DE102007029388A1

DE102007029388A1 - Eigenstromversorgung für Stromrichterschaltertreiber

Info

Publication number: DE102007029388A1
Application number: DE102007029388A
Authority: DE
Inventors: Navid Reza Zargari; Bin Wu; Weiqian Hu
Original assignee: Rockwell Automation Technologies Inc
Current assignee: Rockwell Automation Technologies Inc
Priority date: 2006-06-27
Filing date: 2007-06-26
Publication date: 2008-01-03
Also published as: CN101098103B; CH698835B1; US7511976B2; US20070297202A1; CN101098103A

Abstract

Die Erfindung betrifft eigenstromversorgte Stromversorgungen zum Zuführen von Strom zu einem Stromrichterschaltertreiber, wobei der Strom von einem zugeordneten Dämpferschaltkreis gewonnen wird, wobei eine Versorgungsschaltung und ein Dämpferschaltkreis in Reihe über die Schalteranschlüsse geschaltet sind, wobei die Versorgungsschaltung elektrischen Strom von dem Dämpfer empfängt und Strom für den Schaltertreiber bereitstellt.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die elektrische Stromrichtung und insbesondere eigenstromversorgte Schaltertreibersysteme für Stromrichter.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Stromrichtersysteme werden verwendet, um elektrischen Strom von einer Stromart auf die andere umzusetzen, also entweder von Wechselstrom auf Gleichstrom oder von Gleichstrom auf Wechselstrom, und zwar in einer Vielzahl von Anwendungsfällen. Ein Beispiel betrifft einen pulsbreitenmodulierten (PWM) Stromquellengleichrichter, der in Hochstrommotorantrieben verwendet wird, wobei der eingespeiste Wechselstrom selektiv umgeschaltet wird, um eine Ausgangsgleichstrombusspannung zu erzeugen, durch die eine Last angetrieben wird. Stromrichter können mehrere Stufen für unterschiedliche Arten von Umwandlungsanwendungen enthalten, wie etwa Wechselstrom/Gleichstrom/Wechselstromantriebe bzw. -treiber für Elektromotoren, bei denen der Eingangswechselstrom eine gegebene Frequenz besitzt und die Spannung zunächst für bzw. auf einen Gleichstrombus gewandelt wird, wobei eine zweite Stufe selektiv den Gleichstrombusstrom schaltet, um einen Ein- oder Mehrphasenwechselausgangsstrom variabler Spannung und/oder Frequenz zu erzeugen. Diese Art eines Wandlers bzw. Richters ist besonders nützlich beim Treiben elektrischer Motoren in industriellen Anwendungen, die eine variable Geschwindigkeitssteuerung bzw. Drehzahlsteuerung bei variierenden Motorlastsitua tionen erfordern. Beim gesteuerten Schalten des Eingangs- und Ausgangsstroms in einer oder mehreren Wandler- bzw. Richterstufen sind Stromschalter hohen Spannungen und Strömen ausgesetzt, während halbleiterbasierte Schalter, wie etwa siliziumgesteuerte Gleichrichter (SCRs), Gate-Ausschaltthyristoren (GTOs), Gate-kommutierte Thyristoren (GCTs) etc., typischerweise verwendet werden, um den Strom mit relativ hohen Frequenzen zu schalten. Die Steueranschlüsse oder Gates bzw. Gatter dieser Schaltvorrichtungen machen es erforderlich, dass Gate-Treiberschaltungen Schaltsignale zur Betätigung des Stromschalters für einen gesteuerten Betrieb in Stromrichtungsanwendungen erzeugen, wobei GCTs typischerweise einen externen Gate-Treiber aufweisen, während integrierte Gatekommutierte Thyristoren (IGCTs) einen Treiberschaltkreis aufweisen, der mit dem GCT-Stromschalter integriert ist. In Hochspannungsstromrichtungsanwendungen benötigt der Gate-Treiberschaltkreis eine Betätigung mit Strom, der von der Systemmasse isoliert ist, da die Eingangs- und Ausgangsspannungen mehrere Tausend Volt oder mehr betragen können. Herkömmliche Stromwandler verwenden häufig getrennte isolierte Gleichstromquellen zur Stromversorgung der Gate-Treiberschaltkreise. Diese Treiberstromquellen und Isolationstransformatoren haben jedoch einen großen Platzbedarf und führen zu signifikanten Kosten in Stromrichtersystemen, insbesondere für mittlere und hohe Spannungssysteme, die mit Schaltern vom GCT- oder IGCT-Typ betrieben werden. Es besteht deshalb ein Bedarf an verbesserten Stromrichtersystemen und Gate-Treiberstromquellen, durch die isolierter Gate-Treiberstrom in kosteneffizienter Weise bereitgestellt werden kann, ohne dass große externe Stromquellen zusätzlich erforderlich werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nunmehr zusammengefasst, um das grundsätzliche Verständnis der Erfindung zu erleichtern. Diese Zusammenfassung ist keine abschließende Übersicht über die Erfindung und sie soll weder dazu dienen, bestimmte Elemente der Erfindung zu identifizieren, noch deren Umfang abzugrenzen. Der primäre Zweck dieser Zusammenfassung besteht vielmehr darin, einige Konzepte der Erfindung in vereinfachter Form darzustellen, bevor die Erfindung daraufhin näher erläutert wird. Das Ziel, die Kosten und die Größe von Stromwandlersystemen zu reduzieren, wird durch die Bereitstellung einer Eigenstromversorgung (SPS), die Energie von dem Dämpferschaltkreis erhält, gelöst, der mit der Stromschaltvorrichtung verbunden ist und eine isolierte Gleichspannung für den Gate-Treiber erzeugt. Die SPS und der Dämpfer bilden einen Serienschaltkreis zwischen den Schaltvorrichtungsanschlüssen derart, dass der Dämpferschaltkreis Ladeströme zu einer Speichervorrichtung in der SPS überträgt, von der der Schaltertreiberstrom gewonnen wird. In dieser Weise wird der Treiberstrom aus der Energie gewonnen, die durch den Dämpfer gesammelt wird und in Bezug auf die Systemmasse und die Dämpferspannung isoliert, wodurch Platz und Kosten bei der Konstruktion von Stromrichtersystemen, wie etwa Motorantriebe und dergleichen, eingespart werden.
In Übereinstimmung mit einem oder mehreren Aspekten der Erfindung sind die Stromrichtersysteme und Schalterschaltkreise hiervon für eine gesteuerte Wandlung bzw. Richtung von elektrischem Strom bereitgestellt. Der Schalterschaltkreis ist in einem Stromrichter betreibbar, um das Leiten von Strom zwischen ersten und zweiten Richterschaltkreisknoten selektiv zu steuern, wobei das Wandlersystem bzw. Richtersystem mehrere derartige Schalterschaltkreise enthalten kann, um eine vorgegebene Stromrichteraufgabe zu erfüllen. Die Schalterschaltkreise umfassen individuell eine Schaltvorrichtung, einen Schaltertreiber, einen Dämpferschaltkreis und eine Versorgungsschaltung, wobei der Dämpfer und die Versorgungsschaltung in einen seriellen Pfad über die Schalteranschlüsse geschaltet sind. Die Schaltvorrichtung kann eine beliebige Form eines elektrischen Stromschalters besitzen, wie etwa Halbleiter-basierte GCT-Vorrichtungen und dergleichen, die erste und zweite Schalteranschlüsse aufweisen, die mit ersten und zweiten Schaltkreisknoten verbunden sind, sowie ein Gate oder mehrere Gates oder andere Steueranschlüsse, die selektiv den Schalter entweder in einen leitenden oder nicht leitenden Zustand in Übereinstimmung mit einem Schaltsignal betreiben, das an dem Steueranschluss bereitgestellt wird, um die Leitung von Strom zwischen den ersten und zweiten Schaltkreisknoten zu steuern. Der Schaltertreiber umfasst einen Ausgangsanschluss, der mit dem Schaltersteueranschluss verbunden ist, sowie einen oder mehrere Stromanschlüsse zum Empfangen von Strom von der Versorgungsschaltung. Im Betrieb stellt der Schaltertreiber das Schaltersignal der Schaltvorrichtung in Übereinstimmung mit einem empfangenen Schaltersteuersignal unter Verwendung des Stroms bereit, der an dem Stromanschluss bereitgestellt wird. Die Dämpferschaltung umfasst eine Dämpferspeichervorrichtung, wie etwa einen Kondensator, und sie enthält erste und zweite Dämpferanschlüsse, von denen einer mit einem Schaltkreisknoten und der andere mit der Versorgungsschaltung verbunden ist. Die Versorgungsschaltung umfasst eine Versorgungsspeichervorrichtung, wie etwa einen Kondensator, und einen Ausgang, der mit dem Schaltertreiberstromanschluss verbunden ist, um elektrischen Strom von der Versorgungsspeichervorrichtung für den Schaltertrei ber zu dessen Betrieb bereitzustellen. Die Versorgungsschaltung besitzt außerdem erste und zweite Eingangsanschlüsse, wobei ein Eingangsanschluss mit einem Schaltkreisknoten verbunden ist, während der andere Eingangsanschluss mit dem Dämpfer derart verbunden ist, dass der Dämpferschaltkreis und die Versorgungsschaltung einen seriellen Schaltkreis zwischen den ersten und zweiten Schaltkreisknoten parallel zur Schaltvorrichtung bilden.
In einer Implementierung handelt es sich bei der Versorgungsschaltung um eine Doppelstufenkonstruktion mit ersten und zweiten Wandlern bzw. Richtern, wobei der erste Richter mit den ersten und zweiten Versorgungsschaltungsanschlüssen verbunden ist und eine Kondensatorspeichervorrichtung umfasst, die Ladestrom von der Dämpferschaltung empfängt, um eine erste Wandler- bzw. Richterausgangsspannung an ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen der ersten Richterstufe bereitzustellen. Die zweite Wandler- bzw. Richterstufe in einer Ausführungsform kann ein Rücklaufwandler bzw. -richter oder ein anderer geregelter Gleichstrom/Gleichstromwandler sein, der mit den Ausgangsanschlüssen des ersten Wandlers verbunden ist, um die erste Wandlerausgangsspannung zu empfangen und den elektrischen Strom am Versorgungsschaltungsausgang zur Stromversorgung des Schaltertreibers bereitzustellen. Zusätzlich kann die Versorgungsschaltung einen Isolationsschaltkreis umfassen, um den Versorgungsschaltungsausgang elektrisch von den Ausgangsanschlüssen des ersten Richters zu isolieren. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung erfolgt das Laden der Versorgungsspeichervorrichtung der Versorgungsschaltung durch Strom von dem Dämpfer unabhängig von der Polarität der Spannung über der Schaltvorrichtung. Der Schaltertreiber und die Schaltervorrichtung können außerdem integriert sein (beispielsweise in einen IGCT und dergleichen), wobei der integ rierte Schaltertreiber Strom von der Versorgungsschaltung erhält.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nunmehr nachfolgend anhand beispielhafter Ausführungsformen näher erläutert, ohne dass die Erfindung hierauf beschränkt oder festgelegt wäre; in der Zeichnung zeigen:
1A schematisch ein beispielhaftes Stromrichtersystem mit Schalterschaltkreisen, in denen einer oder mehrere Aspekte der Erfindung verkörpert sind,
1B schematisch weitere Einzelheiten der Schalterschaltkreise des Stromrichters von 1A,
2 schematisch ein weiteres Stromrichtersystem, das Schalterschaltkreise in Übereinstimmung mit der Erfindung aufweist,
3 schematisch weitere Einzelheiten der beispielhaften Schalterschaltkreise von 2, wobei eine Doppelstufenversorgungsschaltung Strom für die Schaltertreiberschaltung unter Nutzung von Strom bereitstellt, der von dem Dämpfer abgeleitet ist, und
4 einen Kurvenverlauf verschiedener Strom- und Spannungswellenformen in dem Schalterschaltkreis von 3 unter Darstellung des Aufladens des Versorgungsschaltungskondensators unter sowohl positiven wie negativen Spannungspolaritätszuständen der Schaltvorrichtung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Gleiche Bezugsziffern bezeichnen in den verschiedenen Figuren der Zeichnung die gleichen Elemente.
Zunächst unter Bezug auf 1A und 1A zeigt 1A ein beispielhaftes Stromrichtersystem bzw. einen Stromrichter 2 mit mehreren eigenstromversorgten Schalterschaltkreisen 10 für eine gesteuerte Umsetzung bzw. Richtung von elektrischem Eingangsstrom in elektrischen Ausgangsstrom in Übereinstimmung mit den verschiedenen Aspekten der vorliegenden Erfindung. Die exemplarischen Stromrichter 2 und 102, die vorliegend dargestellt sind, sind pulsbreitenmodulierte (PWM) Stromquellengleichrichter (CSRs), die in Hochstromantrieben für Elektromotoren verwendet werden. Verschiedene Merkmale der Erfindung werden nachfolgend in diesem Zusammenhang erläutert. Es wird jedoch bemerkt, dass die Erfindung vorteilhafterweise an einer anderen Art eines einstufigen oder mehrstufigen geschalteten Stromrichtersystems zum Einsatz kommen kann, so dass die Erfindung also nicht auf die vorliegend speziell dargestellten Beispiele beschränkt ist.
Das System 2 von 1A empfängt einen elektrischen Dreiphasenwechseleingangsstrom von einer Dreiphasenquelle 4 an Phasenanschlüssen, die mit A, B und C bezeichnet sind, durch optionale Quelleninduktoren L_SA, L_SB und L_SC, wobei die Spannungen und Ströme, die durch die Quelle 4 bereitgestellt werden, einen von beliebigen Werten aufweisen können. Der dargestellter Richter bzw. Wandler oder Umsetzer 2 umfasst außerdem einen Satz aus drei Eingangsfilterkondensatoren C_F, obwohl diese für die Erfindung nicht wesentlich sind. Das System enthält sechs symmetrische Schalterschaltkreise S_A1, S_B1, S_C1 und S_A2, S_B2 und S_C2 zum selektiven Verbinden der Wechselstromein gangsphasenleitungen A, B und C mit einem von zwei Gleichstrombusausgangsleitungen P und N in Übereinstimmung mit Schaltsteuersignalen CS, die durch ein Schaltersteuerungssystem 20 bereitgestellt werden. Die gesteuerte Bereitstellung der Signals CS veranlasst die Schalterschaltkreise 10 dazu, eine Ausgangsgleichspannung an den Anschlüssen P und N eines Ausgangs 4 zum Treiben einer Last zu erzeugen, die in 1A als Widerstand R_D dargestellt ist, der in Reihe zu einem Induktor L_D geschaltet ist. Das beispielhafte Schaltersteuerungssystem 20 stellt PWM-Signale CS mit einer allgemein konstanten Schaltfrequenz bereit, bei der die Erfindung nicht auf einen speziellen Typ oder eine spezielle Form eines Schaltschemas beschränkt ist.
Wie am besten aus 1B hervorgeht, umfassen die einzelnen Schalterschaltkreise 10 eine Schaltvorrichtung 12, einen Schaltertreiber 14, einen Dämpferschaltkreis 16 und eine Versorgungsschaltung (beispielsweise eine eigenstromversorgte Versorgung oder SPS) 18, die mit dem Dämpfer 16 und der Versorgungsschaltung 18 vorgesehen ist, die über dem Schalter 12 einen seriellen Pfad bilden. Der Schalterschaltkreis 10 stellt Anschlüsse zur Verbindung mit ersten und zweiten Schaltkreisknoten N1 und N2 bereit, wie mit den Eingangsleitungen A, B, C oder den Ausgangsleitungen P, N des Richtersystems 2, wobei die Schaltvorrichtung 12 zwischen die Schaltkreisknoten N1 und N2 geschaltet ist, um selektiv die Knoten N1 und N2 zu verbinden oder zu trennen. Der Schalterschaltkreis 10 weist außerdem einen Steueranschluss auf, um das Schaltersteuersignal CS von dem Schaltersteuerungssystem 20 zu empfangen. Der Schalter 12 kann eine beliebige Form eines elektrischen Stromschalters aufweisen, der in Übereinstimmung mit einem Schaltsignal SS betreibbar ist, um die Leitung von elektrischem Strom selektiv zuzulassen oder zu unterbinden, wie etwa SCRs, GCTs, IGCTs, GTOs und dergleichen. Der Schalter 12 umfasst einen ersten Schalteranschluss, der mit dem Schaltkreisknoten N1 verbunden ist, und einen zweiten Anschluss, der mit N2 verbunden ist, sowie einen Gate- oder Steueranschluss, der mit dem Ausgang des Schaltertreibers 14 verbunden ist. Der Steueranschluss empfängt das Schaltsignal SS von dem Treiber 14 für einen gesteuerten Betrieb, um den Schalter 12 entweder in einen leitenden oder einen nicht leitenden Zustand zu versetzen, um die Leitung von Strom zwischen den Schaltkreisknoten N1 und N2 zu steuern. Der Schaltertreiber 14 weist einen Ausgangsanschluss auf, der mit dem Schaltersteueranschluss verbunden ist, an dem das Schaltsignal SS in Übereinstimmung mit einem empfangenen Schaltsteuersignal CS bereitgestellt wird, und der Treiber 14 umfasst außerdem zumindest einen Stromanschluss, an dem Strom von der Versorgungsschaltung 18 empfangen wird, wie in 1B in Gestalt einer Schaltertreiberspannung V_SD gezeigt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Stromrichtern benötigt das System 2 deshalb keinen getrennten Versorgungsbus oder ein Versorgungssystem, um die Gate-Treiber 14 der Schalterschaltkreise 10 mit Strom zu versorgen, weil diese durch Betreiben der SPS 18, wie nachfolgend näher erläutert, eigenstromversorgt sind.
Bei einem regulären Betrieb im Stromrichter 2 stellt das Schaltersteuerungssystem 20 Schaltersteuersignale CS in Übereinstimmung mit einem Impulsbreitenmodulationsschema bereit unter Berücksichtigung einer gewünschten Sollausgangsspannung oder eines Sollausgangsstroms und dem Stromzustand bzw. der Strombedingung, wobei das Schaltersteuerungssystem 20 bevorzugt ein oder mehrere Rückkopplungssignale (nicht gezeigt) empfängt und eine geeignete Schaltimpulsbreite ableitet bzw. ein Schaltmuster, wobei das Schaltersteuersignal üblicherwei se eine Impulswellenform ist, die auf einem von zwei eindeutigen Pegeln zu einem beliebigen gegebenen Zeitpunkt bereitgestellt wird, wobei die Impulsbreiten und die Taktung derart bereitgestellt sind, dass der Wandler- bzw. Richterausgang 6 in den gewünschten Zustand bzw. Sollzustand versetzt wird. Der Schaltertreiber 14 empfängt das Steuersignal CS und stellt das Schaltsignal SS in Übereinstimmung damit derart ein, dass der Betrieb der Schaltvorrichtung 12 unter Verwendung der Spannung V_SD gesteuert wird, die an dem Stromanschluss bzw. den Stromanschlüssen bereitgestellt wird. Die Dämpferschaltung 16 umfasst zumindest eine Dämpferspeichervorrichtung, wie etwa einen Kondensator oder mehrere Kondensatoren und dergleichen, und enthält erste und zweite Dämpferanschlüsse. Ein Dämpferanschluss ist in 1B mit der Versorgungsschaltung 18 verbunden, und der andere ist mit dem Schaltkreisknoten N2 verbunden, wobei die SPS 18 und der Dämpfer 16 eine Reihenschaltung bzw. eine Serienschaltung bilden, die parallel zu den Schalteranschlüssen zwischen den Schaltkreisknoten N1 und N2 in Verbindung gebracht ist. In dieser Konfiguration absorbiert der Dämpfer 16 Schaltenergie derart, dass der Schalter 12 geschützt wird, und stellt zumindest einen Teil dieser Dämpferenergie der Versorgungsschaltung 18 zur Stromversorgung des Treibers 14 bereit. Die Versorgungsschaltung 18 umfasst eine Versorgungsspeichervorrichtung, wie etwa einen Kondensator, und stellt ein Ausgangssignal V_SD als regulierte Gleichspannung dem Stromanschluss des Schaltertreibers 14 bereit, um elektrischen Strom von der Versorgungsspeichervorrichtung dem Schaltertreiber 14 für einen eigenstromversorgten Schaltvorgang des Schaltkreises 10 zu liefern, ohne dass ein externer Treiberstrom erforderlich wäre. Bestimmte, bevorzugte Implementierungen der Versorgungsschaltung 18 umfassen Isolationskomponenten zur Bereitstellung der Treiberspannung V_SD, die in Bezug auf die Dämpferspannungen isoliert ist. Die Versorgungsschaltung 18 selbst besitzt erste und zweite Eingangsanschlüsse, die mit dem ersten Schaltkreisknoten N1 und dem Dämpfer 16 derart verbunden sind, dass eine Reihenschaltung zwischen den Knoten N1 und N2 parallel zum Schalter 12 gebildet ist, wobei der beispielhafte Schalterschaltkreis 10 von 1B repräsentativ für sechs Schalterschaltkreise 10 in dem Richter bzw. Wandler 2 von 1A ist, während weitere Richtersysteme eine beliebige Anzahl derartiger Schalterschaltkreise 10 verwenden können.
2 zeigt einen weiteren beispielhaften PWM-Stromquellengleichrichter 102 mit eigenstromversorgten Schaltschaltkreisen 110 in Übereinstimmung mit der Erfindung, wobei das System 102 Eingangswechselstrom von der Eingangsquelle 104 empfängt und ein gesteuertes, geregeltes Gleichstromausgangssignal 106 durch Bereitstellen von Schaltsteuersignalen CS von einem Schaltcontroller 120 bereitstellt. Wie in 2 gezeigt, umfassen die einzelnen Schalterschaltkreise 110 eine Schaltvorrichtung 112 und einen Schaltertreiber (SD) 114, zusammen mit einer reihengeschalteten Kombination aus einem Dämpferschaltkreis 116 und einer eigenstromversorgten Versorgungsschaltung (SPS) 118, ähnlich den in 1B gezeigten Schalterschaltkreisbestandteilen, wobei die Dämpferschaltkreise (SN) 116 in diesem Beispiel jeweils einen Dämpferwiderstand und einen Dämpferkondensator umfassen, die in Reihe geschaltet sind. Die Schalterschaltkreise 110 sind in Übereinstimmung mit Steuersignalen CS von dem Schaltersteuerungssystem 120 betreibbar, die ein geeignetes Schaltersteuerschema implementieren können, wie etwa eine Impulsbreitenmodulation und dergleichen, um ein gewünschtes Ausgangssignal 106 unter Verwendung von Strom zu erzeugen, der von dem Eingang 104 mit geeigneter Ausgangsrückkopplung (nicht gezeigt) für eine Regelung bzw. Regulierung des Ausgangs 106 in Übereinstimmung mit dem gewünschten Sollwert bei geschlossener Schleife gewonnen wird. Im Betrieb sind die SPS 118 in Reihe zu dem Dämpfer 116 angeordnet, wobei die Dämpfer 116 eine geringe Energiemenge, die in dem Dämpferkondensator gespeichert ist, zu der SPS 118 übertragen, um für den Treiber 114 eine Versorgungsspannung V_SD bereitzustellen.
In 3 sind weitere Einzelheiten eines beispielhaften ersten Schalterschaltkreises 110a gezeigt, die in dem System 102 von 2 oder anderen Stromrichtersystemen verwendet werden können. In dem in 3 gezeigten Beispiel ist der Schalterschaltkreis 110a zwischen die Wandler- bzw. Richterschaltkreisknoten A (Wechselstromeingangsleitung A in 2) und P (Wechselstromausgangsanschluss P im System 102) geschaltet. Die SPS 118a des Schaltkreises 110a besitzt eine zweistufige Konstruktion, die so betrieben ist, dass Energie, die von dem Dämpferschaltkreis 116a in eine geregelte Schaltertreibergleichspannung V_SD von etwa +/– 20 V in einem Beispiel zum Treiben eines GCT-Gate-Treibers 114 übertragen wird, umzusetzen, um eine GCT-Vorrichtung 112a in einem mittleren Spannungsumsetzer 102 mit Betriebsspannungen in der Größenordnung von 5–10 kV zu betreiben. Die SPS 118a stellt außerdem eine elektrische Isolierung in der Größenordnung von einigen Hundert Volt zwischen dem Dämpferschaltkreis 116a und dem GCT-Gate-Treiber 114 bereit, wobei der Treiber 114 eine positive Gate-Spannung erzeugen kann, um den GCT-Schalter 112a einzuschalten (leitfähiger Zustand), oder eine negative Gate-Spannung, um den Schalter 112a auszuschalten (nicht leitender Zustand). Der beispielhafte SPS-Schaltkreis 118a von 3 umfasst zwei Richterstufen 118a1 und 118a2. Die erste Richterstufe 118a1 wird so betrieben, dass sie Energie, die in dem Dämpferkondensator gespeichert ist, zu einem Energiespei cherkondensator C_e in der ersten Stufe 118a1 überträgt, wobei Ladestrom von dem Dämpferkondensator fließt, um den Energiespeicherkondensator C_e zu laden, und zwar längs des Pfads 150, der in 3 strichliert gezeigt ist, und wobei die Kapazitätswerte des Dämpferkondensators und des Versorgungsspeicherkondensators C_e bevorzugt in einer gegebenen Richteranwendung derart gewählt sind, dass eine ausreichende Energiemenge in dem Kondensator C_e gespeichert wird, um die benötigte Ausgangsspannung V_SD für einen korrekten Betrieb des GCT-Gate-Treibers 114 beim Betrieb des Schalters 112a bereitzustellen.
Die erste Stufe 118a1 ist mit dem Dämpfer 116a und dem Schaltkreisknoten P über erste und zweite Versorgungsschaltungseingangsanschlüsse verbunden, wobei der obere Anschluss mit dem unteren Dämpferanschluss am Dämpferknoten S verbunden ist, und wobei der untere Anschluss mit dem Ausgangsschaltkreisknoten P verbunden ist. Der erste Wandler bzw. Richter 118a1 umfasst einen Speichervorrichtungskondensator C_e, der von dem Dämpferschaltkreis 116a einen Ladestrom längs des Pfads 150 empfängt, um eine erste Richterausgangsspannung V_Ce an ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen des ersten Richters 118a1 über den Kondensator C_e bereitzustellen. Diese Stufe 118a1 umfasst außerdem eine erste Diode D₁ zwischen den Eingangsanschlüssen parallel zu einem Thyriostor T₁, der durch eine Zenerdiode Z₁ gesteuert ist, und einen zugeordneten Widerstand R_Z zusammen mit einer Blockierdiode D2, um ein Laden des Kondensators C_e zu ermöglichen, um eine ungeregelte Gleichspannung V_Ce an den Ausgangsanschlüssen der ersten Stufe über einen Ladestrom von dem Dämpferkondensator bereitzustellen, der in der durch die Linie 150 bezeichneten Richtung fließt. Wie nachfolgend unter Bezug auf 4 erläutert, empfängt der Versorgungsschaltungskondensator C_e außerdem La destrom längs des Pfads 150 von dem Dämpferschaltkreis 116a, wenn die Schaltvorrichtungsspannung V_GCT positiv ist, und auch dann, wenn die Schalterspannung V_GCT negativ ist.
Die zweite Richterstufe 118a2 in diesem Beispiel ist ein Gleichstrom/Gleichstromwandler vom Rücklauftyp, der die ungeregelte Gleichspannung am Kondensator C_e in eine gleichstromgeregelte Ausgangsspannung V_SD für den Gate-Treiber 114 wandelt und enthält einen Hochfrequenzspannungserniedrigungstransformator X1 und einen MOSFET-Schalter Q1, der in einer geschlossenen Schleife durch einen Regulatorcontrolier 119 betrieben ist, sowie einen Ausgangsgleichrichter und Filterbestandteile D₃ und C_O. Der Transformator X1 stellt eine Isolation zwischen der SPS 118a und dem Gate-Treiber 114 bereit und isoliert dadurch die zugeführte Spannung V_SD von dem Dämpfer 116a und von der Systemmasse. Der zweite Wandler bzw. Richter 118a2 ist außerdem mit den Ausgangsanschlüssen des ersten Richters 118a1 verbunden, um die erste Wandlerausgangsspannung V_Ce zu empfangen und die elektrische Spannung V_SD an den Versorgungsschaltungsausgang für einen Betrieb des Schaltertreibers 114 bereitzustellen, wobei der zweite Richter 118a2 einen Isolationsschaltkreis umfasst, um den Versorgungsschaltungsausgang von den Ausgangsanschlüssen des ersten Richters elektrisch zu isolieren.
Unter Bezug auf 3 und 4 zeigt die Kurve 200 in 4 beispielhafte Wellenformen für die GCT-Schalterspannung V_GCT, für die Dämpferkondensatorspannung V_Cs, für die Versorgungskondensatorsspannung V_Ce am Ausgang der ersten Stufe 118a1, und für den Schalterstrom I_GCT, der durch die Schaltvorrichtung 112a während des normalen PWM-Betriebs des Schaltkreises 110a unter Steuerung des Schaltersteuerungssystem 120 von 3 fließt. In diesem Beispiel wird das System 102 mit Wechselstromversorgungsspannungen betrieben, die über plus und minus 6000 Volt für einen beispielhaften Stromquellengleichrichterkonverter 102 reichen, der eine Nennspannung von 2300 Volt und eine Nennleistung von 0,4 MVA aufweist. In diesem Beispiel wird jede Schaltvorrichtung 112a für etwa 120 Grad eingeschaltet (leitfähiger Zustand) und für etwa 240 Grad ausgeschaltet (nicht leitend), und zwar pro Grundfrequenzzyklus. Wenn der Schalter 112a eingeschaltet ist (leitet), beträgt die Spannung V_GCT null, während dann, wenn der Schalter 112a ausgeschaltet ist, V_GCT positiv (V_GCT > 0) oder negativ (V_GCT < 0) sein kann, wie in der Kurve 200 gezeigt. Die Dämpferkondensatorspannung V_Cs folgt allgemein bzw. üblicherweise der Schalterspannung V_GCT langsam auf Grund der RC-Zeitkonstanten des Dämpferschaltkreises 116a und der Reihenschaltung hiervon mit der Versorgungsschaltung 118a über den Schalteranschlüssen. Die im Wesentlichen ungeregelte Spannung V_Ce über dem Energiespeicherkondensator C_e in der Versorgungsschaltung 118a variiert als Funktion des Schalterzustands, wobei dann, wenn der Schalter 112a eingeschaltet ist, der Kondensator C_e Energie zu dem Gate-Treiber 114 durch die zweite Richterstufe 118a2 liefert und folglich V_Ce verringert. Wenn andererseits der Schalter 112a ausgeschaltet ist, lädt der Kondensator C_e.
Der Kondensator C_e empfängt außerdem vorteilhafterweise Ladestrom längs des Pfads 150 nicht nur dann, wenn die Schalterspannung positiv ist (V_GCT > 0), sondern auch dann, wenn die Schalterspannung negativ ist (V_GCT < 0). Wenn der Schalter 112a während der Zeitperiode Δt₊ ausschaltet, wobei V_GCT > 0, wie in 4 gezeigt, beginnt die Schalterspannung V_GCT zu wachsen und der Schalterstrom I_GCT wird längs des Pfads 150 zu dem Reihenschaltkreis umgelenkt, der den Dämpferschaltkreis 116a und den Versorgungsschaltkreis 118a enthält. In diesem Zustand wächst die Spannung V_Ce über dem Energiespeicherkondensator C_e auf seinen Maximalwert V_max (z. B. etwa 200 Volt in einem Beispiel), der durch die Werte der Zenerdiode Z₁ und des Widerstands R_Z festgelegt ist, wodurch der Thyristor T₁ veranlasst wird, einzuschalten, um den Strom von dem Kondensator C_e zu dem Thyristor T₁ umzuleiten, wobei die Diode D₂ in Sperrrichtung vorgespannt ist, um zu verhindern, dass C_e durch T₁ entladen wird. Wenn V_GCT < 0, wird der Kondensator C_e in ähnlicher Weise ebenfalls geladen, wie in der beispielhaften Zeitperiode gezeigt, wenn V_GCT < 0. Während Δt_– von 4 wächst die Schalterspannung V_GCT von –6200 V auf –1000 V auf Grund der Betätigung der weiteren Schalter 112 in dem beispielhaften Richtersystem 102. In diesem Fall besitzt die Spannung V_Cs über dem Dämpferkondensator C_e eine Anfangsspannung von –6200 V und folgt der Schalterspannung V_GCT langsam auf Grund der Dämpfer-RC-Zeitkonstanten, wobei der Absolut wert der Dämpferkondensatorspannung |V_Cs| größer bleiben als der Absolutwert der Schalterspannung |V_GCT|. Da |V_Cs| > |V_GCT| während Δt_–, bleibt die Eingangsanschlussspannung der Versorgungsschaltung 118a stets positiv (z. B. V_GCT – V_Cs > 0), und sobald diese Eingangsspannung größer als die aktuelle Energiespeicherkondensatorspannung C_e ist, beginnt der Dämpferkondensator C_s erneut, sich zu entladen und Entladestrom fließt von C_s zu C_e längs des Pfads 150.
Bei dem in 3 gezeigten zweiten Richter 118a2 handelt es sich um einen geregelten Gleichspannungs/Gleichspannungswandler vom Rücklauftyp, der die ungeregelte Kondensatorgleichspannung V_Ce in eine geregelte Gleichstromversorgung für den Gate-Treiber V_SD umsetzt (z. B. etwa 20 V Gleichspannung im gezeigten Beispiel). Der zweite Richter bzw. Wandler 118a2 umfasst einen MOSFET-Schalter Q1, der einen integrierten Schaltercontroller 119 umfassen kann, und einen Hochfrequenztransformator X1 mit einer Ausgangsgleichrichterdiode D₃ und einem Ausgangsfilterkondensator C_O. Die Ausgangsspannung wird zu dem Controller 119 rückgekoppelt, um eine Regelung der Gleichstromausgangsspannung V_SD in einer geschlossenen Schleife bereitzustellen, die dem Schaltertreiber 114 zugeführt wird. In diesem Beispiel handelt es sich darüber hinaus bei dem Transformator X1 um einen Spannungserniedrigungstransformator, der eine Isolation zwischen dem RC-Dämpferschaltkreis 116a und dem Schaltertreiber 114 bereitstellt, wobei der Controller 119 den MOSFET-Schaltereinschaltdauerzyklus mit einer gegebenen Schaltfrequenz in Übereinstimmung mit der Ausgangsspannungsrückkopplung steuert, um die Ausgangsspannung V_SD mit einem allgemein konstanten Wert geregelt zu halten, wie etwa auf 20 V Gleichstrom in dieser Implementierung.
Die Komponentengrößen und -werte der zweistufigen Versorgungsschaltung 118a können in Übereinstimmung mit einem erforderlichen Schaltertreiberschaltkreisversorgungsspannungspegel V_SD gewählt werden, sowie in Übereinstimmung mit den Werten der Dämpferkomponenten R_S und C_S und der Spannungspegel des Richters bzw. Wandlers 102, einschließlich einem stationären Zustand bzw. Dauerzustand und transienten Startbedingungen für das System 102. In diesem Hinblick kann der MOSFET-Controller 119 bestimmte Spannungseinstellungen für den Richterstart V_start und eine minimale Spannung V_min bereitstellen. Wenn die Versorgungskondensatorspannung V_Ce von null beim Start wächst, wird das MOSFET-Gate-Signal bevorzugt gesperrt, bis V_Ce den Startspannungswert V_start übersteigt. Spannungsschwankungen bezüglich V_Ce beeinflussen deshalb nicht den Betrieb des MOSFET, bis V_Ce unter den minimalen Wert V_min übergeht, woraufhin das MOSFET-Gating-Signal erneut gesperrt wird, wobei die Start- und Minimalspannungswerte V_start und V_min effektiv einen Hysteresebetrieb des MOSFET Q1 bereitstellen, der nur dann erneut freigegeben wird, wenn V_Ce > V_start. Beim Start des Leistungsrichters 102 werden außerdem die Schaltsteuersignale CS bevorzugt durch das Schaltersteuerungssystem 120 gehemmt, um eine angemessene Zeit für ein anfängliches Laden des Kondensators der Schaltertreiberschaltungen 114 durch die Versorgungsschaltungen 118a zu ermöglichen.
Der Versorgungsspeicherkondensator C_e wird so betrieben, dass er Energie speichert, die er vom Dämpfer 116a erhält, wobei die gespeicherte Energie in C_e durch die folgende Gleichung (1) gegeben ist:
Dieses Energieniveau kann in Übereinstimmung mit den Energieanforderungen eines gegebenen Treiberschaltkreises 114 maßgeschneidert werden sowie in Übereinstimmung mit dem Wirkungsgrad des zweiten Richters 118a2 und den übrigen Anwendungsspezifikationen. Wie aus der Gleichung (1) hervorgeht, kann eine Erhöhung der gespeicherten Energie E bewirkt werden durch Erhöhen von entweder C_e oder V_Ce, wobei die Kondensatorspannung V_Ce durch folgende Gleichung (2) approximiert ist:
Unter Vernachlässigung eines geringen Spannungsabfalls über dem Dämpferwiderstand R_S und unter der Voraussetzung, dass die Kapazität des Versorgungskondensators C_e viel größer ist als diejenige des Dämpferkondensators C_S. Für eine gegebene Schalterspannung V_GCT reduziert demnach eine Vergrößerung des Werts des Versorgungskondensators C_e V_Ce, und die Werte von C_e und V_Ce werden bevorzugt so gewählt, dass die Energieübertragung von C_s auf C_e maximal ist. Da in diesem Hinblick die gespeicherte Energie E in dem Versorgungsschaltungskondensator C_e proportional zum Quadrat von V_Ce ist, ist es bevorzugt, V_Ce zu erhöhen anstatt C_e zu erhöhen, um die Energieübertragung maximal zu gestalten. Die maximale Energieausgabe P_O,max der Versorgungsschaltung 118a kann außerdem in Übereinstimmung mit einer gegebenen Schaltertreiberanwendung maßgeschneidert werden, wobei die maximale Ausgangsenergie P_O,max von den Werten des Dämpferkondensators C_S, des Versorgungsschaltungskondensators C_e, der maximalen Spannung V_max, gewählt durch die Zenerdiode Z₁, und die Eingangsversorgungsspannung für das Richtersystem 102 abgesehen von anderen Faktoren abhängt, wobei der Wert P_O _, _max bevorzugt für einen gegebenen Satz von Parametern konstant ist.
Die vorstehend angeführten Beispiele sind lediglich illustrativ für mehrere grundsätzlich mögliche Ausführungsformen verschiedener Aspekte der vorliegenden Erfindung. Äquivalente Abwandlungen und/oder Modifikationen erschließen sich dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik ohne weiteres unter Bezug auf die dargestellten Ausführungsformen und die anliegenden Zeichnungen. Im Hinblick auf die verschiedenen Funktionen, die durch die vorstehend erläuterten Komponenten ausgeführt werden (die Baugruppen, Vorrichtungen, Systeme, Schaltkreise und Schaltungen und dergleichen), sollen die verwendeten Begriffe (einschließlich einer Bezugnahme auf "Mittel" und "Einrichtungen") zur Beschreibung dieser Komponenten jegliche Komponente betreffen, wie etwa Hardware, Software oder Kombinationen hieraus zur Durchführung der spezifischen Funk tion der erläuterten Komponente (d. h., das funktionale Äquivalent soll umschlossen sein), und zwar auch dann, wenn dies eine Struktur ergibt, die nicht äquivalent zur offenbarten Struktur ist, welche die Funktion in den illustrierten Implementationen der Erfindung erfüllt. Obwohl ein spezielles Merkmal der Erfindung in Bezug auf lediglich eine der mehreren dargestellten Implementierungen offenbart sein kann, kann dieses Merkmal in Kombination mit einem oder mehreren anderen Merkmalen anderer Implementierungen ebenfalls erwünscht und vorteilhaft für eine gegebene spezielle Anwendung sein. In dem Umfang, in dem die Begriffe "enthaltend", "enthält", "aufweisend", "aufweist", "mit" oder Varianten hiervon in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen verwendet werden, sollen diese Begriffe einschließender Art sein ähnlich dem Begriff "umfassend".

Claims

Schalterschaltkreis zum wahlweise Steuern der Leitung von Strom zwischen ersten und zweiten Schaltkreisknoten eines Stromrichters, wobei der Schalterschaltkreis aufweist: Eine Schaltvorrichtung mit ersten und zweiten Schalteranschlüssen, die mit ersten und zweiten Schaltkreisknoten verbunden sind, und mit einem Steueranschluss, der ein Schaltsignal empfängt, um die Schaltvorrichtung in einen leitenden und einen nicht leitenden Zustand wahlweise zu betätigen, um das Leiten von Strom zwischen den ersten und zweiten Schaltkreisknoten zu steuern, einen Schaltertreiber mit einem Ausgangsanschluss, der mit dem Steueranschluss der Schaltvorrichtung verbunden ist, und zumindest einen Stromanschluss zum Empfangen von Strom, wobei der Schaltertreiber dahingehend betreibbar ist, das Schaltsignal in Übereinstimmung mit einem empfangenen Schaltersteuersignal unter Verwendung von Strom von dem zumindest einen Stromanschluss bereitzustellen, einen Dämpferschaltkreis mit einer Dämpferspeichervorrichtung und ersten und zweiten Dämpferanschlüsse, wobei einer der Dämpferanschlüsse mit entweder dem ersten oder dem zweiten Schaltkreisknoten verbunden ist, und eine Versorgungsschaltung mit einer Versorgungsspeichervorrichtung, wobei ein Ausgang mit dem Schaltertreiberstromanschluss verbunden ist, um elektrischen Strom von der Versorgungsspeichervorrichtung für den Schaltertreiber zum Betreiben des Schaltertreibers bereitzustellen, und erste und zweite Eingangsanschlüsse, wobei einer der Eingangsanschlüsse mit dem anderen der genannten ersten und zweiten Schaltkreisknoten verbunden ist, und wobei der andere Eingangsanschluss mit dem anderen der Dämpferanschlüsse verbunden ist, wobei die Ver sorgungsschaltung und der Dämpferschaltkreis eine Reihenschaltung zwischen den ersten und zweiten Schaltkreisknoten parallel zu der Schaltvorrichtung bilden.
Schalterschaltkreis nach Anspruch 1, wobei die Schaltvorrichtung ein Gate-kommutierter Thyristor ist, wobei ein Gate-Steueranschluss das Schaltsignal von dem Schaltertreiber empfängt.
Schalterschaltkreis nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Dämpferschaltkreis einen Dämpferwiderstand und einen Dämpferkondensator umfasst, die zwischen die ersten und zweiten Dämpferanschlüsse in Reihe geschaltet sind.
Schalterschaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Versorgungsschaltung aufweist: Einen ersten Wandler bzw. Richter, der mit den ersten und zweiten Versorgungsschaltungseingangsanschlüssen verbunden ist, wobei der erste Richter eine Kondensatorspeichervorrichtung zum Empfangen von Ladestrom von dem Dämpferschaltkreis zur Bereitstellung einer ersten Richterausgangsspannung an ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen des ersten Richters aufweist, und einen zweiten Wandler bzw. Richter, der mit den Ausgangsanschlüssen des ersten Richters verbunden ist, um die erste Richterausgangsspannung zu empfangen und den elektrischen Strom am Versorgungsschaltungsausgang für einen Betrieb des Schaltertreibers bereitzustellen, wobei der zweite Richter einen Isolationsschaltkreis zum elektrischen Isolieren des Versorgungsschaltungsausgangs von den Ausgangsanschlüssen des ersten Richters aufweist.
Schalterschaltkreis nach Anspruch 4, wobei es sich bei dem zweiten Richter um einen Rücklaufrichter handelt.
Schalterschaltkreis nach Anspruch 4, wobei die Kondensatorspeichervorrichtung des ersten Richters Ladestrom von der Dämpferschaltung empfängt, wenn eine Spannung über den ersten und zweiten Schalteranschlüssen der Schaltervorrichtung positiv ist, und außerdem einen Ladestrom von dem Dämpferschaltkreis empfängt, wenn die Spannung über den ersten und zweiten Schalteranschlüssen der Schaltvorrichtung negativ ist.
Schalterschaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Versorgungsspeichervorrichtung der Versorgungsschaltung Ladestrom von der Dämpferschaltung empfängt, wenn eine Spannung über den ersten und zweiten Schalteranschlüssen der Schaltvorrichtung positiv ist, und außerdem Ladestrom von dem Dämpferschaltkreis empfängt, wenn die Spannung über den ersten und zweiten Schalteranschlüssen der Schaltvorrichtung negativ ist.
Schalterschaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Versorgungsschaltung einen Isolationsschaltkreis zum elektrischen Isolieren des Versorgungsschaltungsausgangs von den ersten und zweiten Schaltkreisknoten aufweist.
Schalterschaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Schalttreiber und die Schaltvorrichtung integriert sind.
Schalterschaltkreis nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Schaltvorrichtung ein Gate-kommutierter Thyristor ist, wobei ein Gate-Steueranschluss das Schaltsignal von dem Schaltertreiber empfängt, und wobei der Schaltertreiber und die Schaltvorrichtung einen integrierten Gate-kommutierten Thyristor bilden.
Stromrichtersystem, aufweisend: Einen Eingang zum Empfangen von elektrischem Eingangsstrom, einen Ausgang zum Bereitstellen von elektrischem Ausgangsstrom, ein Schaltsystem mit mehreren Schalterschaltkreisen, die mit dem Eingang und Ausgang verbunden sind, um selektiv Strom von dem Eingang an den Ausgang in Übereinstimmung mit mehreren Schaltersteuersignalen bereitzustellen, wobei die einzelnen Schalterschaltkreise aufweisen: Eine Schaltvorrichtung mit ersten und zweiten Schalteranschlüssen, die mit den Schaltkreisknoten verbunden sind, die mit dem Eingang und dem Ausgang in Verbindung stehen, und mit einem Steueranschluss zum Empfangen eines Schaltsignals zum selektiven Betreiben der Schaltvorrichtung in entweder einem leitenden und einem nicht leitenden Zustand zum Steuern der Bereitstellung von Strom vom Eingang zum Ausgang, einen Schaltertreiber mit einem Ausgangsanschluss, der mit dem Steueranschluss der Schaltvorrichtung verbunden ist, und zumindest einen Stromanschluss zum Empfangen von Strom, wobei der Schaltertreiber dahingehend betreibbar ist, ein Schaltsignal in Übereinstimmung mit einem entsprechenden Schaltersteuersignal unter Verwendung von Strom von dem zumindest einen Stromanschluss bereitzustellen, einen Dämpferschaltkreis mit einer Dämpferspeichervorrichtung und ersten und zweiten Dämpferanschlüsse, wobei einer der Dämpferanschlüsse mit einem der Schaltkreisknoten verbunden ist, und eine Versorgungsschaltung mit einer Versorgungsspeichervor richtung, wobei ein Ausgang mit dem Schaltertreiberstromanschluss verbunden ist, um elektrischen Strom von der Versorgungsspeichervorrichtung für den Schaltertreiber zum Betreiben des Schaltertreibers bereitzustellen, und erste und zweite Anschlüsse, wobei die Versorgungsschaltung und der Dämpferschaltkreis eine Reihenschaltung zwischen den Schaltkreisknoten parallel zu der Schaltvorrichtung bilden.
Stromrichtersystem nach Anspruch 11, wobei die Schaltvorrichtungen Gate-kommutierte Thyristoren sind, die jeweils einen Gate-Steueranschluss zum Empfang des Schaltsignals von dem Schaltertreiber aufweisen.
Stromrichtersystem nach Anspruch 11 oder 12, wobei der Dämpferschaltkreis einen Dämpferwiderstand und einen Dämpferkondensator aufweist, die in Reihe zwischen die ersten und zweiten Dämpferanschlüsse geschaltet sind.
Stromrichtersystem nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Stromrichtersystem ein Stromquellengleichrichter ist, der einen Eingangswechselstrom empfängt und einen Ausgangsgleichstrom bereitstellt.
Stromrichtersystem nach Anspruch 14, wobei die Versorgungsschaltung aufweist: Einen ersten Wandler bzw. Richter, der mit den ersten und zweiten Versorgungsschaltungseingangsanschlüssen verbunden ist, wobei der erste Richter eine Kondensatorspeichervorrichtung zum Empfangen von Ladestrom von dem Dämpferschaltkreis aufweist, um eine erste Richterausgangsspannung an ersten und zweiten Ausgangsanschlüssen des ersten Richters bereitzustellen, und einen zweiten Wandler bzw. Richter, der mit den Ausgangsan schlössen des ersten Richters zum Empfang der ersten Richterausgangsspannung und zum Bereitstellen des elektrischen Stroms am Versorgungsschaltungsausgang zum Betreiben des Schaltertreibers empfängt, wobei der zweite Richter einen Isolationsschaltkreis zum elektrischen Isolieren des Versorgungsschaltungsausgangs von den Ausgangsanschlüssen des ersten Richters aufweist.
Stromrichtersystem nach Anspruch 15, wobei der zweite Richter ein Rückflussrichter ist.
Stromrichtersystem nach Anspruch 15, wobei die Kondensatorspeichervorrichtung des ersten Richters Ladestrom von dem Dämpferschaltkreis empfängt, wenn eine Spannung über den ersten und zweiten Schalteranschlüssen der Schaltvorrichtung positiv ist, und außerdem Ladestrom von dem Dämpferschaltkreis empfängt, wenn die Spannung über den ersten und zweiten Schalteranschlüssen der Schaltvorrichtung negativ ist.
Stromrichtersystem nach Anspruch 14, die Versorgungsspeichervorrichtung der Versorgungsschaltung Ladestrom von dem Dämpferschaltkreis empfängt, wenn eine Spannung über den ersten und zweiten Schalteranschlüssen der Schaltvorrichtung positiv ist, und außerdem Ladestrom von dem Dämpferschaltkreis empfängt, wenn die Spannung über den ersten und zweiten Schalteranschlüssen der Schaltvorrichtung negativ ist.
Stromrichtersystem nach einem der Ansprüche 11 bis 18, wobei die Spannungsversorgungsvorrichtung der Versorgungsschaltung Ladestrom von dem Dämpferschaltkreis empfängt, wenn eine Spannung über den ersten und zweiten Schalteranschlüssen der Schaltvorrichtung positiv ist, und außerdem Ladestrom von dem Dämpferschaltkreis empfängt, wenn die Spannung über den ersten und zweiten Schalteranschlüssen der Schaltvorrichtung negativ ist.
Stromrichtersystem nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei die Versorgungsschaltung einen Isolationsschaltkreis zum elektrischen Isolieren des Versorgungsschaltungsausgangs von den Schaltkreisknoten aufweist.