CN108107378B - 用于功率模块的诊断电路与方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于功率模块的诊断电路与方法，该诊断电路包含：一逻辑电路，其中该逻辑电路包含一相一臂的一栅极电压端逻辑或一停滞时间电压端的集合，该集合逻辑互斥或该相的另一臂的一漏‑源极电压端；一滤波电路，耦合该逻辑电路，用以过滤转态噪点；一比较电路，耦合该滤波电路，用以判断该相的一相电流端的相电流是否大于零；以及一闩锁，耦合该比较电路，用以暂时储存诊断信号。

Description

用于功率模块的诊断电路与方法
技术领域
本发明涉及一种诊断电路与方法，特别是用于功率模块的诊断电路与方法。
背景技术
变频控制器具有三相六臂的电路特征，若功率开关损毁，将造成某臂开路或短路无法正常进行开关。在功率模块失效状态中，有可能因上下臂短路而造成大电流产生，使功率模块损毁并且造成变频控制器的输出异常。例如：若上臂短路，下臂仍正常开关时，将产生过电流。
当功率模块损毁时，将造成功率输出异常。若诊断时间过长，将导致功率模块引发二次破坏，造成整体系统的危险。若能将失效状态的时间减低，可降低功率模块产生二次破坏的机率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于功率模块的诊断电路与方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于功率模块的诊断电路，该诊断电路包含：一逻辑电路，其中该逻辑电路包含一相一臂的一栅极电压端逻辑或一停滞时间电压端的集合，该集合逻辑互斥或该相的另一臂的一漏-源极电压端；一滤波电路，耦合该逻辑电路，用以过滤转态噪点；一比较电路，耦合该滤波电路，用以判断该相的一相电流端的相电流是否大于零；以及一闩锁，耦合该比较电路，用以暂时储存诊断信号。
为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种用于功率模块的诊断电路，该诊断电路包含：一逻辑电路，其中一相一臂的一漏-源极电压端逻辑互斥或该相的另一臂的一漏-源极电压端；一滤波电路，耦合该逻辑电路，用以过滤转态噪点；以及一闩锁，耦合该滤波电路，用以暂时储存诊断信号。
为了更好地实现上述目的，本发明还提供了一种用于功率模块的诊断方法，该诊断方法包含：输入一电压至六臂；接收该六臂的各臂的一漏-源极电压与一栅极电压；接收该六臂的三相的各相的一相电流；判断该相电流是否大于零；以及判断该相的其中一臂的该栅极电压逻辑或一停滞时间电压的集合，该集合是否与该相的另一臂的该漏-源极电压呈现同相。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1为根据一些实施例说明功率模块的示意图；
图2为根据一些实施例说明诊断电路的架构图；
图3为根据一些实施例说明诊断电路的电路图；
图4为根据一些实施例说明诊断电路的电路图；
图5为根据一些实施例说明分压电路的电路图；
图6为根据一些实施例说明分压电路的电路图；
图7为根据一些实施例说明停滞时间电路的电路图；
图8为根据一些实施例说明诊断电路的电路图；
图9为根据一些实施例说明诊断电路的波形图；
图10为根据一些实施例说明诊断电路的波形图；
图11为根据一些实施例说明诊断方法的流程图。
其中，附图标记
20 电池 22 电容
Q1-Q6 功率开关 D1-D6 二极管
R1-R6 电阻 Vg_UU 栅极电压
Vg_UD 栅极电压 Vds_UD 漏-源极电压
Vds_UU 漏-源极电压 25、26、27 电流传感器
IU、IV、IW 相电流 31、32、33 步骤
L1-L3 电感 41 逻辑电路
35 保护电路 45 比较电路
43 滤波电路 51 或闸
47 闩锁 53 及闸
52 互斥或闸 55 或闸
54 或闸 57 二极管
56 二极管 62 电阻
61 二极管 65 运算放大器
63 电容 71 二极管
66 系统电压端 75 反及闸
72 或闸 78 系统电压端
76 反及闸 Vds_UU_FB 漏-源极电压
81 电阻 82 电容
Vds_UD_FB 漏-源极电压 Vdead_time 停滞时间电压
Vg_UU_FB 栅极电压 Vg_UD_FB 栅极电压
91 逻辑电路 93 滤波电路
95 比较电路 97 闩锁
101 或闸 102 互斥或闸
103 及闸 104 或闸
105 或闸 106 二极管
107 二极管 111 二极管
113 电阻 114 电容
115 运算放大器 116 系统电压端
117 二极管 119 或闸
126 反及闸 127 反及闸
128 系统电压端 129 电阻
130 电容 A1、B1 诊断电路集合
141 电阻
140 电阻 143 系统电压
142 电阻 150 电阻
145 节点 152 电阻
151 电阻 155 节点
153 系统电压 161 反或闸
Vds_UD_compare 漏-源极电压 172 互斥或闸
171 逻辑电路 174 或闸
173 及闸 176 二极管
175 或闸 181 滤波电路
177 二极管 183 电容
182 电阻 191 闩锁
184 二极管 193 反及闸
192 反及闸 196 电阻
195 系统电压端 198 保护电路
197 电容 200 诊断电路
100 功率模块 220 诊断电路
210 诊断电路 240 分压电路
230 分压电路 310 诊断电路
250 停滞时间电路 A、B、C、D 时间
260、261、262、263、264、265、266、267 步骤
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
本发明提出一种用于功率模块的诊断电路及其诊断方法。诊断电路及其诊断方法撷取功率模块中的开关功率元件的栅极、漏-源极回授信号、以及相电流回授信号，可在线检测功率模块是否正常运作。当功率模块失效时，可快速诊断功率模块是否损毁并且降低功率模块的失效时间，防止功率模块引发二次破坏。
图1为根据一些实施例说明功率模块100的示意图。功率模块100系变频控制器的一部分，功率模块100具有三相六臂的电路特征，并且运用于马达或高功率的电机。功率模块100包含功率开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、及Q6、以及二极管D1、D2、D3、D4、D5、及D6。功率开关Q1串联功率开关Q2，功率开关Q1、及Q2的组合系为U相，功率开关Q1为上臂，功率开关Q2为下臂；功率开关Q3串联功率开关Q4，功率开关Q3、及Q4的组合系为V相，功率开关Q3为上臂，功率开关Q4为下臂；功率开关Q5串联功率开关Q6，功率开关Q5、及Q6的组合系为W相，功率开关Q5为上臂，功率开关Q6为下臂。功率开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、及Q6系采用功率元件或功率晶体管，例如：功率金氧半晶体管(power metal oxide semiconductor field-effecttransistorpower MOSFET)。功率模块100耦接电池20，并且功率模块100并联电容22。功率开关Q1、及Q2之间连接电流传感器25，电流传感器25检测U相的相电流IU；功率开关Q3、及Q4之间连接电流传感器26，电流传感器26检测V相的相电流IV；功率开关Q5、及Q6之间连接电流传感器27，电流传感器27检测W相的相电流IW。电流传感器25连接电感L1；电流传感器26连接电感L2；电流传感器27连接电感L3。
在一实施例，电阻R1、R2、R3、R4、R5、及R6分别配置于功率开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、及Q6，详言之，电阻R1-R6系跨接于功率开关Q1-Q6的漏极与源极之间。在电阻R1-R6上的跨压等同功率开关Q1-Q6的漏极与源极的电压差。
图2为根据一些实施例说明诊断电路200的架构图。诊断电路200系用来诊断功率模块100是否失效。诊断电路200撷取栅极电压的回授信号(步骤31)、六臂的漏-源极电压的回授信号(步骤32)以及各相电流的回授信号(步骤33)。栅极电压的回授信号系功率开关Q1-Q6的栅极电压。六臂的漏-源极电压的回授信号系Q1-Q6的漏-源极电压。相电流的回授信号分别系电流传感器25、26、及27所撷取的相电流IU、IV、及IW。诊断电路200的判断结果传送到保护电路35，若诊断电路200确定功率模块100失效，将启动保护电路35。
图3为根据一些实施例说明诊断电路210的电路图。U、V、及W相的每一相配置一诊断电路210，并且诊断电路210的工作时机在该相的对应相电流(相电流IU、IV、IW)大于零时。在以U相为例的一实施例中，诊断电路210配置于U相(功率开关Q1、及Q2的组合)。当U相的相电流IU大于零时，诊断电路210将进行工作。诊断电路210包含：一逻辑电路41，其中逻辑电路41包含一相(例如U相)一臂(下臂，功率开关Q2，图1)的一栅极电压Vg_UD_FB端逻辑或(OR)一停滞时间电压Vdead_time端的集合，该集合逻辑互斥或(XOR)该相(U相)的另一臂(上臂，功率开关Q1)的一漏-源极电压Vds_UU_FB端；一滤波电路43，耦合该逻辑电路41，用以过滤转态噪点；一比较电路45，耦合该滤波电路43，用以判断该相(U相)的相电流IU端是否大于零；以及一闩锁47，耦合该比较电路45，用以暂时储存诊断信号。栅极电压Vg_UD_FB(图3)系由栅极电压Vg_UD(图1)降压而得。漏-源极电压Vds_UU_FB(图3)系由漏-源极电压Vds_UU(图1)降压而得。
在一实施例中，逻辑电路41还包含一或闸51(OR gate)，该或闸51的一输入端耦合栅极电压Vg_UD_FB，栅极电压Vg_UD_FB系由栅极电压Vg_UD降压而得，另一输入端连接一停滞时间电压Vdead_time端。在一实施例中，逻辑电路41另包含一互斥或闸52(XOR gate)，该互斥或闸52的一输入端连接或闸51的输出端，另一输入端连接漏-源极电压Vds_UU_FB端。互斥或闸52系由一个及闸53(AND gate)、两个或闸(54、及55)、以及两个二极管(56、及57)所组成。
在一实施例中，二极管61，位于逻辑电路41与滤波电路43之间，二极管61的阳极连接逻辑电路41的输出端，二极管61的阴极连接该滤波电路43的一输入端。
在一实施例中，滤波电路43还包含电阻62；以及电容63，电容63的一端接地，另一端连接电阻62。滤波电路43用以过滤转态噪点。
在一实施例中，比较电路45还包含运算放大器65，运算放大器65的反相输入端V-连接相电流IU端。运算放大器65的非反相输入端V+连接一系统电压端66或一定电压。比较电路45系用以决定诊断电路210是否工作，当相电流IU大于零时，诊断电路210进行工作；反之，相电流IU小于零时，诊断电路210则休息。
在一实施例中，诊断电路210另包含二极管71，二极管71位于或闸72与滤波电路43之间，二极管71的阳极连接该滤波电路43的一输出端，二极管71的阴极连接或闸72的另一输入端。
在一实施例中，诊断电路210另包含或闸72，或闸72的一输入端连接比较电路45的一输出端(等同运算放大器65的输出端)，另一输入端耦合滤波电路43的一输出端，或闸72的一输出端连接闩锁47。
在一实施例中，诊断电路210另包含闩锁47，闩锁47由两个反及闸75、及76(NANDgate)互相交连而成。反及闸76的一输入端连结或闸72的输出端。在一实施例中，反及闸75的一输入端连结一系统电压端78或一定电压，系统电压端78耦合闩锁47的一输入端。系统电压端78另连接电阻81与电容82。闩锁47用以储存位元状态，当逻辑电路41判断出功率模块的U相失效，闩锁47将闭锁失效信息(高电位)，以通知保护电路35。
图4为根据一些实施例说明诊断电路220的电路图。U、V、及W相的每一相配置一诊断电路220，并且诊断电路220的工作时机在该相的对应相电流(相电流IU、IV、IW)小于零时。在一实施例中，诊断电路220配置于U相(功率开关Q1、及Q2的组合)。当U相的相电流IU小于零时，诊断电路220将进行工作，诊断电路210则休息。诊断电路220包含：一逻辑电路91，其中一相(U相)一臂(上臂，功率开关Q1，图1)的一栅极电压Vg_UU_FB端逻辑或(OR)一停滞时间电压Vdead_time端的集合，该集合逻辑互斥或(XOR)该相(U相)的另一臂(下臂，功率开关Q2)的一漏-源极电压Vds_UD_FB端；一滤波电路93，耦合该逻辑电路91，用以过滤转态噪点；一比较电路95，耦合该滤波电路93，用以判断该相(U相)的相电流IU端的相电流是否大于零；以及一闩锁97，耦合该比较电路95，用以暂时储存诊断信号。栅极电压Vg_UU_FB(图4)系由栅极电压Vg_UU(图1)降压而得。漏-源极电压Vds_UD_FB(图3)系由漏-源极电压Vds_UD(图1)降压而得。
在一实施例中，逻辑电路91包含一或闸101，或闸101的一输入端耦合栅极电压Vg_UU_FB端(上臂)，栅极电压Vg_UU_FB系由栅极电压Vg_UU降压而得，另一输入端连接一停滞时间电压Vdead_time端。在一实施例中，逻辑电路91另包含一互斥或闸102(XOR gate)，互斥或闸102的一输入端连接或闸101的输出端，另一输入端连接漏-源极电压Vds_UD_FB端(下臂)。互斥或闸102系由一个及闸103、两个或闸(104、及105)、以及两个二极管(106、及107)所组成。
在一实施例中，二极管111位于逻辑电路91与滤波电路93之间，二极管111的阳极连接逻辑电路91的输出端，二极管111的阴极连接该滤波电路93的一输入端。
在一实施例中，滤波电路93还包含电阻113；以及电容114，电容114的一端接地，另一端连接电阻113。滤波电路93用以过滤转态噪点。
在一实施例中，比较电路95包含运算放大器115，运算放大器95的非反相输入端V+连接相电流IU端。运算放大器115的反相输入端V-连接一系统电压端116或一定电压。比较电路95系用以决定诊断电路220是否工作，当相电流IU小于零时，诊断电路220进行工作；反之，相电流IU大于零时，诊断电路220则休息。
在一实施例中，诊断电路220另包含二极管117，二极管117位于或闸119与滤波电路93之间，二极管117的阳极连接该滤波电路93的一输出端，二极管117的阴极连接或闸119的另一输入端。
在一实施例中，诊断电路220另包含或闸119，或闸119的一输入端连接比较电路95的一输出端(等同运算放大器115的输出端)，另一输入端耦合滤波电路93的一输出端，或闸119的一输出端连接闩锁97。
在一实施例中，诊断电路220另包含闩锁97，闩锁97由两个反及闸126、及127互相交连而成。反及闸126的一输入端连结或闸119的输出端。在一实施例中，反及闸127的一输入端耦合一系统电压端128或一定电压，系统电压端128耦合闩锁97的一输入端。系统电压端128另连接电阻129与电容130。闩锁97用以储存位元状态，当逻辑电路91判断出功率模块的U相失效，闩锁97将闭锁失效信息(高电位)，以通知保护电路35。
图5为根据一些实施例说明分压电路230的电路图。分压电路230系诊断电路210的一部分，分压电路230系用于降低来自功率模块100的电压信号，使得电压信号适合用于逻辑电路。在一实施例中，分压电路230包含电阻140、141、及142、系统电压143或一定电压。电阻140、141、及142连接于节点145。电阻140的一端连接漏-源极电压Vds_UU(对应图1的功率开关Q1，U相上臂)，另一端连接节点145，电阻140的阻值为40kΩ。电阻141的一端接地，另一端连接节点145，电阻141的阻值为500Ω。电阻142的一端连接节点145，另一端连接系统电压143，电阻142的阻值为5kΩ。节点145输出的漏-源极电压Vds_UU_FB端(对应图3的逻辑电路41的输入端)。
图6为根据一些实施例说明分压电路240的电路图。分压电路240系诊断电路220的一部分，分压电路240系用于降低来自功率模块100的电压信号，使得电压信号适合用于逻辑电路。在一实施例中，分压电路240包含电阻150、151、及152、系统电压153或一定电压。电阻150、151、及152连接于节点155。电阻150的一端连接漏-源极电压Vds_UD(对应图1的功率开关Q2，U相下臂)，另一端连接节点155，电阻150的阻值为40kΩ。电阻151的一端接地，另一端连接节点155，电阻151的阻值为500Ω。电阻152的一端连接节点155，另一端连接系统电压153，电阻152的阻值为1kΩ。节点155输出漏-源极电压Vds_UD_FB端(对应图4的逻辑电路91的输入端)以及漏-源极电压Vds_UD_FB_compare端。
图7为根据一些实施例说明停滞时间电路250的电路图。停滞时间电路250系诊断电路210或220的一部分，停滞时间电路250系捕捉U相上臂的栅极电压Vg_UU与下臂的栅极电压Vg_UD之间的空白时间(亦称为停滞时间)。在一实施例中，停滞时间电路250包含一反或闸161(NOR gate)，反或闸161的一输入端连接栅极电压Vg_UU_FB端，另一输入端连接同相(U相)的另一臂(下臂)的栅极电压Vg_UD_FB端，反或闸161的输出端系停滞时间电压Vdead_time端。停滞时间电压Vdead_time端分别对应诊断电路210(图3)或诊断电路220(图4)的输入端。栅极电压Vg_UU_FB、栅极电压Vg_UD_FB系由栅极电压Vg_UU、栅极电压Vg_UD(图1)降压而得。
图8为根据一些实施例说明诊断电路310的电路图。诊断电路310适用于快速诊断功率模块是否失效，特别地，当一相的一臂正常(假设上臂)，但是同相的另一臂失效的状况(假设下臂)时，诊断电路310可迅速得知下臂已失效并且进行保护，不需要等到各相的上下臂都检测完成后才得知失效，以节省诊断时间，实际运用时，U、V、及W相的每一相配置一诊断电路310。在一实施例中，诊断电路310配置于U相(功率开关Q1、及Q2的组合，图1)，诊断电路310包含：逻辑电路171，其中一相(U相)一臂(上臂)的一漏-源极电压Vds_UU_FB端逻辑互斥或该相(U相)的另一臂(下臂)的一漏-源极电压Vds_UD_FB端；滤波电路181，耦合逻辑电路171，用以过滤转态噪点；以及闩锁191，耦合滤波电路181，用以暂时储存诊断信号。
在一实施例中，逻辑电路171还包含一互斥或闸172，互斥或闸172的一输入端连接该相(U相)的该臂(上臂)的漏-源极电压Vds_UU_FB端，另一输入端连接该相(U相)的该另一臂(下臂)的漏-源极电压Vds_UD_FB端。互斥或闸172系由一个及闸173、两个或闸(174、及175)、以及两个二极管(176、及177)所组成。漏-源极电压Vds_UU_FB系由Vds_UU(图1)降压而得。漏-源极电压Vds_UD_FB系由Vds_UD(图1)降压而得。
在一实施例中，滤波电路181还包含电阻182；以及电容183，电容183的一端接地，另一端连接电阻182。
在一实施例中，诊断电路310另包含二极管184，二极管184位于滤波电路181与闩锁191之间，二极管184的阳极连接滤波电路181的一输出端，二极管184的阴极连接闩锁181的一输入端。
在一实施例中，诊断电路220另包含闩锁191，闩锁191由两个反及闸192、及193互相交连而成。反及闸192的一输入端连结二极管184的阴极。反及闸193的一输入端耦合系统电压端195或一定电压，系统电压端195耦合闩锁191的一输入端。系统电压端195另连接电阻196与电容197。
闩锁191用以储存位元状态，当逻辑电路171判断出功率模块的U相失效，闩锁191将闭锁失效信息(高电位)，以通知保护电路198。
图9为根据一些实施例说明诊断电路210的波形图。信号在诊断电路210中，系以高、低电位信号作判别，故波形图为方波，高电位代表1或真(true)，低电位代表0或假(false)，并且当U相的相电流IU大于零时，诊断电路210将进行工作。U相上臂的栅极电压Vg_UU_FB与U相下臂的栅极电压Vg_UD_FB之间，具有一停滞时间电压Vdead_time(亦称为空白时间)，停滞时间电压Vdead_time借由停滞时间电路250所撷取，代表上臂、及下臂的栅极皆不启动时机。U相上臂的栅极电压Vg_UU_FB与U相上臂的漏-源极电压Vds_UU_FB呈现反相(功率开关特性)，若一个为高电位，另一个必为低电位。U相下臂的栅极电压Vg_UD_FB与U相下臂的漏-源极电压Vds_UD_FB呈现反相。
在一实施例，诊断电路210的真值表如下：
Figure BDA0001185967760000101
从图9的栅极电压Vg_UD_FB、停滞时间电压Vdead_time、及漏-源极电压Vds_UU_FB的波形图来看，在功率模块100的正常状况下，U相上臂的栅极电压Vg_UU_FB逻辑或停滞时间电压Vdead_time的集合，该集合会与U相下臂的漏-源极电压Vds_UD_FB呈现完全同相，系为真值表的两个正常状态，例如A、B区。在A区，栅极电压Vg_UD_FB(0)逻辑或停滞时间电压Vdead_time(0)后为0，再逻辑互斥或漏-源极电压Vds_UU_FB(0)为0。当此完全同相的特性被破坏时，则功率模块100被诊断出异常，如上述真值表的异常状态。
图10系根据一些实施例说明诊断电路220的波形图。在一实施例，当U相的相电流IU小于零时，诊断电路220将进行工作，诊断电路220的真值表如下：
Figure BDA0001185967760000111
从图10的栅极电压Vg_UU_FB、停滞时间电压Vdead_time、及漏-源极电压Vds_UD_FB的波形图来看，在功率模块100的正常状况下，U相下臂的栅极电压Vg_UD_FB逻辑或停滞时间电压Vdead_time的集合，该集合会与U相上臂的漏-源极电压Vds_UU_FB呈现完全同相，系为真值表的两个正常状态，例如C、D区。在D区，栅极电压Vg_UU_FB(1)逻辑或停滞时间电压Vdead_time(0)后为1，再逻辑互斥或漏-源极电压Vds_UD_FB(1)为1。当此完全同相的特性被破坏时，则被诊断出功率模块100异常，如上述真值表的异常状态。诊断电路210、220系利用此完全同相特性搭配逻辑电路的判断，当该完全同相的特性被破坏时，代表功率模块100的异常状况，上臂或下臂产生开路或短路的现象。
图11为根据一些实施例说明诊断方法510的流程图。在步骤261中，输入一电压至六臂(六臂的功率开关分别为Q1-Q6)；在步骤262中，接收该六臂的各臂的一漏-源极电压(Vds_UU_FB或Vds_UD_FB)与一栅极电压(Vg_UU_FB或Vg_UD_FB)；在步骤263中，接收该六臂的三相(U、V、W相)的各相的一相电流(三相的相电流分别为IU、IV、及IW)；判断该相电流是否大于零；以及在步骤264或在步骤265中，判断该相(假设U相)的其中一臂(假设上臂)的该栅极电压(Vg_UU_FB)逻辑或一停滞时间电压(Vdead_time)的集合，该集合是否与该相(U相)的另一臂(假设下臂)的该漏-源极电压(Vds_UD_FB)呈现同相。
在步骤260，系统进行开机。
在步骤261中，在初始时提供功率模块100的该六臂的每臂(六臂的功率开关分别为Q1-Q6)一初始电压值。
在步骤262中，在功率模块100输出功率的过程中，回授功率模块100的每臂的栅极电压与漏-源极电压。例如回授U相的上、或下臂栅极电压(Vg_UU_FB或Vg_UD_FB)以及漏-源极电压(Vds_UU_FB或Vds_UD_FB)。
在步骤263中，回授电流传感器25、26、及27所撷取的相电流IU、IV、及IW，若相电流大于零，则进入步骤264，回授下臂栅极电压、上臂漏-源极电压、及停滞时间电压，由诊断电路集合A1进行硬体判断，诊断电路集合A1系由三相(U、V、W相)的各相的诊断电路210所组成的集合。
在步骤263中，若相电流小于零，则进入步骤265，回授上臂的栅极电压、下臂漏-源极电压、及停滞时间电压，由诊断电路集合B1进行硬体判断，诊断电路集合B1系由三相(U、V、W相)的各相的诊断电路220所组成的集合。
在步骤266中，若功率模块100异常开路或短路时，诊断电路集合A1或B1输出高准位电压。并且将功率模块100的六臂的栅极电压关闭，避免功率模块100长时间处于失效状态。
在步骤267中，功率模块100并未失效，故仍然输出功率模块100的六臂的栅极电压。
本发明提出一种用于功率模块的诊断电路及方法。通过回授各臂的栅极电压与漏极电压，判断栅极电压逻辑或停滞时间电压的集合，该集合是否与漏-源极电压呈现同相。由此可以得知功率开关是否为开路或短路，使功率模块在失效后能快速进行关闭系统，避免因为失效时间过长而导致变频控制器损毁严重。本发明诊断电路及诊断方法的诊断系速度快、可在线检测、进行开路/短路诊断、不需额外增加电流传感器、以及成本低。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (21)

1.一种用于功率模块的诊断电路，其特征在于，该功率模块包括三相六臂，每个相具有一个上臂和一个下臂，每个臂具有一个电源开关，该诊断电路包含：
一逻辑电路，其中该逻辑电路包含一相一臂的一栅极电压端逻辑或一停滞时间电压端的集合，该集合逻辑互斥或该相的另一臂的一漏-源极电压端，该停滞时间电压端对应于该相的一臂的栅极电压端与该相的另一臂的栅极电压端之间的空白时间；
一滤波电路，耦合该逻辑电路，用以过滤转态噪点；
一比较电路，耦合该滤波电路，用以判断该相的一相电流端的相电流是否大于零，该比较电路连接到该相的第一系统电压端和该相电流端；以及
一闩锁，耦合该比较电路，用以暂时储存一诊断信号，该诊断信号根据该逻辑电路，滤波电路和比较电路的输出信号判断生成，以诊断该功率模块是否处于正常状态。
2.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，该逻辑电路包含：
一或闸，该或闸的一输入端耦合该相的该臂的栅极电压端，另一输入端连接一停滞时间电压端。
3.如权利要求2所述的诊断电路，其特征在于，该逻辑电路包含：
一互斥或闸，该互斥或闸的一输入端连接该或闸的输出端，另一输入端连接该漏-源极电压端。
4.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，该滤波电路包含：
一电阻；以及
一电容，该电容的一端接地，另一端连接该电阻。
5.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，该诊断电路还包含：
一二极管，位于该逻辑电路与该滤波电路之间，该二极管的阳极连接该逻辑电路的输出端，该二极管的阴极连接该滤波电路的一输入端。
6.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，该比较电路包含：
一运算放大器，该运算放大器的一输入端连接该相电流端。
7.如权利要求6所述的诊断电路，其特征在于，该输入端为一非反相输入端。
8.如权利要求6所述的诊断电路，其特征在于，该输入端为一反相输入端。
9.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，该诊断电路还包含：
一或闸，该或闸的一输入端连接该比较电路的一输出端，另一输入端耦合该滤波电路的一输出端，该或闸的一输出端连接该闩锁。
10.如权利要求9所述的诊断电路，其特征在于，该诊断电路还包含：
一二极管，位于该或闸与该滤波电路之间，该二极管的阳极连接该滤波电路的一输出端，该二极管的阴极连接该或闸的该另一输入端。
11.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，该诊断电路还包含：
一分压电路，位于该漏-源极电压端与该逻辑电路之间，用以降低该漏-源极电压端的电压。
12.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，该诊断电路还包含：
一停滞时间电路，该停滞时间电路包含一反或闸，该反或闸的一输入端连接该栅极电压端，另一输入端连接该相的该另一臂的一栅极电压端，该反或闸的一输出端系该停滞时间电压端。
13.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，该诊断电路还包含：
第二系统电压端，该第二系统电压端耦合该闩锁的一输入端。
14.一种用于功率模块的诊断电路，其特征在于，该功率模块包括三相六臂，每个相具有一个上臂和一个下臂，每个臂具有一个电源开关，该诊断电路包含：
一逻辑电路，其中一相一臂的一漏-源极电压端逻辑互斥或该相的另一臂的一漏-源极电压端；
一滤波电路，耦合该逻辑电路，用以过滤转态噪点；以及
一闩锁，耦合该滤波电路，用以暂时储存诊断信号，该诊断信号根据该逻辑电路和滤波电路的输出信号判断生成，以诊断该功率模块是否处于正常状态。
15.如权利要求14所述的诊断电路，其特征在于，该逻辑电路包含：
一互斥或闸，该互斥或闸的一输入端连接该相的该臂的该漏-源极电压端，另一输入端连接该相的该另一臂的该漏-源极电压端。
16.如权利要求14所述的诊断电路，其特征在于，该滤波电路包含：
一电阻；以及
一电容，该电容的一端接地，另一端连接该电阻。
17.如权利要求14所述的诊断电路，其特征在于，该诊断电路还包含：
一二极管，位于该滤波电路与该闩锁之间，该二极管的阳极连接该滤波电路的一输出端，该二极管的阴极连接该闩锁的一输入端。
18.一种用于功率模块的诊断方法，其特征在于，该功率模块包括三相六臂，每个相具有一个上臂和一个下臂，每个臂具有一个电源开关，该诊断方法包含：
输入一电压至该六臂；
接收该六臂的各臂的一漏-源极电压与一栅极电压；
接收该六臂的三相的各相的一相电流；
通过连接到相应各相的相电流端和第一系统电压端的比较电路来判断该相电流是否大于零；
判断该相的其中一臂的该栅极电压逻辑或一停滞时间电压的集合，该集合是否与该相的另一臂的该漏-源极电压呈现同相，该停滞时间电压端对应于该相的该臂的栅极电压端与该相的该另一臂的栅极电压端之间的空白时间；以及
根据一逻辑电路和滤波电路的输出信号判断生成诊断信号，以诊断该功率模块是否处于正常状态。
19.如权利要求18所述的诊断方法，其特征在于，该诊断方法还包含：
若未呈现该同相，则关闭该六臂的该些栅极电压。
20.如权利要求18所述的诊断方法，其特征在于，该诊断方法还包含：
若该相电流大于零，该臂为一下臂，该另一臂为一上臂。
21.如权利要求18所述的诊断方法，其特征在于，该诊断方法还包含：
若该相电流小于零，该臂为一上臂，该另一臂为一下臂。
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