KR102197503B1 - 전기 회로의 적어도 하나의 전기 에너지 축적 장치, 특히 커패시터를 방전하는 방법 - Google Patents

전기 회로의 적어도 하나의 전기 에너지 축적 장치, 특히 커패시터를 방전하는 방법 Download PDF

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Abstract

DC 버스(7)의 양도체(4)와 음도체(5) 사이에서 병렬로 각각 연장하는 복수의 다리(3) - 각각의 다리(3)는 직렬 접속된 적어도 2개의 스위칭 셀(10)을 포함함 - 를 구비한 스위칭 시스템(2)을 포함한 전기 회로(1)의 적어도 하나의 전기 에너지 축적 장치를 방전시키는 방법에 있어서, 커패시터(20, 40)를 방전시키기 위해, DC 버스(7)의 양도체(4)와 음도체(5) 사이의 단락 회로가 스위칭 시스템(2)의 적어도 2개의 다리(3)에서 생성되어 상기 전기 에너지 축적 장치의 방전 전류(IDC)가 상기 양도체(4)로부터 상기 음도체(5)로 흐르게 하는 방전 방법에 관한 것이다.

Description

전기 회로의 적어도 하나의 전기 에너지 축적 장치, 특히 커패시터를 방전하는 방법{METHOD OF DISCHARGING AT LEAST ONE ELECTRICAL ENERGY STORAGE UNIT, IN PARTICULAR A CAPACITOR, OF AN ELECTRICAL CIRCUIT}
본 발명은 전기 회로의 적어도 하나의 전기 에너지 축적 장치, 특히 커패시터의 방전에 관한 것이다. 본 발명은 회전 모터의 전기 권선을 포함한 전기 회로에 특히 적용 가능하다. 이 전기 회로는 전기 모터의 도움으로 자동차 등의 차량을 추진시키기 위해 사용될 수 있다.
전기 회로는 예컨대 1997년의 EN 50178 스탠다드: "전력 설비에서 사용하는 전자 장비"(Electronic equipment for use in power installations)의 필요조건에 따르기 위해 방전시키는 것이 바람직한 커패시터와 같은 적어도 하나의 전기 에너지 축적 장치를 포함한다. 이 전기 에너지 축적 장치의 단자들 간의 전압은 외부에서 접근 가능한 전기 회로의 단자들 사이에서 인지될 수 있고, 이러한 전압이 있으면 예컨대 기계 정비사 등의 운용자에게 위험을 줄 수 있다.
전술한 자동차 응용에 있어서, 전기 회로에 접속되어 상기 방전 동작에 전용되는 블리더 저항(bleeder resistor)을 이용하여 하나 이상의 커패시터를 방전시키는 것이 공지되어 있다. 이 해법은 전기 회로의 부품수를 증가시켜서 가격을 상승시킨다.
또한, 회전 전기 모터의 고정자 전기 권선을 통해 커패시터를 방전시키는 방법이 예를 들면 미국 특허 제7,652,858호에 개시되어 있다. 이 해법은 특히 모터가 영구자석 회전자를 포함하고 있을 때 방전 전류에 의한 원치않는 토크의 발생을 회피할 필요가 있기 때문에 현재로서 구현하기가 비교적 복잡하다. 또한, 3상 인버터의 단일의 단락된 다리로 또는 DC-DC 전압 컨버터로 커패시터를 방전시키는 기술이 미국 특허 출원 제2009/0195199호 및 2010/0213904호에 개시되어 있다. 이 해법은 인버터 또는 DC-DC 전압 컨버터의 전자 부품들을 열화시켜서 그 수명을 단축시키는 단점이 있다.
스위칭 시스템, 경우에 따라서는 회전 전기 모터의 고정자 전기 권선을 포함한 전기 회로, 특히 하이브리드 또는 전기 자동차의 추진력에 사용되는 회로의 전기 에너지 축적 장치, 예컨대 커패시터를 방전시키는 단순하고 비싸지 않으며 효율적인 방법이 필요하다.
본 발명의 목적은 상기 필요성을 충족시키는 것이고, 본 발명은, 그 일 양태에 따라, DC 버스의 양도체와 음도체 사이에서 병렬로 각각 연장하는 복수의 다리 - 각각의 다리는 직렬 접속된 적어도 2개의 스위칭 셀을 포함함 - 를 구비한 스위칭 시스템을 포함한 전기 회로의 적어도 하나의 전기 에너지 축적 장치, 특히 커패시터 또는 독립형 전기 에너지원을 방전시키는 방법에 있어서, 커패시터 등의 전기 에너지 축적 장치를 방전하기 위해, DC 버스의 양도체와 음도체 사이의 스위칭 시스템의 적어도 2개의 다리에서 단락 회로가 생성되어 상기 전기 에너지 축적 장치로부터의 방전 전류가 상기 양도체로부터 상기 음도체로 흐르게 하는 방법을 이용하여 달성한다.
상기 방법에 따라서, 상기 전기 에너지 축적 장치의 방전시에, 상기 스위칭 시스템의 적어도 2개의 다른 다리가 단락 회로를 형성하여 이를 통해 방전 전류가 흐르게 한다. 이것에 의해, 원치않은 토크의 발생을 방지하기 위해 비교적 복잡한 제어를 실행해야 하는, 고정자 전기 권선으로 상기 전기 에너지 축적 장치를 방전시키는 것이 회피된다. 전력의 소산은 단락된 다리의 스위칭 셀에서 실행될 수 있다.
상기 방법은 또한 전기 에너지 축적 장치를 방전하기 위해 특정의 컴포넌트를 추가하는 것을 피할 수 있게 한다.
방전 전류가 단락 회로의 경우에 항상 동일한 스위칭 셀로 흐르게 하는 상기 미국 특허 출원 제2009/0195199호 및 2010/0213904호에 개시된 해법과 대조적으로, 본 발명의 방법은 하나의 다리에만 부담(strain)을 주는 것을 피할 수 있다. 따라서 스위칭 시스템의 스위칭 셀은 단락 회로를 견디기 위해 과도한 치수로 할 필요가 없고, 따라서 비용이 감소된다. 더욱이, 전기 에너지 축적 장치의 방전 중에 복수의 다리를 사용하면 방전에 의해 생성되는 응력이 상기 복수의 다리에 분산된다. 그러므로, 각각의 다리에 인가되는 부담이 적어지고, 따라서 스위칭 셀의 방전에 의한 손상이 종래 기술에 비하여 적어진다.
본 발명 방법의 제1 구현 모드에 따르면, 단락 회로는 한번에 하나의 다리에서만 생성된다. 즉 방전 전류는 방전 중에 상이한 다리를 연속적으로 취하여 DC 버스의 양도체로부터 음도체로 흐른다. 이 방법으로, 임의의 주어진 순간에, 방전 전류는 하나의 다리만을 통하여 DC 버스의 양도체로부터 음도체로 흐른다. 따라서, DC 버스의 양도체와 음도체 사이의 스위칭 시스템에서 "순환하는" 단락 회로가 생성된다.
본 발명의 상기 제1 구현 모드에 따르면, 이 방법은,
- 스위칭 시스템의 제1 다리에서 단락 회로가 생성되는 제1 단계 - 이 제1 단계 중에 방전 전류는 상기 제1 다리를 통해서만 DC 버스의 양도체로부터 음도체로 흐름 -와,
- 스위칭 시스템의 제2 다리에서 단락 회로가 생성되는 후속의 제2 단계 - 이 제2 단계 중에 방전 전류는 상기 제2 다리를 통해서만 DC 버스의 양도체로부터 음도체로 흐름 - 를 포함할 수 있다.
또한, 발명의 상기 제1 구현 모드에 따르면, 상기 제1 다리가 단락 회로를 형성하는 지속기간은 상기 제2 다리가 단락 회로를 형성하는 지속기간보다 더 짧다. 이러한 지속기간은 각각 예를 들면 스위칭 시스템의 초핑 주기(chopping period) 값 중의 소량(fraction)이다. 초핑 주기마다 하나의 단락 회로가 형성될 수 있다. 제1 다리는 하나의 주어진 초핑 주기의 소량 동안에 단락 회로를 형성하고, 제2 다리는 그 다음에 다른 주어진 초핑 주기, 예컨대 후속되는 초핑 주기의 소량 동안에 단락 회로를 형성할 수 있다.
상기 제1 단계가 전기 에너지 축적 장치의 방전의 시작에 대응할 때, 상기 제1 다리를 통해 흐르는 방전 전류는 크다. 상기 제1 다리가 단락되는 짧은 지속기간은 제1 다리의 스위칭 셀이 방전 전류에 의해 손상되는 위험성을 감소시킬 수 있다. 상기 제1 단계 다음에 방전 전류는 더 작아지고, 그래서 제2 단계 중의 방전 전류는 더 긴 지속기간 동안 제2 다리에서 흐를 수 있다. 상기 제1 구현 모드의 예에 있어서, 스위칭 시스템은 3개의 다리를 포함하고, 각각의 다리는 연속적으로 단락 회로를 형성하며, 이 단락 회로를 통해 방전 전류가 DC 버스의 양도체로부터 음도체로 흐른다.
스위칭 시스템의 각각의 다리는 임의의 주어진 순간에 단락 회로를 형성하고, 이 단락 회로를 통해 방전 전류가 스위칭 시스템의 양도체로부터 음도체로 흐른다. 변형예로서, 스위칭 시스템의 미리 정해진 다리들만이 순차적으로 단락 회로를 형성하고, 이 단락 회로를 통해 방전 전류가 DC 버스의 양도체로부터 음도체로 흐르게 할 수 있다.
본 발명 방법의 상기 제1 구현 모드에 따르면, 단락 회로는 지시된 순서에 따라 스위칭 시스템의 각종 다리 사이에서 이동될 수 있고, 상기 지시된 순서는 미리 규정된 횟수만큼 반복될 수 있다. 예를 들어서 3개의 다리를 가진 스위칭 시스템의 경우에, 상기 지시된 순서는 제1 다리에서만, 그 다음에 제2 다리에서만, 그 다음에 제3 다리에서만 단락 회로를 형성하는 것에 대응할 수 있고, 이러한 지시된 순서는 전기 에너지 축적 장치를 방전하기 위해 적어도 2회, 특히 일백 회 반복될 수 있다.
전기 에너지 축적 장치는 커패시터일 수 있고, 방전 전에, 커패시터의 플레이트 간에 축적된 초기 전압은 약 410V일 수 있다. 본 발명의 방법은 커패시터 초기 전하의 최대 80%까지 방전하도록 구현될 수 있다. 커패시터를 방전하는데 걸리는 시간은 1초 내지 10초 사이일 수 있다. 변형예로서, 전기 에너지 축적 장치는 특히 1개의 배터리 또는 복수 배터리의 임의의 집합체에 의해 형성된 독립형의 전기 에너지원일 수 있고, 상기 방법을 이용하여 이러한 전기 에너지원을 방전시키는 데에는 더 많은 시간이 걸릴 수 있다.
발명의 제2 구현 모드에 따르면, 방법은,
- 스위칭 시스템의 제1 다리에서 단락 회로가 생성되는 제1 단계 - 이 제1 단계 중에 방전 전류는 상기 제1 다리를 통해서만 DC 버스의 양도체로부터 음도체로 흐름 - 와,
- 상기 제1 다리와 제2 다리 양측에서 단락 회로가 생성되는 제2 단계 - 이 제2 단계 중에 방전 전류는 상기 제1 다리와 제2 다리를 통해서 DC 버스의 양도체로부터 음도체로 흐르고, 이때 상기 다리들은 DC 버스의 양도체와 음도체 사이에서 각각 동시에 단락 회로를 형성함 - 를 포함한다.
상기 제1 단계는 상기 제2 단계의 이전 또는 이후일 수 있다. 이 제2 구현 모드에 따르면, 단락 회로는 제1 단계 중에 제1 다리에서만 생성되고, 제2 단계 중에 방전 전류는 단락 회로를 각각 형성하는 제1 다리와 제2 다리에 의해 양전극과 음전극 사이에서 흐를 수 있다. 제1 다리에서의 단락 회로와 동시에 생성되는 제2 다리에서의 단락 회로는 시간이 지남에 따라 제1 다리의 스위칭 셀에서 발생하는 손상을 감소시킬 수 있다.
또한, 상기 제2 구현 모드에 따르면, 스위칭 시스템은 초핑 주기에 따라 기능할 수 있고, 상기 제1 단계 중에 단락 회로는 상기 주기의 값의 소량인 지속기간 동안에 상기 제1 다리에서 생성되며, 상기 지속기간은 단락 회로가 제1 다리와 제2 다리 둘 다에서 생성되는 상기 주기의 값의 소량인 지속기간보다 더 짧다. 상기 제1 단계는 예를 들면 하나의 주어진 초핑 주기의 소량 동안 발생하고, 상기 제2 단계는 다른 하나의 주어진 초핑 주기, 특히 선행하거나 후속되는 초핑 주기의 소량 동안 발생한다.
본 발명의 상기 제1 또는 제2 구현 모드에 따르면, 전기 에너지 축적 장치의 방전은 양도체와 음도체 사이의 스위칭 시스템에서 복수의 단락 회로를 연속적으로 생성함으로써 달성될 수 있고, 방전 과정이 진행됨에 따라 각 단락 회로가 생성되는 지속기간은 증가한다. 이러한 증가는 하나의 단락 회로로부터 다음 단락 회로까지 일정한 계수에 따라 실행될 수 있다. 각 단락 회로가 생성되는 지속기간은 예를 들면 매번 1%씩 증가한다. 변형예로서, 단락 회로의 지속기간의 증가는 임의로 될 수 있다. 이미 지적한 바와 같이, 전기 에너지 축적 장치의 방전이 진행될수록 단락 회로를 형성하는 다리를 통하여 흐르는 방전 전류는 점점 더 작아지고, 그래서 이 방전 회로의 지속기간이 증가할 수 있다.
스위칭 시스템은 DC-AC 전압 컨버터를 형성할 수 있다. 스위칭 시스템은 다상, 특히 3상의 DC-AC 전압 컨버터일 수 있다. 이 컨버터는 인버터 또는 정류기로서 동작할 수 있다.
변형예로서, 스위칭 시스템은 적어도 2개의 인터리브형 DC-DC 전압 컨버터를 형성할 수 있다. 인터리브형 DC-DC 전압 컨버터를 사용하면 더 낮은 전력 레벨 운반용으로 설계된 컨버터를 사용할 수 있고, 따라서 비용을 줄일 수 있다. 이때 스위칭 시스템은 스텝업 또는 스텝다운 컨버터로서 동작할 수 있다.
각각의 스위칭 셀은 제어 가능하고, DC 버스의 양도체와 음도체 사이의 다리에서 단락 회로를 형성하기 위해, 이 다리의 스위칭 셀들이 제어될 수 있다. 이때 스위칭 셀은 DC 버스의 양도체로부터 음도체로 방전 전류를 흐르게 하기 위해 다리마다 제어된다.
변형예로서, 각각의 스위칭 셀은 제어 가능하고, 전기 에너지 축적 장치의 방전 전에 DC 버스의 양도체 또는 음도체에 직접 접속된 모든 스위칭 셀은 이들이 모두 동일한 스위칭 상태를 갖도록, 특히 이들이 모두 폐쇄 상태에 있도록 제어된다. 그 다음에, DC 버스의 음도체 또는 양도체에 직접 접속된 스위칭 셀만을 제어함으로써 각각의 단락 회로가 생성된다. 이 변형예에 따르면, 스위칭 시스템의 하나의 다리로부터 다른 다리로 단락 회로의 이동이 요망된 때 다리마다 단지 하나의 스위칭 셀만이 제어된다. 그래서 제어가 단순화될 수 있다.
각각의 스위칭 셀은 동일할 수도 있고 다를 수도 있다. 각각의 스위칭 셀은 제어 가능형 전자 스위치를 포함할 수 있고, 그 양단자 간에 플라이백 다이오드가 역병렬(antiparallel)로 접속된다.
변형예로서, DC 버스의 동일 도체에 직접 접속된 스위칭 셀들만을 제어 가능형으로 할 수 있다.
상기 제어 가능형 전자 스위치는 예를 들면 트랜지스터, 특히 전계 효과 트랜지스터, 바이폴라 트랜지스터 또는 IGBT 트랜지스터이다.
상기 제어 가능형 스위치는 각각 400A와 동일한, 특히 5600A와 동일한 최대치를 가진 전류를 운반하도록 설계될 수 있다.
전기 회로는 스위칭 시스템의 각 다리의 중점(midpoint)에 접속 가능한 회전 전기 모터의 고정자 전기 권선을 포함할 수 있다. 각 다리가 단지 2개의 스위칭 셀만을 포함하면, 상기 중점은 상기 2개의 스위칭 셀 사이에 배치된다.
상기 회전 전기 모터는 예를 들면 다상, 특히 3상이다. 상기 회전 전기 모터는 동기 모터(특히 영구 자석을 구비한 것), 유도 모터 또는 가변 릴럭턴스 모터일 수 있다. 상기 회전 전기 모터는 또한 DC 모터, 선형 모터 또는 전자석일 수 있다. 이 전기 모터는 예를 들면 1W 내지 200kW의 공칭 출력을 갖는다.
상기 고정자 전기 권선은 각각 전기 위상을 형성하는 코일들을 구비할 수 있고, 이 코일들은 전기적으로 결합될 수도 있고 분리될 수도 있다.
코일들의 전기 결합의 예는 별모양 결합 및 다각형 결합(3상의 경우에는 "델타 결합"이라고 부름)이다. 코일들이 전기적으로 서로 결합되지 않은 때, 코일의 단자는 다른 코일의 단자에 직접 결합되지 않는다. 스위치는 스위칭 시스템의 각 중점과 고정자 전기 권선 사이에 개재되고 이 스위치들은 전기 에너지 축적 장치의 방전 중에 고정자 전기 권선의 스위칭 시스템을 분리할 수 있다.
이것에 의해 방전 전류가 고정자 전기 권선으로 흐르지 않는 것 및 회전 전기 모터에 의해 원치않는 토크가 생성되지 않는 것이 보장된다. 더 나아가, 상기 방전 방법이 만족스럽게 기능하는 것을 보장하기 위해 스위칭 시스템을 고정자 전기 권선에 접속하는 것이 필요 없게 된다. 따라서 방전 방법을 테스트하기 위해 회전 전기 모터를 사용할 필요가 없고, 테스트 동작이 더 간단해지며 덜 밀집된 환경에서 행하여질 수 있다.
방전 대상의 전기 에너지 축적 장치가 커패시터인 경우, 커패시터는 스위칭 시스템의 다리와 병렬로 접속될 수 있다. 상기 예와 조합해서 또는 변형예로서, 상기 전기 회로는,
- 커패시터가 병렬로 접속된 독립형의 전기 에너지원과,
- 상기 독립형의 전기 에너지원과 스위칭 시스템 사이에 개재된 DC-DC 전압 컨버터를 더 포함하고, 상기 방법은 상기 커패시터를 방전시킬 수 있다.
스위칭 셀, 즉 스위칭 셀들의 상태는 전압과 관련해서 또는 전류와 관련해서 제어될 수 있다. 상기 독립형 전기 에너지원은 배터리, 슈퍼커패시터, 또는 배터리 또는 슈퍼커패시터의 임의의 집합체일 수 있다. 예를 들면, 상기 독립형 전기 에너지원은 배터리의 복수의 병렬 접속된 분기(branch)들을 직렬 접속한 것이다. 이 독립형의 전기 에너지원은 60V 내지 410V, 특히 200V 내지 410V의 공칭 전압을 가질 수 있다.
코일들이 전기적으로 분리된 경우, 전기 회로는 상기 독립형 전기 에너지원을 충전하기 위해 상보형 전기 시스템의 커넥터에 접속 가능한 커넥터를 포함할 수 있고, 상기 커넥터는 적어도 복수의 접점을 포함하며, 각 접점은 자유 단부, 및 코일의 중간 포인트에 접속된 다른 단부를 갖는다. 이것에 의해 상기 전기 시스템은 그 중간 포인트, 특히 그 중점을 통해 각 코일에 전력을 공급한다.
이러한 전기 회로는,
- 전기 모터를 회전시키기 위해 인버터로서 사용되는 스위칭 시스템을 통해 상기 독립형 전기 에너지원으로부터 고정자의 코일에 전력을 공급하고,
- 인덕터로서 사용되는 고정자의 코일을 통해서 및 정류기로서 사용되는 스위칭 시스템을 통해서 상기 독립형 전기 에너지원을 충전하기 위해 사용될 수 있다.
변형예로서, 상기 전기 회로는 이 전기 회로가 상기 독립형 전기 에너지원에 의해 전력을 공급받고 다른 회로가 차량에 설치되어 있을 때 회전 전기 모터의 추진력에 전용된다. 상기 다른 회로는 상기 독립형 전기 에너지원이 외부의 단상, 3상 또는 DC 전기 시스템으로부터 충전될 수 있게 하는 커넥터를 포함한다.
이 방전 방법은 DC 버스의 전압치에 따라 제어될 수 있고, 이 전압은 양도체와 음도체 사이에서 측정된다. 제어 유닛은 상기 전압치에 따라 스위칭 셀을 제어하여 상기 양도체와 상기 음도체 사이의 스위칭 시스템에서 단락 회로를 형성할 수 있다. 이러한 제어는 개루프로 또는 폐루프로 실행될 수 있다.
전기 회로는 DC 버스의 전압을 측정하기 위한 요소를 포함할 수 있고, 개루프에서 상기 스위칭 셀의 전자 스위치에 적용되는 듀티사이클은 DC 버스의 전압의 증가율에 따라 결정될 수 있다.
변형예로서, 상기 전기 회로는 DC 버스의 전압을 측정하기 위한 요소 및 스위칭 시스템의 바로 상류에 있는 DC 버스의 양도체에서 전류를 측정하기 위한 요소를 포함할 수 있다. 이 측정 요소에 의해 제공된 전류치는 이력 현상이 있는 비교기 시스템 및 DC 버스의 전압 모니터링에 의해 폐루프 제어가 가능하게 할 수 있다.
발명의 다른 양태에 따르면, 본 발명의 다른 주제는 DC 버스의 양도체와 음도체 사이에서 병렬로 각각 연장하는 복수의 다리 - 각각의 다리는 직렬 접속된 적어도 2개의 스위칭 셀을 포함함 - 를 구비한 스위칭 시스템을 포함한 전기 회로의 적어도 하나의 전기 에너지 축적 장치, 특히 커패시터 또는 독립형 전기 에너지원을 방전시키는 방법에 있어서,
- DC 버스의 양도체와 음도체 사이에서 방전 전류가 흐르게 하는 경로를 규정하도록 제1 다리에서 단락 회로가 생성되는 제1 단계와,
- DC 버스의 양도체와 음도체 사이에서 방전 전류가 흐르게 하는 경로를 규정하도록 제2 다리에서 단락 회로가 생성되는 제2 단계를 포함한다.
위에서 지적한 바와 같이, "순환하는" 단락 회로가 얻어진다. 전기 에너지 축적 장치, 특히 커패시터의 방전에 연루된 전력은 이것에 의해 스위칭 시스템의 적어도 2개의 다리로 소산된다.
제1 단계 중에는 제1 다리만이 단락 회로를 형성할 수 있다. 변형예로서, 제2 다리 또는 다른 다리가 또한 이 제1 단계 중에 단락 회로를 형성할 수 있다. 제2 단계 중에는 제2 다리만이 단락 회로를 형성할 수 있다. 변형예로서, 제1 다리 또는 다른 다리가 또한 이 제2 단계 중에 단락 회로를 형성할 수 있다.
전술한 특징들 중 일부 또는 전부를 이 다른 양태의 발명에 적용할 수 있다. 특히, 이 발명 양태의 변형예는 DC 버스의 양도체와 음도체 사이에서 병렬로 각각 연장하는 복수의 다리 - 각각의 다리는 직렬 접속된 적어도 2개의 스위칭 셀을 포함함 - 를 구비한 스위칭 시스템을 포함한 전기 회로의 적어도 하나의 전기 에너지 축적 장치, 특히 커패시터 또는 독립형 전기 에너지원을 방전시키는 방법에 있어서,
- DC 버스의 양도체와 음도체 사이에서 방전 전류가 흐르게 하는 경로를 규정하도록 제1 다리 및 제2 다리에서 단락 회로가 생성되는 제1 단계와,
- DC 버스의 양도체와 음도체 사이에서 방전 전류가 흐르게 하는 경로를 규정하도록 제2 다리 및 다른 하나의 다리에서 단락 회로가 생성되는 제2 단계를 포함한다.
다리는 상기 제1 단계 및 제2 단계에서 생성된 단락 회로들 간에 공유된다. 따라서, 2개의 단락 회로에 수반되는 다리의 수는 제한된다. 스위치 및/또는 다리는 그들의 제어 파라미터와 관련하여 변할 수 있고, 이것에 의해 축적 장치 방전 방법에서 스위치의 제어를 단순화할 수 있다.
이 방법은 상기 제1 단계 중에 방전 전류가 상기 제1 다리를 통해서만 DC 버스의 양도체로부터 음도체로 흐르게 하도록 단락 회로가 스위칭 시스템의 제1 다리에서 생성되는 단계를 상기 제1 단계 및 상기 제2 단계 전에 포함할 수 있다. 이 방법은 상기 제1 단계 중에 방전 전류가 제3 다리를 통해서만 DC 버스의 양도체로부터 음도체로 흐르게 하도록 단락 회로가 스위칭 시스템의 제3 다리에서 생성되는 단계를 상기 제1 단계 및 상기 제2 단계 전에 포함할 수 있다.
축적 장치의 방전 시작시에, 제거해야 할 에너지는 상당히 크다. 그러나 복수 개 다리의 동시 제어는 다른 무엇보다도 특히 다리의 스위치들 간의 개방/폐쇄 지연과 같은 불일치를 포함할 수 있다. 이러한 불일치는, 상당한 양의 에너지를 제거해야 할 때, 다리의 스위치의 과도한 마모를 유도할 수 있다. 또한, 스위치 및/또는 다리는 그들의 제어 파라미터와 관련하여 변할 수 있다. 제1 다리에서 단락 회로가 먼저 생성되게 함으로써, 다리의 스위치가 마멸되는 위험성이 감소되고, 방전 방법의 신뢰도가 증가한다. 특히, 선행 단계에서 생성된 단락 회로는 이 선행 단계에서 사용된 다리에서 큰 전류의 발생을 피하기 위해 충분히 짧은 지속기간을 갖는다. 더 구체적으로, 선행 단계의 단락 회로의 지속기간은 다리의 스위치에 제어 신호를 인가하는 최소 지속기간과 다리의 스위치를 개방하는 최대 지속기간 사이이고, 상기 최대 지속기간은 상기 스위치가 견디는 최대 전류에 대응한다. 예를 들면, 상기 최소 지속기간은 400ns, 500ns 또는 600ns이다. 상기 최대 지속기간은 700ns, 800ns 또는 900ns이다.
예를 들면, 상기 선행 단계에서, 상기 제1 및 제2 단계는 축적 장치의 방전을 제어하는 신호를 수신한 후에 차례로 구현된다.
본 발명은 특히 차량의 에어컨 압축기(air conditioning compressor)의 전압 컨버터에 또한 관련되고, 상기 전압 컨버터는,
- DC 버스의 양도체와 음도체 사이에서 각각 병렬로 연장하는 복수의 다리 - 각각의 다리는 직렬 접속된 적어도 2개의 스위칭 셀을 포함함 - 를 포함한 스위칭 시스템과,
- 본 발명에 따른 방법을 구현하도록 구성된 제어 유닛을 포함한다.
컨버터는 위에서 설명한, 상호 호환성이 있는 특징들 중의 임의의 하나를 포함할 수 있다. 본 발명은 또한 본 발명에 따른 전압 컨버터를 포함한 차량용의 전기 에어컨 압축기와 관련된다.
본 발명은 제한하는 의도가 없는 예시적인 구현예의 하기 설명 및 첨부 도면을 참조함으로써 더 잘 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 하나 이상 커패시터를 방전하는 방법이 구현될 수 있는 전기 회로의 일부를 도식적으로 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 전기 회로 부분을 포함한 예시적인 전기 회로를 도식적으로 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 회로의 변형예를 도식적으로 나타낸다.
도 4는 일 실시형태에 따른 방전 방법이 구현될 때 도 1 내지 도 3에 도시된 회로의 스위칭 시스템의 다리의 제어를 나타내는 타이밍도이다.
도 5 및 도 6은 각각 커패시터의 방전 중에 커패시터의 단자에서의 전압 및 전류를 나타낸다.
도 7은 다른 실시형태에 따른 방전 방법이 구현될 때 도 1 내지 도 3에 도시된 회로의 스위칭 시스템의 다리의 제어를 나타내는 타이밍도이다.
도 1은 방전 방법이 구현될 수 있는 전기 회로의 일부를 보인 도이다. 여기에서 설명하는 예에서, 방법은 커패시터를 방전시키지만, 본 발명은 그러한 예시적인 컴포넌트를 방전시키는 것으로 제한되지 않는다.
이 회로(1)는 DC 버스(7)의 양도체(4)와 음도체(5) 사이에서 각각 연장하는 복수의 다리(3)를 포함한 스위칭 시스템(2)을 포함한다.
이 예에서, 스위칭 시스템(2)은 3상 DC-AC 컨버터이지만, 본 발명은 이 예로 제한되지 않는다. 각각의 다리(3)는, 이 예에서, 2개의 제어 가능한 스위칭 셀(10)을 포함한다.
스위칭 시스템(2)의 초핑 주파수는 예를 들면 10kHz이다. 각각의 스위칭 셀(10)은 예를 들면 플라이백 다이오드(12)가 역병렬로 접속된 제어 가능형 스위치(11)에 의해 형성된다. 스위치(11)는 트랜지스터, 특히 전계 효과 트랜지스터, 바이폴라 트랜지스터 또는 IGBT형 트랜지스터일 수 있다. 각각의 다리(3)는 2개의 스위칭 셀(10) 사이에 배치된 중점(13)을 갖는다.
이 예에서, 각각의 스위칭 셀(10)은 제어 가능한 것이고, 중앙 집중형 제어 유닛(14)이 제공될 수 있다. 이 제어 유닛(14)은 디지털일 수도 있고 아닐 수도 있는 처리 수단을 포함하고, 모든 전자 스위치(11)를 제어할 수 있다.
전자 스위치(11)의 제어는 이 스위치(11)의 제어 전극에 전류를 주입함으로써 또는 상기 제어 전극에 전위를 인가함으로써 실행될 수 있다.
제어 유닛(14)은, 이 예에서, 하나 이상의 마이크로컨트롤러 및/또는 하나 이상의 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)를 포함한다. 이 제어 유닛(14)은 DC 버스(7)의 전압을 측정하는 요소(18) 및/또는 DC 버스(7)를 통하여 흐르는 전류를 측정하는 요소(19)를 구비할 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 커패시터(20)는 각 다리(3)와 병렬로 접속된다. 이 커패시터는 예를 들면 200㎌ 내지 3500㎌의 용량을 갖는다. 도 1의 예에서, 회로(1)는 회전 전기 모터의 고정자 전기 권선(22)을 포함한다. 이 전기 권선(22)은 예를 들면 고정자의 전기 위상을 각각 형성하는 3개의 코일(23)을 포함한 3상이다. 각 코일(23)은 스위칭 시스템(2)의 중점(13)에 접속되는 단자를 포함한다. 이 접속은 도 1의 예에서 각각의 중점(13)과 대응 코일(23) 간에 개재된 스위치(24)를 닫음으로써 달성될 수 있다.
회전 전기 모터는 특히 영구자석을 구비한 동기 모터, 유도 모터 또는 가변 릴럭턴스 모터일 수 있다.
도 1에 도시된 예에서, 코일(23)들은 별모양 구조로 전기적으로 결합된다. 그러나, 본 발명은 이러한 전기 결합 모드로 또는 서로 전기적으로 결합된 코일(23)로 제한되지 않는다. 도 3은 코일(23)들이 전기적으로 서로 결합되지 않은 도 1의 변형예를 도시하고 있다.
도 3에서는 코일(23)이 고정자 전기 권선(22)의 다른 코일(23)의 단자에 직접 접속, 즉 중간 컴포넌트 없이 접속된 단자를 갖지 않는다는 점에 주목한다. 이 예에서, 스위칭 시스템(2)은 도 1의 예에 비하여 2배 더 많은 다리(3)를 포함한다. 다리(3)의 각 중점(13)은 도 3의 예에서 코일(23)들 중 하나의 각 단자에 접속되고, 각 코일(23)은 H 브리지(27)를 형성하는 2개의 별도의 다리의 2개의 중점 사이에 배치된다. 도 3에서는 스위칭 시스템(2)과 고정자 전기 권선(22) 사이에 스위치(24)가 없지만, 권선(22)을 스위칭 시스템(2)과 분리하기 위해 그러한 스위치가 제공되어도 좋다.
도 1의 회로에 추가하여, 이제 도 2를 참조하여 설명하지만, 이것은 도 3의 회로와도 또한 관련된다. 독립형 전기 에너지원(30)이 스위칭 시스템(2)을 통하여 고정자 전기 권선(22)에 전력을 공급하기 위해 커패시터(20)의 상류에 배치될 수 있다. 상기 독립형 전기 에너지원(30)은 하나의 배터리 또는 복수의 배터리의 병렬 및/또는 직렬 조합일 수 있다.
도 2의 예에서, 회로(1)는 DC-DC 전압 컨버터(32)를 또한 포함한다. 이 전압 컨버터(32)는 상기 독립형 전기 에너지원(30)에 의해 DC 버스(7)로 공급되는 전압치와 일치하도록 및 그 반대로 되도록 구성된다. 도시된 예에서, 컨버터(32)는 가역성 전류 초퍼이다. 공지된 방식으로, 상기 초퍼(32)는 스위칭 시스템(2)의 스위칭 셀(10)과 동일할 수도 있고 다를 수도 있는 2개의 스위칭 셀(35)을 포함하고, 이 스위칭 셀(35)들은 중점(36)에 의해 분리된다. 스위칭 셀(35)은 제어 유닛(14)에 의해 제어될 수 있다. 각각의 스위칭 셀(35)은 이 예에서 가역성이고, 제어 가능한 스위치 및 다이오드를 역병렬로 포함한다. 인덕터(38)가 상기 중점(36)과 상기 독립형 전기 에너지원(30) 사이에 개재된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 커패시터(40)는 독립형 전기 에너지원(30)과 병렬로 접속된다.
안전상의 이유로, 예컨대 사고시의 유지관리 동작 중에, 또는 공장에서 수행되는 테스트 중에, 커패시터(20) 및/또는 커패시터(40)를 방전시킬 필요가 있다. 이하에서 설명하는 예에서, 커패시터(20)의 방전은 그 단자 간의 전압이 410V의 값에 도달한 때와 관련된다. 물론, 이하에서 설명하는 방법은 커패시터(20) 대신에 또는 커패시터(20)에 추가하여 커패시터(40)를 방전시킬 목적으로도 구현될 수 있고, 또한, 도 2에 도시되지 않은 전기 회로의 임의의 다른 커패시터 또는 전기 회로(1)의 임의의 다른 전기 에너지 축적 장치, 예를 들면, 독립형 전기 에너지원(30)을 방전시킬 목적으로도 구현될 수 있다. 방전 중에, 고정자 전기 권선(22)은 스위치(24)를 개방시킴으로써 전기 회로(1)의 나머지로부터 분리될 수 있다.
커패시터(20)를 방전하기 위해, 스위칭 시스템의 각 다리(3)는 도 4에 도시된 것처럼 단락 회로를 연속적으로 형성할 수 있다. 이 예에서, 단락 회로는 도 1의 스위칭 시스템(2)의 가장 좌측 다리(이하, "제1 다리"라고 부름)(3)에서 최초로 생성된다. 이 단락 회로를 생성하기 위해, 제1 다리의 2개의 전자 스위치(11)는 초핑 주기의 값의 소량인 지속기간(t1) 동안 폐쇄되도록 지시된다. 상기 제1 다리가 단락 회로를 형성한 때, 이 다리는 방전 전류(IDC)가 지속기간(t1) 동안 양도체(4)로부터 음도체(5)로 흐를 수 있는 경로를 규정한다. DC 버스(7)에도 또한 흐르는 이 전류(IDC)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1 다리를 통하여 흐르는 단락 회로 전류(ICC1)와 동일하다.
도 5에서도 역시 알 수 있는 바와 같이, 단락 회로는 커패시터(20)의 양 단자 간의 전압(100)의 값이 감소되게 한다. 이 도 5에서, 곡선(110)은 각 다리(3)의 양단자 간의 전압에 대응한다.
후속되는 반복 중에, 단락 회로는 그 다음에 도 1의 스위칭 시스템(2)의 가운데 다리(이하, "제2 다리"라고 부름)에서 생성된다. 이 단락 회로를 생성하기 위해, 제2 다리(3)의 2개의 전자 스위치(11)는 후속 초핑 주기 동안 초핑 주기의 값의 소량인 지속기간(t2) 동안 폐쇄되도록 지시된다. 상기 제2 다리가 단락 회로를 형성한 때, 이 다리는 방전 전류(IDC)가 지속기간(t2) 동안 양도체(4)로부터 음도체(5)로 흐를 수 있는 경로를 규정한다. DC 버스(7)에도 또한 흐르는 이 전류(IDC)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제2 다리를 통하여 흐르는 단락 회로 전류(ICC2)와 동일하다.
방전 전류(IDC)의 값은 이 방전 전류가 지속기간(t1) 동안 상기 제1 다리에서 흐를 때가 상기 방전 전류가 지속기간(t2) 동안 상기 제2 다리에서 흐를 때보다 더 크다는 것을 도 5 및 도 6으로부터 알 수 있다. 상기 제2 다리에서 방전 전류(IDC)의 흐름은 DC 버스(7)의 전압치가 더욱 감소되게 한다는 것을 또한 알 수 있다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 지속기간(t2)은 지속기간(t1)보다 더 길다.
목적이 커패시터(20)의 방전을 실행하는 것일 때, 단락 회로는 도 1의 스위칭 시스템의 우측 다리(이하, "제3 다리"라고 부름)에서 다음으로 생성된다. 이 단락 회로를 생성하기 위해, 제3 다리(3)의 2개의 전자 스위치(11)는 상기 제2 다리가 단락 회로를 형성하는 동안의 초핑 주기에 후속되는 초핑 주기 동안에, 초핑 주기의 값의 소량인 지속기간(t3) 동안 폐쇄되도록 지시된다. 상기 제3 다리가 단락 회로를 형성한 때, 이 다리는 방전 전류(IDC)가 지속기간(t3) 동안 양도체(4)로부터 음도체(5)로 흐를 수 있는 경로를 규정한다. DC 버스(7)에도 또한 흐르는 이 전류(IDC)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제3 다리를 통하여 흐르는 단락 회로 전류(ICC3)와 동일하다.
방전 전류(IDC)의 값은 이 방전 전류가 지속기간(t2) 동안 상기 제2 다리에서 흐를 때가 지속기간(t3) 동안 상기 방전 전류가 상기 제3 다리에서 흐를 때보다 더 크다는 것을 도 5 및 도 6으로부터 알 수 있다. 상기 제3 다리에서 방전 전류(IDC)의 흐름은 DC 버스(7)의 전압치가 더욱 감소되게 한다는 것을 또한 알 수 있다. 도 4에서 알 수 있는 바와 같이, 지속기간(t3)은 지속기간(t1)보다 더 긴 지속기간(t2)보다도 더 길다.
측정 요소(18)에 의해 측정된 전압치 또는 측정 요소(19)에 의해 측정된 전류치가 미리 규정된 값보다 더 낮은지에 따라서, 커패시터(20)의 방전은 계속될 수도 있고 중지될 수도 있다.
스위칭 시스템(2)의 다리(3)는 도시된 것과 동일한 순서로 다시 단락하도록 연속적으로 지시될 수 있고, 매번 단락 회로 지속기간은 반복이 계속됨에 따라 증가한다.
전술한 방전은 개루프에서 실행될 수 있다. 즉, 제어 유닛(4)은 측정 요소(18)를 이용하여 획득된 DC 버스(7)의 전압의 증가율에 따라 결정된 듀티사이클 값을 적용함으로써 제어 가능형 전자 스위치(11)를 제어한다. 이 경우에, 전류 측정 요소(19)는 생략할 수 있다.
변형예로서, 방전은 측정 요소(18, 19)에 의해 폐루프에서 실행된다. 전류 측정 요소(19)에 의해 제공되는 전류치는 이력 현상이 있는 비교기 시스템에 의해 사용될 수 있고, DC 버스의 전압치가 모니터링될 수 있다.
본 발명은 전술한 예시적인 방전 방법으로 제한되지 않는다. 설명하지 않은 다른 예에 있어서, 단락 회로를 연속적으로 형성하기 위해, DC 버스(7)의 양도체(4)에 접속된 모든 전자 스위치(11)는 최초에 동일한 상태, 예를 들면 폐쇄 상태로 있다. 하나의 다리에서 단락 회로를 형성하기 위해, DC 버스(7)의 음도체(5)에 접속된 이 다리의 전자 스위치가 폐쇄되도록 지시된다.
다른 예로서, 제어 유닛(14)에 의해 실행되는 전자 스위치(11)의 제어는 폐루프에서 실행될 수 있다(도 8 참조).
또 다른 예로서, 스위칭 시스템은 예를 들면 다리의 수를 다르게 한다거나 인터리브형 DC-DC 컨버터로 하는 것처럼 다르게 될 수 있다.
여기에서 사용하는 표현 "하나를 포함하는"은 다른 방식으로 명확히 규정되어 있지 않는 한 "적어도 하나를 포함하는"의 표현과 동의어로서 이해하여야 한다.
특수한 예로서, 도 1, 2 및 3에 도시된 회로(1)의 스위칭 시스템(2)은 특히 차량용 에어컨 압축기의 전기 모터를 제어하기 위한 전압 컨버터, 예를 들면, DC-AC 컨버터일 수 있다.
도 7은 커패시터(20)를 방전하는 다른 예시적인 방법을 보인 것이며, 도 7은 도 4의 예와의 차이점에 특히 집중하여 설명할 것이다.
단락 회로는 가장 좌측 다리(3)에서 최초로 생성된다. 그러나, 도 4에 도시된 예와 대조적으로, 후속되는 반복 중에, 단락 회로는 초핑 주기의 값의 소량인 지속기간(t2) 동안 스위칭 시스템(2)의 제2 다리와 제3 다리에서 동시에 생성된다. 상기 2개의 다리는 방전 전류(IDC)가 지속기간(t2) 동안 양도체(4)로부터 음도체(5)로 흐를 수 있는 경로를 규정한다. DC 버스(7)에도 흐르는 이 전류(IDC)는 상기 제2 다리 및 상기 제3 다리를 통하여 흐르는 단락 회로 전류(ICC2, ICC3)의 합과 동일하다. 상기 방전 전류(IDC)를 2개의 다리에 흐르게 함으로써, 방전의 총 지속기간은 도 4의 예에 비하여 감소된다.
목적이 커패시터(20)의 방전을 실행하는 것일 때, 단락 회로는 초핑 주기의 소량인 지속기간(t3) 동안 상기 제3 다리와 제1 다리에서 다음으로 생성된다. 후속되는 반복 중에, 단락 회로는 상기 제1 다리와 제2 다리에서 생성될 수 있다.
측정 요소(18)에 의해 측정된 전압치 또는 측정 요소(19)에 의해 측정된 전류치가 미리 규정된 값보다 더 낮은지에 따라서, 커패시터(20)의 방전은 계속될 수도 있고 중지될 수도 있다. 스위칭 시스템(2)의 다리(3)는 설명한 것과 동일한 순서로 한번에 2개씩 다시 단락하도록 연속적으로 지시될 수 있고, 매번 단락 회로 지속기간은 도 4에 도시된 예와 관련하여 설명한 것처럼 반복이 계속됨에 따라 증가한다.
도 7에 도시된 예에서, 제1 다리의 2개의 전자 스위치(11)를 폐쇄하는 지속기간(t1)은 700ns와 같다. 0부터 500ns까지 폐쇄 신호가 각 다리의 스위치에 인가된다. 500ns 후에, 스위치들은 확실하게 폐쇄된다. 방전 전류(IDC)는 200ns 후에 약 2800A에 도달할 때까지 상기 제1 다리에서 점진적으로 증가한다. 그 다음에, 스위치들은 스위치에 손상을 줄 수 있는 더 높은 강도의 전류를 피하기 위해 개방된다.
커패시터(20)를 방전하기 위해, 스위칭 시스템의 각 다리(3)는 도 4에 도시된 것처럼 단락 회로를 연속적으로 형성할 수 있다. 이 예에서, 단락 회로는 도 1의 스위칭 시스템(2)의 가장 좌측 다리(이하, "제1 다리"라고 부름)(3)에서 최초로 생성된다. 이 단락 회로를 생성하기 위해, 제1 다리의 2개의 전자 스위치(11)는 초핑 주기의 값의 소량인 지속기간(t1) 동안 폐쇄되도록 지시된다. 상기 제1 다리가 단락 회로를 형성한 때, 이 다리는 방전 전류(IDC)가 지속기간(t1) 동안 양도체(4)로부터 음도체(5)로 흐를 수 있는 경로를 규정한다. DC 버스(7)에도 또한 흐르는 이 전류(IDC)는 도 6에 도시된 바와 같이 상기 제1 다리를 통하여 흐르는 단락 회로 전류(ICC1)와 동일하다.

Claims (13)

  1. DC 버스의 양도체와 음도체 사이에서 병렬로 각각 연장되는 복수의 다리(leg) - 각각의 다리는 직렬 접속된 적어도 2개의 스위칭 셀을 포함함 - 를 구비한 스위칭 시스템을 포함한 전기 회로의 적어도 하나의 전기 에너지 축적 장치 - 상기 적어도 하나의 전기 에너지 축적 장치는 커패시터 또는 독립형 전기 에너지원을 포함함 - 를 방전시키는 방법에 있어서,
    - 상기 DC 버스의 양도체와 음도체 사이에서 방전 전류를 흐르게 하는 경로를 규정하도록 제1 다리(leg) 및 제2 다리에서 단락 회로가 생성되는 제1 단계와,
    - 상기 DC 버스의 양도체와 음도체 사이에서 방전 전류를 흐르게 하는 경로를 규정하도록 상기 제2 다리 및 상기 복수의 다리 중 또 다른 하나의 다리에서 단락 회로가 생성되는 제2 단계를 포함하는 전기 에너지 축적 장치의 방전 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 단계 및 상기 제2 단계 이전에, 상기 제1 단계 중에, 방전 전류(IDC)가 상기 제1 다리를 통해서만 상기 DC 버스(7)의 양도체(4)로부터 음도체(5)로 흐르게 하도록 단락 회로가 상기 스위칭 시스템(2)의 상기 제1 다리에서 생성되는 단계를 더 포함하는 전기 에너지 축적 장치의 방전 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 단계 및 상기 제2 단계 이전에, 상기 제1 단계 중에 방전 전류(IDC)가 제3 다리를 통해서만 상기 DC 버스(7)의 양도체(4)로부터 음도체(5)로 흐르게 하도록 단락 회로가 상기 스위칭 시스템(2)의 상기 제3 다리에서 생성되는 단계를 더 포함하는 전기 에너지 축적 장치의 방전 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기 에너지 축적 장치의 방전은 상기 DC 버스(7)의 양도체(4)와 음도체(5) 사이의 스위칭 시스템(2)에서 복수의 단락 회로를 연속적으로 생성함으로써 수행되고, 상기 전기 에너지 축적 장치가 방전됨에 따라 각각의 단락 회로가 생성되는 지속기간은 증가하는 것인 전기 에너지 축적 장치의 방전 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스위칭 시스템(2)은 DC-AC 전압 컨버터를 형성하는 것인 전기 에너지 축적 장치의 방전 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스위칭 시스템(2)은 적어도 2개의 인터리브형 DC-DC 전압 컨버터를 형성하는 것인 전기 에너지 축적 장치의 방전 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 스위칭 셀(10)은 제어 가능하며, 상기 DC 버스(7)의 양도체(4)와 음도체(5) 사이의 다리(3)에서 단락 회로를 형성하기 위해 이 다리(3)의 스위칭 셀(10)을 제어하는 것인 전기 에너지 축적 장치의 방전 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 스위칭 셀(10)은 제어 가능하며, 상기 전기 에너지 축적 장치의 방전 이전에 상기 DC 버스(7)의 양도체(4) 또는 음도체(5)에 직접 접속된 모든 스위칭 셀(10)은 이들이 모두 동일한 스위칭 상태를 갖도록 제어되며, 각각의 단락 회로는 상기 DC 버스(7)의 음도체(5) 또는 양도체(4)에 직접 접속된 스위칭 셀(10)만을 제어함으로써 생성되는 것인 전기 에너지 축적 장치의 방전 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기 회로(1)는 또한, 상기 스위칭 시스템(2)의 각 다리(3)의 중점(13)에 접속 가능한 회전 전기 모터의 고정자 전기 권선(22)을 포함하는 것인 전기 에너지 축적 장치의 방전 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 스위칭 시스템(2)의 각 중점(13)과 상기 고정자 전기 권선(22) 사이에는 스위치(24)가 개재되며, 상기 스위치(24)는 상기 전기 에너지 축적 장치의 방전 중에 상기 스위칭 시스템(2)을 상기 고정자 전기 권선(22)으로부터 분리하는 것인 전기 에너지 축적 장치의 방전 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 스위칭 시스템(2)의 다리(3)와 병렬로 커패시터(20)가 접속되며, 상기 커패시터(20)를 방전시키는 것인 전기 에너지 축적 장치의 방전 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 전기 회로(1)는 커패시터(40)가 병렬로 접속된 독립형의 전기 에너지원(30), 및 상기 독립형 전기 에너지원(30)과 상기 스위칭 시스템(2) 사이에 개재된 DC-DC 전압 컨버터(32)를 더 포함하며, 상기 방법은 상기 커패시터(40)를 방전시키는 것인 전기 에너지 축적 장치의 방전 방법.
  13. 차량의 에어컨 압축기의 전압 컨버터에 있어서,
    - DC 버스(7)의 양도체(4)와 음도체(5) 사이에서 각각 병렬로 연장되는 복수의 다리(3) - 각각의 다리(3)는 직렬 접속된 적어도 2개의 스위칭 셀(10)을 포함함 - 를 포함하는 스위칭 시스템(2)과,
    - 제1항 또는 제2항에 기재된 방법을 구현하도록 구성된 제어 유닛(14)을 구비하는 차량의 에어컨 압축기의 전압 컨버터.
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