错误电流限制器及其方法技术

一种错误电流限制器及其方法。错误电流限制器可包含传输第一电流的电流限制支路和与电流限制支路并联的控制支路，控制支路传输第二电流。控制支路可包含相互电串联布置的多个固态开关；与所述多个固态开关电串联布置的多个电流监测器；以及至少一个触发电路，其中所述多个电流监测器电耦合到所述至少一个触发电路，且其中所述至少一个触发电路光学耦合到所述多个固态开关。借此，其确保网络始终受到保护。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有自我检测功率电子和触发电路的错误电流限制器
本实施例涉及电流限制装置，且更明确地说，涉及固态错误电流限制器。
技术介绍
现如今，固态错误电流限制器(SSFCL)用以调节传输线上的电流，在传输线上，数千安培的电流的传输是常见的。SSFCL系统被设计成防止在错误条件的情况下的过多电流。在SSFCL的一个设计中，耦合电抗器被配置以将负载电流分裂成控制支路和限制支路。控制支路可包含功率电子开关，且可被设计成传输在功率电子开关的额定值内的电流井，例如，数百安培。限制支路可被设计成传输数千安培，且可进一步被设计有足够的自感以将预期的错误电流限制到所要的安全等级。在正常条件下，电流在耦合电抗器的两个支路中流动，其中反应器在此情形下被设计成具有低损失。提供电路或类似组件以监测控制支路的控制电流，和当超过电流阈值(或其它触发方案)时断开功率电子开关，因此耦合电抗器变得不平衡，且限制支路的自感接着将在限制支路中流动的电流减小到安全等级。当固态开关有故障成短路时，引起前述设计的一个问题。由于这电路只在有错误后断开固态开关，因此固态开关的任何故障在需要错误保护时是明显的。错误电流限制器可包含保险丝以保护免受固态开关故障或其它组件故障。保险丝设计的一个问题为当总电流增大时，用以烧断控制支路中的保险丝的能量可能不够保护网络不受损坏第一峰值错误(即，在大致5ms下)。实际上，当耦合电抗器被设计成允许比正常电流小的错误电流通过(例如，归因于高峰值错误电流减小要求)时，保险丝保护系统可永不工作。关于这些和其它考虑因素，提供本揭示内容。
技术实现思路
在一个实施例中，一种错误电流限制器可包含传输第一电流的电流限制支路和与所述电流限制支路并联的控制支路，所述控制支路传输第二电流。所述控制支路可包含相互电串联布置的多个固态开关；与所述多个固态开关电串联布置的多个电流监测器；以及至少一个触发电路，其中所述多个电流监测器电耦合到所述至少一个触发电路，且其中所述至少一个触发电路光学耦合到所述多个固态开关。在另一实施例中，一种方法可包含接收起始在错误电流限制器的触发器板处的自我测试程序的信号。所述方法可还包含在所述接收到所述信号后起始在所述触发器板中的所述自我测试程序。在另一实施例中，一种错误电流限制器可包含在控制支路中相互电串联布置的多个固态开关模块和与所述多个固态开关电串联布置的多个电流监测器。所述错误电流限制器可还包含至少一个触发电路，其中所述多个电流监测器耦合到所述至少一个触发电路，且其中所述至少一个触发电路耦合到所述多个固态开关模块。所述错误电流限制器可另外包含耦合到所述至少一个触发电路的监测电路。附图说明图1呈现根据本揭示内容的实施例的示范性错误电流限制器。图2呈现根据本揭示内容的其它实施例的另一示范性错误电流限制器。图3呈现根据本揭示内容的另外实施例的错误电流限制器的示范性控制支路。图4呈现根据本揭示内容的额外实施例的示范性处理流程。图5呈现根据本揭示内容的另外实施例的示范性处理流程。具体实施方式现将在下文参看附图更充分地描述本实施例，附图中展示了一些实施例。本揭示内容的标的物可以许多不同形式体现且并不解释为限于本文中所阐述的实施例。提供这些实施例，因此本揭示内容将透彻且完整，并且这些实施例将把标的物的范围充分地传达给所属领域的技术人员。在附图中，相似数字始终指代相似元件。本实施例涉及用于改善的错误电流保护的设备、系统和方法。各种实施例通过提供电路系统架构和技术以有助于检查包含检测电路和功率电子产品的错误电流限制器的组件来解决与在需要错误保护时的故障有关的问题。各种实施例提供错误电流限制器的控制支路，错误电流限制器包含与多个固态开关电串联布置的多个电流监测器。在各种实施例中提供控制支路的新颖实施例以用于控制多个固态开关。在一些实施例中，多个触发电路可耦合到所述多个固态开关，如下在本文中详述。在一些实施例中，可将给定触发电路安置于专用触发电路板上。触发电路可配置有多个输入端以从多个电流监测器接收电流信号，以及比较电路以用于比较从多个电流监测器接收的电流信号。所述触发电路可还包含用于如下详述的测试的电流源，以及用于允许执行测试的开关。此外，所述触发电路可包含控制逻辑以确保在正确的情况下执行测试。此外，所述触发电路可包含用于运行自我测试的输入端，以及用于用信号表示自我测试的完成的输出端。在具有多个触发电路的各种实施例中，触发电路可还包含从额外板输入的触发器，以及输出到额外板的触发器。在各种实施例中，在错误电流限制器的控制支路中提供新颖监测板，其中监测板可针对在自我测试期间来自固态开关的反馈而配置。举例来说，监测板可包含光学耦合到多个固态开关的多个检测器。监测板可还包含多个电流输入端和耦合到位于多个触发板上的比较器的多个比较器信号输入端。监测板可还包含可编程测试计时器以控制自我测试的计时。此外，监测板可包含手动“执行测试”输入端，以及运行自我测试输出端。此外，监测板可包含输出端以将测试状态输出到用于错误电流限制器的总控制系统。在一些实施例中，可将执行触发、测试和监测功能的组件物理集成到单一板内。图1说明根据本揭示内容的各种实施例的错误电流限制器100。错误电流限制器100可用以限制沿着传输线或其它电流携载路径的电流。错误电流限制器100可包含传输第一电流的电流限制支路102和传输第二电流的控制支路，其中第二电流可比第一电流低得多。举例来说，在正常操作中，穿过电流限制支路102的第一电流可在两千安培、三千安培或更大的范围中。实施例在此情况下不受限制。控制支路104可被配置以传送例如200A、300A或类似值的电流。实施例在此情况下不受限制。错误电流限制器100可配置为固态错误电流限制器以在控制支路104中包含相互电串联布置的多个固态开关，其展示为固态开关108。在一些实施例中，这些固态开关可为绝缘栅极双极晶体管(IGBT)。实施例在此情况下不受限制。如本文中所使用，术语“固态开关”可指包含固态开关的固态开关模块，固态开关例如IGBT和相关联的电路，相关联的电路包含例如信号接收器、发光二极管(LED)和其它电路的接口。错误电流限制器100还可包含与多个固态开关108电串联布置的多个电流监测器106。电流监测器106可配置于如所展示的控制支路104中，或电流限制支路102中或错误电流限制器100外。如在图1中进一步展示，错误电流限制器100还可包含至少一个触发电路，展示为触发电路112，其中多个电流监测器106耦合到触发电路112，且其中触发电路112耦合到多个固态开关108。在图1的实例中，展示两个电流监测器-电流监测器106，其中两个电流监测器的使用可将冗余供应到沿着控制支路104的电流检测。给定触发电路(展示为触发电路112)可包含电耦合到第一电流监测器(展示为电流监测器106)的第一电流监测器输出端和电耦合到第二电流监测器(也展示为电流监测器106)的第二电流监测器输出端的阈值检测器126。阈值检测器126可被配置以使用从电流监测器106接收的电流信号确定正沿着控制支路传输的电流超过阈值的时间。触发电路112可位于触发板上，其中触发板设定在相对于接地的相对低电压下，而控制支路104的其它元件(例如，固态开关108)处于相对较高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种错误电流限制器，包括：电流限制支路，其传输第一电流；控制支路，其与所述电流限制支路并联，所述控制支路传输第二电流，所述控制支路包括：多个固态开关，其相互电串联布置；多个电流监测器，其与所述多个固态开关电串联布置的；以及至少一个触发电路，其中所述多个电流监测器电耦合到所述至少一个触发电路，且其中所述至少一个触发电路光学耦合到多个固态开关。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.19 US 15/048,0721.一种错误电流限制器，包括：电流限制支路，其传输第一电流；控制支路，其与所述电流限制支路并联，所述控制支路传输第二电流，所述控制支路包括：多个固态开关，其相互电串联布置；多个电流监测器，其与所述多个固态开关电串联布置的；以及至少一个触发电路，其中所述多个电流监测器电耦合到所述至少一个触发电路，且其中所述至少一个触发电路光学耦合到多个固态开关。2.根据权利要求1所述的错误电流限制器，还包括监测电路，其耦合到所述至少一个触发电路。3.根据权利要求1所述的错误电流限制器，其中所述至少一个触发电路包括：阈值检测器，所述阈值检测器间接地电耦合到第一电流监测器的第一电流监测器输出端和第二电流监测器的第二电流监测器输出端；第一触发器发光二极管(LED)，其电耦合到所述阈值检测器的输出端且光学耦合到所述多个固态开关中的第一固态开关；以及第二触发器发光二极管(LED)，其电耦合到所述阈值检测器的所述输出端且光学耦合到所述多个固态开关中的第二固态开关。4.根据权利要求3所述的错误电流限制器，其中所述至少一个触发电路还包括：第一滤波器，其具有耦合到来自所述第一电流监测器的所述第一电流监测器输出端的第一滤波器输入端，且进一步具有第一滤波器输出端；第二滤波器，其具有耦合到来自所述第二电流监测器的所述第二电流监测器输出端的第二滤波器输入端，且进一步具有第二滤波器输出端；第一短接开关，其耦合到所述第一滤波器输出端且具有第一短接开关输出端；第二短接开关，其耦合到所述第二滤波器输出端且具有第二短接开关输出端；第一选择开关，其耦合到所述第一短接开关输出端且具有第一选择开关输出端；以及第二选择开关，其耦合到所述第二短接开关输出端且具有第二选择开关输出端，其中所述阈值检测器包括耦合到所述第一选择开关输出端和所述第二选择开关输出端的阈值检测器输入端。5.根据权利要求3所述的错误电流限制器，还包括计时器，其耦合到所述阈值检测器的所述输出端且具有耦合到所述第一触发器发光二极管和所述第二触发器发光二极管的输出端。6.根据权利要求4所述的错误电流限制器，所述至少一个触发电路还包括：电流源，其具有电流源输出端；以及第三选择开关，其耦合到所述电流源输出端且具有耦合到所述阈值检测器的第三选择开关输出端。7.根据权利要求2所述的错误电流限制器，其中所述多个固态开关包括：第一固态开关，包含光学耦合到所述监测电路的第一发光二极管，和第二固态开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚德里安·威尔森，阿尔森·巴拜亚，赫伯特·皮尔利德，
申请(专利权)人：瓦里安半导体设备公司，
类型：发明
国别省市：美国,US