CN104702125B - 电能变换装置，冗余控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电能变换装置、冗余控制系统及方法，其中的冗余控制方法包括：在每个开关周期内：接收多个侦测模组产生的一个或多个故障信号；识别与该接收到的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关；控制该识别的一个或多个电子开关持续导通第一预定时间；当同时导通的电子开关的数量大于该串联连接的多个电子开关中包含的冗余电子开关的数量时，关断串联连接的所有电子开关。本发明还提供了一种冗余控制系统及电能变换装置。当出现故障的一个或多个电子开关的数量小于冗余电子开关的数量时，控制上述出现故障的一个或多个电子开关持续导通，使其不影响该串联连接的多个电子开关中其他电子开关的正常工作，提高了可靠性。

Description

电能变换装置，冗余控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种冗余控制系统及方法，特别涉及一种应用于串联连接的多个电子开关的冗余控制系统、冗余控制方法以及电能变换装置。

背景技术

变换器(Converter)作为能量变换装置，可以将直流电压变换为交流电压或者将交流电压变换为直流电压。典型地，逆变器作为变换器的一种通常包括多个开关单元。每个开关单元包括串联连接的多个电子开关(例如IGBT等)，当上述串联连接的多个电子开关中的某一个电子开关出现故障(例如因过压而雪崩击穿或者过热损坏)时，都会导致上述开关单元出现故障，进而导致整个逆变器出现故障。

每个开关单元随着串联连接的IGBT数量的增加，该开关单元的故障率也会大大增加，因而降低了逆变器的可靠性。

因此，需要应用一种冗余控制方法于包括串联连接的多个电子开关的单个开关单元中以解决上述问题。

发明内容

现在归纳本发明的一个或多个方面以便于本发明的基本理解，其中该归纳并不是本发明的扩展性纵览，且并非旨在标识本发明的某些要素，也并非旨在划出其范围。相反，该归纳的主要目的是在下文呈现更详细的描述之前用简化形式呈现本发明的一些概念。

本发明的一个方面在于提供一种冗余控制方法，该冗余控制方法包括：在循环的多个开关周期的每个开关周期内：

提供多个侦测模组分别侦测串联连接的多个电子开关是否具有故障反馈并在侦测到一个或多个电子开关具有故障反馈时产生一个或多个故障信号；

接收所述多个侦测模组产生的一个或多个故障信号；

识别与所述接收的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关；

控制所述识别的一个或多个电子开关持续导通第一预定时间；

当同时导通的电子开关的数量大于该串联连接的多个电子开关中包含的冗余电子开关的数量时，关断串联连接的所有电子开关。

本发明的另一个方面在于提供一种冗余控制系统，该冗余控制系统包括：

多个侦测模组，用于分别侦测串联连接的多个电子开关是否具有故障反馈并在侦测到一个或多个电子开关具有故障反馈时产生一个或多个故障信号；

控制器，用于在循环的多个开关周期的每个开关周期内执行以下操作：

接收所述多个侦测模组产生的一个或多个故障信号；

识别与所述接收的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关；

控制所述识别的一个或多个电子开关持续导通第一预定时间；

当同时导通的电子开关的数量大于该串联连接的多个电子开关中包含的冗余电子开关的数量时，关断串联连接的所有电子开关。

本发明的另一个方面在于提供一种冗余控制方法，该冗余控制方法包括：

在至少两个相邻的开关周期的每个开关周期内，提供多个侦测模组分别侦测串联连接的多个电子开关是否具有故障反馈并在侦测到一个或多个电子开关具有故障反馈时产生一个或多个故障信号；

在该每个开关周期内，接收该多个侦测模组产生的一个或多个故障信号；

识别在所述至少两个相邻的开关周期内的接收次数大于至少一次的一个或多个故障信号；

控制与所述识别的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关持续导通第一预定时间；

当同时导通的电子开关的数量大于该串联连接的多个电子开关中包含的冗余电子开关的数量时，关断串联连接的所有电子开关。

本发明的另一个方面在于提供一种冗余控制系统，该冗余控制系统包括：

多个侦测模组，用于分别侦测串联连接的多个电子开关是否具有故障反馈并在侦测到一个或多个电子开关具有故障反馈时产生一个或多个故障信号；

控制器，用于执行以下操作：

在至少两个相邻的开关周期的每个开关周期内，接收该多个侦测模组产生的一个或多个故障信号；

识别在所述至少两个相邻的开关周期内的接收次数大于至少一次的一个或多个故障信号；

控制与所述识别的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关持续导通第一预定时间；

当同时导通的电子开关的数量大于该串联连接的多个电子开关中包含的冗余电子开关的数量时，关断串联连接的所有电子开关。

本发明的另一个方面在于提供一种电能变换装置，该电能变换装置包括：

变换器，用于将直流电压转换成交流电压或将交流电压转换成直流电压；该变换器包括多个开关单元，每个开关单元包括串联连接的多个电子开关；

冗余控制系统包括：

多个侦测模组，用于分别侦测所述串联连接的多个电子开关是否具有故障反馈并在侦测到一个或多个电子开关具有故障反馈时产生一个或多个故障信号；

控制器，用于在循环的多个开关周期的每个开关周期内执行以下操作：

接收所述多个侦测模组产生的一个或多个故障信号；

识别与所述接收的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关；

控制所述识别的一个或多个电子开关持续导通第一预定时间；

当同时导通的电子开关的数量大于该串联连接的多个电子开关中包含的冗余电子开关的数量时，关断串联连接的所有电子开关。

本发明提供的冗余控制方法、冗余控制系统及电能变换装置，由于串联连接的多个电子开关中包括一定数量的冗余电子开关，并且多个侦测模组可以识别出串联连接的多个电子开关中出现故障的电子开关；当出现故障的电子开关的数量小于冗余电子开关的数量时，控制器可控制识别出故障的电子开关持续导通，使得出现故障的电子开关不影响串联连接的多个电子开关中其他电子开关的正常工作，提高了可靠性。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施方式进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1为一种电能变换装置的示意图。

图2为本发明冗余控制系统的第一种实施方式的电路图，该冗余控制系统包括侦测模组。

图3为图2所示侦测模组的第一种实施方式的功能模块图。

图4A为图3所示侦测模组的第一部分的电路图。

图4B为图3所示侦测模组的第二部分的电路图。

图5为图2所示侦测模组的第二种实施方式的功能模块图。

图6为图5所示侦测模组的电路图。

图7为本发明冗余控制系统的第二种实施方式的电路图，该冗余控制系统包括过压保护电路及侦测模组。

图8为图7所示侦测模组的一种实施方式的功能模块图。

图9为图7所示过压保护电路的一种实施方式的电路图。

图10为图9所示过压保护电路的波形示意图。

图11为第一种实施方式的冗余控制方法的流程图。

图12为第二种实施方式的冗余控制方法的流程图。

具体实施方式

以下将描述本发明的具体实施方式，需要指出的是，在这些实施方式的具体描述过程中，为了进行简明扼要的描述，本说明书不可能对实际的实施方式的所有特征均作详尽的描述。应当可以理解的是，在任意一种实施方式的实际实施过程中，正如在任意一个工程项目或者设计项目的过程中，为了实现开发者的具体目标，为了满足系统相关的或者商业相关的限制，常常会做出各种各样的具体决策，而这也会从一种实施方式到另一种实施方式之间发生改变。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本发明公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本公开揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本公开的内容不充分。

除非另作定义，权利要求书和说明书中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。

请参阅图1，为一种电能变换装置900的示意图。作为一个例子，电能变换装置900包括第一功率单元920、变换器126、第二功率单元940及控制系统140。电能变换装置900可能还包括其他的元件，例如直流环节(DC Link)124及图中示出的二极管D1。电能变换装置900可能还包括其他未示出的元件，例如，在第一功率单元920和该变换器126之间可以设置断路器等，并且在该变换器126与该第二功率单元940之间，也可以设置滤波装置以及断路器等；再例如电能变换装置900还可以包括用于储存直流电能的能量存储装置。这里为了方便说明，仅给出了电能变换装置900简化了的示意图。

在一种实施方式中，控制系统140与变换器126进行光通信连接，以通过光通信线路，例如，一个或多个光纤，传送控制信号给变换器126。在另外一种实施方式中，控制系统140与变换器126进行电通信连接，以通过一个或多个电连接线路，例如导电线，传送控制信号给变换器126。

在一种实施方式中，控制系统140输出控制命令来控制该变换器126工作，以将第一功率单元920输出的直流电转换为可驱动第二功率单元940运作的交流电。例如，能够提供直流电的直流功率装置如太阳能电池板、蓄电池和超级电容可用作该第一功率单元920，能够接收交流电的交流功率装置如交流电机和交流电网可用作该第二功率单元940。

相对应地，该变换器126可实施为逆变器将由第一功率单元920输出的直流电逆变为交流电输出给该第二功率单元940。该变换器126包括第一端口202和第二端口204，该第一端口202和第二端口204用于接收直流电压，例如，由图示的第一功率单元920提供的直流电压。在该第一端口202和该第二端口204之间电连接有直流环节124，该直流环节124用于对接收的直流电压进行滤波，以及维持恒定的电压输出给与之相连的开关器件。该第一端口202与第一直流线路206电连接，该第二端口204与第二直流线路208电连接。在一种实施方式中，该直流环节124包括第一电容器C1和第二电容器C2，该第一电容器C1和第二电容器C2串联连接于第一直流线路206与第二直流线路208之间。在其他实施方式中，该直流环节124也可以包括多于两个的电容器，并且至少部分电容器也可以并联连接。在一种实施方式中，二极管D1的阴极与第一直流线路206电性连接，二极管D1的阳极与第二直流线路208电性连接。

变换器126还包括六个开关单元，例如图示的第一开关单元K1、第二开关单元K2、第三开关单元K3、第四开关单元K4、第五开关单元K5及第六开关单元K6。该第一开关单元K1与第二开关单元K2串联连接于该第一直流线路206与第二直流线路208之间，第一输出点226由该第一开关单元K1与第二开关单元K2之间形成的连接点定义。该第三开关单元K3与第四开关单元K4串联连接于该第一直流线路206与第二直流线路208之间，第二输出点236由该第三开关单元K3和第四开关单元K4之间形成的连接点定义。该第五开关单元K5及第六开关单元K6串联连接于该第一直流线路206与第二直流线路208之间，第三输出点246由该第五开关单元K5和第六开关单元K6之间形成的连接点定义。第一输出点226、第二输出点236及第三输出点246用于输出三相交流电压至第二功率单元940，并且该三相交流电压在相位上彼此相差120度。可以理解的是，在一种实施方式中，变换器126中包括的开关单元的数量可以根据实际需要进行调整。

在一种实施方式中，控制系统140输出控制命令来控制该变换器126工作，以将第二功率单元940输出的交流电转换成可驱动第一功率单元920运作的直流电。例如，能够提供交流电的交流功率装置如交流电网和发电装置(如风机)可用作该第一功率单元920；能够接收直流电的直流功率装置如直流电机、蓄电池和超级电容可用作该第二功率单元940。相对应地，变换器126可实施为交流-直流变换器，变换器126将由第二功率单元940输出的交流电变换为直流电并输出给该第一功率单元920；该三个交流传输端口226、236、246可以接收该第二功率单元940输入的三相交流电压，该第一端口202和第二端口204可以输出直流电压至第一功率单元920。

请参考图2，其为本发明冗余控制系统的第一种实施方式的电路图。图2所示冗余控制系统100A应用于图1所示电能变换装置900中。图1所示电能变换装置900还包括多个驱动器30。冗余控制系统100A包括控制器10及多个侦测模组40。在一种实施方式中，控制器10通过多个光纤与多个驱动器30进行通信，以实现光电隔离；控制器10还通过多个光纤与多个侦测模组40进行通信，以实现光电隔离。

在该实施方式中，冗余控制系统100A是对开关单元K1所包括的串联连接的多个电子开关Q1进行冗余控制。其他的开关单元K2-K6与开关单元K1的结构相同，故这里不再描述。

在本实施方式中，串联连接的多个电子开关Q1的数量为N+M(N为自然数且N>1，M为自然数且1≤M<N)个，通过串联M个冗余电子开关Q1至串联连接的N个电子开关Q1中，可实现具有N+M冗余的运行方式。也就是说，串联连接的N个电子开关Q1同时工作即可满足系统的要求，但这里又进一步增加了M个冗余电子开关Q1来共同与上述串联连接的N个电子开关Q1工作，来提高串联连接的N+M个电子开关Q1的可靠性。换句话说，只要同时出现故障的电子开关Q1的数量不大于M个，则串联连接的N+M个电子开关Q1仍然可以正常工作，也即开关单元K1仍然可以正常工作。

以M＝1作为例子来说明，串联连接的多个电子开关Q1的数量为N+1个，也即在串联连接的N个电子开关Q1中多串联一个冗余电子开关Q1，使其实际具有串联连接的N+1个电子开关Q1。一旦侦测到开关单元K1中的某一个电子开关Q1具有故障反馈(例如过温反馈、过压反馈、欠压反馈等)，可仅将故障的该电子开关Q1持续导通第一预定时间，而不关断串联连接的所有N+1个电子开关Q1，从而使得故障的该电子开关Q1不影响其他串联连接的N个电子开关Q1的正常运行。这样就实现了N+1冗余的运行模式，也即包括串联连接的N+1个电子开关Q1的开关单元K1仍然可以正常工作，进一步地，变换器126仍然可以正常地将交流电压转换成直流电压或者将直流电压转换成交流电压。

只有侦测到第二个电子开关Q1具有故障反馈，并控制故障的第二个电子开关Q1持续导通第一预定时间；由于同时导通的电子开关Q1的数量为两个，超出了冗余电子开关Q1的数量M(注：M＝1)；此时控制器10关断串联连接的所有N+1个电子开关Q1。

在本实施方式中，每个电子开关Q1为绝缘栅双极型晶体管(insulated gatebipolar transistor，IGBT)。在其他实施方式中，每个电子开关Q1为电子注入增强栅晶体管(Injection Enhanced Gate Transistor,IEGT)等。

控制器10用于在循环的多个开关周期的每个开关周期内将多个PWM(Pulse WidthModulation,脉冲宽度调制)信号G1,…Gn+m分别发送到多个驱动器30，多个驱动器30根据多个PWM信号G1,…Gn+m分别控制串联连接的多个电子开关Q1导通或者关断。在一种实施方式中，开关周期是指PWM周期。

本实施方式中，控制器10可以包括于图1所示控制系统140中，控制器10可以包括现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)。在其他实施方式中，控制器10可以包括可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)等。

多个侦测模组40用于分别侦测该串联连接的多个电子开关Q1是否具有故障反馈(例如过压反馈、过温反馈或者驱动器欠压反馈等)，并在侦测到一个或多个电子开关Q1具有故障反馈时产生一个或多个故障信号FB1,…FBn+m。多个侦测模组40的具体结构将在图3、图4A及图4B中介绍。在一种实施方式中，每个侦测模组40与对应的驱动器30共同设置于同一个驱动板上。

控制器10用于在循环的多个开关周期的每个开关周期内执行以下操作：

接收所述多个侦测模组40产生的一个或多个故障信号；

识别与所述接收的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关Q1；

控制所述识别的一个或多个电子开关Q1持续导通第一预定时间；

当同时导通的电子开关Q1的数量大于该串联连接的多个电子开关Q1中包含的冗余电子开关的数量时，关断串联连接的所有电子开关Q1。

在本实施方式中，所述第一预定时间大于至少一个开关周期的持续时间。之所以如此设定的原因是：在每个开关周期内，所述识别的一个或多个电子开关Q1实际上为出现过压或者过温等故障的电子开关。控制故障的一个或者多个电子开关Q1的持续导通时间超过至少一个开关周期的持续时间，使得在超过至少一个开关周期的持续时间内，上述故障的一个或者多个电子开关Q1均相当于导电线。这样，在每个开关周期内，可以防止故障的一个或多个电子开关Q1对串联连接的多个电子开关Q1中的其他正常电子开关造成影响，保证了开关单元K1的正常工作，也即保证了变换器126的正常工作。只要同时导通(可以理解成同时故障)的电子开关Q1的数量没有超过冗余电子开关的数量，开关单元K1仍然可以正常地工作，使得变换器126仍然可以正常地将直流电压转换成交流电压或者将交流电压转换成直流电压。

在本实施方式中，控制器10用于通过对应的一个或多个驱动器30控制上述识别的一个或多个电子开关Q1持续导通第一预定时间，同样地，控制器10用于通过对应的多个驱动器30分别关断串联连接的所有电子开关Q1。

请参阅图3，其为图2所示侦测模组的第一种实施方式的功能模块图。在该实施方式中，每个侦测模组40A包括或门电路41、过压检测单元42、欠压检测单元44及过温检测单元45。

或门电路41包括第一输入端412、第二输入端414、第三输入端415及输出端418。第一输入端412、第二输入端414及第三输入端415分别与过压检测单元42、欠压检测单元44及过温检测单元45电性耦合；输出端418与控制器10电性耦合。

过压检测单元42用于在侦测到对应电子开关Q1的两端电压大于第一阈值电压时产生故障信号Vce-max，该第一阈值电压小于每个电子开关Q1的雪崩击穿电压，以在侦测到对应电子开关Q1的两端电压Vce达到雪崩击穿电压之前(也即发生过压故障)产生故障信号Vce-max。故障信号Vce-max通过或门电路41的第一输入端412及输出端418传送至控制器10，从而控制器10控制对应的电子开关Q1持续导通第一预定时间。一方面，使得对应电子开关Q1的两端电压Vce明显地下降；可以提前防止对应的电子开关Q1因过压而雪崩击穿。另一方面，使得在持续的第一预定时间内，发生过压故障的电子开关Q1相当于导电线，可以防止发生过压故障的电子开关Q1对串联连接的多个电子开关Q1中的其他正常电子开关造成影响。

欠压检测单元44用于在侦测到对应电子开关Q1的驱动器30的供电电压小于第二阈值电压时产生故障信号，该第二阈值电压大于每个电子开关Q1的驱动器30的欠压保护下限阈值，以在侦测到对应电子开关Q1的驱动器30处于欠压状态之前(也即发生欠压故障)产生故障信号Under-voltage。故障信号Under-voltage通过或门电路41的第二输入端414及输出端418传送至控制器10，从而控制器10控制对应的电子开关Q1持续导通第一预定时间。一方面，可以提前防止对应的电子开关Q1因驱动器30欠压而误导通或者误关断。另一方面，使得在持续的第一预定时间内，发生欠压故障的电子开关Q1相当于导电线，可以防止发生欠压故障的电子开关Q1对串联连接的多个电子开关Q1中的其他正常电子开关造成影响。

作为一个例子，当驱动器30的正常供电电压Vcc为15伏特时，第二阈值电压可设定为10伏特、11伏特、12伏特或13伏特。另外，欠压保护下限阈值的具体含义是：当驱动器30的供电电压小于欠压保护下限阈值时，驱动器30因欠压而不能正常工作，导致驱动器30不能输出驱动信号以控制对应的电子开关Q1导通或者关断。

过温检测单元45用于在侦测到对应电子开关Q1的温度大于预定温度时产生故障信号Over-temp，该预定温度小于每个电子开关Q1的热损坏温度；以在侦测到对应电子开关Q1的温度达到热损坏温度之前(也即发生过温故障)产生故障信号Over-temp。故障信号Over-temp通过或门电路41的第三输入端415及输出端418传送至控制器10，从而控制器10控制对应的电子开关Q1持续导通第一预定时间。一方面，使得对应的电子开关Q1只有导通损耗，而没有开通损耗；可以在一定程度上降低对应电子开关Q1的温度。另一方面，使得在持续的第一预定时间内，发生过温故障的电子开关Q1相当于导电线，可以防止发生过温故障的电子开关Q1对串联连接的多个电子开关Q1中的其他正常电子开关造成影响。

在一个示例性的实施方式中，当电子开关Q1为IGBT时，上述预定温度为130度，上述热损坏温度为150度。

在其他实施方式中，除了过压检测单元42、欠压检测单元44、过温检测单元45之外，每个侦测模组40A还可能包括其他类型的检测单元，例如过流检测单元等。

可以理解的是，在一种实施方式中，每个侦测模组40A可以仅包括或门电路41、过压检测单元42及欠压检测单元44；相对应地，或门电路41仅包括第一输入端412、第二输入端414及输出端418；第一输入端412及第二输入端414分别与过压检测单元42及欠压检测单元44电性耦合。本领域的技术人员可以合理预测的其他变形方式均在本发明的涵盖范围之内，本文不再一一列举。例如，在一种实施方式中，每个侦测模组40A还可以仅包括或门电路41、过压检测单元42及过温检测单元45；相对应地，或门电路41仅包括第一输入端412、第三输入端415及输出端418；第一输入端412及第三输入端415分别与过压检测单元42及过温检测单元45电性耦合。

请同时参阅图4A及图4B，其为图3所示侦测模组的非限定实施方式的电路图。每个电子开关Q1以IGBT为例进行说明。

作为一个例子，或门电路41包括三个二极管D1、D2、D3，三个二极管D1、D2、D3的阳极分别连接三个输入端412、414、415，三个二极管D1、D2、D3的阴极均连接输出端418。

过压检测单元42电性连接至对应电子开关Q1的集电极和发射极，其利用运算放大器U1作为比较器来将对应电子开关Q1的集电极-发射极电压Vce与第一阈值电压Vref1进行比较。由于过压检测单元42的具体电路结构为业界公知技术，图示仅给出了一个具体的例子，具体工作原理在此不再描述。

欠压检测单元44利用运算放大器U2作为比较器来将对应电子开关Q1的驱动器30的供电电压Vcc与第二阈值电压Vref2进行比较。由于欠压检测单元44的具体电路结构为业界公知技术，图示仅给出了一个具体的例子，具体工作原理在此不再描述。

过温检测单元45包括负温度系数热敏电阻NTC；该负温度系数热敏电阻NTC靠近对应的电子开关Q1设置，过温检测单元45通过该负温度系数热敏电阻NTC来感测对应的电子开关Q1的温度，并将所述感测温度转换为侦测电压；过温检测单元45利用运算放大器U3作为比较器来将所述侦测电压与第三阈值电压Vref3进行比较以判断该对应的电子开关Q1是否过温。由于过温检测单元45的具体电路结构为业界公知技术，图示仅给出了一个具体的例子，具体工作原理在此不再描述。

在本实施方式中，过压检测单元42使用运算放大器U1来实现上述电压比较功能；欠压检测单元44使用运算放大器U2来实现上述电压比较功能；过温检测单元45使用运算放大器U3的电压比较功能来间接实现上述温度比较功能。可以理解的是，在其他实施方式中，过压检测单元42、欠压检测单元44及过温检测单元45也可以使用除了运算放大器以外的其他电子元器件来实现比较功能。

请参阅图5，其为图2所示侦测模组的第二种实施方式的功能模块图。在该实施方式中，每个侦测模组40B包括或门电路41、过压检测单元42、欠压检测单元44、过温检测单元45及短路检测单元46。图5所示侦测模组40B与图3所示侦测模组40A的区别是：侦测模组40B还包括短路检测单元46，与门电路41还包括第四输入端416；第四输入端416与短路检测单元46电性耦合。

短路检测单元46用于在侦测到对应电子开关Q1处于短路状态时产生故障信号Vce-sat，故障信号Vce-sat通过或门电路41的第四输入端416及输出端418传送至控制器10。

当控制器10同时接收到来自至少两个侦测模组40输入的至少两个故障信号时，控制器10即可判断出上述串联连接的多个电子开关Q1处于短路状态，并关断串联连接的所有电子开关Q1，也即关断串联连接的所有N+M个电子开关Q1。具体理由将在图6中阐述。

请参阅图6，其为图5所示侦测模组40B的非限定实施方式的电路图。作为一个例子，除了二极管D1、D2、D3以外，或门电路41还包括二极管D4，二极管D4的阳极连接输入端416，二极管D4的阴极连接输出端418。

每个短路检测单元46包括第一电阻R41、第二电阻R42、电容C40、二极管D41及运算放大器U4。第一电阻R41的第一端电性耦合于对应驱动器30与对应电子开关Q1的控制端之间，第一电阻R41的第二端通过第二电阻R42与二极管D41的阳极电性耦合，二极管D41的阴极与对应电子开关Q1的第一导电端电性耦合，对应电子开关Q1的第二导电端接地。运算放大器U4的反相输入端用于接收第四基准电压Vref4，运算放大器U4的同相输入端电性耦合于第一电阻R41与第二电阻R42之间，运算放大器U4的输出端与控制器10电性耦合。电容C40的第一端电性耦合于第一电阻R41与第二电阻R42之间，电容C40的第二端接地。

请再次参阅图1，本领域的技术人员熟知的技术内容是，在正常工作的情况下，当开关单元K1导通时，开关单元K2处于关断状态。作为一个例子，本实施方式中的短路可以是指：开关单元K1与开关单元K2同时导通的情况。

当开关单元K1与开关单元K2同时导通(开关单元K1导通是指：串联连接的多个电子开关Q1均处于导通状态)，也即发生短路故障时，第一端口202、开关单元K1、开关单元K2、第二端口204之间形成通路，第一端口202与第二端口204之间的直流电压全部施加到导通的开关单元K1及开关单元K2上；因此开关单元K1所包括的串联连接的多个电子开关Q1中的每个电子开关Q1的两端电压Vce均较大，导致与每个电子开关Q1对应的侦测模组40B中的短路检测单元46中的二极管D41处于反向截止状态。

在上述短路故障的情况下，针对串联连接的多个电子开关Q1中的每个电子开关Q1及与每个电子开关Q1对应的短路检测单元46而言，驱动器30输出的驱动电压控制该电子开关Q1导通，由于二极管D41截止，所述驱动电压对电容C40进行充电，使得运算放大器U4的同相输入端的电压与所述驱动电压相等，导致运算放大器U4的同相输入端的电压大于第四基准电压Vref4；因此运算放大器U4的输出端输出高电平信号至与门电路41。该高电平信号触发与门电路41中的二极管D4导通，因此与门电路41输出故障信号Vce-sat(高电平信号)至控制器10。

基于上述理由，当发生短路故障时，在串联连接的多个电子开关Q1中，与每个电子开关Q1对应的侦测模组40B中的短路检测单元46中的二极管D41处于反向截止状态。因而，分别与串联连接的多个电子开关Q1对应的多个短路检测单元46均会产生上述高电平信号，也即分别与串联连接的多个电子开关Q1对应的多个侦测模组40B均会产生故障信号Vce-sat，因此控制器10会同时接收到来自多个侦测模组40B产生的多个故障信号Vce-sat。

相对应地，当控制器10同时接收到来自至少两个侦测模组40输入的至少两个故障信号时，控制器10即可判断出上述串联连接的多个电子开关Q1处于短路状态，并关断串联连接的所有电子开关Q1。

在一种实施方式中，在多个侦测模组40B中，针对前面描述的过压故障，控制器10同时接收到来自至少两个过压检测单元42产生的至少两个故障信号的概率较低；针对前面描述的欠压故障，控制器10同时接收到来自至少两个欠压检测单元44产生的至少两个故障信号的概率较低；针对前面描述的过温故障，控制器10同时接收到来自至少两个过温检测单元45产生的至少两个故障信号的概率较低，均不在本发明的涵盖范围之内。

在一种可选择的实施方式中，当控制器10同时接收到来自至少两个侦测模组40输入的至少两个故障信号时，并不判断得出上述串联连接的多个电子开关Q1处于短路状态，同样关断串联连接的所有电子开关Q1。

请一并参阅图7，其为本发明冗余控制系统的第二种实施方式的电路图。图7所示冗余控制系统100B与图2所示冗余控制系统100A的区别在于：冗余控制系统100B还包括多个过压保护电路20。也即串联连接的多个电子开关Q1分别配备多个过压保护电路20，多个过压保护电路20分别给串联连接的多个电子开关Q1提供过压保护，可以防止每个电子开关Q1因过压而雪崩击穿。

由于在循环的多个开关周期的每个开关周期内，多个过压保护电路20可以分别对串联连接的多个电子开关Q1提供过压保护；因此，在每个开关周期内，串联连接的多个电子开关Q1都不会被过压击穿。

在本实施方式中，控制器10用于执行以下操作：

在至少两个相邻的开关周期的每个开关周期内，接收上述多个侦测模组40在侦测到一个或多个电子开关Q1具有故障反馈时产生的一个或多个故障信号；

识别在所述至少两个相邻的开关周期内的接收次数大于至少一次的一个或多个故障信号；

控制与所述识别的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关Q1持续导通第一预定时间；

当同时导通的电子开关Q1的数量大于该串联连接的多个电子开关Q1中包含的冗余电子开关的数量时，关断串联连接的所有电子开关Q1。

请一并参阅图8，其为图7所示侦测模组的一种实施方式的电路图。在该实施方式中，每个侦测模组40C仅包括过压检测单元42；该过压检测单元42的结构及工作原理已在图4B中介绍，在此不再描述。

之所以设置至少两个开关周期的原因是：

第一，串联连接的多个电子开关Q1中的每个电子开关Q1都与一个过压保护电路20电性耦合，因此，在每个开关周期内，对应的过压保护电路20可针对每个电子开关Q1提供过压保护，防止每个电子开关Q1因过压而雪崩击穿。因此，允许以至少两个相邻的开关周期为间隔来判断一次接收次数。

第二，导致过压故障的因素有至少两种，第一种因素是光纤延迟了PWM信号的传输，在一个开关周期内，串联连接的多个电子开关Q1中存在一个电子开关Q1接收到PWM信号的时间晚于其他电子开关Q1，导致该电子开关Q1相对于其他电子开关Q1晚导通，进而导致该电子开关Q1过压。第二种因素是器件自身性能发生改变，在一个开关周期内，串联连接的多个电子开关Q1中存在一个电子开关Q1导通的时间相对于其他电子开关Q1要长，导致该电子开关Q1相对于其他电子开关Q1晚导通，进而导致该电子开关Q1过压。在第一种因素下，是光纤传输延迟导致该电子开关Q1出现过压故障，而不是器件自身性能发生改变而导致的过压，也即出现过压的电子开关Q1的性能是优良的，在此种因素下，如果控制仅仅出现了一次过压故障的电子开关Q1导通，则不是最优的控制方法。较佳的控制方法是：控制器10继续判断在下一个开关周期内该电子开关Q1是否再次出现过压故障(也即是否再次接收到故障信号)，若未再次出现过压故障，则很可能是由于光纤传输延迟引起的过压，此时不控制该仅仅出现一次过压故障的电子开关Q1持续导通，从而提高了系统控制的准确性。

若再次出现过压故障，则很可能是由于电子开关Q1的自身性能发生改变；此时应该控制在至少两个开关周期内都出现过压故障的电子开关Q1持续导通，使得该出现过至少两次故障的电子开关Q1不影响串联连接的多个电子开关Q1中其他电子开关的正常工作，保证了串联连接的多个电子开关Q1的正常工作。

可以理解的是，在一种实施方式中，多个侦测模组40中的每个侦测模组可以是指图3所示的侦测模组40A。其中，侦测模组40A包括过压检测单元42、欠压检测单元44及过温检测单元45。

相对应地，控制器10每隔一个开关周期执行一次所述接收操作；原因在于：过压故障为暂态故障，只会持续小于一个开关周期的时间。也即当某一个电子开关Q1发生过压故障时，控制器10会接收到来自对应侦测模组40A的故障信号，然而，该故障信号只会持续小于一个开关周期的时间。

一般来说，以电子开关Q1为IGBT为例进行说明，导致过压故障的原因是：在一个开关周期(PWM周期)内，串联连接的多个电子开关Q1中存在一个电子开关Q1接收到PWM信号的时间晚于其他电子开关Q1，在该PWM信号的上升沿，导致该电子开关Q1相对于其他电子开关Q1晚导通，进而导致该电子开关Q1过压。由于对应的过压保护电路20针对该电子开关Q1提供过压保护，因此该电子开关Q1不会由于过压而雪崩击穿。

然而，在该PWM信号的下降沿，由于晚导通的因素已消除，因此过压也随之消失。因此，过压故障时产生的故障信号不会持续大于一个开关周期的持续时间。因此当多个侦测模组40中的每个侦测模组仅包括过压检测单元时，控制器10不需要每隔一个开关周期执行一次所述接收操作。

过温故障及驱动器欠压故障均是持续故障，会持续两个开关周期以上的时间；也即当某一个电子开关Q1发生过温故障或者驱动器欠压故障时，控制器10会接收到来自对应侦测模组40A的故障信号，然而，该故障信号会持续两个开关周期以上的时间。

驱动器欠压故障也是持续故障，原因是：在本实施例中，第二阈值电压Vref2可设定为10伏特，而驱动器30的欠压保护下限阈值通常较低，当驱动器30工作时，驱动器30的供电电压Vcc从第二阈值电压Vref2下降到欠压保护下限阈值通常需要几分钟～十几分钟，因此，对应的欠压检测单元44在多个相邻的开关周期内持续产生上述故障信号。同样地，假设某一个电子开关Q1在两个相邻的开关周期内都存在驱动器欠压故障，对应的欠压检测单元44产生持续时间等于两个相邻的开关周期的持续时间的故障信号，也即在两个相邻的开关周期内只会产生一次故障信号；为了与过压检测单元42统一，控制器10只有每隔一个开关周期针对欠压检测单元44执行一次接收操作，才能判断得出在该两个相邻的开关周期内的接收次数为两次。

同样地，过温故障是持续故障，原因是：在本实施例中，预定温度为130度，而热损坏温度为150度，每个电子开关Q1(例如IGBT)从130度上升至150度大致需要半个小时以上，因此，对应的过温检测单元45在多个相邻的开关周期内持续产生上述故障信号。假设某一个电子开关Q1在两个相邻的开关周期内都存在过压故障，对应的过压检测单元42在该两个相邻的开关周期内一定会产生二次故障信号；也即控制器10在该两个相邻的开关周期内会接收到二次故障信号。针对过温检测单元45，假设某一个电子开关Q1在两个相邻的开关周期内都存在过温故障，对应的过温检测单元45产生持续时间等于两个相邻的开关周期的持续时间的故障信号，也即在两个相邻的开关周期内只会产生一次故障信号；为了与过压检测单元42统一，控制器10只有每隔一个开关周期针对过温检测单元45执行一次接收操作，才能判断得出在该两个相邻的开关周期内的接收次数为两次。

在另外一种实施方式中，多个侦测模组40中的每个侦测模组可以是指图5所示的侦测模组40B。由于多个侦测模组40中的每个侦测模组还包括短路检测单元46，相对应地，在每个开关周期内，当控制器10同时接收到来自至少两个侦测模组40输入的至少两个故障信号时，控制器10关断串联连接的所有电子开关Q1。

请一并参阅图9，每个过压保护电路20包括钳位单元22、保护单元24及电流增大单元25。钳位单元22用于在对应电子开关Q1的两端电压大于第一预定电压时提供钳位电压至对应的电子开关Q1。

保护单元24用于在对应电子开关Q1的两端电压大于第二预定电压时导通对应的电子开关Q1一预定时间，该预定时间小于每个开关周期的持续时间。

电流增大单元25用于增大从钳位单元22流入对应电子开关Q1的控制端的电流。

在一个实施方式中，钳位单元22包括二极管D10及四个齐纳二极管Z30、Z31、Z32、Z33。四个齐纳二极管Z30、Z31、Z32、Z33串联连接于电子开关Q1的第一导电端(例如IGBT的集电极)与二极管D10的阳极之间，二极管D10的阴极与电流增大单元25电性耦合。在其他实施方式中，钳位单元22中所包括的齐纳二极管的数量可根据实际需要调整，例如钳位单元22可以包括多于四个的齐纳二极管。

在一个实施方式中，每个保护单元24包括侦测器242、保护开关S1及脉冲产生器244。侦测器242用于当对应电子开关Q1的两端电压大于第二预定电压时产生触发信号。保护开关S1具有用于接收直流电压Vdd的第一导电端子、与该对应电子开关Q1的控制端(例如IGBT的门极)电性耦合的第二导电端子、及用于接收控制信号的控制端子。该对应电子开关Q1的第二导电端(例如IGBT的发射极)接地。

脉冲产生器244用于根据上述触发信号产生上述控制信号，该控制信号用于控制保护开关S1导通上述第二预定时间，从而使得对应的电子开关Q1导通上述第二预定时间。在一种实施方式中，上述控制信号可以是持续1～2us的脉冲信号，相对应地，上述第二预定时间可以是1～2us。

在一个实施方式中，电流增大单元25包括第一齐纳二极管Z1、三极管(bipolarjunction transistor,BJT)Q4、第一电阻R1、第二电阻R2、第二齐纳二极管Z2、第三电阻R3、第四电阻R4及MOS场效应管(metal oxide semiconductor field effect transistor,MOSFET)Q6。钳位单元30电性耦合于对应电子开关Q1的第一导电端与第三电阻R3的第一端之间，第三电阻R3的第二端通过第一电阻R1电性耦合至对应电子开关Q1的控制端。

三极管Q4的基极电性耦合于第一电阻R1与第三电阻R3之间。三极管Q4的集电极通过第二电阻R2接收第二直流电压Vcc，第一齐纳二极管Z1的阳极及三极管Q4的发射极均与对应电子开关Q1的控制端电性耦合，第一齐纳二极管Z1的阴极与三极管Q4的基极电性耦合。第二齐纳二极管Z2的阴极电性耦合于钳位单元30与第三电阻R3之间，第二齐纳二极管Z2的阳极与三极管Q4的基极电性耦合。MOS场效应管Q6的栅极与第二齐纳二极管Z2的阴极电性耦合；MOS场效应管Q6的漏极通过第四电阻R4接收第三直流电压，MOS场效应管Q6的源极与对应电子开关Q1的控制端电性耦合。

电流增大单元25的工作原理介绍如下：当对应电子开关Q1的两端电压(例如IGBT的集电极-基极电压VGE)使得钳位单元30中的四个齐纳二极管Z30、Z31、Z32、Z33及第一齐纳二极管Z1及第二齐纳二极管Z2被击穿时，三极管Q4及MOS场效应管Q6导通，从第二直流电压Vcc经由电阻R2及导通的三极管Q4流入开关单元Q1的控制端的电流为I1，从第三直流电压Vdd经由电阻R4及导通的MOS场效应管Q6流入开关单元Q1的控制端的电流为I2，以及钳位单元30产生的电流为Iz，使得流入开关单元Q1的控制端的总电流I总＝Iz+I1+I2，相对于没有设置电流增大单元25时，增大了从钳位单元30流入对应开关单元Q1的控制端的电流。

请参阅图10，其为图9所示过压保护电路20的波形示意图。从图10可以看出，以IGBT作为对应开关单元Q1的一个例子，当对应开关单元Q1的集电极-发射极电压Vce大于第一预定电压Vth1时，对应电子开关Q1的集电极-栅极电压Vcg击穿钳位单元30中的四个齐纳二极管Z30、Z31、Z32、Z33，如图10所示，流过四个齐纳二极管Z30、Z31、Z32、Z33的电流Iz增大了；也即流入对应电子开关Q1的栅极电流I总增大，导致对应开关单元Q1的集电极-发射极电压Vce下降，达到了防止对应开关单元Q1因过压而雪崩击穿的目的。同理，当对应开关单元Q1的集电极-发射极电压Vce大于第二预定电压Vth2时，侦测器242控制脉冲产生器244产生持续一预定时间的脉冲，使得保护开关S1导通所述预定时间，从而直流电压Vee施加至对应开关单元Q1的栅极；如图10所示，增大了对应开关单元Q1的栅极-发射极电压Vge；使得对应电子开关Q1导通所述预定时间，对应开关单元Q1的集电极电流Ic明显地下降了；因而也有效地避免了对应的开关单元Q1因过压而雪崩击穿。由图10所示波形图可以看出，对应开关单元Q1的集电极-发射极电压尖峰Vce-max得到了有效地抑制，从而过压保护电路20有效地实现了针对对应开关单元Q1的过压保护，提高了可靠性。

图11为第一种实施方式的冗余控制方法800A的流程图。冗余控制方法800A应用于图2所示冗余控制系统100A。冗余控制方法800A包括下述步骤：

步骤80：在循环的多个开关周期的每个开关周期内，多个侦测模组40分别侦测串联连接的多个电子开关Q1是否具有故障反馈并在侦测到一个或多个电子开关Q1具有故障反馈时产生一个或多个故障信号。

步骤81：在所述每个开关周期内，控制器10接收多个侦测模组40产生的一个或多个故障信号。

步骤82：控制器10判断在上述每个开关周期内是否同时接收到至少两个故障信号，若是，则代表串联连接的多个电子开关Q1处于短路状态并执行步骤88。若否，则执行步骤84。

步骤84：控制器10识别与在上述每个开关周期内接收到的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关Q1。

步骤85：控制器10控制上述识别的一个或多个电子开关Q1持续导通第一预定时间；在本实施方式中，该第一预定时间大于至少一个开关周期的持续时间。

步骤86：控制器10判断同时导通的电子开关的数量是否大于串联连接的多个电子开关Q1中包含的冗余电子开关的数量，若是，则执行步骤88。若否，则执行步骤80，以进入下一个开关周期的循环。

步骤88：控制器10关断串联连接的所有电子开关Q1。

每个侦测模组40的内部电路结构已描述于图2所示冗余控制系统100A，在此不再描述。

可以理解的是，在本实施方式中，当每个侦测模组40不包括短路检测单元46时，冗余控制方法800A不包括步骤82，即步骤81执行完之后直接执行步骤84。

图12为第二种实施方式的冗余控制方法800B的流程图。冗余控制方法800B应用于图7所示冗余控制系统100B，冗余控制方法800B包括下述步骤：

步骤90：在至少两个相邻的开关周期的每个开关周期内，多个侦测模组40分别侦测串联连接的多个电子开关Q1是否具有故障反馈并在侦测到一个或多个电子开关Q1具有故障反馈时产生一个或多个故障信号。在一种实施方式中，多个开关周期以至少两个相邻的开关周期循环。作为一种非限定的实施方式，所述至少两个相邻的开关周期可以是指两个相邻的开关周期或者三个相邻的开关周期。

步骤91：控制器10在所述每个开关周期内接收多个侦测模组40产生的一个或多个故障信号。在一种实施方式中，控制器10每隔一个开关周期执行一次接收操作。

步骤92：控制器10判断在所述每个开关周期内是否同时接收到至少两个故障信号，若是，则代表串联连接的多个电子开关Q1处于短路状态并执行步骤98。若否，则执行步骤94。

步骤94：控制器10识别在所述至少两个相邻的开关周期内的接收次数大于至少一次的一个或多个故障信号；

步骤95：控制器10控制与上述识别的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关持续导通第一预定时间；在本实施方式中，该第一预定时间大于每个开关周期的持续时间。

步骤96：控制器10判断同时导通的电子开关的数量是否大于该串联连接的多个电子开关Q1中包含的冗余电子开关的数量；若是，则执行步骤98。若否，则执行步骤90，以进入下一个至少两个相邻的开关周期的循环。

步骤98：控制器10关断串联连接的所有电子开关Q1。

每个侦测模组40的内部电路结构已描述于图7所示冗余控制系统100B，在此不再描述。

可以理解的是，在本实施方式中，当每个侦测模组40不包括短路检测单元46时，冗余控制方法800B不包括步骤92，即步骤91执行完之后直接执行步骤94。

虽然结合特定的实施方式对本发明进行了说明，但本领域的技术人员可以理解，对本发明可以作出许多修改和变型。因此，要认识到，权利要求书的意图在于覆盖在本发明真正构思和范围内的所有这些修改和变型。

Claims (16)

1.一种冗余控制方法，其特征在于，该冗余控制方法包括：在循环的多个开关周期的每个开关周期内：

提供多个侦测模组分别侦测串联连接的多个电子开关是否具有故障反馈并在侦测到一个或多个电子开关具有故障反馈时产生一个或多个故障信号；

接收所述多个侦测模组产生的一个或多个故障信号；

识别与所述接收的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关；

控制所述识别的一个或多个电子开关持续导通第一预定时间；及

当同时导通的电子开关的数量大于该串联连接的多个电子开关中包含的冗余电子开关的数量时，关断串联连接的所有电子开关。

2.如权利要求1所述的冗余控制方法，其特征在于：所述每个侦测模组包括过压检测单元、欠压检测单元、过温检测单元及或门电路；

该过压检测单元，用于在侦测到对应电子开关的两端电压大于第一阈值电压时产生该故障信号；

该欠压检测单元，用于在侦测到对应电子开关的驱动器的供电电压小于第二阈值电压时产生该故障信号；

该过温检测单元，用于在侦测到对应电子开关的温度大于预定温度时产生该故障信号；及

该或门电路，包括第一输入端、第二输入端、第三输入端及用于输出该故障信号的输出端；该第一输入端、第二输入端及第三输入端分别与该过压检测单元、欠压检测单元及过温检测单元电性耦合。

3.如权利要求2所述的冗余控制方法，其特征在于：该第一阈值电压小于每个电子开关的雪崩击穿电压，该第二阈值电压大于每个电子开关的驱动器的欠压保护下限阈值，该预定温度小于每个电子开关的热损坏温度。

4.如权利要求2所述的冗余控制方法，其特征在于，所述每个侦测模组还包括：

短路检测单元，用于在侦测到对应的电子开关处于短路状态时产生该故障信号；

该或门电路还包括与该短路检测单元电性耦合的第四输入端；

该冗余控制方法还包括：

在所述每个开关周期内，当同时接收到至少两个故障信号时，关断串联连接的所有电子开关。

5.一种冗余控制系统，其特征在于，该冗余控制系统包括：

多个侦测模组，用于分别侦测串联连接的多个电子开关是否具有故障反馈并在侦测到一个或多个电子开关具有故障反馈时产生一个或多个故障信号；

控制器，用于在循环的多个开关周期的每个开关周期内执行以下操作：

接收所述多个侦测模组产生的一个或多个故障信号；

识别与所述接收的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关；

控制所述识别的一个或多个电子开关持续导通第一预定时间；及

当同时导通的电子开关的数量大于该串联连接的多个电子开关中包含的冗余电子开关的数量时，关断串联连接的所有电子开关。

6.如权利要求5所述的冗余控制系统，其特征在于：每个侦测模组包括过压检测单元、欠压检测单元、过温检测单元及或门电路；

该过压检测单元，用于在侦测到对应电子开关的两端电压大于第一阈值电压时产生该故障信号；

该欠压检测单元，用于在侦测到对应电子开关的驱动器的供电电压小于第二阈值电压时产生该故障信号；

该过温检测单元，用于在侦测到对应电子开关的温度大于预定温度时产生该故障信号；及

该或门电路，包括第一输入端、第二输入端、第三输入端及用于输出该故障信号的输出端；该第一输入端、第二输入端及第三输入端分别与该过压检测单元、欠压检测单元及过温检测单元电性耦合。

7.如权利要求6所述的冗余控制系统，其特征在于：该第一阈值电压小于每个电子开关的雪崩击穿电压，该第二阈值电压大于每个电子开关的驱动器的欠压保护下限阈值，该预定温度小于每个电子开关的热损坏温度。

8.如权利要求6所述的冗余控制系统，其特征在于：每个侦测模组还包括短路检测单元，该短路检测单元用于在侦测到对应电子开关处于短路状态时产生该故障信号；该或门电路还包括与该短路检测单元电性耦合的第四输入端；在所述每个开关周期内，当同时接收到至少两个故障信号时，该控制器还用于关断串联连接的所有电子开关。

9.一种冗余控制方法，其特征在于，该冗余控制方法包括：

在至少两个相邻的开关周期的每个开关周期内，提供多个侦测模组分别侦测串联连接的多个电子开关是否具有故障反馈并在侦测到一个或多个电子开关具有故障反馈时产生一个或多个故障信号；

在该每个开关周期内或每隔一个开关周期，接收该多个侦测模组产生的一个或多个故障信号；

识别在所述至少两个相邻的开关周期内的接收次数大于至少一次的一个或多个故障信号；

控制与所述识别的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关持续导通第一预定时间；及

当同时导通的电子开关的数量大于该串联连接的多个电子开关中包含的冗余电子开关的数量时，关断串联连接的所有电子开关。

10.如权利要求9所述的冗余控制方法，其特征在于：所述每个侦测模组包括过压检测单元，该过压检测单元用于在对应电子开关的两端电压大于第一阈值电压时产生该故障信号，该第一阈值电压小于对应电子开关的雪崩击穿电压；

该冗余控制方法还包括：提供多个钳位单元分别与串联连接的多个电子开关电性耦合，每个钳位单元用于在对应电子开关的两端电压大于第一预定电压时提供钳位电压至该对应的电子开关。

11.如权利要求10所述的冗余控制方法，其特征在于：该冗余控制方法还包括：

提供多个保护单元分别与该串联连接的多个电子开关电性耦合，每个保护单元用于在对应电子开关的两端电压大于第二预定电压时控制该对应的电子开关持续导通第二预定时间；及

提供多个电流增大单元分别与该串联连接的多个电子开关电性耦合，每个电流增大单元用于增大从对应钳位单元流入对应电子开关的控制端的电流。

12.如权利要求10所述的冗余控制方法，其特征在于：所述接收步骤每隔一个开关周期执行一次；

所述每个侦测模组还包括：

欠压检测单元，用于在侦测到该对应电子开关的驱动器的供电电压小于第二阈值电压时产生该故障信号，该第二阈值电压大于对应电子开关的驱动器的欠压保护下限阈值；

过温检测单元，用于在侦测到该对应电子开关的温度大于预定温度时产生该故障信号，该预定温度小于对应电子开关的热损坏温度；及

或门电路，包括第一输入端、第二输入端、第三输入端及用于输出该故障信号的输出端；该第一输入端、第二输入端、第三输入端分别与该过压检测单元、欠压检测单元及过温检测单元电性耦合。

13.如权利要求12所述的冗余控制方法，其特征在于，所述每个侦测模组还包括：

短路检测单元，用于在侦测到对应电子开关处于短路状态时产生该故障信号；该或门电路还包括与该短路检测单元电性耦合的第四输入端；

该冗余控制方法还包括：

在所述每个开关周期内，当同时接收到至少两个故障信号时，关断串联连接的所有电子开关。

14.如权利要求11所述的冗余控制方法，其特征在于，每个保护单元包括侦测器、保护开关及脉冲产生器，该侦测器用于当对应电子开关的两端电压大于该第二预定电压时产生触发信号，该保护开关具有用于接收直流电压的第一导电端子、与该对应电子开关的控制端电性耦合的第二导电端子、及用于接收控制信号的控制端子，该脉冲产生器用于根据上述触发信号产生上述控制信号，该控制信号用于控制该保护开关持续导通所述第二预定时间。

15.一种冗余控制系统，其特征在于，该冗余控制系统包括：

多个侦测模组，用于分别侦测串联连接的多个电子开关是否具有故障反馈并在侦测到一个或多个电子开关具有故障反馈时产生一个或多个故障信号；及

控制器，用于执行以下操作：

在至少两个相邻的开关周期的每个开关周期内，接收该多个侦测模组产生的一个或多个故障信号；

识别在所述至少两个相邻的开关周期内的接收次数大于至少一次的一个或多个故障信号；

控制与所述识别的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关持续导通第一预定时间；及

当同时导通的电子开关的数量大于该串联连接的多个电子开关中包含的冗余电子开关的数量时，关断串联连接的所有电子开关。

16.一种电能变换装置，其特征在于，该电能变换装置包括：

变换器，用于将直流电压转换成交流电压或将交流电压转换成直流电压；该变换器包括多个开关单元，每个开关单元包括串联连接的多个电子开关；

冗余控制系统包括：

多个侦测模组，用于分别侦测所述串联连接的多个电子开关是否具有故障反馈并在侦测到一个或多个电子开关具有故障反馈时产生一个或多个故障信号；及

控制器，用于在循环的多个开关周期的每个开关周期内执行以下操作：

接收所述多个侦测模组产生的一个或多个故障信号；

识别与所述接收的一个或多个故障信号对应的一个或多个电子开关；

控制所述识别的一个或多个电子开关持续导通第一预定时间；及

当同时导通的电子开关的数量大于该串联连接的多个电子开关中包含的冗余电子开关的数量时，关断串联连接的所有电子开关。