[发明专利]故障电流限制装置、用于限制故障电流的方法和系统

权利要求书

1.一种随交流电源线一起使用的固态故障电流限制装置，包括：

固态开关装置，串联地设置在所述交流电源线中，所述固态开关装置具有输入、输出和栅极，其中施加到所述栅极的电压确定电流是否在所述输入与所述输出之间流动；

栅极驱动电路，与所述栅极连通，以将栅极电压施加到所述栅极，所述电压参考所述输入或所述输出处的电压；

电流监控器，与所述交流电源线和所述栅极驱动电路连通，其中所述栅极电压是基于来自所述电流监控器的输出来确定的；

隔离变压器，具有初级绕组和次级绕组；以及

非隔离交流到直流电源供应器，由所述次级绕组供电且参考所述输入或所述输出处的所述电压，以将直流电源供应到所述栅极驱动电路。

2.根据权利要求1所述的固态故障电流限制装置，其中所述初级绕组设置在所述交流电源线的两个相位之间。

3.根据权利要求1所述的固态故障电流限制装置，还包括独立交流源，其中所述初级绕组跨越所述独立交流源而设置。

4.根据权利要求1所述的固态故障电流限制装置，还包括过电压保护电路，其设置在所述次级绕组与所述非隔离电源供应器之间。

5.根据权利要求1所述的固态故障电流限制装置，其中所述初级绕组和所述次级绕组实体上分离以便提供至少等于所述交流电源线的电压的电压隔离额定值。

6.一种限制交流电源线中的故障电流的方法，包括：

监控穿过所述交流电源线的电流；以及

将电压施加到固态开关装置的栅极以实现或抑制穿过所述固态开关装置的电流的流动，其中所述电压是基于监控穿过所述交流电源线的电流来确定的，其中所述电压是通过以下方式而产生：

使用隔离变压器以产生隔离交流电压；

使用参考所述交流电源线的电压的非隔离交流到直流电源供应器以将所述隔离交流电压转换为隔离直流电压；以及

使用所述隔离直流电压以对与所述固态开关装置的所述栅极连通的栅极驱动电路供电。

7.一种用于限制交流电源线中的故障电流的系统，包括：

隔离变压器，具有初级绕组与第一次级绕组和第二次级绕组；

独立交流源，其中所述初级绕组跨越所述独立交流源而设置；

第一固态故障电流限制装置，包括：

第一固态开关装置，串联地设置在所述交流电源线中，所述第一固态开关装置具有第一输入、第一输出和第一栅极，其中施加到所述第一栅极的第一栅极电压确定电流是否在所述第一输入与所述第一输出之间流动；

第一栅极驱动电路，与所述第一栅极连通，以将所述第一栅极电压施加到所述第一栅极，所述第一栅极电压参考所述第一输入或所述第一输出处的电压；

第一电流监控器，与所述交流电源线和所述第一栅极驱动电路连通，其中所述第一栅极电压是基于来自所述第一电流监控器的输出来确定的；以及

第一非隔离交流到直流电源供应器，由所述第一次级绕组供电且参考所述第一输入或所述第一输出处的所述电压，以将直流电源供应到所述第一栅极驱动电路；以及

第二固态故障电流限制装置，包括：

第二固态开关装置，串联地设置在所述交流电源线中，所述第二固态开关装置具有与所述第一输出连通的第二输入、第二输出和第二栅极，其中施加到所述第二栅极的第二栅极电压确定电流是否在所述第二输入与所述第二输出之间流动；

第二栅极驱动电路，与所述第二栅极连通，以将所述第二栅极电压施加到所述第二栅极，所述第二栅极电压参考所述第二输入或所述第二输出处的电压；

第二电流监控器，与所述交流电源线和所述第二栅极驱动电路连通，其中所述第二栅极电压是基于来自所述第二电流监控器的输出来确定的；以及

第二非隔离交流到直流电源供应器，由所述第二次级绕组供电且参考所述第二输入或所述第二输出处的所述电压，以将直流电源供应到所述第二栅极驱动电路。

8.根据权利要求7所述的系统，还包括：第一过电压保护电路，设置在所述第一次级绕组与所述第一非隔离电源供应器之间；以及第二过电压保护电路，设置在所述第二次级绕组与所述第二非隔离电源供应器之间。

9.根据权利要求7所述的系统，其中所述初级绕组和所述第一次级绕组实体上分离以便提供至少等于所述交流电源线的电压的电压隔离额定值。

10.根据权利要求7所述的系统，其中所述第一次级绕组和所述第二次级绕组实体上分离以便提供至少等于所述交流电源线的电压的电压隔离额定值。