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1. EP2564501 - SUBMODUL FÜR EINEN MODULAREN MEHRSTUFENUMRICHTER

Amt
Europäisches Patentamt (EPA)
Aktenzeichen/Anmeldenummer 11717988
Anmeldedatum 20.04.2011
Veröffentlichungsnummer 2564501
Veröffentlichungsdatum 06.03.2013
Veröffentlichungsart B1
IPC
H02M 7/23
HSektion H Elektrotechnik
02Erzeugung, Umwandlung oder Verteilung von elektrischer Energie
MAnlagen zur Umformung von Wechselstrom in Wechselstrom, von Wechselstrom in Gleichstrom oder umgekehrt, oder von Gleichstrom in Gleichstrom und zur Verwendung in Netzen oder ähnlichen Stromversorgungssystemen; Umformung von Gleichstromeingangsleistung oder Wechselstromeingangsleistung in Stoß-Ausgangsleistung; Steuern oder Regeln derselben
7Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom; Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom
02Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom ohne Umkehrmöglichkeit
04durch ruhende Umformer
12unter Verwendung von Entladungsröhren mit Steuerelektrode oder Halbleiterbauelementen mit Steuerelektrode
21unter Verwendung von Vorrichtungen von der Art einer Entladungsröhre oder eines Transistors, die ein stetiges Anlegen eines Steuersignals erfordern
217nur mittels Halbleiterbauelementen
23in Anordnung für Parallelbetrieb
H02M 7/217
HSektion H Elektrotechnik
02Erzeugung, Umwandlung oder Verteilung von elektrischer Energie
MAnlagen zur Umformung von Wechselstrom in Wechselstrom, von Wechselstrom in Gleichstrom oder umgekehrt, oder von Gleichstrom in Gleichstrom und zur Verwendung in Netzen oder ähnlichen Stromversorgungssystemen; Umformung von Gleichstromeingangsleistung oder Wechselstromeingangsleistung in Stoß-Ausgangsleistung; Steuern oder Regeln derselben
7Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom; Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom
02Umformung von Wechselstrom in Gleichstrom ohne Umkehrmöglichkeit
04durch ruhende Umformer
12unter Verwendung von Entladungsröhren mit Steuerelektrode oder Halbleiterbauelementen mit Steuerelektrode
21unter Verwendung von Vorrichtungen von der Art einer Entladungsröhre oder eines Transistors, die ein stetiges Anlegen eines Steuersignals erfordern
217nur mittels Halbleiterbauelementen
CPC
H02M 7/797
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
7Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
66with possibility of reversal
68by static converters
72using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
79using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
797using semiconductor devices only
H02M 1/088
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
1Details of apparatus for conversion
08Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
088for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
H02M 7/483
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
7Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
44by static converters
48using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
H02M 2007/4835
HELECTRICITY
02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
7Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
44by static converters
48using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
483Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
4835comprising a plurality of cells, each including a switchable capacitor, the capacitors having a nominal charge voltage which corresponds to a given fraction of the input voltage, the capacitors being selectively connected in series to determine the instantaneous output voltage
Anmelder SIEMENS AG
Erfinder DOMMASCHK MIKE
EULER INGO
GAMBACH HERBERT
LANG JÖRG
TU QUOC-BUU
WÜRFLINGER KLAUS
Designierte Staaten
Prioritätsdaten 102010018970 27.04.2010 DE
Titel
(DE) SUBMODUL FÜR EINEN MODULAREN MEHRSTUFENUMRICHTER
(EN) SUB-MODULE FOR A MODULAR MULTI-LEVEL CONVERTER
(FR) SOUS-MODULE DESTINÉ À UN CONVERTISSEUR MODULAIRE À ÉTAGES MULTIPLES
Zusammenfassung
(DE)
Um ein Submodul (10) zum Ausbilden eines Mehrstufenumrichters (1) mit einem Energiespeicher (11), einer Leistungshalbleiterschaltung (12), die parallel zum Energiespeicher (11) angeordnet ist und ansteuerbare Leistungshalbleiterventile (14, 15) aufweist, einer ersten Anschlussklemme (17) und einer zweiten Anschlussklemme (18), wobei in Abhängigkeit der Ansteuerung der Leistungshalbleiterventile (14, 15) eine an dem Energiespeicher (11) abfallende Energiespeicherspannung oder eine Nullspannung an den Anschlussklemmen (17, 18) erzeugbar ist, bereitzustellen, an dessen Anschlussklemmen eine möglichst hohe Spannung erzeugt werden kann, wobei gleichzeitig die Ausfallsicherheit erhöht wird, wird vorgeschlagen, dass jedes Leistungshalbleiterventil (14, 15) eine Reihenschaltung aus abschaltbaren Leistungshalbleiterschalteinheiten (19) mit gleicher Durchlassrichtung aufweist, wobei jede Leistungshalbleitereinheit (19) entgegen gesetzt der Durchlassrichtung elektrisch leitfähig ist.

(EN)
The invention relates to a sub-module (10) for forming a multi-level converter (1) having a power accumulator (11), a power semiconductor circuit (12) which is arranged in parallel to the power accumulator (11) and has controllable power semiconductor valves (14, 15), a first connecting terminal (17) and a second connecting terminal (18), a power accumulator voltage drop at the level of the power accumulator (11) or a zero voltage at the level of the connecting terminals (17, 18) being producible depending on how the power semiconductor valves (14, 15) are controlled. The aim of the invention is to improve said sub-module such that as high a voltage as possible can be generated at its connecting terminals while at the same time increasing its reliability. Every power semiconductor valve (14, 15) comprises a series connection of power semiconductor units (19) that can be switched off and have the same direction of passage, every power semiconductor unit (19) being electrically conducting counter to the direction of passage.

(FR)
L'invention vise à mettre au point un sous-module utiliser pour former un convertisseur à étages multiples(1), qui comporte un accumulateur d'énergie (11), un circuit à semi-conducteurs de puissance (12) qui est agencé parallèlement à l'accumulateur d'énergie (11) et présente des valves à semi-conducteurs de puissance pouvant être activées (14, 15), une première borne de raccordement (17) et une seconde borne de raccordement (18), une baisse de tension de l'accumulateur d'énergie (11) ou une tension nulle aux bornes de raccordement (17, 18) pouvant être produite en fonction de l'activation des valves à semi-conducteurs de puissance (14, 15). L'invention vise à ce qu'il soit possible de produire aux bornes de raccordement une tension la plus élevée possible tout en renforçant la fiabilité de fonctionnement. A cette fin, chaque valve à semi-conducteurs de puissance (14, 15) présente un circuit en série constitué d'unités de commutation à semi-conducteurs de puissance (19) déconnectables présentant un même sens passant, chaque unité à semi-conducteurs de puissance (19) étant électroconductrice à l'encontre dudit sens passant.

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