用于操作电路的方法以及电路技术

本发明专利技术公开一种用于操作电路的方法，其中提供包括四个功率半导体部件和一个电容器的模块化开关(21)。通过这种方法，第一功率半导体部件(V1)和第二功率半导体部件(V2)两者被切换成是传导的，并且第三功率半导体部件(V3)和第四功率半导体部件(V4)两者被控制成是阻断的，以使得电流(i)从第一连接(24)流经所述第一功率半导体部件、流经电容器(C)并且流经所述第二功率半导体部件到达第二连接(25)；或第三功率半导体部件(V3)和第四功率半导体部件(V4)两者被切换成是传导的，并且第一功率半导体部件(V1)和第二功率半导体部件(V2)两者被控制成是阻断的，以使得电流(i)在反向方向上从第二连接(25)流经所述第四功率半导体部件、流经电容器(C)并且流经所述第三功率半导体部件到达第一连接(24)。

【技术实现步骤摘要】
用于操作电路的方法以及电路
[0001 ] 本专利技术涉及一种用于操作电路的方法和相应的电路。
技术介绍
从公布DE 10 2010 046 142 Al已知一种电路，所述电路由多个模块化开关构成。由于模块化开关的功率半导体部件的适当布置和启动，在这种情况下，有可能将所述电路具体体现为转换器，即用于将直流电压转换为交流电压，或反之亦然。因此，所述电路尤其可用于传输具有高直流电压的能量。 参照DE 10 2010 046 142 Al，电流可在仅一个方向上流经模块化开关。因此，如果将已知电路用于例如高压直流(HVDC)传输，那么这具有以下结果:能量传输方向的反向仅能以使直流电压反向的方式实现。然而，在单极海底电缆的情况下，这仅在相当大的限制条件内可能的。
技术实现思路
本专利技术的目标是改进已知电路。 本专利技术实施例用根据权利要求1和权利要求4所述的方法并且用根据权利要求2所述的电路来实现这个目标。 根据本专利技术实施例的电路包括至少一个模块化开关，其中所述模块化开关设置有包括第一可控制功率半导体部件和第一二极管的第一串联电路，并且设置有包括第二二极管和第二可控制半导体部件的第二串联电路；其中所述第一功率半导体部件与所述第一二极管的连接点形成第一连接，并且所述第二二极管与所述第二功率半导体部件的连接点形成所述模块化开关的第二连接；其中，在所述第一串联电路中，所述第一功率半导体部件并联连接至第三二极管，并且所述第一二极管并联连接至第三可控制功率半导体元件；其中，在所述第二串联电路中，所述第二功率半导体部件并联连接至第四二极管，并且所述第二二极管并联连接至第四可控制功率半导体部件；其中所述第三二极管和所述第三功率半导体部件的传导方向对应于所述第一二极管和所述第一功率半导体部件的传导方向，并且所述第四二极管和所述第四功率半导体部件的传导方向对应于所述第二二极管和所述第二功率半导体的传导方向；其中所述模块化开关设置有电容器；并且其中所述模块化开关的所述第一串联电路和所述第二串联电路以及所述电容器相对于彼此并联连接。 参照根据本专利技术实施例的方法，所述第一功率半导体部件和所述第二功率半导体部件两者被连接成是传导的，并且所述第三功率半导体部件和所述第四功率半导体部件两者被控制成是阻断的，以使得来自所述第一连接的电流流经所述第一功率半导体部件、流经所述电容器并且流经所述第二功率半导体部件到达所述第二连接；或所述第三功率半导体部件和所述第四功率半导体部件两者被连接成是传导的，并且所述第一功率半导体部件和所述第二功率半导体部件两者被控制成是阻断的，以使得电流在反向方向上从所述第二连接流经所述第四功率半导体部件、流经所述电容器并且流经所述第三功率半导体部件到达所述第一连接。 本专利技术实施例突出以下优点:电流能在两个方向上流过模块化开关。这可通过适当启动对模块化开关来实现。在这种情况下，有可能携带呈直流形式的电能在两个方向上通过包括模块化开关的功率转换器。 参照根据本专利技术的电路，直流电压的电压反向是不必要的。除了其他方面，这带来以下优点:单极电缆可用于直流电压传输。 如果将本专利技术应用于例如网状直流电压网络内的高直流电压的能量传输，有可能自由调整用于能量传输的直流电压。以这种方式，有可能(即使在错误状况的情况下)将直流电压限制到一个传输部分，并且因此能够响应所述错误状况。 此外，本专利技术实施例突出在于错误状况和短路状况方面的实质优点。因此，如果在网状直流电压网络中，尽可能多的或所有电流转换器能够改变直流电压并且因此限制直流电，那么通过使用本专利技术，有可能(在已检测到错误或短路之后)首先将所述错误或短路电流限制在错误或短路位置处，以便随后(例如)完全断开并且电流地隔离所述错误电流或短路电流，例如在普通的、商业上已经可获得的电路断路器的帮助下。 【附图说明】 本专利技术的另外特征、使用可能性和优点可从下文中对本专利技术的示例性实施例的描述中推断出，所述示例性实施例在相关的附图中示出。在这种情况下，本专利技术的目标由每个所描述或示出的实例单独地或以任何组合，并且独立于它们在本说明书或附图中的综述或引用或说明来表现。在附图中: 图1为电路的示例性实施例的示意性电路框图； 图2a、图2b、图3a、图3b为图1的电路的部分； 图2a示出设置在转换器11中的模块化开关21 ； 图2b示出如何在转换器11的组之一内切换图2a的模块化开关21 ； 图3a示出构成转换器12的模块化开关22 ； 图3b示出如何在转换器12的组之一内连接图3a的模块化开关22 ； 图4a为图1的电路的应用的示意性电路框图；以及 图4b为图4a中的电流和电压特性的时间相关示意图。 【具体实施方式】 图1示出电路10，电路10可优选地用于所谓的高压直流传输的框架内。具体地，电路10可用于连接两个现有电功率供给网络，以便在所述功率供给网络之间在两个方向上传输电能。下文是对正常操作期间电流的方向的描述，即在所述操作中，电流流过时钟控制功率半导体部件并且不在它们的反并联二极管中流动。在相反方向上的其他电流是可能的，然而，这里将不会对它们进行确切描述。 电路10包括第一转换器11和第二转换器12。第一转换器11在其交流电压侧连接至第一变压器13，并且第二转换器12在其交流电压侧连接至第二变压器14。在本示例性实施例中，转换器11、12，变压器13、14以及它们的电连接中的每一个都是三相的。 通过两条电气线路15、16，两个转换器11、12在它们的直流电压侧连接至彼此。电感17、18可能存在于转换器11、12与线路15、16之间。两个转换器11、12中的每一个被设置成将直流电压转换为交流电压，或反之亦然。两个变压器13、14被设置成使分别关联的转换器11、12的交流电压侧上的电压适应现有边界条件。 在两条电气线路15、16之间施加直流电压。确切地，此直流电压为高电压，例如320kV。两条电气线路15、16的长度可为若干千米，例如100km。两条线路15、16中的一条(例如，线路16)可为接地的。优选地，高压直流传输可通过两条线路15、16来实施。 转换器11、12中的每一个由多个模块化开关21、22构成。由于示例性三相实施例，两个转换器11、12中的每一个中的模块化开关21、22分三组布置。每个转换器11、12的这些组中的每一组包括相同数量的模块化开关21、22。如仍将在下文进行解释，相应转换器的三步式实施例每组分别需要两个模块化开关21、22，五步式实施例分别需要四个模块化开关21、22，诸如此类。 应理解，电路10的相数还可大于或小于三。同样，两个转换器11、12或关联的变压器13、14的相数也可以是不同的。同样，在两个转换器11、12中每组模块化开关21、22的数量也可以是不同的。代替变压器，还有可能使用节流阀用于不使用变压器的解决方案。 图2a示出设置在转换器11中的模块化开关21。 模块化开关21具有包括第一可控制功率半导体部件Vl和第一二极管Dl的第一串联电路，以及包括第二二极管D2和第二可控性功率半导体部件V2的第二串联电路。 在第一串联电路中，第一功率半导体部件Vl的集电极和第一二极管Dl的阳极彼本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于操作电路的方法，其特征在于：其中所述电路(10)包括至少一个模块化开关(21、22)，其中所述模块化开关(21、22)设置有包括第一可控制功率半导体部件(V1)和第一二极管(D1)的第一串联电路，并且设置有包括第二二极管(D2)和第二可控制半导体部件(V2)的第二串联电路；其中所述第一功率半导体部件(V1)与所述第一二极管(D1)的连接点形成第一连接(24)，并且所述第二二极管(D2)与所述第二功率半导体部件(V2)的连接点形成所述模块化开关(21、22)的第二连接(25)；其中，在所述第一串联电路中，所述第一功率半导体部件(V1)并联连接至第三二极管(D3)，并且所述第一二极管(D1)并联连接至第三可控制功率半导体元件(V3)；其中，在所述第二串联电路中，所述第二功率半导体部件(V2)并联连接至第四二极管(D4)，并且所述第二二极管(D2)并联连接至第四可控制功率半导体部件(V4)；其中所述第三二极管(D3)和所述第三功率半导体部件(V3)的传导方向对应于所述第一二极管(D1)和所述第一功率半导体部件(V1)的传导方向，并且所述第四二极管(D4)和所述第四功率半导体部件(V4)的传导方向对应于所述第二二极管(D2)和所述第二功率半导体(V2)的传导方向；其中所述模块化开关(21、22)设置有电容器(C)；并且其中所述模块化开关(21、22)的所述第一串联电路和所述第二串联电路以及所述电容(C)相对于彼此并联连接，其中所述第一功率半导体部件(V1)和所述第二功率半导体部件(V2)单独或一起被切换成是传导的，并且所述第三功率半导体部件(V3)和所述第四功率半导体部件(V4)两者被切换成是阻断的，以使得电流(i)从所述第一连接(24)流经所述第一功率半导体部件(V1)、流经所述电容器(C)并且流经所述第二功率半导体部件(V2)到达所述第二连接(25)；或所述第三功率半导体部件(V3)和所述第四功率半导体部件(V4)两者被切换成是传导的，并且所述第一第二功率半导体部件(V1)和所述第二功率半导体部件(V2)两者被切换成是阻断的，以使得所述电流(i)在反向方向上从所述第二连接(25)流经所述第四功率半导体部件(V4)、流经所述电容器(C)并且流经所述第三功率半导体部件(V3)到达所述第一连接(24)。...

【技术特征摘要】
2013.09.05 DE 102013109714.61.一种用于操作电路的方法，其特征在于: 其中所述电路(10)包括至少一个模块化开关(21、22)， 其中所述模块化开关(21、22)设置有包括第一可控制功率半导体部件(Vl)和第一二极管(Dl)的第一串联电路，并且设置有包括第二二极管(D2)和第二可控制半导体部件(V2)的第_■串联电路； 其中所述第一功率半导体部件(Vl)与所述第一二极管(Dl)的连接点形成第一连接(24)，并且所述第二二极管(D2)与所述第二功率半导体部件(V2)的连接点形成所述模块化开关(21、22)的第二连接(25)； 其中，在所述第一串联电路中，所述第一功率半导体部件(Vl)并联连接至第三二极管(D3)，并且所述第一二极管(Dl)并联连接至第三可控制功率半导体元件(V3)； 其中，在所述第二串联电路中，所述第二功率半导体部件(V2)并联连接至第四二极管(D4)，并且所述第二二极管(D2)并联连接至第四可控制功率半导体部件(V4)； 其中所述第三二极管(D3)和所述第三功率半导体部件(V3)的传导方向对应于所述第一二极管(Dl)和所述第一功率半导体部件(Vl)的传导方向，并且所述第四二极管(D4)和所述第四功率半导体部件(V4)的传导方向对应于所述第二二极管(D2)和所述第二功率半导体(V2)的传导方向； 其中所述模块化开关(21、22)设置有电容器(C);并且 其中所述模块化开关(21、22)的所述第一串联电路和所述第二串联电路以及所述电容(C)相对于彼此并联连接， 其中所述第一功率半导体部件(Vl)和所述第二功率半导体部件(V2)单独或一起被切换成是传导的，并且所述第三功率半导体部件(V3)和所述第四功率半导体部件(V4)两者被切换成是阻断的，以使得电流(i)从所述第一连接(24)流经所述第一功率半导体部件(VI)、流经所述电容器(C)并且流经所述第二功率半导体部件(V2)到达所述第二连接(25);或所述第三功率半导体部件(V3)和所述第四功率半导体部件(V4)两者被切换成是传导的，并且所述第一第二功率半导体部件(Vl)和所述第二功率半导体部件(V2)两者被切换成是阻断的，以使得所述电流(i)在反向方向上...

【专利技术属性】
技术研发人员：J扬宁，
申请(专利权)人：通用电气能源能量变换技术有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB