(57)【要約】  この文献は、三つの電圧レベルのスイッチングのためのコンバータ回路における、漏電処理ための方法を規定している。この方法において、コンバータ回路は、各相（Ｒ，Ｓ，Ｔ）毎に設けられたコンバータ・サブシステム（１）を有しており、また、コンバータ・サブシステム（１）の中での、トップ漏電電流経路（Ａ）またはボトム漏電電流経路（Ｂ）が検知される。ここで、トップ漏電電流経路（Ａ）は、コンバータ・サブシステム（１）の中で、第一、第二、第三及び第六の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６）を通り、あるいは、コンバータ・サブシステム（１）の中で、第一及び第五の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ５）を通る。また、ボトム漏電電流経路（Ｂ）は、コンバータ・サブシステム（１）の中で、第二、第三、第四及び第五の電力半導体スイッチ（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）を通り、あるいは、コンバータ・サブシステム（１）の中で、第四及び第六の電力半導体スイッチ（Ｓ４，Ｓ６）を通る。また、この方法において、電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）は、漏電時のスイッチング・シーケンスに基づいてオンオフされる。漏電の場合に、コンバータ回路のための安全な動作状態を実現することを目的として、コンバータ回路の全ての相の相間の短絡を避けるため、トップまたはボトム漏電電流経路（Ａ，Ｂ）を検知した場合の漏電時のスイッチング・シーケンスが、各電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）の検知に随伴するスイッチング状態が記録されることにより最初にたどられる。それに加えて、トップ漏電電流経路（Ａ）が検出された場合には、第一の電力半導体スイッチ（Ｓ１）が、次いで第三の電力半導体（Ｓ３）がオフにされる。また、ボトム漏電電流経路（Ｂ）が検出された場合には、第四の電力半導体スイッチ（Ｓ４）が、次いで第二の電力半導体（Ｓ２）がオフにされる。
2008503194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三つの電圧レベルのスイッチングのためのコンバータ回路における漏電処理のための方法であって、
前記コンバータ回路は、各相（Ｒ，Ｓ，Ｔ）毎に設けられたコンバータ・サブシステム（１）を有し、且つ、直列に接続された二つのキャパシタにより形成される直流電圧回路（２）を有し、
ここで、前記直流電圧回路（２）は、第一のプリンシパル接続（３）、第二のプリンシパル接続（４）、及び前記二つの隣接して且つ相互に接続されたキャパシタにより形成されるサブ接続（５）を有しており、
また、当該システムは、第一、第二、第三及び第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）、及び第五及び第六の電力半導体スイッチ（Ｓ５，Ｓ６）を有しており、
第一、第二、第三及び第四の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）は直列に接続され、第一の電力半導体スイッチ（Ｓ１）は第一のプリンシパル接続（３）に接続され、第四の電力半導体スイッチ（Ｓ４）は第二のプリンシパル接続（４）に接続され、
また、第五及び第六の電力半導体スイッチ（Ｓ５，Ｓ６）は、直列に接続され、
第五の電力半導体スイッチ（Ｓ５）と第六の電力半導体スイッチ（Ｓ６）の間の接続部は、前記サブ接続（５）に接続され、
第五の電力半導体スイッチ（Ｓ６）は、第一の電力半導体スイッチ（Ｓ１）と第二の電力半導体スイッチ（Ｓ２）の間の接続部に接続され、且つ、
第六の電力半導体スイッチ（Ｓ６）は、第三の電力半導体スイッチ（Ｓ３）と第四の電力半導体スイッチ（Ｓ４）の間の接続部に接続され、
またここにおいて、
前記コンバータ・サブシステム（１）の中に、トップ漏電電流経路（Ａ）またはボトム漏電電流経路（Ｂ）が検知され、
ここで、トップ漏電電流経路（Ａ）は、第一、第二、第三及び第六の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６）を通り、あるいは、第一及び第五の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ５）を通り、且つ、
ボトム漏電電流経路は、第二、第三、第四及び第五の電力半導体スイッチ（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）を通り、あるいは、第四及び第六の電力半導体スイッチ（Ｓ４，Ｓ６）を通り、
またここにおいて、
駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）は、漏電時のスイッチング・シーケンスに基づいてオンオフされる、
方法において、
トップまたはボトム漏電電流経路（Ａ，Ｂ）が検出された場合の漏電時のスイッチング・シーケンスが、  各駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）の検知に随伴するスイッチング状態が記録されることによってたどられること、及び、
トップ漏電電流経路（Ａ）が検出された場合には、第一の電力半導体スイッチ（Ｓ１）が、次いで第三の電力半導体（Ｓ３）がオフにされること、及び、
ボトム漏電電流経路（Ｂ）が検出された場合には、第四の電力半導体スイッチ（Ｓ４）が、次いで第二の電力半導体（Ｓ２）がオフにされること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
下記特徴を備えた請求項１に記載の方法、
前記第五及び第六の電力半導体スイッチ（Ｓ５，Ｓ６）は、駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチであって、
トップ漏電電流経路（Ａ）が検出された場合には、第六の電力半導体スイッチ（Ｓ６）がオンにされ、その後で第一の電力半導体スイッチ（Ｓ１）がオフにされ、
ボトム漏電電流経路（Ｂ）が検出された場合には、第五の電力半導体スイッチ（Ｓ５）がオンにされ、その後で第四の電力半導体スイッチ（４）がオフにされる。
【請求項３】
下記特徴を備えた請求項１または２に記載の方法、
トップ漏電電流経路（Ａ）が検出された場合には、第三の電力半導体スイッチ（Ｓ３）が、第一の電力半導体スイッチ（Ｓ１）に対して選択可能な遅延時間（ｔｖ）で、オフにされ、
ボトム漏電電流経路（Ｂ）が検出された場合には、第二の電力半導体スイッチ（Ｓ２）が、第四の電力半導体スイッチ（Ｓ４）に対して選択可能な遅延時間（ｔｖ）でオフにされる。
【請求項４】
下記特徴を備えた請求項３に記載の方法、
前記遅延時間（ｔｖ）は、１μ秒と５μ秒の間のオーダーで選択される。
【請求項５】
下記特徴を備えた請求項１から４のいずれか１項に記載の方法、
前記コンバータ・サブシステム（１）の中において、漏電による影響を受けない駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）が、オフにされる。
【請求項６】
下記特徴を備えた請求項１から５のいずれか１項に記載の方法、
トップまたはボトム漏電電流経路（Ａ，Ｂ）を検知するために、各駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）が、非飽和の状態についてモニターされ、且つ、
前記サブ接続（５）を通る電流が、その方向についてモニターされる。
【請求項７】
下記特徴を備えた請求項６に記載の方法、
第一、第二、第三、第五または第六の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）が非飽和であって、且つ、前記サブ接続（５）を直流電圧回路（５）への方向へ電流が流れる場合に、トップ漏電電流経路（Ａ）が検知され、また、
第二、第三、第四、第五または第六の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）が非飽和であって、且つ、前記サブ接続（５）を前記直流電圧回路（５）の方向から電流が流れる場合に、ボトム漏電電流経路（Ｂ）が検知される。
【請求項８】
下記特徴を備えた請求項１から５のいずれか１項に記載の方法、
トップまたはボトム漏電電流経路（Ａ，Ｂ）を検知するために、各駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）が、非飽和の状態についてモニターされ、且つ、
第一のプリンシパル接続（３）を流れる電流、及び第二のプリンシパル接続（４）を流れる電流がモニターされる。
【請求項９】
下記特徴を備えた請求項８に記載の方法、
第一、第二、第三、第五のまたは第六の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６）が非飽和であって、且つ、第一のプリンシパル接続（３）を電流が流れる場合に、トップ漏電電流経路（Ａ）が検知され、また、
第二、第三、第四、第五または第六の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）が非飽和であって、且つ、第二のプリンシパル接続（４）を電流が流れる場合に、ボトム漏電電流経路（Ｂ）が検知される。
【請求項１０】
下記特徴を備えた請求項１から５のいずれか１項に記載の方法、
各駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）のアノード／カソード電圧（Ｕce）（a-）スレッショルド値（Ｕce,th）についてモニターされ、
且つ、下記の場合に、トップ漏電電流経路（Ａ）が検知される：
（ａ１）  オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）で、スレッショルド値（Ｕce,th）が超えられたとき、且つ、第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ４）が、超えられたスレッショルド値（Ｕce,th）で、オフにされたとき；または、
（ｂ１）  オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）で、スレッショルド値（Ｕce,th）が超えられとき、且つ、第一の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１）がオンにされたとき；または、
（ｃ１）  オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）で、スレッショルド値（Ｕce,th）が超えられていないとき、且つ、第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ４）が、超えられたスレッショルド値（Ｕce,th）で、オフにされたとき；または、
（ｄ１）  オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）で、スレッショルド値（Ｕce,th）が超えられていないとき、且つ、第一の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１）が、オンにされたとき；
また、下記の場合に、ボトム漏電電流経路（Ｂ）が検知される：
（ａ２）  オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）で、スレッショルド値（Ｕce,th）が超えられたとき、且つ、第一の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１）が、超えられたスレッショルド値（Ｕce,th）で、オフにされたとき；または、
（ｂ２）  オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）で、スレッショルド値（Ｕce,th）が超えられたとき、且つ、（a-）第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ４）がオンにされたとき；または、
（ｃ２）  オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）で、スレッショルド値（Ｕce,th）が超えられていないとき、且つ、第一の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１）が、超えられたスレッショルド値（Ｕce,th）でで、オフにされたとき；または、
（ｄ２）  オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４）で、スレッショルド値（Ｕce,th）が超えられていないとき、且つ、第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチ（Ｓ４）がオンにされたとき。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンバータ回路のための駆動方法の分野に係る。本発明は、請求項１の前提部分による、三つの電圧レベルをスイッチングするためのコンバータ回路における漏電処理のための方法に基づいている。
【背景技術】
【０００２】
電力半導体スイッチは、現在、コンバータ技術において、特に三つの電圧レベルをスイッチングするためのコンバータ回路において、その使用が増大してしつつある。三つの電圧レベルをスイッチングするためのそのようなコンバータ回路が、ドイツ特許公報 DE 699 02 227 T2 に記載されている。
【０００３】
図１ａに、コンバータ回路の相のための従来のコンバータ・サブシステムを示す。ここで、図１ａに示されたコンバータ・サブシステムは、DE 699 02 227 T2 のコンバータ・サブシステムに対応している。図１ａに示されているように、このコンバータ回路には、直列に接続された二つのキャパシタにより形成される直流電圧回路が設けられていて、この直流電圧回路は、第一のプリンシパル接続及び第二のプリンシパル接続、及び二つの隣接して且つ相互に接続されたキャパシタにより形成されるサブ接続を有している。
【０００４】
これら二つのキャパシタのキャパシタンスの値は、通常、同一であるように選択される。第一のプリンシパル接続及び第二のプリンシパル接続は、それらの間に交流電圧がかけられ、そのために、その交流電圧の半分ＵＤＣ／２が、第一のプリンシパル接続と上記サブ接続の間に、即ち一つのキャパシタにかけられ、同様に、その交流電圧の半分が、上記サブ接続と第二のプリンシパル接続の間に、即ち他のキャパシタにかけられる。図１ａにおいて、交流電圧はＵＤＣによって示されている。
【０００５】
DE 699 02 227 T2 または図１ａのコンバータ回路において、各コンバータ・サブシステムは、第一、第二、第三、第四、第五及び第六の電力半導体スイッチを有しており、第一、第二、第三及び第四の電力半導体スイッチは直列に接続され、第一の電力半導体スイッチは第一のプリンシパル接続に接続され、第四の電力半導体スイッチは第二のプリンシパル接続に接続されている。第二の電力半導体スイッチと第三の電力半導体スイッチの間のの接続部は、相の接続（phase connection）を形成している。
【０００６】
それに加えて、第五及び第六の電力半導体スイッチは、直列に接続されて、クランピング・スイッチング・グループを形成し、第五の電力半導体スイッチと第六の電力半導体スイッチの間のの接続部は上記サブ接続に接続され、第五の電力半導体スイッチは第一の電力半導体スイッチと第二の電力半導体スイッチの間のの接続部に接続され、そして、第六の電力半導体スイッチは第三の電力半導体スイッチと第四の電力半導体スイッチの間の接続部に接続されている。
【０００７】
第一、第二、第三及び第四の電力半導体スイッチは、駆動可能な（actuatable）双方向性の電力半導体スイッチであって、それぞれ、絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）及びこのバイポーラ・トランジスタと背中合わせに接続されたダイオードにより形成されている。DE 699 02 227 T2 において、第五及び第六の電力半導体スイッチは、非駆動型の（nonactuatable）一方向性の電力半導体スイッチであって、それぞれ、ダイオードにより形成されている。このケースでは、第五及び第六の電力半導体スイッチは、受動型のクランピング・スイッチング・グループを形成している。
【０００８】
しかしながら、第五及び第六の電力半導体スイッチは、駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチであって、それぞれ、絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）及びこのバイポーラ・トランジスタと背中合わせに接続されたダイオードにより形成されていても良い。そのケースでは、第五及び第六の電力半導体スイッチは、アクティブなクランピング・スイッチング・グループを形成することになる。
【０００９】
DE 699 02 227 T2 にはまた、三つの電圧レベルをスイッチングするためのコンバータ回路における漏電処理のための方法も記載されている。先ず第一に、例えば故障した電力半導体スイッチのために漏電が発生した場合には、その漏電が、コンバータ回路のトップ漏電電流経路で発生したか、またはボトム漏電電流経路で発生したかについて検知される。なお、この明細書中において、トップ漏電電流経路は、第一、第二、第三及び第六の電力半導体スイッチを通る漏電電流によって、または、第一及び第五の電力半導体スイッチを通る漏電電流によって規定される。これに対して、ボトム漏電電流経路は、第二、第三、第四及び第五の電力半導体スイッチを通る漏電電流によって、または、第四及び第六の電力半導体スイッチを通る漏電電流によって、規定される。
【００１０】
漏電処理のため、漏電時のスイッチング・シーケンスが、これらの電力半導体スイッチにより、最初にたどられ、非飽和（desaturation）の状態の電力半導体スイッチが、オフにされる。このことは、各電力半導体スイッチが、非飽和モニター用デバイスを用いて、非飽和の状態についてモニターされることを必要とする。電力半導体スイッチについての、特にＩＧＢＴについての、そのような非飽和は、例として、漏電（例えば短絡のような）が、プリンシパル電流経路で発生したとき、即ちアノード及びカソードの間、あるいは、ＩＧＢＴのコレクタとエミッタの間で発生したときに発生する。
【００１１】
他の漏電もまた、当然に存在し得る。そのような漏電の状況において、プリンシパル電流経路の中の電流は、典型的には、大きな電流の値まで非常に急激に増大する。このことは、電流の時間に関する積分値は、許容できない程に大きな値となることを意味している。発生したこの過電流の間に、ＩＧＢＴが非飽和の状態になり、ＩＧＢＴを通るアノード／カソード電圧が急速に増大し、特に、接続されることになる電圧の値まで増大する。このことは、ＩＧＢＴに対して非常に過酷な状態をもたらす；即ち、ＩＧＢＴは、第一に、プリンシパル電流経路のアノード及びカソードを通る大きな電流（過電流）を流し、第二に、高いアノード／カソード電圧が、同時に、ＩＧＢＴのアノードとカソードの間にかけられる。
【００１２】
このことは、非常に大きい瞬間的な電力損失をもたらし、それによりＩＧＢＴが破壊されることもある。非飽和の電力半導体スイッチがオフにされているときには、その後で、それらの電力半導体スイッチが、前記漏電時のスイッチング・シーケンスに基づいてオンオフされ、それによって、相の短絡（phase short）が、各コンバータ・サブシステムで発生することになる。即ち、コンバータ回路が、その後で、その相のそれぞれで短絡されることになる。
【００１３】
DE 699 02 227 T2 のコンバータ回路の全ての相での短絡により、漏電により影響を受けるコンバータ・サブシステム及び他のコンバータ・サブシステムの中に、短絡回路電流が作り出されることになる。しかしながら、そのような短絡電流は、前記電力半導体スイッチに負担をかける。このように負担がかけられた電力半導体スイッチは、それ故に、より早く老化し易く、あるいは損傷されることさえもある。このことは、コンバータ回路の稼働率が大幅に低下し、または最悪の場合にはゼロになることを意味している。
【００１４】
これに加えて、JP-11032426 には、三つの電圧レベルをスイッチングするためのコンバータ回路における漏電処理のための方法が開示されている。電力半導体スイッチの内のの一つでの過電圧を避けるために、第一及び第二の電力半導体スイッチを通る過電流の検知、及び第三及び第四の電力半導体スイッチを通る過電流の検知が行われ、先ず第一に、第一及び第四の電力半導体スイッチが、次いで、第二及び第三の電力半導体スイッチがオフにされる動作が行われる。
【特許文献１】独国特許発明第ＤＥ−６９９０２２２７  Ｔ２号明細書
【特許文献２】特開平１１−０３２４２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
従って、本発明の目的は、三つの電圧レベルをスイッチングするためのコンバータ回路における漏電処理のための方法を規定することにある。この方法は、漏電の場合にコンバータ回路のための安全な動作状態を実現するため、コンバータ回路の全ての相で相間を短絡することを、実質的に必要としない。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的は、請求項１の特徴により実現される。従属請求項は、本発明の優位性のある発展について規定している。
【００１７】
三つの電圧レベルをスイッチングするためのコンバータ回路における漏電処理のための、本発明に基づく方法の場合には、コンバータ回路は、各相毎に設けられたコンバータ・サブシステムを有し、且つ、直列に接続された二つのキャパシタにより形成される直流電圧回路を有している。ここで、この直流電圧回路は、第一のプリンシパル接続及び第二のプリンシパル接続、及び二つの隣接して且つ相互に接続されたキャパシタにより形成されるサブ接続を有している。
【００１８】
それに加えて、各コンバータ・サブシステムは、第一、第二、第三及び第四の駆動可能な（actuatable）双方向性の電力半導体スイッチ、及び第五及び第六の電力半導体スイッチを有し、第一、第二、第三及び第四の電力半導体スイッチは、直列に接続されている。第一の電力半導体スイッチは、第一のプリンシパル接続に接続され、第四の電力半導体スイッチは、第二のプリンシパル接続に接続されている。
【００１９】
それに加えて、第五及び第六の電力半導体スイッチは、直列に接続され、第五の電力半導体スイッチと第六の電力半導体スイッチの間の接続部は、前記サブ接続に接続されている。第五の電力半導体スイッチは、第一の電力半導体スイッチと第二の電力半導体スイッチの間の接続部に接続され、第六の電力半導体スイッチは、第三の電力半導体スイッチと第四の電力半導体スイッチの間の接続部に接続されている。
【００２０】
本発明の方法は、更に、コンバータ・サブシステムで漏電が発生したときの、コンバータ・サブシステムの中のトップ漏電電流経路またはボトム漏電電流経路の検知を含んでいる。ここで、トップ漏電電流経路は、第一、第二、第三及び第六の電力半導体スイッチを通るか、あるいは、第一及び第五の電力半導体スイッチを通る。一方、ボトム漏電電流経路は、第二、第三、第四及び第五の電力半導体スイッチを通るか、あるいは、第四及び第六の電力半導体スイッチを通る。それに加えて、前記電力半導体スイッチは、漏電時のスイッチング・シーケンスに基づいて、オンオフされる。
【００２１】
本発明によれば、トップまたはボトム漏電電流経路が検出された場合に、前記漏電時のスイッチング・シーケンスが、各駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチの検知に随伴するスイッチング状態が記録されることによってたどられる。これにより好ましくも実現される効果は、先ず第一に、駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチの更なる駆動が無いこと、従って、スイッチング動作も無いことである。
【００２２】
コンバータ・サブシステムにおいてトップ漏電電流経路が検出された場合には、本発明は、コンバータ・サブシステムの中で、第一の電力半導体スイッチ、次いで第三の電力半導体がオフにされることを含む。コンバータ・サブシステムにおいてボトム漏電電流経路が検出された場合には、本発明はまた、コンバータ・サブシステムの中で、第四の電力半導体スイッチが、次いで第二の電力半導体スイッチがオフにされることを含む。
【００２３】
好ましくは、これにより実現され得る効果は、漏電により影響を受けるコンバータ・サブシステム、従って、コンバータ回路の全体が、安全な動作状態に置かれることである。好ましくは、前記コンバータ回路の、漏電による影響を受けないコンバータ・システムの中の、前記電力半導体スイッチがオフにされる。
【００２４】
このことは、漏電により影響を受けるコンバータ・サブシステムの中で短絡回路電流が形成されることを可能にし、そして、他のいずれのコンバータ・サブシステムの中で短絡回路電流が形成されることが、大幅に回避される。このことは、漏電により影響を受ける前記コンバータ・サブシステムの中の電力半導体スイッチ、及び、他のコンバータ・サブシステムの中の電力半導体スイッチもまた、大きな負荷に曝されないことを意味している。それ故に、電力半導体スイッチの老化が、好ましくも、スローダウンされ、且つ、電力半導体スイッチの損傷も、大幅に防止されることが可能になる。全体として、このことは、コンバータ回路の稼働率を増加させると言う結果をもたらす。
【００２５】
それに加えて、トップまたはボトム漏電電流経路の検知により、関係する二つの電力半導体スイッチをオフにすることは、好ましくも、前記コンバータ回路の通常動作において流れる負荷電流のための拘束されない経路を作り出す。直流電圧回路もまた、関係する二つの電力半導体スイッチがオフにされることの結果として、好ましくも、短絡から保護される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
この目的及び他の目的、本発明の優位性及び特徴は、以下の本発明の好ましい実施形態の詳細な説明及びそれに関する図面から明らかになるであろう。
【００２７】
これらの図面において使用されている参照符号及びそれらの意味は、参照符号のリストの中にまとめられた形で示されている。これらの図において、同一の部分には、原則として、同一の参照符号が付されている。ここに記載された実施形態は、本発明の主題の例であって、本発明を制限する効果を有していない。
【００２８】
図１ａに、三つの電圧レベルをスイッチングするための従来のコンバータ回路における従来のコンバータ・サブシステム１の実施形態を示す。この実施形態は、既に、最初の部分で詳細に説明したものである。このコンバータ回路は、各相Ｒ，Ｓ，Ｔ毎に設けられたコンバータ・サブシステム１を有している。図１ａは、相Ｒのための一つのコンバータ・サブシステム１のみを示している。このコンバータ回路は、直列に接続された二つのキャパシタにより形成される直流電圧回路２を有しており、この直流電圧回路２は、第一のプリンシパル接続３及び第二のプリンシパル接続４、及び二つの隣接して且つ相互に接続されたキャパシタにより形成されるサブ接続５を有している。
【００２９】
それに加えて、前記コンバータ・サブシステム１は、第一、第二、第三及び第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４、及び第五及び第六の電力半導体スイッチＳ５，Ｓ６を有している。それぞれの駆動可能な（actuable）双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、特に、絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）及びこれらのバイポーラ・トランジスタと背中合わせに接続されたダイオードにより形成されている。しかしながら、以上において説明したような駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチが、例えば、背中合わせに接続されたダイオードを付加的に備えたパワーＭＯＳＦＥＴの形態であることも可能である。
【００３０】
図１ａによれば、第五及び第六の電力半導体スイッチＳ５，Ｓ６は、非駆動型の（nonactuatable）一方向性の電力半導体スイッチであって、それぞれダイオードにより形成される。このケースでは、第五及び第六の電力半導体スイッチは、受動型のクランピング・スイッチング・グループを形成している。
【００３１】
図１ａに示されているように、第一、第二、第三及び第四の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、直列に接続され、第一の電力半導体スイッチＳ１は、第一のプリンシパル接続３に接続され、そして、第四の電力半導体スイッチＳ４は、第二のプリンシパル接続４に接続されている。それに加えて、第五及び第六の電力半導体スイッチＳ５，Ｓ６は、直列に接続されている。第五の電力半導体スイッチＳ５と第六の電力半導体スイッチＳ６の間の接続部は、上記サブ接続５に接続され、第五の電力半導体スイッチＳ６は、第一の電力半導体スイッチＳ１と第二の電力半導体スイッチＳ２の間の接続部に接続され、そして、第六の電力半導体スイッチＳ６は、第三の電力半導体スイッチＳ３と第四の電力半導体スイッチＳ４の間の接続部に接続されている。
【００３２】
図１ｂに、三つの電圧レベルをスイッチングするための従来のコンバータ回路における従来のコンバータ・サブシステム１の第二の実施形態を示す。図１ａに示されたコンバータ・サブシステムの第一の実施形態とは反対に、第五及び第六の電力半導体スイッチＳ５，Ｓ６は、同様に、駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチであって、それぞれ、絶縁ゲート型バイポーラ・トランジスタ（ＩＧＢＴ）及びこれらのバイポーラ・トランジスタと背中合わせに接続されたダイオードにより形成されている。図１ｂに示されているように、第五及び第六の電力半導体スイッチＳ５，Ｓ６は、そのとき、アクティブなクランピング・スイッチング・グループを形成する。
【００３３】
三つの電圧レベルをスイッチングするためのコンバータ回路における、本発明に基づく漏電処理のための方法の場合には、コンバータ・サブシステム１の中での漏電の発生は、コンバータ・サブシステム１の中でのトップ漏電電流経路Ａまたはボトム漏電電流経路Ｂが検知されることを、今や促進することになる。ここで、トップ漏電電流経路Ａは、第一、第二、第三及び第六の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６を通るか、あるいは、第一及び第五の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ５を通る。一方、ボトム漏電電流経路は、第二、第三、第四及び第五の電力半導体スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５を通るか、あるいは、第四及び第六の電力半導体スイッチＳ４，Ｓ６を通る。
【００３４】
それに加えて、駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６、即ち、図１ａに示された実施形態においては、電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４、及び、図１ｂに示された実施形態においては、電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５及びＳ６は、漏電時のスイッチング・シーケンスに基づいてオンオフされる。
【００３５】
例として、図２ａに、コンバータ・サブシステム１における第一の電力半導体スイッチＳ１の中での漏電の場合の、図１ｂに示されたコンバータ・サブシステムの中での電流の形成を示す。この故障した第一の電力半導体スイッチＳ１は、星印で識別されている。このケースでは、トップ漏電電流経路Ａの一つが、例えば、既に以上において説明したように、第一、第二、第三及び第六の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ６を通って形成される。それに加えて、漏電の前の、その相についての負荷電流Ｃのための当初の電流経路もまた、完全性を期するために、図２ａの中に示されている。
【００３６】
本発明によれば、トップまたはボトム漏電電流経路Ａ，Ｂが検出された場合には、漏電時のスイッチング・シーケンスが、各駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の検知に随伴するスイッチング状態が記録されることによってたどられる。好ましくは、これにより実現される効果は、先ず第一に、駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４の更なる駆動が無いことであり、それ故にまた、スイッチング動作が無いことである。
【００３７】
それに加えて、トップ漏電電流経路Ａが検出された場合には、漏電時のスイッチング・シーケンスは、第一の電力半導体スイッチＳ１によってたどられ、次いで、第三の電力半導体スイッチＳ３がオフにされる。更に、ボトム漏電電流経路Ｂが検出された場合には、漏電時のスイッチング・シーケンスは、第四の電力半導体スイッチＳ４によってたどられ、次いで、第二の電力半導体スイッチＳ２がオフにされる。
【００３８】
上記の措置の結果として、漏電により影響を受けるコンバータ・サブシステム１、そしてそれ故に、全コンバータ回路が、好ましくも、安全な動作状態に置かれることになる。漏電により影響を受けるコンバータ・サブシステム１の中及び他のコンバータ・サブシステム１の中での短絡回路電流の形成は、それ故に、ほとんど全面的に回避されることが可能である。このことは、漏電により影響を受けるコンバータ・サブシステム１の中の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６に加えて、他の相Ｒ，Ｓ，Ｔのための他のコンバータ・サブシステム１の中の電力半導体スイッチもまた、大きな負荷に曝されないことを意味している。
【００３９】
それ故に、電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６の老化が、好ましくも、スローダウンされ、あるいは、電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６のダメージが、大幅に防止されることが可能になる。全体として、このことは、コンバータ回路の稼働率を増加させる。それに加えて、コンバータ回路のメインテナンスが、単純化される。その理由は、通常、漏電が、僅かな数の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６のみに損傷を与え、従って、僅かな数の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６を交換すれば済むからである。
【００４０】
それに加えて、トップまたはボトム漏電電流経路Ａ，Ｂの検知により、関係する二つの電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４をオフにすることは、好ましくも、コンバータ回路の通常動作のときに流れる負荷電流Ｃのための拘束されない経路を作り出す。関係する二つの電力半導体スイッチがオフにされることの結果として、直流電圧回路もまた、好ましくも、短絡から保護される。
【００４１】
この点に関して、図２ｂに、図２ａに示された漏電の場合の電流の形成を、例として示す。これは、以上においてより詳細に説明されているように、漏電処理のための本発明の方法に基づく漏電時のスイッチング・シーケンスの後に続くものである
この図において、第一の電力半導体スイッチＳ１及び第三の電力半導体スイッチＳ３は、オフにされ、第四の電力半導体スイッチＳ４は、いずれにせよ、オフにされる。第三及び第四の電力半導体スイッチＳ３，Ｓ４は、それらに加えられる直流電圧回路の交流電圧ＵＤＣ／２の半分をそれぞれ有し、そして、負荷電流Ｃは、故障した第一及び第二の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２を通って流れ、これは、第一の電力半導体スイッチＳ１における漏電の前と同様である。これにより実現される全体としての効果は、したがって、漏電により影響を受けるコンバータ・サブシステム１のための、従って全コンバータ回路のための、安全な動作状態である。
【００４２】
例として、図３ａに、コンバータ・サブシステム１の第二の電力半導体スイッチＳ２における漏電の場合の、図１ｂに示されたコンバータ・サブシステム１の中での電流の形成を示す。ここで、前記故障した第二の電力半導体スイッチＳ２は、星印で識別されている。このケースでは、ボトム漏電電流経路Ｂの一つが、例えば、既に以上において説明したように、第二、第三、第四及び第五の電力半導体スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５を通って形成される。それに加えて、漏電の前の、その相についての負荷電流Ｃのための当初の電流経路もまた、完全性を期するために、図３ａの中に示されている。
【００４３】
最後に、図３ｂに、図３ａに示された漏電の場合の電流の形成を、例として示す。これは、以上においてより詳細に説明されているように、漏電処理のための本発明の方法に基づく漏電時のスイッチング・シーケンスの後に続くものである。この図において、第四の電力半導体スイッチＳ４及び第二の電力半導体スイッチＳ２が、オフにされ、第一の電力半導体スイッチＳ１が、いずれにせよオフにされる。第一及び第四の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ４は、それらに加えられる直流電圧回路の交流電圧ＵＤＣ／２の半分を、それぞれを有し、そして、負荷電流Ｃは、第五及び故障した第二の電力半導体スイッチＳ５，Ｓ２を通って流れ、これは、第二の電力半導体スイッチＳ２における漏電の前と同様である。
【００４４】
これにより実現される全体としての効果は、ボトム漏電電流経路Ｂの中で漏電が生じたときであっても、漏電により影響を受けるコンバータ・サブシステム１のための、従って、全コンバータ回路のための、安全な動作状態である。
【００４５】
図１ｂにおいて、既に以上で説明したように、第五及び第六の電力半導体スイッチＳ５，Ｓ６は、それぞれ、駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチである。本発明の方法の場合には、漏電時のスイッチング・シーケンスの後のトップ漏電電流経路Ａの検知は、第一の電力半導体スイッチＳ１がオフにされる前に（特に、第六の電力半導体スイッチＳ６が、それに先立ってオンにされていない場合に）、第六の電力半導体スイッチＳ６がオンにされることを、今や促進する。
【００４６】
ボトム漏電電流経路Ｂが検出された場合には、漏電時のスイッチング・シーケンスは、第四の電力半導体スイッチＳ４がオフにされる前に（特に、第五の電力半導体スイッチＳ５がそれに先立ってオンにされていない場合に）、第五の電力半導体スイッチＳ５がオンにされることによってたどられる。このことは、図１ｂに示された前記コンバータ・サブシステムのための、従って全コンバータ回路のための、先に述べた安全な動作状態を実現する。
【００４７】
次のようにすることが有利であることが見出された：即ち、トップ漏電電流経路Ａが検出された場合には、第三の電力半導体スイッチＳ３が、第一の電力半導体スイッチＳ１に対して、選択可能な遅延時間ｔｖでオフにされ、一方、ボトム漏電電流経路Ｂが検出された場合にには、第二の電力半導体スイッチＳ２が、第四の電力半導体スイッチＳ４に対して選択可能な遅延時間ｔｖでオフにされる。これにより、第三の電力半導体スイッチＳ３がオフにされるときには、第一の電力半導体スイッチＳ１が既にオフにされていて、一方、第二の電力半導体スイッチＳ２がオフにされるときには、第四の電力半導体スイッチＳ４が既にオフにされていることが、確保される。
【００４８】
好ましくは、上記の遅延時間ｔｖは、１μ秒と５μ秒の間のオーダーにに選択される。
【００４９】
本発明によれば、前記コンバータ回路のコンバータ・サブシステム１の中の、漏電による影響を受けない、駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６がオフにされる。このことは、漏電による影響を受けないコンバータ・サブシステム１の中で短絡回路電流が作り出されないことも可能にすることを意味している。そのような短絡回路電流は、従来技術に基づく方法においては、コンバータ回路の全ての相Ｒ，Ｓ，Ｔを短絡することにより、発生していた。コンバータ・サブシステム１の中の、漏電による影響を受けない電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６は、このようにして、従来の方法と比較して小さな負荷にしか曝されない。
【００５０】
好ましくは、前記コンバータ回路のコンバータ・サブシステム１の中の、漏電による影響を受けない駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６がオフにされるとき、それぞれの“外側の”駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ４、即ち、第一のまたは第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ４がオフにされ、その後で、対応する “内側の”駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ２，Ｓ３、即ち、第二のまたは第三の駆動可能な双方向性の半導体電力スイッチＳ２，Ｓ３がオフにされる。
【００５１】
次に以下において、トップ及びボトム漏電電流経路Ａ，Ｂのための検知方法のオプションについて、より詳細に論ずる。
【００５２】
トップまたはボトム漏電電流経路Ａ，Ｂを検知するため、本発明は、コンバータ回路１の中の、相 Ｒ，Ｓ，Ｔのための各駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６が、非飽和（desaturation）の状態についてモニターされること、且つ、各コンバータ回路１の中のサブ接続５を通る電流が、その方向についてモニターされることを、含んでいる。サブ接続５を通る電流の方向をモニターするため、その電流は、好ましくは、スレッショルド値についてモニターされ、または、電流にノイズが含まれているときであっても、電流の方向が確実に検知されるように、スレッショルド値と比較される。
【００５３】
第一、第二、第三、第五のまたは第六の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６が、非飽和の状態にあり，且つ、サブ接続５を通る電流が直流電圧回路２への方向であることが検知されたときに、トップ漏電電流経路Ａが検知されることになる。反対に、第二、第三、第四、第五のまたは第六の  駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６が、非飽和の状態にあり、且つ、サブ接続５を通る電流が、前記直流電圧回路２からの方向であるときに、ボトム漏電電流経路Ｂが検知されることになる。サブ接続５を通る電流の流れの方向をモニターするため、サブ接続５は、好ましくは、適切なセンサがその上に設けられる。
【００５４】
以上において説明したトップまたはボトム漏電電流経路Ａ，Ｂの検知の代替え案は、下記の通りである：各駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６が、同様に、非飽和の状態についてモニターされるが、この場合には、the）第一のプリンシパル接続３を通る電流及び第二のプリンシパル接続４を通る電流がモニターされる。第一のプリンシパル接続３または第二のプリンシパル接続４を通るそれぞれ電流を、モニターするため、それぞれの電流は、電流にノイズが含まれているときであっても、それぞれの電流が確実に検知されるように、好ましくは、スレッショルド値についてモニターされる。
【００５５】
第一、第二、第三、第五のまたは第六の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ６が、非飽和の状態にあり、且つ、第一のプリンシパル接続３を通る電流が検知されたときに、トップ漏電電流経路Ａが、検知されることになる。反対に、第二、第三、第四、第五のまたは第六の  駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６が非飽和の状態にあり、且つ、第二のプリンシパル接続４を通る電流があるとき、ボトム漏電電流経路Ｂが検知されることになる。
【００５６】
トップまたはボトム漏電電流経路Ａ，Ｂの中の電流をモニターするため、第一のプリンシパル接続３及び第二のプリンシパル接続４には、好ましくは、適切なセンサがそれらの上に設けられる。ここで、これらのセンサには、電流の検知が可能であることのみが要求され、電流の方向の検知までは要求されない。この種類の電流センサは、シンプルであり、それ故に堅牢なデザインを有している。
【００５７】
上述のトップまたはボトム漏電電流経路Ａ，Ｂの検知の代替え案として、各駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６のアノード／カソード電圧Ｕce が、一般的に、先ず第一に、スレッショルド値Ｕce,th についてモニターされる。特に、このアノード／カソード電圧モニタリングは、図１ａに示されたコンバータ・サブシステム１の場合には、駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４の中で、また、図１ｂに示されたコンバータ・サブシステム１の場合には、駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５及びＳ６の中で、実行される。
【００５８】
図４ａに、図１ａに示されたコンバータ・サブシステム１のための、トップ及びボトム漏電電流経路Ａ，Ｂを検知するための論理回路の一例を示す。それに加えて、図４ｂに、図１ｂに示されたコンバータ・サブシステム１のための、トップ及びボトム漏電電流経路を検知するための論理回路の一例を示す。
【００５９】
駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３及びＳ４のための、図４ａに示されたスイッチング状態信号ＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３及びＳＳ４、及び、駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５及びＳ６のための、図４ｂに示されたスイッチング状態信号ＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３，ＳＳ４，ＳＳ５及びＳＳ６は、論理変数である。ここで、スイッチング状態信号ＳＳ１，ＳＳ２，ＳＳ３，ＳＳ４，ＳＳ５，ＳＳ６は、対応する駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６がオフのときに、論理“０”となり、対応する駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６がオンのときに、論理“１”となる。
【００６０】
それに加えて、駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４のための、図４ａに示されたスレッショルド値信号ＳＵｃｅ１，ＳＵｃｅ２，ＳＵｃｅ３及びＳＵｃｅ４は、対応するアノード／カソード電圧Ｕce のスレッショルド値Ｕce,th についてモニターされ、また、対応する駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６のための、図４ｂに示されたスレッショルド値信号ＳＵｃｅ１，ＳＵｃｅ２，ＳＵｃｅ３，ＳＵｃｅ４，ＳＵｃｅ５及びＳＵｃｅ６は、論理変数である。ここで、スレッショルド値信号ＳＵｃｅ１，ＳＵｃｅ２，ＳＵｃｅ３，ＳＵｃｅ４，ＳＵｃｅ５，ＳＵｃｅ６は、関係する電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６のアノード／カソード電圧Ｕce が、スレッショルド値ＳＵｃｅを超える場合には、論理“０”になり、一方、関係する電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６のアノード／カソード電圧Ｕce が、スレッショルド値Ｕce,th を超えない場合には、論理“１”となる。
【００６１】
本発明によれば、下記の場合にトップ漏電電流経路Ａが、今や検知される：
オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６で、スレッショルド値Ｕce,th が超えられたとき、且つ、第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ４が、超えられたスレッショルド値Ｕce,th で、オフにされたとき；あるいは、
オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６で、スレッショルド値Ｕce,th が超えられたとき、且つ、第一の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１が、オンにされたとき。
【００６２】
それに加えて、本発明によれば、下記の場合にトップ漏電電流経路Ａがまた、検知される：
オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４で、スレッショルド値Ｕce,th が超えられていないとき、且つ、第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ４が、超えられたスレッショルド値Ｕce,th で、オフにされたとき；あるいは、
オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４で、スレッショルド値Ｕce,th が超えられていないとき、且つ、第一の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１が、オンにされたとき。
【００６３】
反対に、本発明によれば、下記の場合にボトム漏電電流経路Ｂが検知される：
オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６で、スレッショルド値Ｕce,th が超えられたとき、且つ、第一の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１が、超えられたスレッショルド値Ｕce,th で、オフにされたとき；あるいは、
オンにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６で、スレッショルド値Ｕce,th が超えられたとき、且つ、第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ４が、オンにされたとき。
【００６４】
それに加えて、本発明によれば、下記の場合に、ボトム漏電電流経路Ｂがまた、検知される：
オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４で、スレッショルド値Ｕce,th 超えられていないとき、且つ、第一の  駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１が、超えられたスレッショルド値Ｕce,th で、オフにされたとき；あるいは、
オフにされた一つまたはそれ以上の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４で、スレッショルド値Ｕce,th が超えられていないとき、且つ、第四の駆動可能な双方向性の電力半導体スイッチＳ４がオンにされたとき。
【００６５】
好ましくも、このタイプのトップ及びボトム漏電電流経路Ａ，Ｂの検知は、完全に検知するための電流センサを無しで済ますことを可能にする。このことは、関係する配線及び材料が、好ましくも減少され、それにより、コンバータ・サブシステムがシンプルになり、よりコストがかからないデザインになることを意味している。更に、干渉に対する、コンバータ・サブシステム１の感受性、従って、全コンバータ回路の感受性が、好ましくも減少し、それによって、全コンバータ回路の稼働率増大がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１ａ】図１ａは、三つの電圧レベルをスイッチングするための従来のコンバータ回路における、従来のコンバータ・サブシステムの第一の実施形態を示す。
【図１ｂ】図１ｂは、三つの電圧レベルをスイッチングするための従来のコンバータ回路における、従来のコンバータ・サブシステムの第二の実施形態を示す。
【図２ａ】図２ａは、前記コンバータ・サブシステムにおける、第一の電力半導体スイッチにおいて漏電が生じた場合の、図１ｂに示されたコンバータ・サブシステムの中での電流の形成の例を示す。
【図２ｂ】図２ｂは、本発明に基づく漏電処理のための方法に基づく、漏電時のスイッチング・シーケンスの後に続く、図２ａに示された漏電の場合の電流の形成を示す。
【図３ａ】図３ａは、前記コンバータ・サブシステムにおける、第二の電力半導体スイッチにおいて漏電が生じた場合の、図１ｂに示されたコンバータ・サブシステムの中での電流の形成の例を示す。
【図３ｂ】図３ｂは、本発明に基づく漏電処理のための方法に基づく、漏電時のスイッチング・シーケンスの後に続く、図３ａに示された漏電の場合の電流の形成を示す。
【図４ａ】図４ａは、図１ａに示されたコンバータ・サブシステムのための、トップ及びボトム漏電電流経路を検知するための論理回路の例を示す。
【図４ｂ】図４ｂは、図１ｂに示されたコンバータ・サブシステムのための、トップ及びボトム漏電電流経路を検知するための論理回路の例を示す。
【符号の説明】
【００６７】
１・・・コンバータ・サブシステム、２・・・直流電圧回路、３・・・第一のプリンシパル接続、４・・・第二のプリンシパル接続、５・・・サブ接続、Ｓ１・・・第一の電力半導体スイッチ、Ｓ２・・・第二の電力半導体スイッチ、Ｓ３・・・第三の電力半導体スイッチ、Ｓ４・・・第四の電力半導体スイッチ、Ｓ５・・・第五の電力半導体スイッチ、Ｓ６・・・第六の電力半導体スイッチ、Ａ・・・トップ漏電電流経路、Ｂ・・・ボトム漏電電流経路、Ｃ・・・負荷電流経路。
【図１ａ】
2008503194.tif 000003
【図１ｂ】
2008503194.tif 000004
【図２ａ】
2008503194.tif 000005
【図２ｂ】
2008503194.tif 000006
【図３ａ】
2008503194.tif 000007
【図３ｂ】
2008503194.tif 000008
【図４ａ】
2008503194.tif 000009
【図４ｂ】
2008503194.tif 000010
【国際調査報告】
2008503194.tif 000011
2008503194.tif 000012
2008503194.tif 000013
2008503194.tif 000014
2008503194.tif 000015
2008503194.tif 000016