2 수동 전류 체크 엘리먼트가 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하는 전압 레벨보다 낮은 전압 레벨에서 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하도록 구성될 수 있다.

제3 에너지 저장 디바이스의 사용을 이용한 추가 실시예들에서, 제1 제어 회로는 제3 에너지 저장 디바이스와 병렬로 연결된 제4 저항 엘리먼트를 더 포함할 수 있다. 제1 제어 회로에 제4 저항 엘리먼트를 제공하는 것은, 제1 제어 회로가 동작가능하도록 요구되지 않을 때 제3 에너지 저장 디바이스가 신뢰성 있게 방전되는 것을 가능하게 할 뿐 아니라, 제2 수동 전류 체크 엘리먼트가 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭할 수 있기 이전에, 삽입된 전압 강하와 제2 수동 전류 체크 엘리먼트에 걸친 전압의 합이 도달해야만 하는 원치 않는 레벨 변화를 초래할 수 있는, 제3 에너지 저장 디바이스가 과도 과전압들에 의해 충전되는 것을 방지할 수도 있다.

바람직하게 제1 저항 엘리먼트의 저항은 제4 저항 엘리먼트의 저항보다 더 크고 및/또는 제3 에너지 저장 디바이스의 에너지 저장 용량은 바람직하게 제1 에너지 저장 디바이스의 에너지 저장 용량보다 더 크다. 이러한 방식으로 제1 제어 회로를 구성하는 것은 전기 바이패스 장치가 그것의 기능을 신뢰성 있고 정확하게 실행하는 능력을 향상시킨다.

발명의 또 다른 실시예들에서, 전압원은 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 직렬로 전압 강하를 삽입하기 위해 전압을 선택적으로 공급하도록 구성되는 펄스 트랜스포머를 포함할 수 있다.

전압원에 펄스 트랜스포머를 제공하는 것은 전기적 트리거형 바이패스 스위치와 연관된 회로소자가 제1 단자 및 제2 단자의 전위와는 상이한 전위로 전기적으로 참조되게 한다.

바람직하게는, 전압원은 펄스 트랜스포머에 의해 공급되는 전압을 정류시키도록 구성된 추가 정류기를 더 포함한다. 이것은 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 직렬로 DC 전압 강하를 삽입하기 위하여 AC 전압 공급기의 사용을 허용한다.

펄스 트랜스포머는 공급된 전압을 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 직렬로 삽입하기 위한 DC 전압 강하로 변환하기 위하여 다른 전기 디바이스들과 결합될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

발명의 바람직한 실시예들은 이제 첨부 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 설명될 것이다.

도 1은 발명의 제1 실시예에 따른 전기 바이패스 장치를 개략적 형태로 도시한다.
도 2 및 3은 각각 하프-브릿지(half-bridge) 모듈 및 풀-브릿지(full-bridge) 모듈을 개략적 형태로 도시한다.
도 4 및 5는 발명의 제2 실시예에 따른 전기 바이패스 장치를 개략적 형태로 도시한다.

발명의 제1 실시예에 따른 전기 바이패스 장치가 도 1에 도시되고, 일반적으로 참조 번호 10으로 표시된다.

전기 바이패스 장치(10)는 제1 단자 및 제2 단자(12, 14), 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16) 및 제1 제어 회로 및 추가 제어 회로(18, 20)를 포함한다.

사용시, 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)는 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 단락 회로를 형성하기 위하여 스위칭가능하다.

제1 제어 회로(18)는 제1 단자와 제2 단자(12, 14) 사이에 연결된다. 제1 제어 회로(18)는 브레이크오버(breakover) 다이오드(24)와 제1 권선(26)의 직렬 연결과 병렬로 연결된 정류기(22)를 포함한다.

정류기(22)는 브릿지 구성으로 병렬로 연결되는 2쌍의 직렬 연결된 다이오드들을 포함한다. 직렬 연결된 다이오드들의 쌍들 중 하나의 쌍 사이의 제1 정션(junction)은 제1 단자(12)에 연결되고, 직렬 연결된 다이오드들의 쌍들 중 다른 쌍 사이의 제2 정션은 제2 단자(14)에 연결된다. 이러한 방식으로, 정류기(22)는 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 나타나는 전압을 정류 가능하다. 정류기(22)의 구성은 제1 및 제2 단자(14)에 걸쳐 나타나는 전압을 정류할 수 있는 한 변경될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

브레이크오버 다이오드(24)는, 차단 상태에 있을 때 브레이크오버 다이오드(24)가 정류기(22)로부터 브레이크오버 다이오드(24)를 통해 제1 권선(26)으로 전류가 흐르는 것을 차단하고, 도통 상태에 있을 때 브레이크오버 다이오드(24)가 정류기(22)로부터 브레이크오버 다이오드(24)를 통해 제1 권선(26)으로 전류가 흐르는 것을 허용하도록, 제1 제어 회로(18)에 배열된다. 브레이크오버 다이오드(24)는 브레이크오버 다이오드(24)에 걸친 전압이 트립 전압 문턱치에 도달할 때 차단 상태에서 도통 상태로 스위칭하도록 구성된다. 트립 전압 문턱치는 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 나타나는 과전압(즉, 정상 동작 전압을 초과하는 전압)에 대응하도록 설정된다.

브레이크오버 다이오드(24)는 차단 상태에 있을 때 정류기(22)로부터 제1 권선(26)으로 전류가 흐르는 것을 차단하고, 도통 상태에 있을 때 정류기(22)로부터 제1 권선(26)으로 전류가 흐르는 것을 허용하는 임의의 수동 전류 체크 엘리먼트에 의해 교체될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

제1 제어 회로(18)는 제1 권선(26)과 상호 결합되고 제1 권선(26)으로부터 절연된 제2 권선(28)을 더 포함한다. 이로써, 제1 권선(26)을 통한 전류의 흐름은 제2 권선(28)에 전류 펄스를 유도한다.

사용시, 제2 권선(28)은 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)에 전기적으로 결합되어, 제2 권선(28)에 유도된 전류 펄스가 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)를 닫는 스위칭 제어 신호로서 작용하고, 그에 의해 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 단락 회로를 형성한다.

제1 제어 회로(18)는 제1 및 제2 캐패시터(30, 32) 및 제1, 제2 및 제3 레지스터(34, 36, 38)를 더 포함한다. 제1 캐패시터(30)는 브레이크오버 다이오드(24)와 병렬로 연결된다. 제2 캐패시터(32)는 제1 권선(26)과 병렬로 연결된다. 제1 레지스터(34)는 제1 캐패시터(30)와 병렬로 연결된다. 제2 레지스터(36)는 제2 캐패시터(32)와 병렬로 연결된다. 제3 레지스터(38)는 브레이크오버 다이오드(24)와 제1 권선(26) 사이에 직렬로 연결된다.

제1 제어 회로(18)에 제1 레지스터(34)를 제공하는 것은, 제1 제어 회로(18)가 동작가능하도록 요구되지 않을 때, 제1 캐패시터(30)가 신뢰성 있게 방전되는 것을 가능하게 한다.

상기 진술된 바와 같은 제2 레지스터 및 제3 레지스터(36, 38)의 배열은 전류가 제1 권선(26)을 통해 흐를 때, 제2 레지스터 및 제3 레지스터(36, 38)가 제1 권선(26)에 걸친 전압을 제어하기 위해 전압 분배기를 형성하는 것을 가능하게 한다. 제1 제어 회로(18)에 전압 분배기를 제공하는 것은, 전류가 제1 권선(26)을 통해 흐를 때 제1 권선(26)에 걸쳐 인가되는 전압을 감소시키기 위한 제2 및 제3 레지스터들(36, 38)의 저항들을 조정하는 것을 허용하고, 따라서 제1 권선(26)의 사이즈 및 비용의 감소를 허용한다.

각각의 캐패시터(30, 32)는 에너지를 저장 및 방출 가능한 임의의 에너지 저장 디바이스에 의해 교체될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

추가 제어 회로(20)는 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)를 닫기 위한 스위칭 제어 신호를 선택적으로 전송하고, 그에 의해 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 단락 회로를 형성하도록 구성된다. 더욱 구체적으로, 추가 제어 회로(20)는 캐패시터(56)에 걸친 과전압을 검출하도록 구성되는 전압 센서를 갖는 제어 카드이다.

전기 바이패스 장치(10)는 전류가 제2 권선(28)에서 한 방향으로만 흐르도록 배열된 다이오드(40)를 더 포함한다.

전기 바이패스 장치(10)의 작동은 도 1 및 도 2를 참조하여 다음과 같이 설명된다.

사용시, 전기 바이패스 장치(10)는 전기 컴포넌트, 즉 하프-브릿지 모듈(52)에 연결된다. 더욱 구체적으로, 전기 바이패스 장치(10)의 제1 단자(12)는 도 2에 그 구조가 도시된 하프-브릿지 모듈(52)의 제1 모듈 단자에 연결되고, 전기 바이패스 장치(10)의 제2 단자(14)는 동일한 하프-브릿지 모듈(52)의 제2 모듈 단자에 연결된다. 이러한 방식으로 전류는 제1 단자와 제2 단자(12, 14) 사이에 그리고 하프-브릿지 모듈(52)을 통해 흐를 수 있다.

하프-브릿지 모듈(52)은 컨버터(미도시)의 일부를 형성하는 복수의 직렬 연결된 모듈들 중 하나이다. 하프-브릿지 모듈(52)은 한 쌍의 IGBT(54)(그 각각은 다이오드와 역 병렬로 연결됨) 및 모듈 캐패시터(56)를 포함한다. 한 쌍의 IGBT(54)는 하프-브릿지 배열로 모듈 캐패시터(56)와 병렬로 연결된다. 이로써, 하프-브릿지 모듈(52)은 거의 제로 또는 양의 전압을 제공하고 전류를 두 방향으로 전도시킬 수 있다.

컨버터의 정상 동작 동안, 하프-브릿지 모듈(52)의 IGBT(54)는 모듈 캐패시터(56)를 컨버터에 삽입하거나 모듈 캐패시터(56)를 바이패스하도록 선택적으로 턴온 및 턴오프된다. 이러한 방식으로, 하프-브릿지 모듈(52)은 컨버터에 전압원을 선택적으로 제공하도록 동작된다. 한편, 하프-브릿지 모듈(52)은 전기 바이패스 장치(10)의 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 정상 동작 전압(즉, 거의 0 또는 양의 전압)을 제시한다.

전기 바이패스 장치(10)의 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸친 정상 동작 전압이 브레이크오버 다이오드(24)의 트립 전압 문턱치보다 낮기 때문에, 브레이크오버 다이오드(24)는 제1 단자 및 제2 단자(12, 14) 사이에서 브레이크오버 다이오드(24)를 통해 제1 권선(26)으로 전류가 흐르는 것을 억제한다. 이는 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸친 과전압이 없을 때 단락 회로가 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 형성되지 않도록 보장한다.

제1 제어 회로(18)에 제1 레지스터(34)를 제공하는 것은, 제1 캐패시터(30)가 브레이크오버 다이오드 문턱치에 달하는 과도 과전압에 의해 충전되는 것을 방지한다. 그렇지 않으면, 그러한 과도 과전압들은 바람직하지 않게 전류 펄스가 제2 권선(28)에 유도되도록 하고, 이로써 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)의 원하지 않는 폐쇄를 초래할 수 있다.

제1 제어 회로(18)에 제1 캐패시터(30) 및 제2 및 제3 레지스터들(36, 38)을 제공하는 것은, 그렇지 않으면 하프-브릿지 모듈(52)의 정상 동작 동안에 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 나타나는 전압 변화율로 인해 브레이크오버 다이오드의 브레이크오버로부터 초래되었을 수 있는 제2 권선(28)에서의 전류 펄스의 스퓨리어스 유도를 방지한다. 제1 제어 회로(18)에 제1 캐패시터(30)를 제공하는 것은 또한, 그렇지 않으면 하프-브릿지 모듈(52)의 정상 동작 동안에 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 나타나는 임의의 짧은 과도 과전류로 인해 브레이크오버 다이오드의 브레이크오버로부터 초래되었을 수 있는 제2 권선(28)에서의 전류 펄스의 스퓨리어스 유도를 방지한다.

제1 제어 회로(18)에 제2 캐패시터(32)를 제공하는 것은, 전압의 변화율 및 하프-브릿지 모듈(52)의 정상 작동 동안 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 나타나는 임의의 짧은 과도 과전압으로부터 초래되는 제1 제어 회로(18)에서의 임의의 전류 흐름의 결과로서 제2 권선(28)에 전류 펄스가 유도되지 않는 것을 보장한다.

하프-브릿지 모듈(52)의 고장은, 예를 들어 그 컴포넌트들에 대한 손상의 결과로서 발생할 수 있다. 하프-브릿지 모듈(52)이 전류를 운반할 수 없게 하는 방식으로 고장나면, 복수의 직렬 연결된 모듈들의 나머지는 전류를 운반하는 것이 방지될 것이고, 따라서 컨버터의 전체 동작 및 이용가능성은 악영향을 받을 것이다.

하프-브릿지 모듈(52)의 고장이 전류를 운반할 수 없게 하는 방식으로 고장나면, 하프-브릿지 모듈(52)의 제1 및 제2 모듈 단자들에 걸쳐 과전압이 나타날 수 있고, 따라서 제1 제어 회로(18)의 제1 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 나타날 수 있다.

과전압이 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 존재할 때, 정류기(22)는 과전압의 정류를 수행한다. 이것은 결국 브레이크오버 다이오드(24)에 걸친 전압이 그것의 트립 전압 문턱치에 도달하게 하고, 따라서 브레이크오버 다이오드(24)는 그것의 차단 상태로부터 그것의 도통 상태로 스위칭하여, 전류가 정류기(22)로부터 브레이크아웃 다이오드(24)를 통해 제1 권선(26)으로 흐르도록 허용한다.

제1 제어 회로(18)에서 정류기(22)를 제공하는 것은, 양 극성의 과전압이 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 존재할 때, 과전압의 정류는 제2 권선(28)에 유도된 전류의 극성이 과전압의 극성과 무관하게 동일하게 한다.

제1 권선과 제2 권선(28) 사이의 상호 결합의 결과로서, 제1 권선(26)을 통한 전류의 흐름은 제2 권선(28)에 전류 펄스를 유도한다. 상기 언급된 바와 같이, 제2 권선(28)에 유도된 전류 펄스는 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)를 닫고, 그에 의해 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 단락 회로를 형성하기 위한 스위칭 제어 신호로서 작용한다.

이러한 방식으로 제1 제어 회로(18)는 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 존재하는 과전압으로부터 직접 에너지를 끌어들여, 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)의 폐쇄를 용이하게 하고 따라서 제1 단자 및 제2 단자에 걸쳐 단락 회로를 형성한다. 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸친 단락 회로의 형성은 그 후 제1 단자와 제2 단자(12, 14) 사이에 그리고 단락 회로를 통해 전류를 흐르게 하여, 하프-브릿지 모듈(52)을 바이패스시키고, 그에 의해 과전압이 진정되게 한다. 이것을 결국 직렬 연결된 모듈들의 나머지가 하프-브릿지 모듈(52)에 의해 전류를 전달하는 것이 방지되지 못하므로, 변환기가 그 동작을 계속하도록 허용됨을 의미한다.

상기 언급된 바와 같이, 추가 제어 회로(20)는 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)를 닫기 위한 스위칭 제어 신호를 선택적으로 전송하고, 그에 의해 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸쳐 단락 회로를 형성하도록 구성된다. 이로써, 추가 제어 회로(20)는 제1 제어 회로 및 추가 제어 회로(18, 20) 중 어느 하나가 제1 제어 회로 및 추가 제어 회로(18, 20) 중 다른 하나의 고장의 경우에 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)를 닫아 단락 회로를 형성하는데 사용될 수 있다는 점에서 전기 바이패스 장치(10)에 용장성(redundancy)을 도입한다.

또한, 제1 제어 회로(18)의 제2 권선을 추가 제어 회로(20)와 공통으로 연결하는 설비는 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)의 컴팩트한 설계를 용이하게 하는데, 이는 추가 제어 회로(20)가 다른 수단을 통해 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)에 스위칭 제어 신호를 전송하도록 구성될 필요가 없을 것이기 때문이다. 단 하나의 방향으로만 제2 권선(28)에서 전류가 흐르도록 허용하기 위한 다이오드(40)의 배열은, 제1 제어 회로 및 추가 제어 회로(18, 20) 중 하나가 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)를 닫도록 작동할 때, 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)의 폐쇄를 야기하기 위한 그러한 동작이 악영향을 미치고 그에 의해 제1 제어 회로 및 추가 제어 회로(18, 20) 중 다른 하나를 잠재적으로 손상시킬 수 있는 임의의 전기적 백피드를 초래하지 않는 것을 보장한다.

또한, 추가 제어 회로(20)는 제1 제어 회로(18)와 상이하게 구성되기 때문에, 제1 제어 회로 및 추가 제어 회로(18, 20) 모두가 동일한 오류, 예를 들면, 손상된 전압 센서 또는 조악하게 설치된 제어 카드의 결과로서 동시에 고장나지 않을 것이다.

도 1에 도시된 실시예를 참조하여 상기 설명된 하프-브릿지 모듈(52)은 단지 발명의 작용을 예시하는 것을 돕기 위해 선택되었으며, 발명에 따른 전기 바이패스 장치(10)는 다른 타입의 전기 컴포넌트들, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같은 풀-브릿지 모듈(52)과 결합하여 사용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

발명의 제2 실시예에 따른 전기 바이패스 장치가 도 4에 도시되고, 일반적으로 참조 번호 110으로 표시된다. 도 4의 전기 바이패스 장치(110)는 도 1의 전기 바이패스 장치(10)와 구조 및 동작이 유사하고, 동일한 피처들은 동일한 참조 번호들을 공유한다.

도 4의 전기 바이패스 장치(110)는 도 5에 도시된 바와 같이 도 4의 전기 바이패스 장치(110)의 제1 제어 회로(18)가 다음을 더 포함한다는 점에서, 도 1의 전기 바이패스 장치(10)와 상이하다:

ㆍ펄스 트랜스포머(58)를 포함하는 전압원;

ㆍ브레이크오버 다이오드(24)와 직렬로 연결된 제3 캐패시터(60), 여기서 제3 캐패시터(60)의 캐패시턴스는 제1 캐패시터(30)의 캐패시턴스보다 큼;

ㆍ제3 캐패시터(60)와 병렬로 연결된 부가적인 브레이크오버 다이오드(62), 여기서 부가적인 브레이크오버 다이오드(62)가 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하는 전압 레벨은 브레이크오버 다이오드(24)가 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하는 전압 레벨보다 낮음; 및

ㆍ제3 캐패시터(60)와 병렬로 연결된 제4 레지스터(64), 여기서 제1 레지스터(34)의 저항은 제4 저항의 저항보다 큼.

펄스 트랜스포머(58)의 입력 권선은 AC 전압 공급부(66)(바람직하게는 저전압, 고주파수 AC 전압 공급부)에 전기적으로 연결된다. 추가 제어 회로(20)는 펄스 트랜스포머(58)의 입력에 전압을 제공하기 위해 AC 전압 공급부(66)를 선택적으로 제어하도록 구성된다.

펄스 트랜스포머(58)의 출력 권선은 다이오드 정류기(68)를 통해 제3 캐패시터(60)에 연결된다. 이것은 AC 전압 공급부(66)가 펄스 트랜스포머(58)의 입력에 전압을 제공하도록 제어될 때, 제3 캐패시터(60)가 DC 전압으로 충전되도록 허용한다. 제3 캐패시터(60)는 다이오드 정류기(68)를 통해 펄스 트랜스포머(58)에 의해 공급되는 전압을 평활화하도록 작용한다.

부가적인 브레이크오버 다이오드(62)는, 차단 상태에 있을 때 부가적인 브레이크오버 다이오드(62)가 정류기(22)로부터 브레이크오버 다이오드(24)를 통해 부가적인 브레이크오버 다이오드(62)를 통해 제1 권선(26)으로 전류가 흐르는 것을 차단하고, 도통 상태에 있을 때 부가적인 브레이크오버 다이오드(62)가 정류기(22)로부터 브레이크오버 다이오드(24)를 통해 부가적인 브레이크오버 다이오드(62)를 통해 제1 권선(26)으로 전류가 흐르는 것을 허용하도록, 제1 제어 회로(18)에 배열된다.

AC 전압 공급부(66)가 펄스 트랜스포머(58)의 입력에 전압을 제공하도록 제어되지 않을 때, 전류 펄스가 제2 권선(28)에서 유도되는 과전압 레벨은 발명의 제1 실시예를 참고하여 상기 설명된 바와 같이 브레이크오버 다이오드(24)가 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하는 전압 레벨에 의해 결정된다. 추가 브레이크오버 다이오드(62)가 차단 상태로부터 도통 상태로 전환되는 전압 레벨은 브레이크오버 다이오드(24)가 차단 상태로부터 도통 상태로 전환되는 전압 레벨보다 낮기 때문에, 브레이크오버 다이오드(24)의 그것의 차단 상태로부터 그것의 도통 상태로 스위칭하는 것은, 추가 브레이크오버 다이오드(62)가 그것의 차단 상태로부터 그것의 도통 상태로 스위칭되어 전류가 정류기(22)로부터 브레이크오버 다이오드(24)를 통해 브레이크오버 다이오드(62)를 통하여 제1 권선(26)으로 흐르도록 허용하는 것을 초래한다.

AC 전압 공급부(66)가 펄스 트랜스포머(58)의 입력에 전압을 제공하도록 제어될 때, 제3 캐패시터(60)의 결과적인 충전은 브레이크오버 다이오드(24)와 직렬로 DC 전압 강하를 삽입을 초래한다. 이것은 브레이크오버 다이오드(24)에 걸친 전압과 삽입된 DC 전압 강하의 합이 보다 높은 과전압 레벨에 대응하는 트립 전압 임계치에 도달할 때, 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하기 위한 브레이크오버 다이오드(24)의 추가 구성을 초래한다. 이것은 결국 전류가 정류기(22)로부터 브레이크오버 다이오드(24)를 통해 부가적인 브레이크오버 다이오드(62)를 통해 제1 권선(26)으로 흐르도록 허용하기 위하여 부가적인 브레이크오버 다이오드(62)가 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하는 것을 초래한다. 따라서, 전류 펄스가 제2 권선(28)에서 유도되는 과전압 레벨은 삽입된 DC 전압 강하와 브레이크오버 다이오드(24)가 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하는 전압 레벨의 합에 의해 결정된다.

이러한 방식으로, 도 4의 전기 바이패스 장치(110)는 브레이크오버 다이오드(24)에 걸친 전압과 삽입된 전압 강하의 합이 과전압에 대응하는 트립 전압 문턱치에 도달할 때 차단 상태로부터 도통 상태로 전환되도록 브레이크오버 다이오드(24)를 추가로 구성하기 위하여, 브레이크오버 다이오드(24)와 직렬로 전압 강하를 삽입하기 위한 전압의 선택적인 공급을 허용하도록 구성된다.

전류 펄스가 제2 권선(28)에서 유도되는 과전압 레벨을 변화시키는 능력은 전기 바이패스 장치(110)의 구성이 제1 단자 및 제2 단자(12, 14)에 걸친 상이한 과전압 레벨들을 초래하는 상이한 타입의 결함들을 처리하도록 허용한다.

제1 제어 회로(18)에 제4 레지스터(64)를 제공하는 것은, 제1 제어 회로(18)가 동작가능하도록 요구되지 않을 때 제3 캐패시터(60)가 신뢰성 있게 방전되는 것을 가능하게 할 뿐 아니라, 브레이크오버 다이오드(24)가 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭할 수 있기 이전에, 제3 캐패시터(60)와 브레이크오버 다이오드(24)의 직렬 회로에 걸친 전체 전압이 도달해야 하는 레벨의 원치 않는 증가를 초래할 수 있는, 제3 에너지 캐패시터(60)가 과도 과전압들에 의해 충전되는 것을 방지할 수도 있다.

부가적인 브레이크오버 다이오드(62)는 삽입된 DC 전압 강하보다 더 큰 전압 레벨에서 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하도록 구성된다.

발명의 다른 실시예들에서, 제3 캐패시터(60)의 캐패시턴스가 전기적 트리거형 바이패스 스위치(16)의 폐쇄를 트리거하기 위해 제2 권선(28)에서 요구되는 전류 펄스를 유도하기에 충분한 에너지의 전달을 허용하도록 충분히 크다면, 추가적인 브레이크 오버 다이오드(62)는 도 4의 전기 바이패스 장치(110)로부터 생략될 수 있는 것으로 예상된다.

발명의 또 다른 실시예들에서, 펄스 트랜스포머(58)의 출력 권선은 2-와이어 출력 권선일 수 있고, 출력 권선은 풀-브릿지 정류기를 통해 제3 캐패시터(60)에 연결될 수 있는 것으로 또한 예상된다.

Claims

전기 바이패스 장치에 있어서,
전기 컴포넌트에 걸친 연결을 위한 제1 단자 및 제2 단자;
상기 제1 단자 및 상기 제2 단자에 걸쳐 단락 회로를 형성하기 위하여 스위칭가능한 전기적 트리거형 바이패스 스위치(electrically-triggered bypass switch); 및
상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 연결되는 제1 제어 회로
를 포함하며,
상기 제1 제어 회로는 상호 결합된 제1 권선 및 제2 권선을 포함하고, 상기 제1 권선은 상기 제2 권선으로부터 절연되고, 상기 제1 제어 회로는:
상기 제1 단자 및 상기 제2 단자에 걸쳐 정상 동작 전압이 존재할 때, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 흐르는 전류가 상기 제1 권선을 통해 흐르는 것을 억제하며;
상기 제1 단자 및 상기 제2 단자에 걸쳐 과전압이 존재할 때, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 그리고 상기 제1 권선을 통해 전류가 흐르게 하여, 상기 제2 권선에 전류 펄스를 유도하도록
구성되며,
상기 제2 권선에 유도된 전류 펄스가 상기 전기적 트리거형 바이패스 스위치를 닫기 위한 스위칭 제어 신호로서 작용하여, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자에 걸쳐 단락 회로를 형성하도록, 상기 제2 권선은 상기 전기적 트리거형 바이패스 스위치에 전기적으로 결합되는 것인, 전기 바이패스 장치.
제1항에 있어서,
상기 전기적 트리거형 바이패스 스위치를 닫아, 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자에 걸쳐 단락 회로를 형성하기 위한 스위칭 제어 신호를 선택적으로 전송하도록 구성되는 추가 제어 회로를 더 포함하는, 전기 바이패스 장치.
제2항에 있어서,
상기 제2 권선에 전류가 한 방향으로만 흐르게 하도록 배열되는 제1 수동 전류 체크 엘리먼트를 더 포함하는, 전기 바이패스 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 제어 회로는 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자에 걸쳐 연결된 정류기를 포함하고, 상기 정류기는 상기 제1 단자 및 상기 제2 단자에 걸쳐 존재하는 전압을 정류시켜, 상기 제1 단자와 상기 제2 단자 사이에 그리고 상기 제1 권선을 통해 전류가 흐르게 하도록 구성되는 것인, 전기 바이패스 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 제어 회로는 상기 정류기 및 상기 제1 권선에 동작가능하게 연결된 제2 수동 전류 체크 엘리먼트를 더 포함하여, 차단 상태에 있을 때 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트는 상기 정류기로부터 상기 제1 권선으로 전류가 흐르는 것을 차단하고, 도통 상태에 있을 때 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트는 상기 정류기로부터 상기 제1 권선으로 전류가 흐르는 것을 허용하며, 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트는 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트에 걸친 전압이 상기 과전압에 대응하는 트립 전압 문턱치(trip voltage threshold)에 도달할 때, 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하도록 구성되는 것인, 전기 바이패스 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 제어 회로는 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 병렬로 연결된 제1 에너지 저장 디바이스를 더 포함하고, 상기 제1 에너지 저장 디바이스는 에너지를 선택적으로 저장 및 방출 가능한 것인, 전기 바이패스 장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 제어 회로는 상기 제1 에너지 저장 디바이스와 병렬로 연결된 제1 저항 엘리먼트를 더 포함하는 것인, 전기 바이패스 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 제어 회로는 상기 제1 권선과 병렬로 연결된 제2 에너지 저장 디바이스를 더 포함하며, 상기 제2 에너지 저장 디바이스는 에너지를 선택적으로 저장 및 방출 가능한 것인, 전기 바이패스 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 제어 회로는 상기 제1 권선과 병렬로 연결된 제2 저항 엘리먼트를 더 포함하는 것인, 전기 바이패스 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 제어 회로는 상기 제1 권선과 직렬로 연결된 제3 저항 엘리먼트를 더 포함하는 것인, 전기 바이패스 장치.
제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 제2 저항 엘리먼트 및 상기 제3 저항 엘리먼트는 상기 제1 권선을 통해 전류가 흐를 때 상기 제1 권선에 걸친 전압을 제어하기 위해 전압 분배기를 형성하도록 구성되는 것인, 전기 바이패스 장치.
제5항, 또는 제5항을 인용할 때 제6항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전기 바이패스 장치는, 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트에 걸친 전압과 삽입된 전압 강하의 합이 상기 과전압에 대응하는 트립 전압 문턱치에 도달할 때, 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트를 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하도록 또한 구성하기 위하여, 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 직렬로 전압 강하를 삽입하기 위해 전압을 선택적으로 공급하도록 구성된 전압원을 더 포함하는 것인, 전기 바이패스 장치.
제12항에 있어서,
상기 제1 제어 회로는 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 직렬로 연결된 제3 에너지 저장 디바이스를 더 포함하며, 상기 전압원은, 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트에 걸친 전압과 삽입된 전압 강하의 합이 상기 과전압에 대응하는 트립 전압 문턱치에 도달할 때, 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트를 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하도록 또한 구성하기 위하여, 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 직렬로 상기 전압 강하를 삽입하기 위해 상기 제3 에너지 저장 디바이스를 충전하기 위한 전압을 선택적으로 공급하도록 구성되는 것인, 전기 바이패스 장치.
제4항을 인용할 때 제13항에 있어서,
상기 제1 제어 회로는 상기 제3 에너지 저장 디바이스와 병렬로 연결된 제3 수동 전류 체크 엘리먼트를 더 포함하며, 상기 제3 수동 전류 체크 엘리먼트는, 차단 상태에 있을 때 상기 제3 수동 전류 체크 엘리먼트가 상기 정류기로부터 상기 제1 권선으로 전류가 흐르는 것을 차단하도록, 그리고 도통 상태에 있을 때 상기 제3 수동 전류 체크 엘리먼트가 상기 정류기로부터 상기 제1 권선으로 전류가 흐르는 것을 허용하도록 배열되는 것인, 전기 바이패스 장치.
제14항에 있어서,
상기 제3 수동 전류 체크 엘리먼트는 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 직렬로 삽입된 전압 강하보다 큰 그리고/또는 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트가 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하는 전압 레벨보다 낮은 전압 레벨에서 차단 상태로부터 도통 상태로 스위칭하도록 구성되는 것인, 전기 바이패스 장치.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 제어 회로는 상기 제3 에너지 저장 디바이스와 병렬로 연결된 제4 저항 엘리먼트를 더 포함하는 것인, 전기 바이패스 장치.
제7항을 인용할 때 제16항에 있어서,
상기 제1 저항 엘리먼트의 저항은 상기 제4 저항 엘리먼트의 저항보다 더 큰 것인, 전기 바이패스 장치.
제6항을 인용할 때 제13항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제3 에너지 저장 디바이스의 에너지 저장 용량은 상기 제1 에너지 저장 디바이스의 에너지 저장 용량보다 더 큰 것인, 전기 바이패스 장치.
제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 전압원은 상기 제2 수동 전류 체크 엘리먼트와 직렬로 전압 강하를 삽입하기 위해 전압을 선택적으로 공급하도록 구성되는 펄스 트랜스포머를 포함하는 것인, 전기 바이패스 장치.
제19항에 있어서,
상기 전압원은 상기 펄스 트랜스포머에 의해 공급되는 전압을 정류하도록 구성되는 추가 정류기를 더 포함하는 것인, 전기 바이패스 장치.