[发明专利]用于对电能存储器放电的方法

说明书

本发明涉及一种用于对电能存储器(210)放电的方法，所述电能存储器借助第一电导体(606)和第二电导体(608)与电子电路(612)连接。在此，设置用于对能量存储器(210)放电的晶闸管(616)。在所述方法中，由于在电子电路(612)中发生故障，能量存储器(210)的放电电流(630)开始从能量存储器(210)经由第一电导体(606)流到电子电路(612)，并且经由第二电导体(608)流回能量存储器(210)。由于放电电流(630)，围绕第一电导体(606)和第二电导体(608)产生随着时间变化的磁场(1010)，磁场穿过晶闸管(616)的半导体材料(1006)。随着时间变化的磁场(1010)在晶闸管(616)的半导体材料(1006)中感应出电流(1018)，并且感应电流(1018)使晶闸管导通(616)。

本发明涉及一种用于对电能存储器放电的方法。在电能存储器中(例如在电容器中)可以存储大量的能量。这些大量的能量在故障情况下可能难以被掌控，因为能量在故障情况下可能不受控制地突然释放，随后可能转换为其它能量形式。然后，连接到电能存储器的电子电路或者部件(例如功率半导体)经常不能吸收和控制这些释放的能量。这可能导致电子电路在故障情况下例如由于爆炸而完全损坏。此外，在电子电路损坏时，可能产生对相邻的运行装置的间接损害。这种间接损害的原因例如可能是电弧、大的磁场应力或者还有由于所提到的爆炸引起的重度污染。

从国际专利申请WO 2013/044961 A1中已知一种用于模块化多级变流器的子模块的短路电流放电装置。在此，晶闸管与电容器并联连接，以便在故障情况下以受控的方式通过晶闸管导出电容器的放电电流，并且保护连接到电容器的电子电路。这种已知的短路电流放电装置具有电子分析电路，该电子分析电路识别是否存在故障，并且在存在故障的情况下在晶闸管的栅极连接端中引入栅极电流，使得晶闸管导通/点火。实现这种分析电路需要附加的电子组件，并且分析电路需要一定的持续时间来识别故障并且为晶闸管提供栅极电流。此外，分析电路使保护元件、即短路电流放电装置的可靠性降低。

本发明要解决的技术问题是，提供一种用于对电能存储器放电的方法和装置，其中不需要附加的分析电路。

根据本发明，该技术问题通过根据本发明的方法和装置来解决。在下面的描述中给出了所述方法和装置的有利的实施方式。

公开了一种用于对电能存储器放电的方法，电能存储器借助第一电导体和第二电导体与电子电路连接，其中，设置(在故障情况下)用于对能量存储器放电的晶闸管，其中，在所述方法中，

-由于在电子电路中发生的故障(特别是由于在电子电路中发生的短路)，能量存储器的放电电流开始从能量存储器经由第一电导体流到电子电路，并且经由第二电导体流回能量存储器，

-由于(增长的)放电电流，围绕第一电导体和第二电导体产生随着时间变化的磁场，磁场穿过晶闸管的半导体材料，

-随着时间变化的磁场在晶闸管的半导体材料中感应出(施加)电流(涡流)，以及

-(仅)该感应电流使晶闸管导通(由此能量存储器的放电电流流过导通的晶闸管，由此绕过电子电路)。也就是说，导通的晶闸管接收能量存储器的放电电流(至少能量存储器的放电电流的主要部分)，即导通的晶闸管导出能量存储器的放电电流。能量存储器例如可以是电容器类型的能量存储器，例如电容器、电池或者蓄电池。感应电流可以在晶闸管中作为栅极电流或者作为点火电流(Zündstrom)起作用。栅极电流是流过晶闸管的栅极半导体结构并且使晶闸管导通的电流；点火电流是在晶闸管中在晶闸管的栅极半导体结构外部流动并且使晶闸管导通的电流。

换言之，通过感应电流(涡流)使晶闸管导通。由此，能量存储器的放电电流在绕过电子电路的情况下流过导通的晶闸管。在此，晶闸管可以在空间上与第一电导体和/或第二电导体相邻地布置。