DE102004004621A1 - Electrical power inverter circuit uses electro optical circuit board for transmission of signals - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromrichter gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a power converter according to the preamble of claim 1.
Ein
gattungsgemäßer Stromrichter
ist aus dem deutschen Gebrauchsmuster 91 07 692 bekannt. Ein Ersatzschaltbild
dieses gattungsgemäßen Stromrichters
ist in der
Jedem
abschaltbaren Halbleiterschalter T1 bis T6 ist eine Ansteuereinheit
GU1 bis GU6, auch als Gate Unit bezeichnet, zugeordnet. Jede dieser Ansteuereinheiten
GU1 bis GU6 ist mit zwei Steueranschlüssen G1, E1 bis G6, E6 eines
korrespondierenden Halbleiterschalters T1 bis T6 elektrisch leitend
verbunden. Am Steuereingang einer jeden Ansteuereinheit GU1 bis
GU6 steht ein Steuersignal S1 bis S6 an, die von einer Steuer- und
Regeleinrichtung
Gemäß dem genannten Gebrauchsmuster sind die sechs Ansteuereinheiten GU1 bis GU6 auf einer Leiterplatte angeordnet, die außerdem eine getaktete Stromversorgung und eine Kontakteinheit aufweist. Ebenfalls weist diese Leiterplatte zwei gegenüberliegende bauelementefreie Randbereiche auf, die mit Befestigungsbohrungen versehen sind. Die Lage dieser Befestigungsbohrungen sind von den Steueranschlüssen G1, E1 bis G6, E6 der verwendeten Halbleiter-Leistungsmodulen LM1 bis LM6 abhängig. Diese Leiterplatte wird derart auf die Steueranschlüsse G1, E1 bis G6, E6 der in zwei Reihen angeordneten Halbleiter-Leistungsmodulen LM1 bis LM6 angeordnet und mit diesem verschraubt, dass deren Bauteil in zwischen den beiden Reihen gebildeten Raum hineinragen, wodurch der Stromrichter einen sehr kompakten Aufbau erhält.According to said Utility models are the six control units GU1 to GU6 on one Circuit board arranged, in addition a clocked power supply and a contact unit. Also, this circuit board has two opposing component-free Edge areas, which are provided with mounting holes. The Location of these mounting holes are from the control terminals G1, E1 to G6, E6 of the used semiconductor power modules LM1 to LM6 dependent. This printed circuit board is so on the control terminals G1, E1 to G6, E6 of the two-row semiconductor power modules LM1 to LM6 arranged and screwed with this, that their component protrude into space formed between the two rows, which the power converter receives a very compact design.
Die
Steueranschlüsse
E1 bis E6 der Halbleiter-Leistungsmodulen LM1 bis LM6 bilden jeweils
ein Bezugspotential einer korrespondierenden Ansteuereinheit GU1
bis GU6. Das Bezugspotential der drei unteren Ansteuereinheiten
GU2, GU4 und GU6 ist das Potential der Minusschiene eines den Zwischenkreis-Kondensator
Da
die Bezugspotentiale der Ansteuereinheiten GU1 bis GU6 nicht gleich
dem Bezugspotential der Steuer- und Regeleinrichtung
Aus der Veröffentlichung "Backplanes für Elektronen und Photonen" von Bernd Eifer, abgedruckt in der DE-Zeitschrift "Elektronik", 2003, Heft 9, Seiten 86 bis 89, ist eine elektro-optische Rückwand-Leiterplatte für Hochgeschwindigkeitsanwendungen bekannt. Eine derartige elektro-optische Rückwand-Leiterplatte, auch als Backplane bezeichnet, ist für eine sichere Signalübertragung mit einer hohen Datenrate jeweils von 10 Gbit/s vorgesehen. Im Innern dieser elektrooptischen Leiterplatte sind Lichtwellenleiter eingeschlossen, die jeweils an den Enden jeweils einen Mikrospiegel aufweisen. Außerdem weist dieser elektro-optische Backplane im Bereich der Mikrospiegel jeweils ein Linsensystem auf, von dem eine Linse auf der Backplane angeordnet ist. Durch die Verwendung dieses Linsensystems erhält man eine höhere Toleranz bei der Justierung der koppelnden Bauelementen, wobei diese Verbindung sich deutlich unempfindlicher gegenüber Verschmutzungen erweist. Die Oberflächen dieser elektro-optischen Bachplane können mit Bauelementen bestückt werden.From the publication "Backplanes for electrons and photons" by Bernd Eifer, published in DE magazine "Electronics", 2003, No. 9, pages 86 to 89, an electro-optical backplane printed circuit board for high-speed applications is known. Such an electro-optical backplane printed circuit board, also referred to as backplane, is provided for secure signal transmission at a high data rate of 10 Gbit / s. In the interior of this electro-optical circuit board optical fibers are included, each having at the ends of a micromirror. In addition, this electro-optical backplane in Be rich each of the micromirror on a lens system, of which a lens is arranged on the backplane. The use of this lens system gives a higher tolerance in the adjustment of the coupling components, this compound is much less sensitive to contamination. The surfaces of these electro-optical Bachplane can be equipped with components.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der bisherigen Lösung zur potentialfreien Übertragung von Signalen zu beheben.Of the Invention is now the object of the disadvantages of the previous solution for potential-free transmission to fix signals.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.These Task is according to the invention with the characterizing part of claim 1.
Dadurch, dass die Ansteuer-Leiterplatte eine elektro-optische Leiterplatte ist, verringert sich der Montageaufwand erheblich. Da ebenfalls keine präzisen und teueren optischen Steckverbinder mehr benötigt werden, ist der Kostenanteil erheblich verringert worden. Somit besteht die Erfindung in der Verwendung einer bekannten elektro-optischen Backplane als Ansteuer-Leiterplatte für die Halbleiter-Leistungsmodule eines Stromrichters, wobei jedes Linsensystem dieser bekannten elektro-optischen Backplane empfangsseitig mit einem Signaleingang einer Ansteuereinheit und sendeseitig mit einer Kontakteinheit der Ansteuer-Leiterplatte verknüpft sind.Thereby, that the drive circuit board is an electro-optical circuit board is, reduces the assembly effort significantly. There too no precise and expensive optical connectors are needed more, is the cost share been significantly reduced. Thus, the invention consists in the Use of a known electro-optical backplane as a drive circuit board for the Semiconductor power modules of a power converter, each lens system this known electro-optical backplane with the receiving side a signal input of a drive unit and the transmitter side with a Contact unit of the drive circuit board are linked.
Gegenüber einer Ansteuer-Leiterplatte mit Opto-Kopplern als potentialfreies Übertragungssystems liegen Sende- und Empfangsteile nicht mehr eng benachbart zusammen, sondern können beliebig voneinander auf der Ansteuer-Leiterplatte positioniert werden. Deren optische Verbindung wird von einem im Innern der elektro-optischen Backplane verlegten Lichtwellenleiter übernommen. Die Länge dieses Lichtwellenleiters richtet sich nach einem geforderten Isolationsvermögen. Da die Länge vorrangig durch konstruktive Gegebenheiten festgelegt wird und dieses Maß wesentlich größer ist als das Maß der Länge hinsichtlich des Isolationsvermögens, wird die Forderung nach dem Isolationsvermögen immer erfüllt. Damit ist man auch freier bei der Konstruktion des Stromrichters.Opposite one Control circuit board with opto-couplers as potential-free transmission system transmitters and receivers are no longer close together, but you can arbitrarily positioned one another on the drive circuit board become. Their optical connection is made by an inside of the electro-optical Backplane laid fiber optic cables taken over. The length of this Fiber optic cable depends on a required insulation capacity. There the length is primarily determined by constructive conditions and this Measure essential is larger as the measure of Length in terms of the insulation capacity, The requirement for the insulation capacity is always met. In order to one is also freer in the design of the power converter.
Gegenüber einer Ansteuer-Leiterplatte mit Lichtwellenleiter als potentialfreies Übertragungssystems sind deren Sende- und Empfangsteile nicht mehr räumlich voneinander getrennt, sondern gemeinsam auf der Ansteuer-Leiterplatte angeordnet. Beim herkömmlichen Übertragungssystem befindet sich die Empfangsteile auf der Ansteuer-Leiterplatte, wogegen die Sendeteile in der Steuer- und Regeleinrichtung des Stromrichtergerätes integriert sind. Die optische Verbindung wird bei der Montage der Lichtwellenleiter hergestellt. Dazu müssen die Enden eines jeden Lichtwellenleiters mit einem präzisen und optischen Steckverbinder ausgestattet sein.Opposite one Control circuit board with fiber optic cable as potential-free transmission system are their transmitting and receiving parts no longer spatially separated, but arranged together on the drive circuit board. In the conventional transmission system the receiver is located on the drive PCB, whereas the transmission parts integrated in the control and regulating device of the converter device are. The optical connection is used during assembly of the optical fibers produced. To do this the ends of each optical fiber with a precise and optical Be equipped connector.
Die Verwendung der bekannten elektro-optischen Backplanes als Ansteuer-Leiterplatte verbindet die gemeinsame Platzierung von Sende- und Empfangsteilen des potentialfreien Übertragungssystems wie bei Optokopplern mit der hohen Isolationsfestigkeit wie bei der Verwendung von Lichtwellenleitern.The Use of the known electro-optical backplanes as drive circuit board combines the common placement of transmitting and receiving parts of the potential-free transmission system as with optocouplers with the high insulation resistance as in the use of optical fibers.
Diese
elektro-optische Backplane kann ebenso wie die bekannte Ansteuer-Leiterplatte
mit Bauelementen der mehreren Ansteuereinheiten GU1 bis GU6 bestückt und
untereinander elektrisch verbunden werden. Der Montageaufwand beschränkt sich
darin, dass diese erfindungsgemäße Ansteuer-Leiterplatte
wie gehabt mit den Steueranschlüssen
G1, E1 bis G6, E6 der Halbleiter-Leistungsmodulen
LM1, ..., LM6 des Stromrichters
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200410004621 DE102004004621A1 (en) | 2004-01-29 | 2004-01-29 | Electrical power inverter circuit uses electro optical circuit board for transmission of signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE200410004621 DE102004004621A1 (en) | 2004-01-29 | 2004-01-29 | Electrical power inverter circuit uses electro optical circuit board for transmission of signals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE102004004621A1 true DE102004004621A1 (en) | 2005-08-25 |
Family
ID=34801235
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200410004621 Withdrawn DE102004004621A1 (en) | 2004-01-29 | 2004-01-29 | Electrical power inverter circuit uses electro optical circuit board for transmission of signals |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102004004621A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2515453A1 (en) | 2011-04-19 | 2012-10-24 | ABB Research Ltd. | Communication system for power electronic converters |
-
2004
- 2004-01-29 DE DE200410004621 patent/DE102004004621A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2515453A1 (en) | 2011-04-19 | 2012-10-24 | ABB Research Ltd. | Communication system for power electronic converters |
WO2012143222A1 (en) | 2011-04-19 | 2012-10-26 | Abb Research Ltd | Communication system for power electronic converters |
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