SE517688C2 - Förfarande och anordning för hantering av en i en krets med flera seriekopplade släckbara krafthalvledare uppträdande kortslutningssituationer - Google Patents
Förfarande och anordning för hantering av en i en krets med flera seriekopplade släckbara krafthalvledare uppträdande kortslutningssituationerInfo
- Publication number
- SE517688C2 SE517688C2 SE9701057A SE9701057A SE517688C2 SE 517688 C2 SE517688 C2 SE 517688C2 SE 9701057 A SE9701057 A SE 9701057A SE 9701057 A SE9701057 A SE 9701057A SE 517688 C2 SE517688 C2 SE 517688C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- power semiconductor
- voltage
- extinguishing
- individual
- current
- Prior art date
Links
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
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0828—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in composite switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/10—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage
- H03K17/107—Modifications for increasing the maximum permissible switched voltage in composite switches
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
- H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
- H02H7/1213—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for DC-DC converters
-
- 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
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Testing Of Individual Semiconductor Devices (AREA)
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Testing Or Measuring Of Semiconductors Or The Like (AREA)
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
Description
30 35 517 688 2 måga med egenskaper som gör dem lämpade för seriekoppling i så kallade IGBT-ventiler i omriktare, då de med god pre- cision låter sig tändas och släckas simultant.
I sällsynta fall kan kortslutningssituationer uppträda i dessa kretsar, och det är då nödvändigt att kunna hantera dessa på sådant sätt att inte hela IGBT-ventiler havererar.
Sådana kortslutningar kan i den nämnda applikationen uppstå exempelvis genom något fel i den styrinrättning som styr krafthalvledarna, vilket kan innebära att den så kallade DC- kondensatorn som normalt finns på nämnda stations likspän- så att det kommer att gå en kortslut- Ett fasben ningssida laddas ur, ningsström igenom ett av omriktarens fasben. bildas av två IGBT-ventiler en sådan omriktare uppvisar åt samma håll. En annan möjlighet till kortslutning är att det uppstår en kortslutning mellan ett fasuttag och en av DC- kondensatorns anslutningar eller att det uppstår en kort- slutning mellan två fasuttag, eller att ett jordfel uppstår i ett fasuttag och att DC-kondensatorn är bildad av två kondensatorer med jordad mittpunkt.
Om en kortslutning inträffar i ett fasben bestyckat med IGBT-ventiler inträffar följande: De enskilda IGBT-erna tar då upp en sådan spänning så att kortslutningsströmmen begränsas till ett värde som normalt är 3-10 gånger högre än den nominella ström som IBGT-ventilerna bär under normal drift. begränsande IV-karaktäristik, precis som andra transistorer.
IGBT-erna gör detta tack vare att de har en ström- Under strömbegränsningsförloppet utsätts halvledarna för en mycket stor effektutveckling, vilket de endast klarar under en mycket begränsad tid, typiskt 10 us.
När en sådan kortslutning inträder är det sålunda ett önskemål att kunna släcka de olika krafthalvledarna så snart som möjligt för att förhindra haveri hos någon av dem.
Därvid uppträder emellertid problem genom att det finns 10 15 20 25 30 35 517 688 variationer mellan de drivenheter' som styr varje enskild krafthalvledare, vilket individuella variationer mellan de olika krafthalvledarna så medför olika snabb släckning, att de tar upp olika mycket spänning under strömbegräns- ningsförloppet och släcks olika snabbt samt andra indivi- duella variationer däremellan, vilket leder till betydande problem såväl under strömbegränsningsförloppet som vid släckningen vid uppträdande av en kortslutning. Det är nämligen så att under både strömbegränsnings förloppet och hela krafthalvledarna att ta upp en viss spänning, under släckningsförloppet har seriekopplingen av varvid genom nämnda variationer den spänning en viss krafthalvledare har att ta upp kan bli alltför hög, medan den kan vara betydligt Detta innebär stor risk för att någon krafthalvledare havererar, lägre och fullt acceptabel över andra krafthalvledare. exempelvis kan detta ske genom att spänningen över en krafthalvledare blir så hög att den höga fältstyrkan som vilket betyder att Det är även möjligt att den höga spänningen i kombination med en uppstår däröver leder till "avalanche", nästan all effekt koncentreras till en viss punkt. hög kortslutningsström leder till att krafthalvledaren blir för varm och havererar på grund därav.
SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett förfarande samt en anordning som långtgående reducerar de ovan beskrivna problemen hos tidigare kända sådana förfa- randen och anordningar.
Detta syfte uppnås enligt uppfinningen genom att tillhanda- hålla ett förfarande och en anordning enligt bilagda patent- krav 1 och 8. 10 15 20 25 30 35 517 688 4 Genom att, såsom i och för sig känt, vid uppträdande av en kortslutningssituation. på detta sätt varje enskild. kraft- halvledares släckningsförlopp styrs helt individuellt under hänsynstagande till den. spänning sonl råder över* just den krafthalvledaren, förhindras att spänningen över en enskild krafthalvledare blir så hög att krafthalvledaren kommer över det kortslutningssåkra arbetsområdet för given styresspän- ning när krafthalvledaren är i strömbegränsningsmod. Således uppnås en utjämning av spänningsfördelningen över de olika seriekopplade krafthalvledarna och en god spänningsdelning uppnås oberoende av om det förekommer en stor eller liten spridning av ovan nämnda karaktäristika hos de olika kraft- halvledarna. Därvid undvikes att krafthalvledare med en låg strömbegränsningsnivà erhåller en spänning över sina elek- troder ovanför det spänningsvärde som begränsar nämnda kort- slutningssäkra arbetsområde. Följaktligen styrs släckningen av varje krafthalvledare separat genom att tillse matning av ström till eller från krafthalvledarens styre i beroende av spänningen över krafthalvledarnas elektroder, varvid denna matning kan åstadkommas antingen genom en ström- eller spän- ningskälla. Genom uppfinningens särdrag att hos varje indi- viduell krafthalvledare under släckförloppet minskas släck- hastigheten vid tilltagande uppmätt spänning däröver, uppnås ett bromsande av spänningstillväxten hos just den eller de krafthalvledare där den är som störst, vilket leder till en god. spänningsdelning' och. att den. momentana överspänningen vid släckförloppet minskas och därigenonx krafthalvledaren kan hållas inom det kortslutningssäkra arbetsområdet.
Enligt en annan föredragen utföringsforn\ av uppfinningen övergås vid uppmätande av en spänning mellan de båda elek- troderna hos en enskild krafthalvledare överstigande ett förutbestàmt värde det till tändning av krafthalvledaren ge- nom att kasta om riktningen. hos nämnda strömmatning till 10 15 20 25 30 35 517 688 5 denna krafthalvledares styre med avseende pà riktningen vid släckning. Genom att på detta sätt äter tända en krafthalv- ledare kan det undvikas att spänningen över dess elektroder stiger över den högsta tillåtna nivån hos en individuell krafthalvledare.
Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen övergås när nämnda kortslutningssituation detekteras under tändförloppet hos en individuell krafthalvledare och denna därmed är i strömbegränsningsmod det under det av nämnda de- framkallade till krafthalvledaren vid överstigande av ett nämnt förutbestämt tektering släckförloppet tändning av värde på spänningen liggande under den övre gränsen för krafthalvledarens kortslutningssäkra arbetsområde. För- delarna med detta framgår av det ovanstående.
Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen ma- tas för varje individuell krafthalvledare en släckström från styret med en väsentligen konstant strömstyrka så länge den uppmätta spänningen över krafthalvledarens båda elektroder ligger under ett förutbestämt värde, och vid överstigande av detta värde hos spänningen minskas släckströmmens styrka för en långsammare släckning av krafthalvledaren. Härigenom uppnås att spänningen hos varje enskild krafthalvledare ej stiger till otillåtna nivåer.
Enligt tvà föredragna utföringsformer av uppfinningen, vilka utgör vidareutvecklingar av sistnämnda utföringsform, àstadkommes nämnda minskning genonl ett stegvis eller ett släckströmmens styrka vid linjärt minskande av stigande spänning över krafthalvledarens elektroder. 10 15 20 517 688 6 Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen be- gynnes vid detekterande av en kortslutningssituation hos en av krafthalvledarna omedelbart nämnda släckförlopp för denna individuella. krafthalvledare och. en. onl nämnda detektering upplysande signal sänds till en för krafthalvledarna gemen- sam inrättning, varpå denna sänder signaler till alla övriga krafthalvledare att individuellt detta sätt omedelbart sätta igång släckförloppet för den krafthalvleda- seriekopplade starta reglerade släckförlopp därav. Genom att pà re hos vilken kortslutningen först detekteras uppnás snab- bast möjliga reaktionstid, vilket minskar pàkänningen pà krafthalvledarna i ventilen. den uppfinningsenliga Fördelaktiga utföringsformer av anordningen gör det möjligt att förverkliga ovan nämnda föredragna utföringsformer av det uppfinningsenliga för- farandet.
Ytterligare fördelar med samt fördelaktiga särdrag hos uppfinningen kommer att framgå av den efterföljande beskriv- ningen samt övriga osjälvständiga patentkrav. 10 15 20 25 30 35 517 688 7 KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Här nedan beskrivs såsom exempel anförda föredragna ut- föringsformer av uppfinningen under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Figur 1 Figur 2 Figur 3 Figur 4 Figur 5 är ett förenklat kopplingsschema illustrerande en möjlig krets med flera seriekopplade krafthalv- ledare, på vilken de uppfinningsenliga problemen är applicerbara, är ett kopplingsschema illustrerande hur spän- ningen över en enskild krafthalvledares elektroder kan mätas och hur krafthalvledaren kan styras ge- nom en drivenhet, är ett diagram illustrerande hur en kortslutning kan detekteras enligt ett uppfinningsenligt för- farande därför, är ett diagram illustrerande en jämförelse mellan utvecklingen av strömmen igenom en krafthalvledare efter kortslutning vid detekterande av kortslut- ningen enligt tidigare känd teknik respektive en- ligt ett förfarande enligt föreliggande uppfin- ning, och är ett diagram som illustrerar hur släckförloppet hos en individuell krafthalvledare efter detek- terad kortslutning kan styras i beroende av spän- ningen över krafthalvledarens elektroder enligt ett förfarande enligt uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 517 688 DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN I figur 1 visas schematiskt ett fasben av en högspännings- omriktarkrets, pà vilken föreliggande uppfinning är app- licerbar. Normalt ingår tre stycken fasben med gemensam DC- kondensator 3 i en anläggning som ansluts till ett 3-fas växelspänningsnät. Denna innefattar på konventionellt sätt en mängd seriekopplade krafthalvledare l, här i form av IGBT-er, kopplad så kallad frihjulsdiod 2. I praktiken torde antalet och med varje sådan en antiparallellt därmed seriekopplade krafthalvledare vara betydligt större än vad som visas i figur 1. Seriekopplingen av krafthalvledarna är ansluten till en DC-kondensator 3, medan fasuttaget 4 mellan till exempelvis en fas hos ett växelspänningsnät. Pà detta sätt krafthalvledarna är anslutet vid en fasreaktor 5 bildar de i figur l ovanför fasuttaget 4 anordnade kraft- halvledarna med dioder en IGBT-ventil och de därunder en an- nan IGBT-ventil, varvid samtliga krafthalvledare i en IBGT- ventil tänds simultant via signaler från var sin schematiskt antydd drivenhet 6, så att krafthalvledarna i den första IGBT-ventilen leder när en positiv potential önskas pá fasuttaget 4 och krafthalvledarna i den andra IGBT-ventilen leder när en negativ potential önskas på fasuttaget 4. Genom att styra krafthalvledaren enligt ett bestämt pulsbredds- moduleringsmönster (PWM) kan likspänningen över DC-konden- satorn 3 användas för att alstra en spänning på fasuttaget 4, vars grundtonskomponent utgör en växelspänning med önskad amplitud, frekvens och fasläge. Sådan styrning sker genom sändande av styrpulser till de olika drivenheterna fràn en styrinrättning 7, vilket normalt sker via ljusledare. Hos en omriktarkrets av denna typ kan en kortslutning inträffa på grund av> någon av' de inledningsvis diskuterade felsitua- tionerna, varvid här kan upprepas att en sådan kortslutning exempelvis kan ske genom att det blir fel i styrningen hos styrinrättningen 7, så att DC-kondensatorn 3 börjar laddas 10 15 20 25 30 35 517 688 9 ur, varvid strömmen går åt samma håll genom samtliga IGBT-er 1. Uppfinningen tar sikte på att lösa de problem som uppträ- der i sådana situationer på ett tillfredsställande sätt utan att någon krafthalvledare tar skada.
I figur 2 visas hur en drivenhet 6 för en enskild krafthalv- ledare kan koppla in en positiv ström via en spännings- begränsad strömkälla 8 till krafthalvledarens styre 9 för tändning av' krafthalvledaren eller en negativ ström till styret via en andra spänningsbegränsad strömkälla 10 för släckning' av' krafthalvledaren. Alternativt kan källorna 8 respektive 10 utgöras av två styrda spänningskällor i serie med var sitt motstånd, vilka begränsar strömmen vid tändning Det är för uppfinningen kännetecknande att mellan IGBT-ns kollektor respektive släckning till ett härför lämpligt värde. ll och dess emitter 12 en spänningsdelarkrets 13 är kopplad, vilken utgör en parallellkoppling av en resistiv och en kapacitiv spänningsdelare. Denna spänningsdelarkrets är således utformad med en stor bandbredd sträckande sig från 0 Hz till ett i förhållande till krafthalvledarens typiska om- kopplingsfrekvens högt frekvensområde, MHz, Därvid är den så utformad att en liten andel av spänningen företrädesvis flera så att den snabbt kan detektera snabba transienter. över kollektorn ll och emittern 12 mätes via avtappning vid punkten 14 och tillförs drivenheten 6. Genom vetskap om hur stor denna andel är av den totala spänningen över krafthalv- ledaren kan på detta sätt sistnämnda spänning bestämmas.
Vad som sker vid uppträdande, detekterande samt hanterande av en kortslutningssituation skall nu beskrivas under hänvisning även till figur 3-5.
I figur 3 illustreras hur på uppfinningsenligt sätt en kortslutning detekteras. Därvid är spänningen UCE över en individuell krafthalvledares båda huvudelektroder uppritad som en funktion av tiden från tidpunkten 15 för ett sändande 10 15 20 25 30 35 517 688 10 av en tändorder från styrinrättningen 7 till krafthalvle- darens drivenhet 6 och vidare från denna till källorna 8 och 10 för tillkopplande av den tidigare till styret 9. Under tändförloppets inledningsförlopp befinner sig krafthalvle- daren ifråga i strömbegränsningsmod och det är viktigt att spänningen över den inte stiger till ett värde liggande ovanför den övre gränsen för krafthalvledarens säkra arbets- område. Ett i tiden sig förändrande referensspänningsvärde 16 liggande över den vid normal operation av krafthalvle- daren i ett givet ögonblick maximala spänningsnivàn 17 över elektroderna jämförs i ett organ 31 med den spänning över krafthalvledarens elektroder som bestäms genom spännings- delarkretsen 13. Vid en tändning av krafthalvledaren in i en kortslutning kommer den så uppmätta spänningen att inte som normalt är fallet gå ned till krafthalvledarens låga led- spänning, utan den kommer att fortsätta ungefär enligt den streckprickade linjen 18 och överskrida referensspännings- värdet vid en tidpunkt 19. När detta sker detekteras en kortslutning av drivenheten 6 och denna inleder omedelbart ett släckningsförlopp för krafthalvledaren ifråga genom att koppla in källan 10 till styret 9 och mata styret med en ne- gativ släckström.
Samtidigt sänds, såsom indikeras genom pilen 20, en om nämnda detektering upplysande signal till varpå denna sänder signaler till alla båda starta individuellt reglerade släckförlopp därav för att styrinrättningen 7 , övriga krafthalvledare hos de strömventilerna att släcka samtliga seriekopplade krafthalvledare. Ledningarna 20 och 33 bildar företrädesvis en fiberoptikëkommunikation mellan drivenhet och styrinrättningen och olika koder kan användas för att ange exempelvis Med 32 indikeras den tidpunkt vid vilken "kortslutningssläckning“ , "tändning" osv. ovan beskrivna tidigare kända kortslutningsdetekterings- anordning skulle detektera den förekommande kortslutningen.
I figur 4 illustreras hur strömmen 21 igenom krafthalvle- daren ifråga utvecklas med tiden och hur denna når ett 10 15 20 25 30 35 517 688 ll toppvärde och därefter avtar från och med tidpunkten 19 då släckförloppet startas. Kurvan 22 illustrerar strömmens utveckling vid normal tändning av krafthalvledaren, medan det genom kurvan 23 illustreras hur strömmen igenom kraft- halvledaren skulle utvecklats om det inledningsvis disku- terade tidigare kända förfarandet skulle använts för detek- tering av kortslutningen och därvid kortslutningen detek- teras vid tidpunkten 32, värde krafthalvledaren utsätts för under kortslutningsför- varvid typiskt det strömintegral- loppet genom det uppfinningsenliga förfarandet kan vara en bråkdel av vad det skulle blivit enligt det tidigare kända förfarandet i enlighet med kurvan 23. Med den streckade linjen 34 begränsningsnivå . illustreras här även krafthalvledarens ström- I figur 3 illustreras även hur en kortslutning som uppträder vid tänd krafthalvledare spänningen över krafthalvledarens elektroder vid 24. 25 detekteras genom stigande av indikerar tidpunkten för ett sändande av en släckorder till krafthalvledaren vid normal operation därav.
I figur 5 illustreras hur det uppfinningsenliga släckförlop- pet genomförs för varje enskild krafthalvledare oberoende av krafthalvledare. illustreras den negativa släckström som matas till kraft- övriga Genom den streckade linjen 26 halvledarens styre 9 vid normal släckning därav. Denna ström så att släckningen går snabbt för uppnående av låga šläckförluster, har företrädesvis en förhållandevis hög styrka, vilket i och för sig medför en förhållandevis hög spän- ningsöversläng, vilket dock ej är dramatiskt tack vare den Vid uppträdande av en kortslutning kan dock ej en lika snabb förhållandevis låga strömmen igenom krafthalvledaren. släckning genomföras, utan den negativa släckström 27 som matas till krafthalvledarens styre måste ha en lägre styrka, då man inte kan kosta på sig någon hög spänningsöversläng på grund av den jämförelsevis starka kortslutningsström som 10 15 20 25 30 35 517 688 12 flyter igenom krafthalvledaren. Under själva släckförloppet mätes via spänningsdelarkretsen 13 hela tiden spänningen över den enskilda krafthalvledarens elektroder och skulle denna nå över en viss nivå 28, då minskas släckhastigheten genom reducerande av styrkan på den negativa ström som matas till krafthalvledarens styre. Därvid indikeras i figur 5 två att minska möjliga alternativ, ett stegvis och ett linjärt, släckströmmens styrka på. Skulle spänningen över krafthalv- ledarens båda elektroder skrida över ett förutbestämt värde 29, vilket ligger under den övre gränsen 30 för krafthalv- då kastas rikt- ningen på matningsströmmen till krafthalvledarens styre om ledarens kortslutningssäkra arbetsområde, och den tänds igen för att minska spänningen över dess elektroder till ett acceptabelt värde, varpå släckningen därav kan fortsättas. Genom sådan individuell styrning av släckförloppet hos var och en av de seriekopplade krafthalv- ledarna kan skillnader i spänning över dessa jämnas ut och en god spänningsfördelning över dem uppnås under hela släckförloppet, så att det undvikes att någon av krafthalv- ledarna havererar på grund av "avalanche" eller för hög värmeutveckling däri. Det påpekas att spänningsnivån 28 bör väljas så att denna motsvarar att spänningen över krafthalv- ledaren ifråga med en viss marginal överstiger medelspän- seriekopplade krafthalvledarna, så att ningen över de släckförloppet bromsas upp först när den ifrågavarande krafthalvledaren har en spänning över sig klart överstigande nämnda medelspänning. Det stegvisa förfarandet kan förenklas och innebära att vid 28 det gås direkt över till nollström.
Uppfinningen är givetvis inte på något sätt begränsad till den ovan beskrivna föredragna utföringsformen, utan en mängd möjligheter till modifikationer därav, förutom de ovan redan nämnda, torde vara uppenbara för en fackman på området, utan att denne för den skull avviker från uppfinningens grund- tanke, sådan denna definieras i patentkraven. 10 517 688 13 Den i figur l visade högspänningsomriktarkretsen utgör endast en tänkbar applikation av föreliggande uppfinning, och en mängd andra kretsar med seriekopplade krafthalvledare skulle kunna dra nytta av föreliggande uppfinning för att hantera kortslutningssituationer.
Begreppet "kortslutningssituationer" är valt för att indike- ra att uppfinningen avser problem som uppstår hos de serie- kopplade krafthalvledarna p g a någon kortslutning oberoende av var den uppträder.
Claims (12)
1. Förfarande för hantering av en i en krets med flera krafthalvledare (1) efter_ seriekopplade släckbara uppträdande detekterande därav, varvid enskild krafthalvledares båda mätes och i beroende av storleken pà till fràn krafthalvledarens styre (9) för individuell reglering av kortslutningssituation över (l1,'«l2) matas spänningen varje elektroder denna ström eller den individuella därigenom àstadkommet släckförlopp för var och beroende av nämnda spänning däröver, individuell krafthalv- släckhastigheten vid krafthalvledarna i kännetecknat därav, att hos varje ledare minskas under släckförloppet tilltagande uppmätt spänning däröver.
2. Förfarande enligt krav' 1, _känng;egknag därav, att vid uppmätande av en spänning mellan de bàda elektroderna hos en enskild krafthalvledare överstigande ett förutbestämt värde (29) övergàs det till tändning av krafthalvledaren genom att kasta om nämnda riktningen hos strömmatning till denna krafthalvledares styre (9) med avseende pà riktningen vid släckning.
3. Förfarande enligt krav' 2, att när därav, nämnda kortslutningssituation detekteras under tändförloppet hos en individuell krafthalvledare och. denna därmed. är i strömbegränsningsmod övergàs det under det av nämnda detek- tering framkallade släckförloppet till tändning av kraft- halvledaren vid överstigande av ett nämnt förutbestämt värde (29) pä spänningen liggande under den övre gränsen (30) för krafthalvledarens kortslutningssäkra arbetsområde (SCSOA). 1" I 1 ! att för varje individuell krafthalvledare
4. Förfarande enligt något av kraven 1-3, därav, (1) matas en släckström fràn styret med en väsentligen konstant ström- styrka sà länge den uppmätta spänningen över krafthalvleda- 10 15 20 25 30 35 n - o o Q o n - en o » : c nu y . 517 688 /5 rens bàda elektroder ligger under ett förutbestämt värde (28), och. vid. överstigande av' detta. värde Ihos spänningen minskas släckströmmens styrka för en långsammare släckning av krafthalvledaren.
5. Förfarande enligt krav 4, kännetggknat därav, att vid (28), från vilket minskningen av släckströmmens styrka begynnes, överstigande av 'nämnda förutbestämda spänningsvärde minskas denna släckströms styrka stegvis vid passerande av bestämda högre spänningsvärden. f. att vid (28) , från vilken släckströmmens styrka minskas, utförs en väsent- känneteçknat därav, överstigande av' nämnda förutbestämda spänningsvärde
6. Förfarande enligt. krav 4, ligen linjär minskning av släckströmmens styrka med stigande spänning över krafthalvledarens elektroder. 1-6, att när det detekteras en kortslutningssituation hos
7. Förfarande enligt något av kraven därav, en av krafthalvledarna begynnes omedelbart nämnda släckför- lopp för denna individuella krafthalvledare och en om nämnda detektering upplysande signal sänds till en för krafthalv- ledarna gemensam inrättning (7), varpà denna sänder signaler till alla övriga seriekopplade krafthalvledare att starta individuellt reglerade släckförlopp därav. en krets med flera krafthalvledare (1) kortslutningssituation efter detekterande därav, (13) varje enskild krafthalvledares bàda elektroder medel (8, 10)
8. Anordning för hantering av en i seriekopplade släckbara uppträdande varvid den innefattar organ anordnade att mäta spänningen över (ll, 12), anordnade att oberoende mata ström till eller fràn styret (9) hos varje individuell krafthalvledare för ledning anordnade att erhålla informationer om nämnda spänning och individuell reglering av dess och organ (6) att efter detekterad kortslutning styra nämnda medel för 10 15 20 25 30 35 l u u. nu o: our: nu c 1 » n A u a o 0 517 6 8 8 °¿¿:=jj=-s__a -' /6 individuell reglering av därigenom åstadkommet släckförlopp därav, att är anordnade att styra matningsmedlet för var och en av krafthalvledarna, nämnda styrorgan (6) att för varje individuell krafthalvledare minska släckhas- tigheten under tilltagande släckförloppet_ vid uppmätt spänning däröver.
9. Anordning enligt krav 8, kännetegknad därav, att den in- nefattar organ (31) anordnade att jämföra den över varje en- skild krafthalvledare (1) krafthalvledaren uppmätta spänningen med till hänförliga referensspänningsvärden och sända införmationer om denna jämförelse till nämnda styr- organ (6) för individuellt styrande av varje krafthalvleda- res släckförlopp. kânnetegknad därav, att nämnda är anordnade att vid överstigande av ett (29) hos en enskild krafthalvledare
10. Anordning enligt krav 9, styrorgan (6) förutbestämt referensvärde (11, 12) styra matningsmedlet att åstadkomma en övergång till tänd- hos spänningen mellan de båda elektroderna ning av krafthalvledaren genom att kasta om riktningen hos strömmatningen till denna krafthalvledares styre (9) med av- seende på riktningen vid släckning.
11. Anordning enligt något av kraven 8-10, Lånngtggkngd därav, att nämnda organ för mätning av spänningen över varje enskild krafthalvledares båda elektroder innefattar en med respektive krafthalvledare parallellkopplad spänningsdelare (13) bestämmande av den verkliga spänningen. anordnad att mäta en viss andel av nämnda spänning för
12. Anordning enligt krav 11, känngtegknäd därav, att nämnda spänningsdelare (13) från O Hz till ett i har en stor bandbredd sträckande sig förhållande till krafthalvledarens typiska omkopplingsfrekvenser högt frekvensområde.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9701057A SE517688C2 (sv) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | Förfarande och anordning för hantering av en i en krets med flera seriekopplade släckbara krafthalvledare uppträdande kortslutningssituationer |
US08/921,065 US5990724A (en) | 1997-03-24 | 1997-08-29 | Method and a device for detecting and handling short-circuit phenomena for power semiconductor devices of turn-off type connected in series |
CA002219368A CA2219368C (en) | 1997-03-24 | 1997-11-13 | A method and a device for detecting and handling short-circuit phenomena for power semiconductor devices of turn-off type connected in series |
DE69838771T DE69838771T2 (de) | 1997-03-24 | 1998-02-28 | Verfahren und Vorrichtung zum Erfassen und Behandeln von Kurzschlussphänomenen für Leistungshalbleiterelemente |
EP98103553A EP0867999B1 (en) | 1997-03-24 | 1998-02-28 | A method and a device for detecting and handling short-circuit phenomena for power semiconductor devices |
JP07461398A JP4021985B2 (ja) | 1997-03-24 | 1998-03-23 | 直列に接続されたターン・オフ型の電力用半導体デバイスに対する短絡回路現象の検出および処理のための方法とデバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9701057A SE517688C2 (sv) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | Förfarande och anordning för hantering av en i en krets med flera seriekopplade släckbara krafthalvledare uppträdande kortslutningssituationer |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9701057D0 SE9701057D0 (sv) | 1997-03-24 |
SE9701057L SE9701057L (sv) | 1998-09-25 |
SE517688C2 true SE517688C2 (sv) | 2002-07-02 |
Family
ID=20406274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9701057A SE517688C2 (sv) | 1997-03-24 | 1997-03-24 | Förfarande och anordning för hantering av en i en krets med flera seriekopplade släckbara krafthalvledare uppträdande kortslutningssituationer |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5990724A (sv) |
EP (1) | EP0867999B1 (sv) |
JP (1) | JP4021985B2 (sv) |
CA (1) | CA2219368C (sv) |
DE (1) | DE69838771T2 (sv) |
SE (1) | SE517688C2 (sv) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE9802908D0 (sv) * | 1998-08-31 | 1998-08-31 | Abb Research Ltd | Electric circuit |
CA2687316C (en) | 1999-04-30 | 2014-07-29 | S&C Electric Company | Control arrangement and method for power electronic system |
US7239535B2 (en) * | 2004-08-31 | 2007-07-03 | Abb Technology Ltd. | Voltage source converter |
JP2008017557A (ja) * | 2006-07-03 | 2008-01-24 | Toshiba Corp | 電力変換装置 |
EP2586126B1 (en) * | 2010-06-23 | 2016-01-27 | ABB Technology AG | Voltage converting apparatus and method for converting a voltage |
GB201206921D0 (en) * | 2012-04-20 | 2012-06-06 | Amantys Ltd | Communication protocol |
CN109991466A (zh) * | 2018-01-02 | 2019-07-09 | 通用电气公司 | 检测装置,保护系统及保护方法 |
Family Cites Families (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2258380A1 (de) * | 1972-11-29 | 1974-06-06 | Licentia Gmbh | Schutzbeschaltung fuer mit mittelfrequenzschaltfolge gezuendete thyristoren |
DE2408962A1 (de) * | 1974-02-25 | 1975-09-04 | Bbc Brown Boveri & Cie | Schaltungsanordnung zum schutz eines steuerbaren halbleiterventils gegen ueberspannung |
IT1016268B (it) * | 1974-07-02 | 1977-05-30 | Gni Energet In | Apparecchio per proteggere dalla sovratensione i tiristori di un con vertitore controllato ad alta tensione |
CA1068782A (en) * | 1976-08-23 | 1979-12-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Protective circuit for thyristors |
SE419149B (sv) * | 1979-11-12 | 1981-07-13 | Asea Ab | Tyristorventil for hogspenningsstromriktare |
JPS6016171A (ja) * | 1983-07-08 | 1985-01-26 | Hitachi Ltd | ゲ−トタ−ンオフサイリスタの過電流保護回路 |
JPS6026460A (ja) * | 1983-07-20 | 1985-02-09 | Hitachi Ltd | ゲ−トタ−ンオフサイリスタの過電流保護回路 |
DE3620926C1 (de) * | 1986-06-23 | 1987-12-03 | Siemens Ag | Verfahren zum verlustarmen Betrieb einer Symmetrier- und Bremsstellervorrichtung fuer Umrichter mit hoher Zwischenkreisspannung |
CA1313219C (en) * | 1988-10-07 | 1993-01-26 | Boon-Teck Ooi | Pulse width modulation high voltage direct current transmission system and converter |
JP2754411B2 (ja) * | 1989-09-20 | 1998-05-20 | 富士電機株式会社 | 電力変換装置のスナバ回路 |
DE4218749C2 (de) * | 1992-06-04 | 1995-06-29 | Aeg Westinghouse Transport | Verfahren zur Steuerung eines Dreipunktwechselrichters |
US5444591A (en) * | 1993-04-01 | 1995-08-22 | International Rectifier Corporation | IGBT fault current limiting circuit |
-
1997
- 1997-03-24 SE SE9701057A patent/SE517688C2/sv not_active IP Right Cessation
- 1997-08-29 US US08/921,065 patent/US5990724A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-11-13 CA CA002219368A patent/CA2219368C/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-02-28 EP EP98103553A patent/EP0867999B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-02-28 DE DE69838771T patent/DE69838771T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1998-03-23 JP JP07461398A patent/JP4021985B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE69838771T2 (de) | 2008-10-30 |
JP4021985B2 (ja) | 2007-12-12 |
SE9701057L (sv) | 1998-09-25 |
SE9701057D0 (sv) | 1997-03-24 |
CA2219368C (en) | 2001-04-17 |
US5990724A (en) | 1999-11-23 |
JPH10322881A (ja) | 1998-12-04 |
EP0867999B1 (en) | 2007-11-28 |
EP0867999A1 (en) | 1998-09-30 |
CA2219368A1 (en) | 1998-09-24 |
DE69838771D1 (de) | 2008-01-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11631973B2 (en) | Adjustable speed drive with integrated solid-state circuit breaker and method of operation thereof | |
US9366717B2 (en) | Device and procedure for the detection of a short circuit or overcurrent situation in a power semiconductor switch | |
KR100748383B1 (ko) | 고장난 사이리스터를 검출하기 위한 방법 및 장치 | |
EP0748045B1 (en) | Switch driver circuit | |
EP2701255A1 (en) | Circuit interruption device | |
SE520005C2 (sv) | Strömriktare samt förfarande för styrning av en strömriktare | |
EP3118982A1 (en) | Fault ride through in a marine power distribution system | |
SE523523C2 (sv) | Strömriktare samt förfarande för styrning därav | |
US8670253B2 (en) | Converter protecting components against overvoltages | |
Hu et al. | A gate drive with active voltage divider based auxiliary power supply for medium voltage SiC device in high voltage applications | |
SE423168B (sv) | Anordning for styrning av basstrommen till effektransistorer | |
SE517688C2 (sv) | Förfarande och anordning för hantering av en i en krets med flera seriekopplade släckbara krafthalvledare uppträdande kortslutningssituationer | |
EP0298515B1 (en) | Gate signal generator for thyristor valve | |
US5828539A (en) | Method and device in power transistor | |
US10516272B2 (en) | Power control current sharing circuit | |
JP5838770B2 (ja) | パワースイッチング素子の駆動装置 | |
US10333386B2 (en) | Method for detecting a voltage collapse | |
CN219204344U (zh) | 驱动电路、电能转换电路以及电子设备 | |
US5053940A (en) | Extinction blocking for GTOs | |
CN107888063A (zh) | 一种提高逆变器的输出电流峰值系数方法及装置 | |
US10432189B2 (en) | Control of semiconductor switch | |
WO1996013091A1 (en) | Transient suppressor for electronics systems | |
SE445598B (sv) | Skyddsanordning for en styrbar vexelriktare i en frekvensomformare | |
CA1124781A (en) | Control circuit for discharging the field winding of a synchronous motor | |
KR101624027B1 (ko) | 멀티레벨 인버터 소자를 보호하는 초기 충전 시스템 및 초기 충전 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |