[实用新型]用于电力电子模块的保护装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子领域。特别涉及用于电力电子模块的保护装置(protection arrangement)以及电力电子系统(power electronic system)。

背景技术

大型电力电子系统典型地包括执行不同控制功能的众多控制器件，所述控制功能例如像电量的测量、模拟-数字转换、信号滤波、设定点(setpoint)处理、控制算法、脉宽调制器、一般输入输出、电路保护、自我监控、电源器件、数据显示和输入器件。由于大型电力电子系统能够达到显著的尺寸，因此控制器件之间的距离能够多达数十米。

专用器件之间的通信可能不得不被建立，又要为大多数器件供应电力。另外，电力电子系统内电源线和通信常常处于恶劣的环境中，因此易受到电磁干扰的攻击。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种保护装置，其可以保护电力电子模块并且操作安全。此目的通过依据权利要求1的保护装置和依据权利要求15的电力电子系统来达到。根据独立权利要求另外的实施例是显见的。

依据本实用新型的示例实施例，可以提供一种用于电力电子模块的保护装置。该保护装置可包括多个保护器件和多个控制器件。每个保护器件可与至少两个控制器件连接，并且每个控制器件可与至少另一控制器连接。

该保护装置可包括可以确保保护装置的安全操作并且因此在操作期间出现错误的情况下可确保对电力电子模块的可靠保护的结构。该保护装置可包括以似环状结构的连接。该保护装置可用于模块化电力电子系统。

电力电子模块或电力电子模块器件可包括至少一个半导体或多个半导体，例如三相MOSFET桥。电力电子模块可以是一个电力转换器，例如AC-DC转换器或DC-AC转换器。电力转换器可用于大约2,5KVA(千伏-安培)至大约500MVA(兆伏-安培)的电力。在这样的电力转换器中的半导体可用于大约10A直至大约100KA(千安培)的电流和高于大约100V(伏特)的电压。控制器件可操作在大约5V至大约220V范围内的标定供应电压下。电力电子模块可用做电源器件，例如向诸如火车之类的车辆供电。此外，电力电子模块例如可用于电力产生或转换，例如作为用于电驱动或工业机的风能转换器。

依据本实用新型的示例实施例保护装置可包括第一保护器件、最末保护器件、第一控制器件和最末控制器件，其中最末保护器件可与第一控制器件连接并且最末控制器件可与第一控制器件连接。

与保护器件和控制器件有关的术语“第一”和“最末”分别可确定在装置的功能链内的第一器件，和在装置的功能链内的最末器件，例如器件链的末尾。

依据本实用新型的示例实施例第一保护器件在功能上可被分配给第一电力电子模块并且第一控制器件在功能上可被分配给该第一电力电子模块。

在这样的结构中，局部控制器可被利用，所述局部控制器被分别分配给电力电子模块。每个局部控制器可控制所分配的电力电子模块中的一个并且在出现故障的情况下可控制所分配的电力电子模块。

依据本实用新型的示例实施例第二保护器件在功能上可被分配给第二电力电子模块并且第二控制器件在功能上可被分配给第二电力电子模块。

在这样的结构中，可以利用其它分散控制，其中第一控制器件和第二控制器件可提供彼此的通信，至少从第一控制器件到第二控制器件的通信。

依据本实用新型的示例实施例第一保护器件可通过第一连接连接到第一控制器件并且第一保护器件可通过第二连接被连接到第二控制器件。此外，第二保护器件可通过第三连接连接到第二控制器件并且第二保护器件可通过第四连接连接到第一控制器件。

这样具有四个器件的结构，即两个保护器件和两个控制器件可提供用于两个模块化电力电子模块的紧凑且节约型保护装置。

依据本实用新型的示例实施例第一控制器件可通过第五连接连接到第二控制器件并且第二控制器件可通过第六连接连接到第一控制器件。

在这样的结构中，来自第一控制器件的信号可通过第一连接从第一控制器件发送到第二控制器件并且通过第二连接从第二控制器件返回到第一控制器件。由于这两个控制器件可分别被连接到一个保护器件，因此至少一个控制器件可在检测到故障的情况下初始化至电力电子模块中的一个的开关信号。

依据本实用新型的示例实施例，在环内控制器件可以彼此连接。

环是可以确保节省信号传输的结构，这是因为环可以提供在该环中从最末器件到第一器件的反馈连接。

依据本实用新型的示例实施例至少一个连接可以是光纤连接。