CN108008235B - 直流母线短路检测方法、装置及检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种直流母线短路检测方法、装置及检测电路，其中，该方法包括：在强电预充电电路启动前，通过强电电压检测电路检测母线电压值；根据检测的母线电压值判断是否正常启动强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断。本发明解决了现有技术中功率电路强电上电时若存在短路情况可能出现毁坏电路元器件的问题，提高电路安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电路检测技术领域，具体而言，涉及一种直流母线短路检测方法、装置及检测电路。
背景技术
目前功率电路中，经常由于功率器件损坏或者进入异物等原因造成母线短路，此时一般通过采集当前母线电压值来判断是否短路。而在强电首次上电，或者再次重新上电时，此时母线为零，只能通过强电预充电电路来判断此时后端是否短路。但是这样设计存在一个弊端，当强电电压处于宽范围时，因考虑短路原因，则会对预充电电路进行种种限制，降低电路使用性能；当处于高电压情况下后端短路，则会造成后端冲击电流过大，对后端电路造成二次破坏甚至起火，同时也会让预充电电路发热严重，降低其使用寿命。
针对相关技术中功率电路强电上电时若存在短路情况可能出现毁坏电路元器件的问题，目前尚未提出有效地解决方案。
发明内容
本发明提供了一种直流母线短路检测方法、装置及检测电路，以至少解决现有技术中功率电路强电上电时若存在短路情况可能出现毁坏电路元器件的问题。
为解决上述技术问题，根据本公开实施例的一个方面，本发明提供了一种直流母线短路检测方法，该方法包括：在强电预充电电路启动前，通过强电电压检测电路检测母线电压值；根据检测的母线电压值判断是否正常启动强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断。
进一步地，根据检测的母线电压值判断是否正常启动强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断，包括：将检测的母线电压值与第一预设阈值进行比较；在检测的母线电压值大于第一预设阈值时，判定正常启动强电预充电电路，通过强电预充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行检测判断；在检测的母线电压值不大于第一预设阈值时，开启弱电充电电路，通过弱电充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行预判断，根据预判断的结果判断是否正常启动强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断。
进一步地，通过弱电充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行预判断，根据预判断的结果判断是否正常启动强电预充电电路，包括：在弱电充电电路对母线进行充电的时间达到预设时间阈值时，通过弱电电压检测电路检测当前母线电压值，并判断当前母线电压值是否达到第二预设阈值；在当前母线电压值达到第二预设阈值时，断开弱电充电电路，并正常启动强电预充电电路；在当前母线电压值未达到第二预设阈值时，判定出现短路故障，控制不启动强电预充电电路。
根据本公开实施例的另一方面，提供了一种直流母线短路检测装置，该装置包括：检测单元，用于在强电预充电电路启动前，通过强电电压检测电路检测母线电压值；判断单元，用于根据检测的母线电压值判断是否正常启动强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断。
进一步地，判断单元包括：比较模块，用于将检测的母线电压值与第一预设阈值进行比较；第一判定模块，用于在检测的母线电压值大于第一预设阈值时，判定正常启动强电预充电电路，通过强电预充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行检测判断；第二判定模块，在检测的母线电压值不大于第一预设阈值时，开启弱电充电电路，通过弱电充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行预判断，根据预判断的结果判断是否正常启动强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断。
进一步地，第二判定模块包括：判断子模块，在弱电充电电路对母线进行充电的时间达到预设时间阈值时，通过弱电电压检测电路检测当前母线电压值，并判断当前母线电压值是否达到第二预设阈值；第一判定子模块，用于在当前母线电压值达到第二预设阈值时，断开弱电充电电路，并正常启动强电预充电电路；第二判定子模块，在当前母线电压值未达到第二预设阈值时，判定出现短路故障，控制不启动强电预充电电路。
根据本公开实施例的又一方面，提供了一种直流母线短路检测电路，该电路包括：强电预充电电路，用于对直流母线进行强电充电，以便电路在首次上电时或重新上电时，对母线是否短路进行判断；强电电压检测电路，用于在检测母线的强电电压；弱电充电电路，用于在强电预充电电路工作前，对母线进行弱电充电，以便对母线是否短路进行预判断；弱电电压检测电路，用于在检测母线的弱电电压；控制器，用于对强电预充电电路、强电电压检测电路、弱电充电电路、弱电电压检测电路的工作进行控制。
进一步地，强电预充电电路包括开关K1、开关K2以及电阻R1，其中，开关K2与电阻R1串联后，与开关K1并联，开关K1第一端与开关K2第一端连接于第一节点，开关K1第二端与电阻R1的一端连接于第二节点，并与母线电容C3的第一端连接，母线电容C3的第二端与地信号连接。
进一步地，强电电压检测电路包括电阻R4、电阻R7以及滤波电容C2，其中，电阻R4第一端连接于第二节点，第二端分别与电阻R7的第一端、控制器连接，电阻R7的第二端与地信号连接，滤波电容C2与电阻R7并联连接。
进一步地，弱电充电电路包括：三极管K3、电阻R3，还包括恒流源或恒压源之一，其中，三极管K3第一端连接于第一节点，第二端与电阻R3第一端连接，第三端与控制器连接，电阻R3第二端连接至恒流源或恒压源的第一端，恒流源或恒压源的第二端连接于地信号。
进一步地，弱电电压检测电路包括：电阻R5、电阻R6、以及电容C1，其中，电阻R5第一端与三极管K3第二端连接，电阻R5第二端分别与电阻R6第一端、电容C1的第一端连接，电容C1的第二端连接于地信号，电阻R6第二端与控制器连接。
在本发明中，对功率电路母线是否短路的检测时，在强电预充电电路启动前，先对母线电压值进行检测，根据检测的母线电压值判断是否正常启动强电预充电电路，实现对母线是否短路进行检测判断，这种控制方式有效的解决了现有技术中功率电路强电上电时若存在短路情况可能出现毁坏电路元器件的问题，保护高压强电短路情况下后端电路不被二次破坏和电流冲击，同时减少了预充电电路设计裕量，提高电路安全性。
附图说明
图1是本发明实施例的直流母线短路检测电路的一种可选的电路结构示意图；
图2是本发明实施例的直流母线短路检测电路工作方法的一种可选的流程示意图；
图3是本发明实施例的直流母线短路检测方法的一种可选的流程示意图；以及
图4是本发明实施例的直流母线短路检测装置的一种可选的结构框图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
实施例1
目前功率电路中，经常由于功率器件损坏或者进入异物等原因造成母线短路，此时一般通过采集当前母线电压值来判断是否短路。而在强电首次上电，或者再次重新上电时，此时母线为零，只能通过强电预充电电路来判断此时后端是否短路。但是这样设计存在一个弊端，当强电电压处于宽范围时，因考虑短路原因，则会对预充电电路进行种种限制，降低电路使用性能；当处于高电压情况下后端短路，则会造成后端冲击电流过大，对后端电路造成二次破坏甚至起火，同时也会让预充电电路发热严重，降低其使用寿命。
有鉴于在，本实施例中提供了一种直流母线短路检测电路，该电路包括：强电预充电电路，用于对直流母线进行强电充电，以便电路在首次上电时或重新上电时，对母线是否短路进行判断；强电电压检测电路，用于在检测母线的强电电压；弱电充电电路，用于在强电预充电电路工作前，对母线进行弱电充电，以便对母线是否短路进行预判断；弱电电压检测电路，用于在检测母线的弱电电压；控制器，用于对强电预充电电路、强电电压检测电路、弱电充电电路、弱电电压检测电路的工作进行控制。
具体实现时，如图1所示，强电预充电电路包括开关K1、开关K2以及电阻R1，其中，开关K2与电阻R1串联后，与开关K1并联，开关K1第一端与开关K2第一端连接于第一节点，开关K1第二端与电阻R1的一端连接于第二节点，并与母线电容C3的第一端连接，母线电容C3的第二端与地信号连接。
可选地，强电电压检测电路包括电阻R4、电阻R7以及滤波电容C2，其中，电阻R4第一端连接于第二节点，第二端分别与电阻R7的第一端、控制器连接，电阻R7的第二端与地信号连接，滤波电容C2与电阻R7并联连接。
可选地，弱电充电电路包括：三极管K3、电阻R3，还包括恒流源或恒压源之一，其中，三极管K3第一端连接于第一节点，第二端与电阻R3第一端连接，第三端与控制器连接，电阻R3第二端连接至恒流源或恒压源的第一端，恒流源或恒压源的第二端连接于地信号。
可选地，弱电电压检测电路包括：电阻R5、电阻R6、以及电容C1，其中，电阻R5第一端与三极管K3第二端连接，电阻R5第二端分别与电阻R6第一端、电容C1的第一端连接，电容C1的第二端连接于地信号，电阻R6第二端与控制器连接。
下面结合附图2对上述电路结构的直流母线短路检测电路进行详细说明：
在图1所示的电路中，K1、K2、R1组成预充电电路，上述电路具体工作原理参见图2，在预充电电路工作前，首先通过强电电压检测电路R4、R7(也可以是其他电路组成的电压检测电路)，C2起到滤波作用，检测当前母线电压C3的值是否大于某个设定值，如果大于则判定电路正常，预充电电路正常工作；如果小于，则开启弱电充电电路，该弱电充电电路由K3、R3和电压源或者恒流源组成，其中，K3可以是功率管也可以是继电器等开关器件，起到开关作用，R3起到限流和控制弱电充电时间的作用，电压源或者恒流源提供充电电源(该部分电路也可由其他电路组成弱电充电电路)，一定时间后，通过弱电电压检测电路检测此时的母线电压值是否达到设定值，此弱电电压检测电路由R5、R6、C1组成(也可以是其他电路组成的电压检测电路)，如果未达到则判定充电故障，机组停止工作；如果达到设定值则断开弱电充电电路，吸合预充电电路，机组正常工作。
上述结构的直流母线短路检测电路通过在强电未通之前，通过简单电路，提前预判强电电路是否短路，在未检测到短路情况下，断开弱电检测，吸合强电，防止了后端电路，强电冲击电流对电路进行二次破坏，也避免了预充电电路因为考虑母线短路问题而在设计时增大裕量，节省了成本减小了预充电电路体积，恒电压源或者恒流源在预充电检测完成之后可以用于给其他电路供电。需要说明的是，图中电路仅是示意图，具体电路可以根据实际功能需要调整。
实施例2
基于上述实施例1中提供的直流母线短路检测电路，本发明可选的实施例2还提供了一种直流母线短路检测方法，图2示出该方法的一种可选的流程图，如图3所示，该方法可以包括以下步骤S302-S304：
S302，在强电预充电电路启动前，通过强电电压检测电路检测母线电压值；
S304，根据检测的母线电压值判断是否正常启动强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断。
在上述实施方式中，对功率电路母线是否短路的检测时，在强电预充电电路启动前，先对母线电压值进行检测，根据检测的母线电压值判断是否正常启动强电预充电电路，实现对母线是否短路进行检测判断，这种控制方式有效的解决了现有技术中功率电路强电上电时若存在短路情况可能出现毁坏电路元器件的问题，保护高压强电短路情况下后端电路不被二次破坏和电流冲击，同时减少了预充电电路设计裕量。
具体实现时，根据检测的母线电压值判断是否正常启动强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断，包括：将检测的母线电压值与第一预设阈值进行比较；在检测的母线电压值大于第一预设阈值时，判定正常启动强电预充电电路，通过强电预充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行检测判断；在检测的母线电压值不大于第一预设阈值时，开启弱电充电电路，通过弱电充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行预判断，根据预判断的结果判断是否正常启动强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断。
进一步地，通过弱电充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行预判断，根据预判断的结果判断是否正常启动强电预充电电路，包括：在弱电充电电路对母线进行充电的时间达到预设时间阈值时，通过弱电电压检测电路检测当前母线电压值，并判断当前母线电压值是否达到第二预设阈值；在当前母线电压值达到第二预设阈值时，断开弱电充电电路，并正常启动强电预充电电路；在当前母线电压值未达到第二预设阈值时，判定出现短路故障，控制不启动强电预充电电路。
在上述实施方式中，强电上电前短路检测电路上电前，首先检测后端母线电压，当母线电压未满足要求时，通过主板上其他弱电或者低压电源给母线进行充电，然后通过适合于当前电压检测的电路判断此时电压是否达到规定值，如果没有，则判定充电故障母线短路；如果达到则断开检测电路，开启预充电电路，电路正常工作。此电路有效保护了高压强电短路情况下后端电路不被二次破坏和电流冲击，同时减少预充电电路设计裕量。
实施例3
基于上述实施例2中提供的直流母线短路检测方法，本发明可选的实施例3还提供了一种直流母线短路检测装置，具体来说，图4示出该装置的一种可选的结构框图，如图4所示，该装置包括：检测单元42，用于在强电预充电电路启动前，通过强电电压检测电路检测母线电压值；判断单元44，与检测单元42连接，用于根据检测的母线电压值判断是否正常启动强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断。
在一个实施方式中，判断单元包括：比较模块，用于将检测的母线电压值与第一预设阈值进行比较；第一判定模块，用于在检测的母线电压值大于第一预设阈值时，判定正常启动强电预充电电路，通过强电预充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行检测判断；第二判定模块，在检测的母线电压值不大于第一预设阈值时，开启弱电充电电路，通过弱电充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行预判断，根据预判断的结果判断是否正常启动强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断。
在一个实施方式中，第二判定模块包括：判断子模块，在弱电充电电路对母线进行充电的时间达到预设时间阈值时，通过弱电电压检测电路检测当前母线电压值，并判断当前母线电压值是否达到第二预设阈值；第一判定子模块，用于在当前母线电压值达到第二预设阈值时，断开弱电充电电路，并正常启动强电预充电电路；第二判定子模块，在当前母线电压值未达到第二预设阈值时，判定出现短路故障，控制不启动强电预充电电路。
关于上述实施例中的装置，其中各个单元、模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
从以上描述中可以看出，在本发明的各个实施例中，对功率电路母线是否短路的检测时，在强电预充电电路启动前，先对母线电压值进行检测，根据检测的母线电压值判断是否正常启动强电预充电电路，实现对母线是否短路进行检测判断，这种控制方式有效的解决了现有技术中功率电路强电上电时若存在短路情况可能出现毁坏电路元器件的问题，保护高压强电短路情况下后端电路不被二次破坏和电流冲击，同时减少了预充电电路设计裕量。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未发明的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (9)
1.一种直流母线短路检测方法，其特征在于，包括：
在强电预充电电路启动前，通过强电电压检测电路检测母线电压值；
根据检测的所述母线电压值判断是否正常启动所述强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断；
所述根据检测的所述母线电压值判断是否正常启动所述强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断，包括：
将检测的所述母线电压值与第一预设阈值进行比较；
在所述检测的所述母线电压值大于第一预设阈值时，判定正常启动所述强电预充电电路，通过所述强电预充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行检测判断；
在所述检测的所述母线电压值不大于第一预设阈值时，开启弱电充电电路，通过所述弱电充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行预判断，根据所述预判断的结果判断是否正常启动所述强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述弱电充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行预判断，根据所述预判断的结果判断是否正常启动所述强电预充电电路，包括：
在所述弱电充电电路对母线进行充电的时间达到预设时间阈值时，通过弱电电压检测电路检测当前母线电压值，并判断当前母线电压值是否达到第二预设阈值；
在当前母线电压值达到所述第二预设阈值时，断开所述弱电充电电路，并正常启动所述强电预充电电路；
在当前母线电压值未达到所述第二预设阈值时，判定出现短路故障，控制不启动所述强电预充电电路。
3.一种直流母线短路检测装置，其特征在于，包括：
检测单元，用于在强电预充电电路启动前，通过强电电压检测电路检测母线电压值；
判断单元，用于根据检测的所述母线电压值判断是否正常启动所述强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断；
所述判断单元包括：
比较模块，用于将检测的所述母线电压值与第一预设阈值进行比较；
第一判定模块，用于在所述检测的所述母线电压值大于第一预设阈值时，判定正常启动所述强电预充电电路，通过所述强电预充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行检测判断；
第二判定模块，在所述检测的所述母线电压值不大于第一预设阈值时，开启弱电充电电路，通过所述弱电充电电路对母线进行充电后对母线是否短路进行预判断，根据所述预判断的结果判断是否正常启动所述强电预充电电路，以对母线是否短路进行检测判断。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述第二判定模块包括：
判断子模块，在所述弱电充电电路对母线进行充电的时间达到预设时间阈值时，通过弱电电压检测电路检测当前母线电压值，并判断当前母线电压值是否达到第二预设阈值；
第一判定子模块，用于在当前母线电压值达到所述第二预设阈值时，断开所述弱电充电电路，并正常启动所述强电预充电电路；
第二判定子模块，在当前母线电压值未达到所述第二预设阈值时，判定出现短路故障，控制不启动所述强电预充电电路。
5.一种直流母线短路检测电路，其特征在于，用于执行权利要求1至2中任意一项所述的直流母线短路检测方法，包括：
强电预充电电路，用于对直流母线进行强电充电，以便电路在首次上电时或重新上电时，对母线是否短路进行判断；
强电电压检测电路，用于在检测母线的强电电压；
弱电充电电路，用于在所述强电预充电电路工作前，对母线进行弱电充电，以便对母线是否短路进行预判断；
弱电电压检测电路，用于在检测母线的弱电电压；
控制器，用于对所述强电预充电电路、强电电压检测电路、弱电充电电路、弱电电压检测电路的工作进行控制。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述强电预充电电路包括开关K1、开关K2以及电阻R1，其中，所述开关K2与所述电阻R1串联后，与所述开关K1并联，所述开关K1第一端与所述开关K2第一端连接于第一节点，所述开关K1第二端与所述电阻R1的一端连接于第二节点，并与母线电容C3的第一端连接，所述母线电容C3的第二端与地信号连接。
7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述强电电压检测电路包括电阻R4、电阻R7以及滤波电容C2，其中，所述电阻R4第一端连接于所述第二节点，第二端分别与电阻R7的第一端、所述控制器连接，电阻R7的第二端与地信号连接，所述滤波电容C2与所述电阻R7并联连接。
8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述弱电充电电路包括：三极管K3、电阻R3，还包括恒流源或恒压源之一，其中，所述三极管K3第一端连接于第一节点，第二端与电阻R3第一端连接，第三端与所述控制器连接，所述电阻R3第二端连接至所述恒流源或恒压源的第一端，所述恒流源或恒压源的第二端连接于地信号。
9.根据权利要求8所述的电路，其特征在于，所述弱电电压检测电路包括：电阻R5、电阻R6、以及电容C1，其中，所述电阻R5第一端与所述三极管K3第二端连接，所述电阻R5第二端分别与所述电阻R6第一端、电容C1的第一端连接，所述电容C1的第二端连接于地信号，所述电阻R6第二端与所述控制器连接。
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