[其他]模块化的多级变换器

说明书

本实用新型涉及一种具有子模块(1_1至6_n)的模块化的多级变换器(1)，子模块分别具有至少两个电子开关元件(202，206)、电气能量存储器(210)、两个电流接头(212，215)和光学通信接头(230)。此外，变换器还具有针对子模块的控制设备(35)。在此，控制设备(35)借助第一光学通信连接(402)与电子接口电路(404)连接。接口电路(404)具有多个子模块接口(450，452)，并且子模块接口(450，452)分别借助光学子模块通信连接(456，461)与子模块(1_1，2_1)中的一个光学连接。

技术领域

本实用新型涉及一种具有多个子模块的模块化的多级变换器，子模块分别具有至少两个电子开关元件和电气能量存储器。

背景技术

变换器是用于转换电能的电力电子电路。利用变换器可以将交流电转换为直流电、将直流电转换为交流电，将交流电转换为其他频率和/或幅值的交流电或者将直流电转换为其他电压的直流电。变换器可以具有电气串联连接的多个类似的模块(所谓的子模块)。这些子模块分别具有至少两个电子开关元件和电气能量存储器。这种变换器被称为模块化的多级变换器。通过子模块的电气串联电路可以达到高的输出电压。变换器可以简单地适应不同的电压(根据不同的电压调整)并且可以相对精确地产生期望的输出电压。模块化的多级变换器通常在高压范围内应用，例如作为高压直流电传输设备中的变换器或者作为灵活的交流电传输系统中的无功功率补偿器应用。

为了控制包含在子模块中的电子开关元件以及为了反馈子模块的状态(例如为了反馈子模块的能量存储器的充电状态)，在中央控制设备和子模块之间交换消息。由于简单的和低成本的可实现性的原因，期望将控制设备布置在地电位，相反地，各个子模块可以处于不同的电压电位上(此外还可以处于高压电位上)。因此借助光波导体进行到子模块的消息传输。

在此可以想到的是，从中央控制设备到每个子模块铺设光波导体(以便将消息从控制设备传输到子模块)，和从子模块到控制设备铺设另外的光波导体(以便将消息从子模块传输到控制设备)。在该方案中，每个子模块需要两条光波导体，其从子模块延伸到控制设备。因为控制设备到相应的子模块可以有相当远的距离(这种距离例如可以是100m以及更大)，所以需要非常长的光波导体并且这产生针对该光波导体和其铺设的相当大的开销。

实用新型内容

因此本实用新型要解决的技术问题是，提供一种变换器，借助其可以低成本地实现消息到子模块的传输。

上述技术问题根据本实用新型通过根据本实用新型的具有子模块和针对子模块的控制设备的模块化的多级变换器来解决。在本实用新型中还给出了多级变换器的有利的实施方式。

公开了一种具有子模块和针对子模块的控制设备的模块化的多级变换器，子模块分别具有至少两个电子开关元件、电气能量存储器、两个电流接头和光学通信接头，其中控制设备借助第一光学通信连接与电子接口电路连接，接口电路具有多个子模块接口，并且子模块接口分别借助光学子模块通信连接与子模块中的一个光学连接。

在此特别有利的是，在控制设备和接口电路之间仅需要布置唯一一个第一光学通信连接。这一个光学通信连接可以有利地相对低成本地实现。在接口电路和子模块之间分别仅需要(单独的)光学子模块通信连接，其中给每个子模块配备了恰好一个光学子模块通信连接。

变换器可以被设计为，光学子模块通信连接是双向光学子模块通信连接。也就是，每个双向子模块通信连接允许从子模块到接口电路以及从接口电路到子模块的通信/消息传输。

变换器可以被设计为，光学子模块通信连接分别具有至少一个光波导体，其将接口电路与子模块连接。借助至少一个光波导体可以以简单的方式实现电气电位分离。