JP2020528636A - 電気短絡装置 - Google Patents
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Abstract
Description
少なくとも一方向において第1の接触部品と第2の接触部品との間の電流の流れを阻止する電気半伝導性の結晶材料から作られる構成部品と、
電気トリガ信号に応答して構成部品に機械的な力を付与し、それによって構成部品の結晶構造を少なくとも部分的に壊すように設計される(電気的な)アクチュエータ(駆動要素)と
を備える電気短絡装置(橋渡し装置)が開示されている。アクチュエータは、電気トリガ信号に応答して構成部品に機械的な力を付与し、それによって材料を壊すように設計されてもよい。半伝導性の結晶材料の少なくとも部分的に壊された結晶構造の結果として、前記材料はその電気的に阻止する能力を失い、そのため結果的に、第1の接触部品と第2の接触部品との間の電流の流れが、最初に阻止されていた方向において可能とされる。この過程は絶縁破壊とも称される。単なる結晶材料の結晶構造における細かい割れまたは粉砕でさえも、短絡装置の電気的に阻止する特性を無効にするのに十分であり得る。しかしながら、機械的な力を用いて半伝導性の結晶材料を複数の破片(裸眼で見ることができる)へと破壊することも当然ながら可能である。アクチュエータは、概して、電気信号を機械的な運動へと変換する要素である。
構成部品が、制御端子(具体的には、そのゲート端子)が短絡装置から外される電気的に切り替え可能な半導体要素(具体的には、サイリスタ)であり、そのため半導体構成部品もその制御端子を用いて(電気的に)切り替えられ得るように設計されてもよい。
第1の接触部品と第2の接触部品との間の電流の流れが、少なくとも一方向において、構成部品によって初期に阻止され、
構成部品が、電気トリガ信号に応答して、アクチュエータによる機械的な力に供され、
それによって構成部品の結晶構造が少なくとも部分的(機械的)に壊され、その結果として、(構成部品が絶縁破壊し、)最初に阻止されていた方向における第1の電気接触部品と第2の電気接触部品との間の電流の流れが可能とされる、方法がさらに開示されている。
5 第1の交流電圧端子
7 第2の交流電圧端子
9 第3の交流電圧端子
11 第1の相モジュール分岐
13 第2の相モジュール分岐
15 第1の相モジュール
16 第1の直流電圧端子
17 第2の直流電圧端子
18 第3の相モジュール分岐
21 第4の相モジュール分岐
24 第2の相モジュール
27 第5の相モジュール分岐
29 第6の相モジュール分岐
31 第3の相モジュール
32 正側の電力変換装置部品
33 負側の電力変換装置部品
35 中央制御装置
37 光学通信接続
200 ハーフブリッジモジュール
202 第1の電子的切替要素、第1の半導体弁
204 第1の環流ダイオード
206 第2の電子的切替要素、第2の半導体弁
208 第2の環流ダイオード
210 電気エネルギー保存部、キャパシタ
212 第1のガルバニックモジュール端子
215 第2のガルバニックモジュール端子
220 電気短絡装置
300 フルブリッジモジュール
302 第3の電子的切替要素
304 第3の還流ダイオード
306 第4の電子的切替要素
308 第4の還流ダイオード
315 第2のモジュール端子
320 電気短絡装置
400 電気短絡装置、ディスクセル、バイパススイッチ
404 第1の電気接触部品、第1の圧力要素
408 第2の電気接触部品、第2の圧力要素
412 構成部品、円板
604 第1の凹部
608 圧電アクチュエータ
612 端子
620 第2の凹部
804 第1のp層
808 第1のn層
812 第2のp層
816 第2のn層
1_n、2_n、3_n、4_n、5_n、6_n モジュール
S 電気トリガ信号
Claims (17)
- 第1の電気接触部品(404)および第2の電気接触部品(408)と、
少なくとも一方向において前記第1の接触部品(404)と前記第2の接触部品(408)との間の電流の流れを阻止する電気半伝導性の結晶材料から作られる構成部品(412)と、
電気トリガ信号(S)に応答して前記構成部品(412)に機械的な力を付与し、それによって前記構成部品(412)の結晶構造を少なくとも部分的に壊すように設計されるアクチュエータ(608)と
を備える電気短絡装置(400)。 - 前記構成部品(412)が前記第1の接触部品(404)と前記第2の接触部品(408)との間に配置されることを特徴とする、請求項1に記載の短絡装置。
- 前記電気短絡装置(400)がディスクセルとして設計されることを特徴とする、請求項1または2に記載の短絡装置。
- 前記第1の接触部品(404)が、前記アクチュエータ(608)が配置される第1の凹部(604)を備えることを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の短絡装置。
- 前記第2の接触部品(408)が、前記第1の凹部(604)の反対に配置される第2の凹部(620)を備えることを特徴とする、請求項4に記載の短絡装置。
- 前記構成部品(412)が前記第1の凹部(604)を前記第2の凹部(620)から分離することを特徴とする、請求項4または5に記載の短絡装置。
- 前記構成部品(412)が円板であることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の短絡装置。
- 前記構成部品(412)が、少なくとも1つのpn接合を備え、具体的には、反対方向において並べられた2つのpn接合を備えることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の短絡装置。
- 前記少なくとも1つのpn接合が、前記第1の電気接触部品(404)および/または前記第2の電気接触部品(408)と並列に並べられるプレーナ型pn接合であることを特徴とする、請求項8に記載の短絡装置。
- 前記アクチュエータ(608)がピエゾアクチュエータであることを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の短絡装置。
- 電気的に直列に接続される複数の二極モジュール(1_1・・・6_n)を備え、それぞれの請求項1から10のいずれか一項に記載の電気短絡装置(220、320、400)が前記モジュールの各々に割り当てられる、電力変換装置(1)。
- 前記電力変換装置(1)がモジュール式マルチレベル電力変換装置であることを特徴とする、請求項11に記載の電力変換装置。
- 電気二極モジュール(1_1・・・6_n)を短絡するための方法であって、第1の電気接触部品(404)と、第2の電気接触部品(408)と、電気半伝導性の結晶材料から作られる構成部品(412)とを備える電気短絡装置(400)が前記モジュールと並列に接続され、前記方法において、
前記第1の接触部品(404)と前記第2の接触部品(408)との間の電流の流れが、少なくとも一方向において、前記構成部品(412)によって初期に阻止され、
前記構成部品が、電気トリガ信号(S)に応答して、アクチュエータ(608)による機械的な力に供され、
それによって前記構成部品(412)の結晶構造が少なくとも部分的に壊され、その結果として、最初に阻止されていた方向における前記第1の電気接触部品(404)と前記第2の電気接触部品(408)との間の前記電流の流れが可能とされる、方法。 - 前記電気モジュール(1_1・・・6_n)が、少なくとも2つの電子的切替要素(202、206)と電気エネルギー保存部(210)とを備えることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- 前記電気モジュール(1_1・・・6_n)がモジュール式マルチレベル電力変換装置(1)のモジュールであることを特徴とする、請求項13または14に記載の方法。
- 前記構成部品(412)が円板であることを特徴とする、請求項13から15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記アクチュエータ(608)がピエゾアクチュエータであることを特徴とする、請求項13から16のいずれか一項に記載の方法。
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