(57)【要約】  電流を変換するための装置（１）であって、少なくとも１つの相モジュール（２ａ、２ｂ、２ｃ）を有し、この相モジュールが１つの交流電圧端子（３）と少なくとも１つの直流電圧端子（ｐ、ｎ）とを有し、各直流電圧端子（ｐ、ｎ）と各交流電圧端子（３）との間に相モジュール分岐（１１ｐ、１１ｎ）が形成されており、各相モジュール分岐（１１ｐ、１１ｎ）がサブモジュール（１５）から成る直列回路を備えており、サブモジュールがそれぞれ少なくとも１つの電力半導体素子（１２、１３）を有し、大きな短絡電流にも十分な時間にわたって耐えることのできる装置を提供するために、電力半導体素子（１２、１３）の少なくとも１つと並列又は直列に接続された半導体保護手段（９、１４、２０）を提案する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流を変換するための装置（１）であって、少なくとも１つの相モジュール（２ａ、２ｂ、２ｃ）を有し、この相モジュールが１つの交流電圧端子（３）と少なくとも１つの直流電圧端子（ｐ、ｎ）とを有し、各直流電圧端子（ｐ、ｎ）と各交流電圧端子（３）との間に相モジュール分岐（１１ｐ、１１ｎ）が形成されており、各相モジュール分岐（１１ｐ、１１ｎ）がサブモジュール（１５）から成る直列回路を備えており、サブモジュールがそれぞれ少なくとも１つの電力半導体素子（１２、１３）を有するものにおいて、半導体保護手段（９、１４、２０）が電力半導体素子（１２、１３）の少なくとも１つと並列および／又は直列に接続されている装置。
【請求項２】
各サブモジュール（１５）が少なくとも１つの遮断可能な電力半導体素子（１２）を有し、この電力半導体素子に逆方向フリーホイールダイオード（１３）が並列に接続されており、半導体保護手段（９、１４、２０）が保護素子（２０）を含み、この保護素子が逆方向フリーホイールダイオード（１３）と並列に接続されている請求項１記載の装置。
【請求項３】
保護素子が、予想される短絡電流に適応された電流容量を有するフリーホイールダイオード（２０）である請求項２記載の装置。
【請求項４】
保護素子がサイリスタである請求項２記載の装置。
【請求項５】
半導体保護手段（９、１４、２０）が、各相モジュール内に配置されるインダクタ（１４）を含む請求項１から４の１つに記載の装置。
【請求項６】
インダクタが単数又は複数のサブモジュール内に配置されている請求項５記載の装置。
【請求項７】
半導体保護手段が、相モジュールの交流側に配置されたインダクタを含む請求項１から６の１つに記載の装置。
【請求項８】
インダクタが、電流を制限するのに十分な漏れインダクタンスを有する変圧器巻線である請求項７記載の装置。
【請求項９】
半導体保護手段が、直流電圧側で１つの又は各直流電圧端子（９）と結合されたインダクタを含む請求項１から８の１つに記載の装置。
【請求項１０】
各サブモジュール（１５）が第１接続端子（１９）と、第２接続端子（１８）と、エネルギー蓄積部（１７）と、直列に接続された２つの遮断可能な電力半導体素子（１２ａ、１２ｂ）を有してエネルギー蓄積部（１７）と並列に接続された電力半導体素子分岐とを有し、遮断可能な各電力半導体素子（１２ａ、１２ｂ）に逆方向フリーホイールダイオード（１３ａ、１３ｂ）が並列に接続されており、電力半導体素子分岐の遮断可能な第１電力半導体素子（１２ａ）のエミッタと遮断可能な第１電力半導体素子に付設された逆方向フリーホイールダイオード（１３ａ）のアノードとの結合点が第１接続端子（１９）を形成し、電力半導体素子分岐の遮断可能な電力半導体素子（１２ａ、１２ｂ）とフリーホイールダイオード（１３ａ、１３ｂ）との結合点が第２接続端子を形成する請求項１から９の１つに記載の装置。
【請求項１１】
各サブモジュールが第１接続端子と、第２接続端子と、エネルギー蓄積部と、直列に接続された２つの遮断可能な電力半導体素子を有してエネルギー蓄積部と並列に接続された電力半導体素子分岐とを有し、遮断可能な各電力半導体素子に逆方向フリーホイールダイオードが並列に接続されており、電力半導体素子分岐の遮断可能な第１電力半導体素子のコレクタと遮断可能な第１電力半導体素子に付設された逆方向フリーホイールダイオードのカソードとの結合点が第１接続端子を形成し、電力半導体素子分岐の遮断可能な電力半導体素子とフリーホイールダイオードとの結合点が第２接続端子を形成する請求項１から１０の１つに記載の装置。
【請求項１２】
請求項４記載の装置の電力半導体素子を保護するための方法であって、相モジュールの直流電圧側で測定センサによって短絡が検出され、短絡電流の検出後、遮断可能な電力半導体素子がその分離位置に移され、引き続きサイリスタがその導通位置に移される方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流を変換するための装置であって、少なくとも１つの相モジュールを有し、この相モジュールが１つの交流電圧端子と少なくとも１つの直流電圧端子とを有し、各直流電圧端子と各交流電圧端子との間に相モジュール分岐が形成されており、各相モジュール分岐がサブモジュールから成る直列回路を備えており、サブモジュールがそれぞれ少なくとも１つの電力半導体素子を有するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
このような装置が特許文献１により既に公知である。そこには古典的電圧形インバータも、エネルギー蓄積部を配設された電圧形インバータも述べられている。配設又は分割されたエネルギー蓄積部と階段状電圧を切り換える能力とを有する電圧形インバータはマルチレベルコンバータとも称される。記載された電圧形インバータは多相交流電圧電源への接続が設けられており、コンバータは直流電圧回路を介して第２インバータと結合されている。第２インバータは交流電圧側で他の単相又は多相交流電圧電源又は駆動されるべき負荷に接続されている。接続されるべき交流電圧電源の各相用にインバータは１つの相モジュールを備えており、この相モジュールは交流電圧電源の相を接続するための１つの交流電圧端子と２つの直流電圧端子とを有する。各直流電圧端子と交流電圧端子との間を延びる相モジュール分岐は高電圧を達成するために遮断可能な電力半導体素子の直列回路から成る。遮断可能な電力半導体素子は例えば所謂ＩＧＢＴ、ＧＴＯ又はＩＧＣＴである。遮断可能な各電力半導体素子にフリーホイールダイオードが逆並列に接続されている。古典的電圧形インバータでは直流リンク中に中間コンデンサがエネルギー蓄積部として設けられている。
【０００３】
しかし特許文献１によれば、中間エネルギー蓄積部の代わりに、直列に接続されたサブモジュール内に静電容量を配設することも可能である。その場合、前記サブモジュールは電力半導体素子と並列に接続された各１つのコンデンサを有する。電力半導体素子は遮断可能な電力半導体素子とフリーホイールダイオードとを含み、フリーホイールダイオードは遮断可能な電力半導体素子と逆並列に接続されている。それとともにコンバータの各相モジュール分岐は独自のエネルギー蓄積部を備えたサブモジュールの直列回路から成る。
【０００４】
既に公知の電圧形インバータでは、直流電圧回路の短絡事故のときインバータ内に大きな故障電流が現れ、この故障電流はインダクタによって、つまり例えば交流電圧側で相モジュールに配置される巻線によって、実質的に限定される。短絡時に現れる故障電流は電源電圧によって移動され、普通、インバータから交流電圧を分離する遮断器の開路によって中断される。しかし特定の半導体タイプは遮断器が開路するまでに既に不可逆的に破損又は破壊されることがある。電力半導体素子、特にフリーホイールダイオードの破壊を避けるために、ダイオードはこれまで、予想される短絡電流に比較的長い時間にわたっても耐えることができるように寸法が過大に設計された。しかしこのような解決は満足のゆく結果をもたらすことがなく、更に費用がかかった。更に、遮断可能な電力半導体素子とフリーホイールダイオードは市場では普通一緒に、例えば１つの共通するハウジング内で提供され、フリーホイールダイオードの寸法の過大化は電力半導体素子を個別に費用をかけて製造することを必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０１０３０３１Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで本発明の課題は、大きな短絡電流にも十分な時間にわたって耐えることのできる冒頭に指摘した種類の装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を本発明は、電力半導体素子の少なくとも１つと並列および／又は直列に接続された半導体保護手段によって解決する。
【０００８】
本発明によれば、電力半導体素子を保護するための単数又は複数の部材が設けられている。この部材は半導体保護手段の用語に含まれる。このような部材は例えば電力半導体素子の１つと並列に接続されたユニットである。しかし半導体保護手段は更に、相モジュール分岐内の電流の流れを抑制するよう調整された限流手段も含む。電力半導体素子という用語はここでは遮断可能な電力半導体素子、即ちＩＧＢＴ、ＧＴＯ、ＩＧＣＴ等も、遮断可能な電力半導体素子と普通は並列に接続されるフリーホイールダイオードも含む。
【０００９】
望ましくは各サブモジュールが少なくとも１つの遮断可能な電力半導体素子を有し、この電力半導体素子に逆方向フリーホイールダイオードが並列に接続されており、半導体保護手段は逆方向フリーホイールダイオードと並列に接続された保護素子を含む。
【００１０】
有利となるのは、保護素子が予想される短絡電流に適応された電流容量を有する他のフリーホイールダイオードである。この有利に発展した構成によれば、本来のフリーホイールダイオードに付加的フリーホイールダイオードが並列に接続される。それ故、短絡事故時の電流の流れは両方のフリーホイールダイオードによって引き受けられる。保護素子として働くフリーホイールダイオードの静的導通特性は、既に一体化されたフリーホイールダイオードと比べて、故障時に保護素子が故障電流の主要部分を引き受け、従って一体化されたフリーホイールダイオードが負担軽減されるように調整されている。更に、保護素子として働くフリーホイールダイオードのサージ電流容量は予想された負荷に適応されている。通常運転のとき、各相モジュール分岐を介して流れる電流は一体化されたフリーホイールダイオードと保護素子として働くフリーホイールダイオードとに分配される。前記分配は両方のフリーホイールダイオードの静的導通特性に依存している。こうして通常運転のとき電流の整流時に両方のフリーホイールダイオードも負荷され、それ故、保護素子として働くフリーホイールダイオードには、規定された遮断挙動に関して要求が残る。
【００１１】
それとは異なる本発明の実施例では保護素子がサイリスタである。サイリスタは通常運転のとき、サイリスタを介した電流の流れが不可能となるよう切られている。直流電圧回路、交流端子の電圧センサ又は電流センサによって、又は相モジュール分岐を介した分岐電流を測定することによって、短絡は検出することができる。しかし本発明の枠内で短絡検出方式は任意である。本発明の１構成において単数又は複数の前記測定センサが評価ユニットと結合されており、この評価ユニットは実装されたロジックに基づいて短絡事故を確認し、引き続き単数又は複数のサイリスタを点弧させるための信号を発生する。このため評価ユニットは例えば測定された電流を閾値電流と比較し、閾値電流を長く上まわるとき短絡事故を確認する。引き続きマイクロ秒オーダの時間内に、遮断可能な電力半導体素子がその遮断位置に移される。短絡電流は次になお、並列に接続されたフリーホイールダイオードを介してのみ流れることができる。評価ユニットの次の信号によってサイリスタはその遮断位置から導通位置へと移され、導通位置のときサイリスタを介した電流の流れが可能である。それ故に短絡電流は次にサイリスタを介しても一体化されたフリーホイールダイオードを介しても流れる。サイリスタの静的導通特性は、一体化されたフリーホイールダイオードが負担軽減されるように故障短絡電流の主要部分をそれが引き受けるように形成されている。保護素子として働くサイリスタと並列に設けられる遮断可能な電力半導体素子を通常運転時に周期的に開閉することが、サイリスタの望ましくない点弧を生じてはならない。例えば過度な電圧上昇率によってサイリスタの自己点弧は引き起こされるであろう。それ故サイリスタは十分な所謂ｄｕ／ｄｔ能力を備えていなければならない。
【００１２】
有利となる場合には半導体保護手段が、各相モジュール内に配置されるインダクタを含む。相モジュール内部でのインダクタの配置は基本的に任意である。例えば各相モジュールはインダクタを介して１つの直流電圧端子又は各直流電圧端子と結合されている。その場合にインダクタは相モジュールの一部である。
【００１３】
有利となる場合には、サブモジュールの直列回路と交流電圧端子との間にインダクタが配置されている。それとともに各相モジュール分岐はインダクタによって交流電圧端子と結合されている。それとともに同じ相モジュールの相モジュール分岐のインダクタは互いに隣り合せて配置されており、交流電圧端子はインダクタの間に配置されている。それ故にインダクタは互いに誘導式に連結することもでき、これにより相モジュール間の循環電流と分岐電流の直流成分の総インダクタンスが高まっており、循環電流が寸法設計にとって決定的で有り得るとき、個々のインダクタは費用を節約して小さく設計される。
【００１４】
本発明の他の１構成では半導体保護手段が、サブモジュール内に配置されるインダクタを含む。例えば各サブモジュールがインダクタを有する。それから離れて、１つのサブモジュールのみ又は幾つかのサブモジュールのみがインダクタを有する。本発明のこの態様によれば、インダクタが相モジュール内に分散配置されている。
【００１５】
最後に、直流電圧回路中に配置されるインダクタを半導体保護手段が含むことは本発明の枠内で可能である。その際、インダクタが相モジュールの物理的に直接的近傍に配置されており、直流リンク中の短絡によって引き起こされる故障電流は直流電圧回路のインダクを介して流れるよう強いられている。
【００１６】
望ましくは、半導体保護手段は相モジュールの交流側に配置されるインダクタを含む。他の態様では、半導体保護手段が変圧器巻線を含む。変圧器巻線は効果的限流に十分な漏れインダクタンスを備えている。
【００１７】
有利な場合としては、各サブモジュールが第１接続端子と、第２接続端子と、エネルギー蓄積部と、直列に接続された２つの遮断可能な電力半導体素子を有してエネルギー蓄積部と並列に接続された電力半導体素子分岐とを有し、遮断可能な各電力半導体素子に逆方向フリーホイールダイオードが並列に接続されており、電力半導体素子分岐の遮断可能な第１電力半導体素子のエミッタと遮断可能な第１電力半導体素子に付設された逆方向フリーホイールダイオードのアノードとの結合点が第１接続端子を形成し、電力半導体素子分岐の遮断可能な電力半導体素子とフリーホイールダイオードとの結合点が第２接続端子を形成する。
【００１８】
それから離れて、各サブモジュールが第１接続端子と、第２接続端子と、エネルギー蓄積部と、直列に接続された２つの遮断可能な電力半導体素子を有してエネルギー蓄積部と並列に接続された電力半導体素子分岐とを有し、遮断可能な各電力半導体素子に逆方向フリーホイールダイオードが並列に接続されており、電力半導体素子分岐の遮断可能な第１電力半導体素子のコレクタと遮断可能な第１電力半導体素子に付設された逆方向フリーホイールダイオードのカソードとの結合点が第１接続端子を形成し、電力半導体素子分岐の遮断可能な電力半導体素子とフリーホイールダイオードとの結合点が第２接続端子を形成する。
【００１９】
本発明は更に、このような装置の電力半導体素子を保護するための方法において、相モジュールの直流電圧側で測定センサによって短絡が検出され、短絡電流の検出後、遮断可能な電力半導体素子がその分離位置に移され、引き続きサイリスタが半導体保護素子としてその導通位置に移される方法にも関する。
【００２０】
本発明の他の望ましい諸構成、諸利点は図面の図を参考にした以下の実施例説明の対象であり、同じ符号は同じ働きの部材を示している。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る装置の実施例の略図であり、短絡事故時の故障電流の経路を明らかとしている。
【図２】所謂２点トポロジーを有する本発明に係る装置の１実施例の相モジュールを示す。
【図３】所謂マルチレベルトポロジーを有する本発明に係る装置の１実施例の相モジュールを示す。
【図４】図３による相モジュールのサブモジュールの等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は本発明に係る装置１の実施例を略図で示す。図示の装置は３つの相モジュール２ａ、２ｂ、２ｃを有し、相モジュールはそれぞれ交流電圧電源７の１つの相と結合可能である。このため各相モジュール２ａ、２ｂ、２ｃが交流電圧端子３を有する。各相モジュール２ａ、２ｂ、２ｃは更に正の直流電圧端子ｐと負の直流電圧端子ｎとを備えており、直流電圧端子は直流リンク５の正極もしくは直流リンク５の負極と結合されている。
【００２３】
相モジュール２ａ、２ｂ、２ｃがそれぞれ２つの相モジュール分岐を含み、相モジュール分岐は交流電圧端子３と直流電圧端子の１つｐもしくはｎとの間をそれぞれ延びている。図示実施例では合計６つの相モジュール分岐が設けられている。各相モジュール分岐は遮断可能な電力半導体素子を備えたサブモジュールの直列回路を有する。
【００２４】
理想的電圧源として示された交流電圧電源７への接続は例えば変圧器を介して行われる。この変圧器と交流電圧端子３との間に更に補助インダクタンスを配置しておくことができる。変圧器の漏れインダクタンスと補助インダクタンスと交流電圧電源７のインピーダンスは図１にインダクタ６ａ、６ｂ、６ｃによって示してあり、インダクタは相モジュール２ａ、２ｂ、２ｃの交流電圧側に配置されている。交流電圧電源７とインダクタ６ａ、６ｂ、６ｃとの間に３極遮断器８が接続されており、この遮断器が保護装置と結合されており、この保護装置は相モジュールの交流電圧側電流の流れを検出するための測定センサを備えている。検出された電流が事前に確定された閾値電流を上まわると、遮断器が開閉され、遮断器８の各極がその分離位置に移され、分離位置のとき遮断器８を介した電流の流れは中断されている。
【００２５】
直流電圧回路５中に、しかも直流電圧回路５の正極ｐにも負極ｎにも、インダクタ９が配置されている。
【００２６】
更に、交流電圧電源７から駆動され、直流電圧回路５中の短絡時に発生するような短絡電流１０の例示的経路が図１に示してある。短絡電流１０は交流電圧電源７から遮断器８、インダクタ６ａ、相モジュール２ａの電力半導体素子、直流電圧回路５の正極および負極ｎ内のインダクタ９、相モジュール２ｂの電力半導体素子、インダクタ６ｂを介して最後に再び交流電圧電源７に流れることを認めることができる。こうして直流電圧回路５中に配置されるインダクタ９は短絡電流１０を制限し、本発明の枠内で半導体保護手段として働く。
【００２７】
図２は２点技術の相モジュール２ａを示しており、敏感な電力半導体素子を介した短絡電流１０の経路が再び示してある。指摘しておくなら、遮断可能なすべての電力半導体素子は評価ユニットと結合された望ましい測定センサで短絡を検出した直後にその分離位置に移される。図２に認めることができるように、相モジュール２ａは２つの相モジュール分岐１１ｐ、１１ｎで構成されている。相モジュール分岐１１ｐは交流電圧端子３と正の直流電圧端子ｐとの間を延び、相モジュール分岐１１ｎは交流電圧端子３と負の直流電圧端子ｎとの間を延びている。相モジュール分岐１１ｐ、１１ｎはそれぞれ再びサブモジュールから成る直列回路を有し、各サブモジュールは遮断可能な電力半導体素子１２と、この遮断可能な電力半導体素子に逆並列に接続されたフリーホイールダイオード１３とを備えている。各相モジュール分岐の点線は、サブモジュールの数、従って遮断可能な電力半導体素子１２もしくはフリーホイールダイオード１３の数が各相モジュール分岐１１ｐもしくは１１ｎで決して２に限定されているのでなく、印加電圧に依存して任意に拡張できることを示唆するものである。
【００２８】
従って、図１に関連して述べた短絡電流は相モジュール２ａの交流電圧端子３と相モジュール分岐１１ｐの全フリーホイールダイオード１３とを介して直流電圧回路５の正極へと流れるであろう。従って、相モジュール２ｂの相モジュール分岐１１ｐのフリーホイールダイオード１３もしくは相モジュール分岐１１ｎのフリーホイールダイオードは大きな短絡電流に曝され、遮断器８の作動前に破損することがあろう。
【００２９】
図２の相モジュールを有する図１の本発明に係る装置は図示しない半導体保護手段を含む。この半導体保護手段は、好ましくは、電力半導体素子、特に遮断可能な電力半導体素子の遮断時に短絡電流で負荷されるフリーホイールダイオードと並列に接続されるサイリスタ又はダイオードである。装置は更に、例えば装置のインバータと低抵抗で結合されるコンデンサの態様の同様に図示しない中間エネルギー蓄積部を含む。
【００３０】
図３は、同様に本発明に係る装置の１実施例である所謂マルチレベルインバータの１つの相モジュール２ａを示す。相モジュール２ａはマルチレベル技術において、それぞれエネルギー蓄積部を有するサブモジュール１５から成る直列回路を含み、直列回路内のサブモジュールの入切によって階段状電圧推移が発生可能である。相モジュール内にエネルギー蓄積部が分散配置されているので、直流電圧端子ｐもしくはｎとバイポーラサブモジュール１５から成る各直列回路との間に接続される付加的インダクタ１４を相モジュール２ａに装備することが可能である。付加的インダクタが短絡電流を制限する。しかし相モジュール内にインダクタを配置することはマルチレベル技術においてのみ有利である。しかしインバータが中間エネルギー蓄積部を備えている場合、相モジュール内のインダクタは開閉挙動に否定的に作用する。
【００３１】
図４は図３によるサブモジュール１５の等価回路図である。各サブモジュール１５が例えばＩＧＢＴ等の遮断可能な２つの電力半導体素子１２を有することを認めることができる。遮断可能な各電力半導体素子１２に再びフリーホイールダイオード１３が逆並列に接続されている。遮断可能な電力半導体素子１２から成る直列回路１６がこうして形成されている。コンデンサ１７として形成されるエネルギー蓄積部がこの直列回路１６と並列に接続されている。
【００３２】
各サブモジュール１５が第１接続端子１８と第２接続端子１９とを有する。接続端子１８、１９の間に第１電力半導体素子１２ａが配置されている。図４では遮断可能な電力半導体素子１２ａの上方に電力半導体素子１２ｂが配置されている。短絡の検出後、まず遮断可能な電力半導体素子がその分離位置に移される。それ故に短絡電流は下側フリーホイールダイオード１３ａを介して流れる。それに対してフリーホイールダイオード１３ｂは短絡電流によって損傷されない。この理由から下側フリーホイールダイオード１２ａにのみ保護素子２０が並列に接続されている。保護素子２０は他のフリーホイールダイオードであり、このフリーホイールダイオードは、一体化されたダイオード１３ａと比較して、故障事故時に短絡電流の主要部分がフリーホイールダイオード２０を介して流れるような導通特性を有する。フリーホイールダイオード２０は更に十分に高いサージ電流容量を有する。通常運転のとき電流はフリーホイールダイオード１３ａを介しても、保護素子として働くフリーホイールダイオード２０を介しても流れる。分割はフリーホイールダイオード１３ａ、２０の両方の静的導通特性に依存している。それ故にオフ整流時にフリーホイールダイオード２０も負荷され、それ故にこのフリーホイールダイオードは遮断特性に関して相応する適性を持たねばならない。しかしこのようなフリーホイールダイオードは当業者に周知であり、ダイオード特性をここは詳しく説明しない。
【００３３】
特に市場で入手可能な、逆方向フリーホイールダイオード１３ａを有する遮断可能な電力半導体素子１２ａは共通のハウジング内に配置されており、このハウジングが図４に符号２１とされている。保護素子、つまりこの場合フリーホイールダイオード２０は、ハウジングの外側に配置されている。
【００３４】
本発明の枠内で保護素子２０を補足して相モジュール２ａ、２ｂ、２ｃ内にインダクタ１４、又は直流電圧回路５中にインダクタ９を当然設けることができる。
【００３５】
更に、サブモジュール１５が少なくとも部分的にインダクタを有することも本発明の枠内で可能である。
【００３６】
図３、図４によるマルチレベルトポロジーを有するインバータにおいて直流リンク中に短絡が現れると、相モジュール２ａを介した分岐電流は、インダクタ１４によって実質決まる速度で上昇する。直流電圧回路中でインダクタ９の直流電圧側で短絡が現れると、インダクタは電流上昇速度も限定する。インダクタ１４は、例えば、短絡時に遮断可能な電力半導体素子がなお遮断可能な電力半導体素子の許容可能な標準電流範囲の内部で遮断できるように設計されている。この理由から、数マイクロ秒オーダ内の迅速な検出および反応が提供される。遮断可能な電力半導体素子の遮断後、なおフリーホイールダイオードのみが短絡電流を流す。保護素子としてサイリスタを利用する場合、サイリスタは数ミリ秒後に点弧されなければならないであろう。
【符号の説明】
【００３７】
１  装置、２  相モジュール、３  交流電圧端子、９、１４、２０  半導体保護手段、  １１  相モジュール分岐、１２、１３  電力半導体素子、１５  サブモジュール、１７  エネルギー蓄積部、１８、１９  接続端子、ｎ、ｐ  直流電圧端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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