RU2467457C2 - Устройство для преобразования электрического тока - Google Patents

Устройство для преобразования электрического тока Download PDF

Info

Publication number
RU2467457C2
RU2467457C2 RU2010103041/07A RU2010103041A RU2467457C2 RU 2467457 C2 RU2467457 C2 RU 2467457C2 RU 2010103041/07 A RU2010103041/07 A RU 2010103041/07A RU 2010103041 A RU2010103041 A RU 2010103041A RU 2467457 C2 RU2467457 C2 RU 2467457C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
semiconductor
voltage interface
control unit
potential
Prior art date
Application number
RU2010103041/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2010103041A (ru
Inventor
Маркос ПЕРЕЙРА (DE)
Маркос ПЕРЕЙРА
Original Assignee
Сименс Акциенгезелльшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сименс Акциенгезелльшафт filed Critical Сименс Акциенгезелльшафт
Publication of RU2010103041A publication Critical patent/RU2010103041A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2467457C2 publication Critical patent/RU2467457C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • H02M1/092—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices the control signals being transmitted optically
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/4835—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels comprising two or more cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, and the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/497—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode sinusoidal output voltages being obtained by combination of several voltages being out of phase
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/505—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/515—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/521—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/42—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H02M7/53871—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current
    • H02M7/53873—Conversion of DC power input into AC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration with automatic control of output voltage or current with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/66—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal
    • H02M7/68—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal by static converters
    • H02M7/72—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/75—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/757—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/66—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal
    • H02M7/68—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal by static converters
    • H02M7/72—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/79—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/797—Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output with possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Power Conversion In General (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области преобразовательной техники. Для того чтобы создать устройство для преобразования электрического тока или для формирования электрического напряжения с включенными последовательно полупроводниковыми модулями (1), которые имеют, по меньшей мере, один управляемый мощный полупроводник (3), высоковольтным блоком управления, находящимся под потенциалом одного из полупроводниковых модулей (1), и низковольтным блоком управления, находящимся под потенциалом, близким к потенциалу земли, который соединен посредством, по меньшей мере, одного световода (17, 18) с высоковольтным блоком управления, которое является надежным, требующим низких затрат и экономичным, предложено, что высоковольтный блок управления имеет высоковольтный интерфейс (7), который находится под потенциалом одного из полупроводниковых модулей (1) и через сигнальные линии (10, 11, 12, 13, 14) соединен с, по меньшей мере, двумя управляемыми мощными полупроводниками (3), причем высоковольтный интерфейс через, по меньшей мере, один из упомянутых световодов (17, 18) соединен с низковольтным блоком управления. Технический результат - повышение надежности. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к устройству для преобразования электрического тока или для формирования электрического напряжения с включенными последовательно полупроводниковыми модулями, которые имеют, по меньшей мере, один управляемый мощный полупроводник, высоковольтным блоком управления, находящимся под потенциалом одного из полупроводниковых модулей, и низковольтным блоком управления, находящимся под потенциалом, близким к потенциалу земли, который соединен посредством, по меньшей мере, одного световода с высоковольтным блоком управления.
Такое устройство уже известно из US 5,969,956. Описанное там устройство представляет собой преобразователь, который является частью установки для передачи постоянного тока высокого напряжения. Описанный там преобразователь имеет вентильные цепи, которые, соответственно, имеют последовательное соединение из полупроводниковых модулей. Полупроводниковые модули содержат, соответственно, тиристор, который посредством электрического пускового импульса может переводиться из запертого положения, в котором протекание тока через тиристор прервано, в проводящее положение, в котором обеспечивается возможность протекания тока через тиристор. Для запуска тиристоров служит устройство регулирования. Устройство регулирования содержит высоковольтный блок управления, находящийся под потенциалом высокого напряжения, и низковольтный блок управления, находящийся под потенциалом, близким к потенциалу земли, которые связаны между собой посредством разделяющего потенциалы световода. Поэтому электрические сигналы низковольтного блока управления преобразуются в оптические сигналы и через световод передаются к высоковольтному блоку управления. Высоковольтный блок управления содержит оптоэлектрический преобразователь, который преобразует принимаемые оптические сигналы в электрические сигналы. Принимаемые сигналы обеспечивают целенаправленный запуск тиристоров. Кроме того, с каждым тиристором сопоставлены датчики контроля состояния, которые контролируют состояние соответствующего тиристора при получении данных состояния. Наконец, данные состояния передаются на высоковольтный блок управления, причем эти данные состояния, по меньшей мере, частично обрабатываются, и полученные при обработке данные через световод передаются на низковольтный блок управления.
Преобразователи со схемой последовательного соединения полупроводниковых модулей также известны из практики передачи и распределения энергии. Посредством последовательного соединения напряжение, приложенное на клеммах схемы последовательного соединения, распределяется по отдельным полупроводниковым модулям. Таким способом могут обеспечиваться преобразовательные вентили, которые рассчитаны на высокое напряжение, хотя прочность по напряжению отдельных полупроводниковых модулей ограничена. При высоковольтных применениях число требуемых полупроводниковых модулей лежит в диапазоне от нескольких десятков до более 1000. Полупроводниковые модули содержат, например, отдельный управляемый мощный полупроводник или один конденсатор и несколько соединенных по полумостовой или полномостовой схеме мощных полупроводников. Мощные полупроводники должны, как правило, управляться точно и быстро. Как уже изложено выше, согласно уровню техники, каждый мощный полупроводник через, как правило, два световода соединен с блоком управления, находящимся под потенциалом, близким к потенциалу земли. Это имеет недостаток, заключающийся в том, что требуется очень много световодов. В случае выполнения блока управления с резервированием число световодов увеличивается по сравнению с этим еще более чем в два раза. Также затруднительно в необходимое время централизованно обрабатывать все получаемые при контроле данные, которые передаются через соответствующие световоды.
Задачей изобретения является создание устройства вышеописанного типа, которое является надежным, требующим низких затрат и экономичным.
Изобретение решает эту задачу тем, что высоковольтный блок управления имеет высоковольтный интерфейс, который находится под потенциалом одного из полупроводниковых модулей и через сигнальные линии соединен с, по меньшей мере, двумя управляемыми мощными полупроводниками, причем высоковольтный интерфейс через, по меньшей мере, один из упомянутых световодов соединен с низковольтным блоком управления.
В соответствии с изобретением предусмотрен высоковольтный интерфейс, который принимает данные, посланные низковольтным блоком управления, и распределяет далее на несколько мощных полупроводников. При этом высоковольтный интерфейс находится под потенциалом полупроводникового переключателя. По этой причине высоковольтный интерфейс может размещаться в непосредственной близости от полупроводников, так что ведущие к мощным полупроводникам сигнальные линии, как, например, электрические линии данных и оптические линии данных, могут быть выполнены соответственно короткими и экономичными. Кроме того, соответствующее изобретению устройство требует лишь уменьшенного числа световодов между высоковольтными интерфейсами и низковольтным блоком управления, следствием чего является снижение затрат на соответствующее изобретению устройство. Для подходящего последующего распределения данные, передаваемые от низковольтного блока управления, целесообразно имеют адрес срабатывания, который устанавливает, на какой из мощных полупроводников высоковольтный интерфейс передает данные или сигналы. В случае передаваемых данных в рамках изобретения речь может идти как об аналоговых данных, так и, предпочтительно, о цифровых данных, которые отсылаются в форме телеграмм данных.
Под понятием «управляемый мощный полупроводник» в рамках изобретения должен пониматься такой мощный полупроводник, который оказывается целесообразным для использования в области высокого напряжения. Только для примера можно привести так называемые тиристоры с выключением по затвору (GTO), интегральные тиристоры с коммутируемым затвором (IGCT), выключаемые тиристоры с коммутируемым затвором (GCT), биполярные транзисторы с изолированным затвором (IGBT). Полупроводниковый модуль имеет, например, только один из этих мощных полупроводников. В отличие от этого, полупроводниковый модуль в рамках изобретения имеет несколько управляемых и, при необходимости, также неуправляемых мощных полупроводников, которые соединены друг с другом по полумостовой или полномостовой схеме. Полупроводниковый модуль может, кроме того, включать в себя также другие компоненты, такие как конденсаторы. Под мощным полупроводником в рамках изобретения следует понимать наименьший управляемый блок. При этом каждый мощный полупроводник состоит из нескольких произвольно контактирующих друг с другом полупроводниковых чипов.
Согласно предпочтительному выполнению изобретения каждый высоковольтный интерфейс соединен с, по меньшей мере, четырьмя управляемыми мощными полупроводниками. Четыре управляемых мощных полупроводника соединены друг с другом по полной мостовой схеме, параллельно которой включен конденсатор.
Предпочтительным образом, высоковольтный интерфейс выполнен с возможностью приема управляющих сигналов через связанный с ним световод и распределения приятых управляющих сигналов на связанные с ним мощные полупроводники.
В предпочтительном варианте выполнения соответствующего изобретению устройства предусмотрены датчики состояния, которые соединены с высоковольтным интерфейсом, так что высоковольтный интерфейс принимает измеренные сигналы датчиков состояния. Высоковольтный интерфейс действует, например, в отношении измеренных сигналов датчиков состояния как простой распределитель, причем измеренные сигналы далее направляются к низковольтному блоку управления.
Каждый низковольтный блок управления через световод соединен только с высоковольтным интерфейсом. Другое соединение между низковольтным блоком управления и компонентом соответствующего изобретению устройства, находящимся под потенциалом высокого напряжения, не предусмотрено.
Согласно предпочтительному выполнению, высоковольтный интерфейс выполнен с возможностью обработки измеренных сигналов датчиков состояния и управления связанными с ним мощными полупроводниками в зависимости от измеренных сигналов. Иными словами, высоковольтный интерфейс берет на себя функции, которые в ином случае выполняются низковольтным блоком управления. Отсюда следует существенное упрощение для всего управления соответствующим изобретению устройством. Реакции на измеренные сигналы мощных полупроводников, которые должны осуществляться в кратчайшее время, например, в диапазоне микросекунд, могут осуществляться более эффективно самостоятельно и локально высоковольтным интерфейсом. Таким образом осуществляется разгрузка низковольтного блока управления.
Предпочтительным образом предусмотрен блок энергоснабжения, находящийся под потенциалом, близким к потенциалу земли, который через разделяющее потенциалы средство соединения соединен с высоковольтным интерфейсом, так что энергоснабжение в высоковольтном интерфейсе обеспечивается блоком энергоснабжения, находящимся под потенциалом, близким к потенциалу земли.
Согласно целесообразному варианту выполнения, предусмотрено энергопитание высокого напряжения, которое находится под потенциалом одного из полупроводниковых модулей и которое выполнено с возможностью энергоснабжения высоковольтного интерфейса.
Полупроводниковые модули содержат, как уже было упомянуто, отключаемые и/или неотключаемые мощные полупроводники, например тиристоры. В то время как тиристоры активно могут быть переведены только из положения прерывания в положение пропускания, в случае отключаемых мощных полупроводников, например IGBT, возможно последние посредством управляющего сигнала также активно переводить из положения пропускания в положение запирания. Это расширяет, разумеется, возможности управления полупроводниковых переключателей. Отключаемые мощные полупроводники содержат, как правило, антипараллельно включенные безынерционные диоды.
В рамках изобретения предусмотрены управляемые, например, посредством света, мощные полупроводники, которые могут управляться посредством соответствующего светового сигнала. Кроме того, в рамках изобретения предусмотрены электрически управляемые мощные полупроводники.
В другом выполнении изобретения каждый управляемый мощный полупроводник соединен через так называемый блок затвора с высоковольтным интерфейсом, причем блок затвора выполнен с возможностью электрического управления управляемыми мощными полупроводниками полупроводникового модуля. Блок затвора служит, таким образом, для управления электрически срабатывающими мощными полупроводниками. При этом блок затвора, как правило, непосредственно соединен с полупроводниковым переключателем. Высоковольтный интерфейс предусмотрен для срабатывания блока затвора, так что последний вырабатывает необходимые управляющие сигналы для связанных с ним мощных полупроводников. Блоки затвора, однако, известны как таковые, так что на этом не требуется останавливаться более детально.
Согласно целесообразному варианту данного выполнения высоковольтный интерфейс выполнен с возможностью энергоснабжения блока затвора. Также за счет такого соединения между блоком затвора и высоковольтным интерфейсом еще более снижаются затраты на кабельное соединение соответствующего изобретению устройства.
Другие целесообразные выполнения и преимущества изобретения раскрыты в последующем описании примеров выполнения изобретения со ссылками на чертежи, причем одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаково функционирующие компоненты, и при этом на чертежах показано следующее:
Фиг.1 - схематичное представление примера выполнения схемы последовательного соединения из полупроводниковых модулей, которая является частью соответствующего изобретению устройства, и
Фиг.2 - иллюстрация управления мощными полупроводниками посредством высоковольтного интерфейса.
Фиг.1 показывает схему последовательного соединения из полупроводниковых модулей 1, которые соответственно состоят из переключающих модулей 2. Переключающие модули с конденсатором С соединены в так называемую Н-схему или полномостовую схему, так что на клеммах каждого полупроводникового модуля 1, в зависимости от положения переключающего модуля, на конденсаторе С падает конденсаторное напряжение Uc, инвертированное конденсаторное напряжение -Uc или нулевое напряжение. При этом каждый переключающий модуль включает в себя отключаемый мощный полупроводник, здесь IGBT 3, а также антипараллельно к нему включенный безынерционный диод 4. Показанное на фиг.1 устройство может соединяться, например, с фазой сети переменного тока и служит для подавления высших гармоник, которые могут образовываться в сети переменного тока, для компенсации реактивной мощности, для стабилизации напряжения или т.п. Для подключения к фазе сети переменного тока служат соединительные клеммы 5 и 6. При трехфазной сети переменного тока три такие схемы последовательного соединения образуют вариант выполнения соответствующего изобретению устройства. Устройство с вентильными цепями согласно схеме последовательного соединения на фиг.1 обозначается так же, как многоуровневый преобразователь.
Для управления четырьмя IGBT полупроводникового модуля 1 служит высоковольтный интерфейс 7, который через разделяющий потенциалы световод соединен с низковольтным блоком управления, наглядно не показанным на фиг.1. Высоковольтный интерфейс 7 является частью также не показанного на фиг.1 высоковольтного блока управления. Альтернативно этому, высоковольтный блок управления состоит только из высоковольтного интерфейса.
Фиг.2 показывает управление управляемыми мощными полупроводниками V11, V12, V21 и V22 посредством высоковольтного интерфейса 7. В частности, можно видеть, что каждый из управляемых мощных полупроводников V11, V12, V21 и V22 соединен через так называемый блок 8 затвора с высоковольтным интерфейсом. Блок 8 затвора обозначается на практике как возбудитель затвора. Он служит для выработки управляющих сигналов для соответствующего вывода затвора связанного с ним мощного полупроводника. Для снабжения каждого блока 8 затвора энергией высоковольтный интерфейс для каждого блока 8 затвора содержит блок 9 энергоснабжения высокого напряжения. При этом каждый блок 9 энергоснабжения высокого напряжения через кабельное соединение 10 подключен к блоку затвора. Сигнальная линия 11 служит для передачи сигналов подключения и отключения, которые принимаются высоковольтным интерфейсом 7 и направляются далее.
Помимо этого каждый блок 8 затвора содержит датчики состояния, которые через сигнальные линии 12, 13 и 14 соединены с высоковольтным интерфейсом 7. При этом высоковольтный интерфейс 7 выполнен с возможностью приема и обработки сигналов состояния датчиков состояния. Обработка осуществляется с помощью внутренней логики, реализованной в высоковольтном интерфейсе. Она также выполнена с возможностью изменения, формирования или подавления сигналов подключения и отключения, если это требуется на основе принятых сигналов состояния.
Показанный лишь схематично датчик 15 температуры определяет температуру, усредненную по всем переключающим модулям 2 полупроводникового модуля 1.
Определенные значения Uc конденсаторного напряжения и значения Т температуры обрабатываются высоковольтным интерфейсом 7, причем внутренняя логика высоковольтного интерфейса 7 определяет, вырабатываются или подавляются сигналы подключения и отключения.
Для соединения высоковольтного интерфейса 7 с не показанным на фиг.2 низковольтным интерфейсом, находящимся под потенциалом, близким к потенциалу земли, служат два схематично показанных световода 17, 18, причем по световоду 17 принимаются данные не показанного низковольтного блока управления, а по световоду 18 передаются данные от высоковольтного интерфейса 7 к низковольтному блоку управления.
Высоковольтный интерфейс 7 предпочтительным образом представляет собой так называемую программируемую пользователем вентильную матрицу (FPGA). Такие FPGA являются программируемыми полупроводниковыми компонентами, которые как таковые известны, так что не требуется их детальное пояснение.

Claims (9)

1. Устройство для преобразования электрического тока или для формирования электрического напряжения с включенными последовательно полупроводниковыми модулями (1), которые имеют, по меньшей мере, один управляемый мощный полупроводник (3), высоковольтный блок управления, находящийся под потенциалом одного из полупроводниковых модулей (1), и низковольтный блок управления, находящийся под потенциалом, близким к потенциалу земли, который соединен посредством, по меньшей мере, одного световода (17, 18) с высоковольтным блоком управления, отличающееся тем, что высоковольтный блок управления имеет высоковольтный интерфейс (7), который находится под потенциалом одного из полупроводниковых модулей (1) и через сигнальные линии (10, 11, 12, 13, 14) соединен с, по меньшей мере, двумя управляемыми мощными полупроводниками (3), причем высоковольтный интерфейс через, по меньшей мере, один из упомянутых световодов (17, 18) соединен с низковольтным блоком управления, причем с высоковольтным интерфейсом (7) через разделяющие потенциалы средства соединения соединен блок электроснабжения, находящийся под потенциалом, близким к потенциалу земли, так что энергоснабжение высоковольтного интерфейса (7) обеспечивается блоком энергоснабжения, находящимся под потенциалом, близким к потенциалу земли, при этом данные, передаваемые от низковольтного блока управления, целесообразно имеют адрес срабатывания, который устанавливает, на какой из мощных полупроводников высоковольтный интерфейс передает данные или сигналы.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что высоковольтный интерфейс (7) выполнен с возможностью приема управляющих сигналов через один из связанных с ним световодов (17, 18) и для распределения принимаемых управляющих сигналов на связанные с ним управляемые мощные полупроводники (3).
3. Устройство по п.1, отличающееся датчиками (15, 16) состояния, которые соединены с высоковольтным интерфейсом (7), так что высоковольтный интерфейс (7) принимает измеренные сигналы датчиков (15, 16) состояния.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что высоковольтный интерфейс (7) выполнен с возможностью обработки измеренных сигналов датчиков (15, 16) состояния и управления связанными с ним мощными полупроводниками (3) в зависимости от измеренных сигналов.
5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся энергопитанием высокого напряжения, которое находится под потенциалом одного из полупроводниковых модулей (1) и которое соединено с высоковольтным интерфейсом для его энергоснабжения.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый управляемый мощный полупроводник (3) соединен через блок (8) затвора с высоковольтным интерфейсом, причем блок (8) затвора выполнен с возможностью выработки управляющего сигнала для управляемого мощного полупроводника (3) полупроводникового модуля (1).
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что высоковольтный интерфейс (7) выполнен с возможностью снабжения энергией блока (8) затвора с помощью блока (9) энергоснабжения.
8. Устройство по п.5, отличающееся тем, что каждый управляемый мощный полупроводник (3) соединен через блок (8) затвора с высоковольтным интерфейсом, причем блок (8) затвора выполнен с возможностью выработки управляющего сигнала для управляемого мощного полупроводника (3) полупроводникового модуля (1).
9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что высоковольтный интерфейс (7) выполнен с возможностью снабжения энергией блока (8) затвора с помощью блока (9) энергоснабжения.
RU2010103041/07A 2007-07-02 2008-06-16 Устройство для преобразования электрического тока RU2467457C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102007031140A DE102007031140A1 (de) 2007-07-02 2007-07-02 Vorrichtung zum Umrichten eines elektrischen Stromes
DE102007031140.2 2007-07-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010103041A RU2010103041A (ru) 2011-08-10
RU2467457C2 true RU2467457C2 (ru) 2012-11-20

Family

ID=39967866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010103041/07A RU2467457C2 (ru) 2007-07-02 2008-06-16 Устройство для преобразования электрического тока

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20100176850A1 (ru)
EP (1) EP2160821A2 (ru)
JP (1) JP5138034B2 (ru)
CN (1) CN101689800B (ru)
DE (1) DE102007031140A1 (ru)
RU (1) RU2467457C2 (ru)
WO (1) WO2009003834A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2793392C1 (ru) * 2020-04-03 2023-03-31 Омикрон Электроникс Гмбх Переключаемый усилитель

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2858805B2 (ja) 1989-08-25 1999-02-17 日本原子力研究所 低温・高負荷ピューレックス法による使用済核燃料の再処理法
CA2788751C (en) * 2010-02-03 2016-03-29 Abb Technology Ag Switching module for use in a device to limit and/or break the current of a power transmission or distribution line
EP2724437B1 (en) 2011-06-27 2015-09-30 ABB Technology AG Improved reliability in semiconductor device control
DE102011086087A1 (de) * 2011-11-10 2013-05-16 Ge Energy Power Conversion Gmbh Elektrischer Umrichter
CN102437717B (zh) * 2012-01-16 2014-07-02 天津电气传动设计研究所 一种晶闸管变流器主回路控制装置
US9876347B2 (en) * 2012-08-30 2018-01-23 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus and methods for restoring power cell functionality in multi-cell power supplies
JP6109649B2 (ja) * 2013-05-31 2017-04-05 株式会社東芝 直流電流遮断装置
DE102017202208A1 (de) * 2017-02-13 2018-08-16 Siemens Aktiengesellschaft Versorgungseinrichtung für ein elektrisches Modul mit Sicherungselement

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4100434A (en) * 1975-04-07 1978-07-11 Hitachi, Ltd. Gate controlling apparatus for a thyristor valve
SU1443090A1 (ru) * 1986-01-30 1988-12-07 Ю.В.Бо ринов Устройство дл управлени тиристорным вентилем статического компенсатора реактивной мощности

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1269502A (en) * 1968-05-16 1972-04-06 English Electric Co Ltd Improvements in thyristor firing circuits
US3579081A (en) * 1968-11-12 1971-05-18 Gulton Ind Inc Low frequency sine wave generator circuit
JPS5743561A (en) * 1980-08-28 1982-03-11 Fuji Electric Co Ltd Arc-ignition method of thyristor converter
JPS61116968A (ja) * 1984-11-07 1986-06-04 Fuji Electric Co Ltd 直列サイリスタの点弧装置
SE523420C2 (sv) 1997-06-11 2004-04-20 Abb Ab Förfarande för kommunikation mellan låg potential och en på högspänningspotential liggande ventil hos en högspänningsomriktarstation samt en anordning för sådan kommunikation
GB0117817D0 (en) * 2001-07-21 2001-09-12 Tyco Electronics Amp Gmbh Power module
US6556461B1 (en) * 2001-11-19 2003-04-29 Power Paragon, Inc. Step switched PWM sine generator
DE10205832A1 (de) * 2002-02-13 2003-08-28 Semikron Elektronik Gmbh Ansteuerung für Stromrichterventile
CN2694611Y (zh) * 2004-04-16 2005-04-20 孝感市大禹电气有限公司 高压交流电动机固态软起动装置
DE102005032962A1 (de) * 2005-07-14 2007-01-18 Siemens Ag Ansteuerschaltung für Leistungshalbleitermodule
DE102005045090B4 (de) * 2005-09-21 2007-08-30 Siemens Ag Verfahren zur Steuerung eines mehrphasigen Stromrichters mit verteilten Energiespeichern
DE102005045957A1 (de) * 2005-09-26 2006-11-16 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Signalen
DE102005052800A1 (de) * 2005-11-05 2007-08-16 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Treiberschaltungsanordnung zur Ansteuerung von leistungselektronischen Schaltungen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4100434A (en) * 1975-04-07 1978-07-11 Hitachi, Ltd. Gate controlling apparatus for a thyristor valve
SU1443090A1 (ru) * 1986-01-30 1988-12-07 Ю.В.Бо ринов Устройство дл управлени тиристорным вентилем статического компенсатора реактивной мощности

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2793392C1 (ru) * 2020-04-03 2023-03-31 Омикрон Электроникс Гмбх Переключаемый усилитель

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009003834A2 (de) 2009-01-08
EP2160821A2 (de) 2010-03-10
RU2010103041A (ru) 2011-08-10
CN101689800A (zh) 2010-03-31
JP2010532149A (ja) 2010-09-30
WO2009003834A3 (de) 2009-03-19
DE102007031140A1 (de) 2009-01-08
JP5138034B2 (ja) 2013-02-06
CN101689800B (zh) 2014-03-12
US20100176850A1 (en) 2010-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2467457C2 (ru) Устройство для преобразования электрического тока
RU2674989C2 (ru) Подмодуль, защитный блок, преобразователь и способ управления преобразователем
US8570779B2 (en) Method for limiting damage to a converter having power semiconductors in the case of a short circuit in the DC voltage intermediate circuit
CN103891121B (zh) 直流-直流转换器组件
RU2587683C2 (ru) Модульный многократный преобразователь, снабженный проводящими в обратном направлении силовыми полупроводниковыми реле
US10938317B2 (en) Low loss double submodule for a modular multi-level converter and modular multi-level converter having same
EP3278435B1 (en) Voltage source converters provided with dc fault control
US20140313797A1 (en) Power electronic module
KR20100094561A (ko) 분산된 셀 제어를 가진 전력 컨버터
EP3410592B1 (en) Converter cell with integrated photovoltaic cell
EP2782239A1 (en) Power electronic converter
EP2999105A1 (en) Hybrid modular multicell converter with bidirectional thyristor switches
KR101630510B1 (ko) 모듈형 멀티레벨 컨버터
SE523523C2 (sv) Strömriktare samt förfarande för styrning därav
Hohmann et al. Improved performance for half-bridge cells with a parallel presspack diode
WO2018100051A1 (en) Improvements in or relating to hvdc power converters
EP2849330A1 (en) Modular Power Converter and module thereof
EP3621193B1 (en) Artificial stable short circuit failure mode function by using parallel modules for each switching function
KR101287711B1 (ko) 제어 회로를 위한 전력 스위치와 병렬 연결된 전력 공급기
WO2015004120A2 (en) Dc to dc converter assembly
KR20160109366A (ko) 모듈형 멀티레벨 컨버터
CN111971890A (zh) 转换器控制器
KR101766676B1 (ko) 모듈러 멀티레벨 컨버터의 제어 장치
RU107422U1 (ru) Ячейка высоковольтного многоуровневого преобразователя частоты
RU2713634C1 (ru) Устройство управления для управления силовым полупроводниковым компонентом, а также способ управления силовым полупроводниковым компонентом

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20211201