ES2379280T3

Self-protective high-current low-loss bi-directional semiconductor switch module and method of operation

Abstract

A two-way switch module (60), comprising: (a) a two-way switch (5, 30, 65) capable of activating / deactivating a flow of energy (21, 26, 40, 50) in any direction between a first and a second terminal (20, 115, 25, 110) of the two-way switch in response to a control signal (125) applied to a control terminal (140) of the two-way switch; (b) a sensor (90) capable of detecting an average magnitude of the energy flow in any direction between the first and second terminals of the two-way switch; and (c) a processor (120), which includes a programmable code that can function in the processor; The processor activates / deactivates in a controlled manner the flow of energy (21, 26, 40, 50) in any direction by applying a time-varying control signal (125) to the control terminal (140) of the two-way switch (5 , 30, 65) so that the average magnitude does not exceed one or more predefined average magnitudes.

ES2379280T3, drawing sheet 1
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16 claims: 2 independent, 14 dependent

  1. 1
    ES 2 379 280 T3 REIVINDICACIONES 1. Un módulo conmutador de doble sentido (60), que comprende:(a) un conmutador de doble sentido (5, 30, 65) capaz de activar/desactivar un flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido entre un primer y un segundo terminal (20, 115, 25, 110) del conmutador de doble sentido en respuesta a una señal de control (125) aplicada a un terminal de control (140) del conmutador de doble sentido;(b) un sensor (90) capaz de detectar una magnitud media del flujo de energía en cualquier sentido entre el primer y el segundo terminal del conmutador de doble sentido;y (c) un procesador (120), que incluye un código programable que puede funcionar en el procesador;el procesador activa/desactiva de manera controlada el flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido aplicando una señal de control (125) variable con el tiempo al terminal de control (140) del conmutador de doble sentido (5, 30, 65) de modo que la magnitud media no supere una o más magnitudes medias predefinidas.
  2. 2
    El módulo conmutador de doble sentido (60) de la reivindicación 1, en el que el conmutador de doble sentido (5, 30, 65) comprende un conmutador semiconductor de doble sentido (145).
  3. 3
    El módulo conmutador de doble sentido (60) de la reivindicación 1, en el que el sensor (90) comprende un sensor de corriente eléctrica capaz de detectar una magnitud media de una corriente eléctrica en cualquier sentido.
  4. 4
    El módulo conmutador de doble sentido (60) de la reivindicación 1, en el que el conmutador de doble sentido (5, 30, 65) se configura para permitir que la energía fluya (21, 26, 40, 50) desde el primer terminal al segundo terminal (20, 115, 25, 110) cuando un nivel de voltaje de la señal eléctrica (125) variable con el tiempo está substancialmente por encima de un nivel medio de voltaje.
  5. 5
    El módulo conmutador de doble sentido (60) de la reivindicación 1, en el que el conmutador de doble sentido (5,30, 30, 65) se configura para permitir que la energía fluya (21, 26, 40, 50) desde el segundo terminal al primer terminal cuando un nivel de voltaje de la señal eléctrica (125) variable con el tiempo está substancialmente por debajo de un nivel medio de voltaje.
  6. 6
    El módulo conmutador de doble sentido (60) de la reivindicación 1, en el que:el sensor (90) es capaz además de detectar una magnitud instantánea de un flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido;y en el que: el procesador (120) desactiva el flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido aplicando una señal (125) de desactivación por corriente transitoria al terminal de control (140) cuando la magnitud instantánea es mayor que una o más magnitudes de corriente transitoria.
  7. 7
    El módulo conmutador de doble sentido (60) de la reivindicación 1, en el que:el sensor (90) es capaz además de detectar una magnitud instantánea de un flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido;y en el que: el procesador (120) determina un intervalo de tiempo que empieza en el momento en el que la magnitud instantánea sobrepasa una o más magnitudes de exceso de capacidad y termina en el momento en el que la magnitud instantánea cae por debajo de una o más magnitudes de exceso de capacidad, y desactiva el flujo de energía (21, 26, 40, 50) aplicando una señal (125) de desactivación por exceso de capacidad al terminal de control (140) cuando el intervalo de tiempo es substancialmente equivalente a uno o más intervalos de tiempo de exceso de capacidad.
  8. 8
    El módulo conmutador de doble sentido (60) de la reivindicación 1, en el que:el sensor (90) es además capaz de detectar una magnitud de diferencia de un flujo de energía (21, 26, 40, 50) entre dos magnitudes instantáneas consecutivas del flujo de energía obtenidas en un intervalo de tiempo de diferencia aparte;y en el que: el procesador (120) desactiva el flujo de energía (21, 26, 40, 50) aplicando una señal (125) de desactivación por cambio al terminal de control (140) cuando la magnitud de diferencia es mayor que una o más magnitudes de cambio.
  9. 9
    El módulo conmutador de doble sentido (60) de la reivindicación 1, en el que:ES 2 379 280 T3 el sensor (90) es además capaz de detectar una temperatura del módulo conmutador de doble sentido (60);y en el que: el procesador (120) desactiva el flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido aplicando una señal (125) de sobrecalentamiento al terminal de control (140) cuando la temperatura es mayor que una o más temperaturas de sobrecalentamiento.
  10. 10
    El módulo conmutador de doble sentido (60) de la reivindicación 1, que comprende además:un receptor (35, 135) capaz de recibir una o más magnitudes medias de entrada;en el que el procesador (129) se configura para activar/desactivar de manera controlada el flujo de energía (21, 26, 40, 50) aplicando una señal de control (125) variable con el tiempo al terminal de control (140) del conmutador de doble sentido (5, 30, 65) de modo que la magnitud media no supere por lo menos una o más magnitudes medias de entrada.
  11. 11
    Un método para conmutar un módulo conmutador de doble sentido (60), que comprende:(a) detectar (185) una magnitud media de un flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido entre un primer y un segundo terminal (20, 115, 25, 110) del módulo conmutador de doble sentido (60);(b) comparar (195, 220, 230, 255) la magnitud media con una o más magnitudes medias predefinidas;y (c) activar/desactivar de manera controlada (205, 240, 265, 275) el flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido aplicando una señal de control (125) variable con el tiempo de modo que la magnitud media no supere por lo menos una o más magnitudes medias predefinidas.
  12. 12
    El método de la reivindicación 11, en el que la una o más magnitudes medias predefinidas comprenden una primera magnitud media predefinida que corresponde a un primer sentido (40) desde el primer terminal al segundo terminal y una segunda magnitud media predefinida que corresponde a un segundo sentido (50) desde el segundo terminal al primer terminal.
  13. 13
    El método de la reivindicación 11, que comprende además:(a) detectar (185) una magnitud instantánea de un flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido;(b) comparar (195, 220, 230, 255) la magnitud instantánea con una o más magnitudes de corriente transitoria;y (c) desactivar (205, 240, 265, 275) el flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido aplicando una señal (125) de desactivación por corriente transitoria cuando la magnitud instantánea es mayor que por lo menos una de las magnitudes de corriente transitoria.
  14. 14
    El método de la reivindicación 11, que comprende además:(a) detectar (185) una magnitud instantánea de un flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido;(b) determinar (195, 220, 230, 255) un intervalo de tiempo que empieza en un momento en el que la magnitud instantánea sobrepasa una o más magnitudes de exceso de capacidad y termina en un momento en el que la magnitud instantánea cae por debajo de la una o más magnitudes de exceso de capacidad;(c) comparar (195, 220, 230, 255) el intervalo de tiempo con uno o más intervalos de tiempo de exceso de capacidad;y (d) desactivar (205, 240, 265, 275) el flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido aplicando una señal (125) de desactivación por exceso de capacidad cuando el intervalo de tiempo es substancialmente equivalente a por lo menos uno o más intervalos de tiempo de exceso de capacidad.
  15. 15
    El método de la reivindicación 11, que comprende además:(a) detectar (185) una magnitud de diferencia de un flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido entre dos magnitudes instantáneas consecutivas del flujo de energía obtenidas en un intervalo de tiempo de diferencia aparte;(b) comparar (195, 220, 230, 255) la magnitud de diferencia con una o más magnitudes de cambio;y ES 2 379 280 T3 (c) desactivar (205, 240, 265, 275) el flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido aplicando una señal (125) de desactivación por cambio cuando la magnitud de diferencia es mayor que por lo menos una de las magnitudes de cambio.
  16. 16
    El método de la reivindicación 11, que comprende además:5 (a) detectar (185) una temperatura del módulo conmutador de doble sentido (60);(b) comparar (195, 220, 230, 255) la temperatura con una o más temperaturas de sobrecalentamiento;y (c) desactivar (205, 240, 265, 275) el flujo de energía (21, 26, 40, 50) en cualquier sentido aplicando una señal (125) de sobrecalentamiento cuando la temperatura es mayor que por lo menos una o más temperaturas de sobrecalentamiento. 10 17. El método de la reivindicación 11, que comprende además: (d) recibir (185, 135) una o más magnitudes medias de entrada;en el que (b) comprende comparar (195, 220, 230, 255) la magnitud media con una o más magnitudes medias de entrada;y en el que (c) comprende activar/desactivar de manera controlada (205, 240, 265, 275) el flujo de energía (21, 26, 40, 15 50) en cualquier sentido aplicando una señal de control (125) variable con el tiempo de modo que la magnitud media no supere por lo menos una o más magnitudes medias de entrada.
Independent claims16