CN111193404A - 氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于智能功率模块技术领域，公开了一种氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块及其控制方法，所述三相全桥电路及智能功率模块包括：温度检测模块、电压检测模块、电阻检测模块、中央控制模块、增益控制模块、功率计算模块、测试模块、故障诊断模块、三相全桥驱动模块、数据存储模块、显示模块。本发明通过增益控制模块无需控制三相全桥LLC电路输入端开关管工作于间歇发波模式，避免了电路输出能量不连续的问题；通过测试模块解决相关技术中分析智能功率模块中芯片失效过程复杂的问题；根据测试控制器输出的信号，分析主控芯片或功率芯片是否失效，达到分析智能功率模块中芯片失效过程简单，提升分析芯片失效的准确性的效果。

Description

氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块及其控制方法
技术领域
本发明属于智能功率模块技术领域，尤其涉及一种氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块及其控制方法。
背景技术
智能功率模块(IPM)是Intelligent Power Module的缩写，是一种先进的功率开关器件，具有GTR(大功率晶体管)高电流密度、低饱和电压和耐高压的优点,以及MOSFET(场效应晶体管)高输入阻抗、高开关频率和低驱动功率的优点。而且IPM内部集成了逻辑、控制、检测和保护电路，使用起来方便,不仅减小了系统的体积以及开发时间，也大大增强了系统的可靠性，适应了当今功率器件的发展方向——模块化、复合化和功率集成电路(PIC)，在电力电子领域得到了越来越广泛的应用。然而，现有氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块在控制三相全桥LLC电路开关管工作在间歇发波状态直接导致了三相全桥LLC电路输出端的能量是不连续的；同时，对智能功率模块测试不准确。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块在控制三相全桥LLC电路开关管工作在间歇发波状态直接导致了三相全桥LLC电路输出端的能量是不连续的；同时，对智能功率模块测试不准确。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块及其控制方法。
本发明是这样实现的，一种氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法，所述氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法包括以下步骤：
步骤一，通过主控芯片利用控制电路根据步骤一检测到的温度数据、电压数据以及电阻数据对三相全桥LLC电路直流增益进行控制：(I)通过电路检测设备获取三相全桥LLC电路输出端的温度数据、电阻数据、采样电压数据和采样电流数据；
(II)如果根据所述温度数据、电阻数据、采样电压数据和采样电流数据确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路；
(III)如果所述采样电压在第一预设电压范围内，且所述采样电流小于所述第一预设电流，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。
步骤二，通过计算程序计算氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块功率：(1)由测量装置采集离散的每周波N点的定间隔原始采样电流和电压信号，采样频率为N*fe，fe为系统额定频率；
(2)对原始采样的电压信号采用过零点测频，计算出实际系统频率；
(3)对原始采样按电流和电压信号按实际系统频率进行软件重采样，得到电压采样值u和电流采样值i；
(4))采用最新N点的电压采样值u为输入，经数字滤波器得到新的N点电压采样值u′，该采样值较电压采样值u相位转角了90度；
(5)将N点新电压采样值u′和所对应的最新N点的电流采样值i相乘并累加后除以N得到三相全桥电路及智能功率模块功率。
步骤三，通过测试电路对氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块进行测试：1)通过测试电路将控制信号输入至少一个主控芯片；
2)获取每个主控芯片对所述控制信号进行转换后的控制信号；
3)基于所述转换后的控制信号判断对应的主控芯片是否失效；
4)将测试控制信号输入至少一个功率芯片，其中，所述测试控制信号用于指示启动所述至少一个功率芯片；
5)检测每个功率芯片接收所述测试控制信号后是否启动以判断每个功率芯片是否失效。
步骤四，通过诊断电路对氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块故障信号进行诊断：a)获取氮化镓芯片的三相全桥电路的故障对应的故障电路图集；
b)遍历所述故障电路图集得到匹配电路图，所述匹配电路图为所述故障电路图集中与所述故障匹配度最高的故障电路图；以及
c)根据所述匹配电路图查找故障原因。
进一步，步骤一之前，需进行：步骤I，通过温度传感器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块温度数据；
步骤II，通过电压检测器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块工作电压数据；
步骤III，通过电阻检测器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块电阻数据。
步骤四之后，还需进行：
步骤1，通过驱动装置为三相全桥电路提供动力；
步骤2，通过存储器存储检测的温度、电压、电阻及计算的功率、测试结果、诊断结果的实时数据；
步骤3，通过显示器显示检测的温度、电压、电阻及计算的功率、测试结果、诊断结果的实时数据。
进一步，步骤一中，所述如果根据所述采样电压和所述采样电流确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路，包括：
如果所述采样电压在第一预设电压范围内，且所述采样电流小于所述第一预设电流，
则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。
进一步，步骤一中，所述控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路，包括：
获取所述三相全桥LLC电路的第一直流增益，所述第一直流增益为所述三相全桥LLC电路直流增益为低时的任一直流增益；
确定所述第一直流增益对应的第一直流增益区间；
根据所述第一直流增益区间对应的第一电路模式将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路。
进一步，步骤二中，所述步骤(4)的数字滤波器实现方法如下：
利用正弦窗滤波对电压采样值u转角90度，对N/2次谐波以下的分量的正弦系数进行累加，得到N个数字滤波器的系数：
Figure BDA0002367423260000041
式中，N为每周波采样点数，h为谐波次数，n为采样点序号；
通过上述数字滤波器，实现电压采样值u中N/2次以下谐波含量分别转角90度，得到新的采样序列。
进一步，步骤二中，所述步骤(5)的将N点新电压采样值u′和所对应的最新N点的电流采样值i相乘并累加后除以N得到三相全桥电路及智能功率模块功率，计算公式如下：
Figure BDA0002367423260000042
式中，Qψ为单相无功功率，n为采样点序号，u′(n)为N点新电压采样值u′中第n个采样点值，i(n)为电流采样值i中第n个采样点值；依次求出三相无功功率QA、QB、QC，则三相全桥电路及智能功率模块功率Q＝QA+Q片+QC。
进一步，步骤四中，所述步骤b)的遍历所述故障电路图集得到匹配电路图包括：
将所述故障数据与所述故障电路图集进行比对；
根据比对的结果得到匹配电路图，并建立故障集；
在所述故障集包括所述故障的情况下，遍历所述故障电路图集得到匹配电路图。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块，其特征在于，所述氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块包括：
温度检测模块、电压检测模块、电阻检测模块、中央控制模块、增益控制模块、功率计算模块、测试模块、故障诊断模块、三相全桥驱动模块、数据存储模块、显示模块。
温度检测模块，与中央控制模块连接，用于通过温度传感器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块温度数据；
电压检测模块，与中央控制模块连接，用于通过电压检测器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块工作电压数据；
电阻检测模块，与中央控制模块连接，用于通过电阻检测器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块电阻数据；
中央控制模块，与温度检测模块、电压检测模块、电阻检测模块、增益控制模块、功率计算模块、测试模块、故障诊断模块、三相全桥驱动模块、数据存储模块、显示模块连接，用于通过主控芯片控制各个模块正常工作；
增益控制模块，与中央控制模块连接，用于通过控制电路对三相全桥LLC电路直流增益进行控制；
功率计算模块，与中央控制模块连接，用于通过计算程序计算氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块功率；
测试模块，与中央控制模块连接，用于通过测试电路对氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块进行测试；
故障诊断模块，与中央控制模块连接，用于通过诊断电路对氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块故障信号进行诊断；
三相全桥驱动模块，与中央控制模块连接，用于通过驱动装置为三相全桥电路提供动力；
数据存储模块，与中央控制模块连接，用于通过存储器存储检测的温度、电压、电阻及计算的功率、测试结果、诊断结果的实时数据；
显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示检测的温度、电压、电阻及计算的功率、测试结果、诊断结果的实时数据。
本发明的另一目的在于提供一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施所述的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法。
本发明的优点及积极效果为：本发明通过增益控制模块获取三相全桥LLC电路输出端的采样电压和采样电流，当通过获取的采样电压和采样电流判定三相全桥LLC电路直流增益为低时，通过控制三相全桥LLC电路输入端的部分开关管始终处于关断状态，这样使得输入电压相比原始三相全桥LLC电路的输入电压变小，进而减小了原三相全桥LLC电路的直流增益。这样无需控制三相全桥LLC电路输入端开关管工作于间歇发波模式，即不用短时间全部关断所有开关管，从而避免了电路输出能量不连续的问题；
通过功率计算模块可以准确计算氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块功率，并且只需要对电压信号经过一次滤波，再用滤波后的信号即可准确计算出无功功率，实现方法简单，计算量大幅下降。通过测试模块，解决了相关技术中分析智能功率模块中芯片失效过程复杂的问题；根据测试控制器输出的信号，分析主控芯片或功率芯片是否失效，进而达到了分析智能功率模块中芯片失效过程简单，提升分析芯片失效的准确性的效果。同时，通过故障诊断模块将业务系统的脆弱点抽象形成故障点，并通过描述故障与故障点对应关系的故障电路图集查找故障原因。从而可以实现故障诊断的模型化和自动化，实现了高效的故障诊断能力。
附图说明
图1是本发明实施例提供的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法流程图。
图2是本发明实施例提供的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块结构框图。
图中：1、温度检测模块；2、电压检测模块；3、电阻检测模块；4、中央控制模块；5、增益控制模块；6、功率计算模块；7、测试模块；8、故障诊断模块；9、三相全桥驱动模块；10、数据存储模块；11、显示模块。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。
下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法包括以下步骤：
S101，通过温度传感器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块温度数据；通过电压检测器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块工作电压数据。
S102，通过电阻检测器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块电阻数据；通过主控芯片控制氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的正常工作。
S103，通过控制电路对三相全桥LLC电路直流增益进行控制；通过计算程序计算氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块功率。
S104，通过测试电路对氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块进行测试；通过诊断电路对氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块故障信号进行诊断。
S105，通过驱动装置为三相全桥电路提供动力；通过存储器存储检测的温度、电压、电阻及计算的功率、测试结果、诊断结果的实时数据。
S106，通过显示器显示检测的温度、电压、电阻及计算的功率、测试结果、诊断结果的实时数据。
如图2所示，本发明实施例提供的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块包括：温度检测模块1、电压检测模块2、电阻检测模块3、中央控制模块4、增益控制模块5、功率计算模块6、测试模块7、故障诊断模块8、三相全桥驱动模块9、数据存储模块10、显示模块11。
温度检测模块1，与中央控制模块4连接，用于通过温度传感器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块温度数据；
电压检测模块2，与中央控制模块4连接，用于通过电压检测器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块工作电压数据；
电阻检测模块3，与中央控制模块4连接，用于通过电阻检测器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块电阻数据；
中央控制模块4，与温度检测模块1、电压检测模块2、电阻检测模块3、增益控制模块5、功率计算模块6、测试模块7、故障诊断模块8、三相全桥驱动模块9、数据存储模块10、显示模块11连接，用于通过主控芯片控制各个模块正常工作；
增益控制模块5，与中央控制模块4连接，用于通过控制电路对三相全桥LLC电路直流增益进行控制；
功率计算模块6，与中央控制模块4连接，用于通过计算程序计算氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块功率；
测试模块7，与中央控制模块4连接，用于通过测试电路对氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块进行测试；
故障诊断模块8，与中央控制模块4连接，用于通过诊断电路对氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块故障信号进行诊断；
三相全桥驱动模块9，与中央控制模块4连接，用于通过驱动装置为三相全桥电路提供动力；
数据存储模块10，与中央控制模块4连接，用于通过存储器存储检测的温度、电压、电阻及计算的功率、测试结果、诊断结果的实时数据；
显示模块11，与中央控制模块4连接，用于通过显示器显示检测的温度、电压、电阻及计算的功率、测试结果、诊断结果的实时数据。
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
本发明实施例提供的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法如图1所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的通过控制电路对三相全桥LLC电路直流增益进行控制的方法包括：
(I)通过电路检测设备获取三相全桥LLC电路输出端的温度数据、电阻数据、采样电压数据和采样电流数据。
(II)如果根据所述温度数据、电阻数据、采样电压数据和采样电流数据确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。
(III)如果所述采样电压在第一预设电压范围内，且所述采样电流小于所述第一预设电流，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。
本发明实施例提供的如果根据所述采样电压和所述采样电流确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路，包括：
如果所述采样电压在第一预设电压范围内，且所述采样电流小于所述第一预设电流，
则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。
本发明实施例提供的控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路，包括：
获取所述三相全桥LLC电路的第一直流增益，所述第一直流增益为所述三相全桥LLC电路直流增益为低时的任一直流增益；
确定所述第一直流增益对应的第一直流增益区间；
根据所述第一直流增益区间对应的第一电路模式将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路。
实施例2
本发明实施例提供的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法如图1所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的通过计算程序计算氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块功率的方法包括：
(1)由测量装置采集离散的每周波N点的定间隔原始采样电流和电压信号，采样频率为N*fe，fe为系统额定频率。
(2)对原始采样的电压信号采用过零点测频，计算出实际系统频率。
(3)对原始采样按电流和电压信号按实际系统频率进行软件重采样，得到电压采样值u和电流采样值i。
(4))采用最新N点的电压采样值u为输入，经数字滤波器得到新的N点电压采样值u′，该采样值较电压采样值u相位转角了90度。
(5)将N点新电压采样值u′和所对应的最新N点的电流采样值i相乘并累加后除以N得到三相全桥电路及智能功率模块功率。
本发明实施例提供的步骤(4)的数字滤波器实现方法如下：
利用正弦窗滤波对电压采样值u转角90度，对N/2次谐波以下的分量的正弦系数进行累加，得到N个数字滤波器的系数：
Figure BDA0002367423260000111
式中，N为每周波采样点数，h为谐波次数，n为采样点序号；
通过上述数字滤波器，实现电压采样值u中N/2次以下谐波含量分别转角90度，得到新的采样序列。
本发明实施例提供的步骤(5)的将N点新电压采样值u′和所对应的最新N点的电流采样值i相乘并累加后除以N得到三相全桥电路及智能功率模块功率，计算公式如下：
Figure BDA0002367423260000112
式中，Qψ为单相无功功率，n为采样点序号，u′(n)为N点新电压采样值u′中第n个采样点值，i(n)为电流采样值i中第n个采样点值；依次求出三相无功功率QA、QB、QC，则三相全桥电路及智能功率模块功率Q＝QA+Q片+QC。
实施例3
本发明实施例提供的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法如图1所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的通过测试电路对氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块进行测试的方法包括：
1)通过测试电路将控制信号输入至少一个主控芯片。
2)获取每个主控芯片对所述控制信号进行转换后的控制信号。
3)基于所述转换后的控制信号判断对应的主控芯片是否失效。
4)将测试控制信号输入至少一个功率芯片，其中，所述测试控制信号用于指示启动所述至少一个功率芯片。
5)检测每个功率芯片接收所述测试控制信号后是否启动以判断每个功率芯片是否失效。
实施例4
本发明实施例提供的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法如图1所示，作为优选实施例，本发明实施例提供的通过诊断电路对氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块故障信号进行诊断的方法包括：
a)获取氮化镓芯片的三相全桥电路的故障对应的故障电路图集。
b)遍历所述故障电路图集得到匹配电路图，所述匹配电路图为所述故障电路图集中与所述故障匹配度最高的故障电路图。
c)根据所述匹配电路图查找故障原因。
本发明实施例提供的步骤b)的遍历所述故障电路图集得到匹配电路图包括：
将所述故障数据与所述故障电路图集进行比对；
根据比对的结果得到匹配电路图，并建立故障集；
在所述故障集包括所述故障的情况下，遍历所述故障电路图集得到匹配电路图。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidState Disk(SSD))等。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法，其特征在于，所述氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法包括以下步骤：
步骤一，通过主控芯片利用控制电路根据步骤一检测到的温度数据、电压数据以及电阻数据对三相全桥LLC电路直流增益进行控制：(I)通过电路检测设备获取三相全桥LLC电路输出端的温度数据、电阻数据、采样电压数据和采样电流数据；
(II)如果根据所述温度数据、电阻数据、采样电压数据和采样电流数据确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路；
(III)如果所述采样电压在第一预设电压范围内，且所述采样电流小于所述第一预设电流，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路；
步骤二，通过计算程序计算氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块功率：(1)由测量装置采集离散的每周波N点的定间隔原始采样电流和电压信号，采样频率为N*fe，fe为系统额定频率；
(2)对原始采样的电压信号采用过零点测频，计算出实际系统频率；
(3)对原始采样按电流和电压信号按实际系统频率进行软件重采样，得到电压采样值u和电流采样值i；
(4))采用最新N点的电压采样值u为输入，经数字滤波器得到新的N点电压采样值u′，该采样值较电压采样值u相位转角了90度；
(5)将N点新电压采样值u′和所对应的最新N点的电流采样值i相乘并累加后除以N得到三相全桥电路及智能功率模块功率；
步骤三，通过测试电路对氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块进行测试：1)通过测试电路将控制信号输入至少一个主控芯片；
2)获取每个主控芯片对所述控制信号进行转换后的控制信号；
3)基于所述转换后的控制信号判断对应的主控芯片是否失效；
4)将测试控制信号输入至少一个功率芯片，其中，所述测试控制信号用于指示启动所述至少一个功率芯片；
5)检测每个功率芯片接收所述测试控制信号后是否启动以判断每个功率芯片是否失效；
步骤四，通过诊断电路对氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块故障信号进行诊断：a)获取氮化镓芯片的三相全桥电路的故障对应的故障电路图集；
b)遍历所述故障电路图集得到匹配电路图，所述匹配电路图为所述故障电路图集中与所述故障匹配度最高的故障电路图；
c)根据所述匹配电路图查找故障原因。
2.如权利要求1所述的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法，其特征在于，步骤一之前，需进行：步骤I，通过温度传感器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块温度数据；
步骤II，通过电压检测器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块工作电压数据；
步骤III，通过电阻检测器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块电阻数据；
步骤四之后，还需进行：
步骤1，通过驱动装置为三相全桥电路提供动力；
步骤2，通过存储器存储检测的温度、电压、电阻及计算的功率、测试结果、诊断结果的实时数据；
步骤3，通过显示器显示检测的温度、电压、电阻及计算的功率、测试结果、诊断结果的实时数据。
3.如权利要求1所述的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法，其特征在于，步骤一中，所述如果根据所述采样电压和所述采样电流确定所述三相全桥LLC电路直流增益为低，则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路，包括：
如果所述采样电压在第一预设电压范围内，且所述采样电流小于所述第一预设电流；
则通过控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路。
4.如权利要求1所述的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法，其特征在于，步骤一中，所述控制所述三相全桥LLC电路输入端各个开关管的工作状态，将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单相半桥LLC电路，包括：
获取所述三相全桥LLC电路的第一直流增益，所述第一直流增益为所述三相全桥LLC电路直流增益为低时的任一直流增益；
确定所述第一直流增益对应的第一直流增益区间；
根据所述第一直流增益区间对应的第一电路模式将所述三相全桥LLC电路切换为单相全桥LLC电路或单向半桥LLC电路。
5.如权利要求1所述的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法，其特征在于，步骤二中，所述步骤(4)的数字滤波器实现方法如下：
利用正弦窗滤波对电压采样值u转角90度，对N/2次谐波以下的分量的正弦系数进行累加，得到N个数字滤波器的系数：
Figure FDA0002367423250000031
式中，N为每周波采样点数，h为谐波次数，n为采样点序号；
通过上述数字滤波器，实现电压采样值u中N/2次以下谐波含量分别转角90度，得到新的采样序列。
6.如权利要求1所述的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法，其特征在于，步骤二中，所述步骤(5)的将N点新电压采样值u′和所对应的最新N点的电流采样值i相乘并累加后除以N得到三相全桥电路及智能功率模块功率，计算公式如下：
Figure FDA0002367423250000041
式中，Qψ为单相无功功率，n为采样点序号，u′(n)为N点新电压采样值u′中第n个采样点值，i(n)为电流采样值i中第n个采样点值；依次求出三相无功功率QA、QB、QC，则三相全桥电路及智能功率模块功率Q＝QA+Q片+QC。
7.如权利要求1所述的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法，其特征在于，步骤四中，所述步骤b)的遍历所述故障电路图集得到匹配电路图包括：
将所述故障数据与所述故障电路图集进行比对；
根据比对的结果得到匹配电路图，并建立故障集；
在所述故障集包括所述故障的情况下，遍历所述故障电路图集得到匹配电路图。
8.一种应用如权利要求1～7任意一项所述的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块，其特征在于，所述氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块包括：
温度检测模块，与中央控制模块连接，用于通过温度传感器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块温度数据；
电压检测模块，与中央控制模块连接，用于通过电压检测器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块工作电压数据；
电阻检测模块，与中央控制模块连接，用于通过电阻检测器检测氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块电阻数据；
中央控制模块，与温度检测模块、电压检测模块、电阻检测模块、增益控制模块、功率计算模块、测试模块、故障诊断模块、三相全桥驱动模块、数据存储模块、显示模块连接，用于通过主控芯片控制各个模块正常工作；
增益控制模块，与中央控制模块连接，用于通过控制电路对三相全桥LLC电路直流增益进行控制；
功率计算模块，与中央控制模块连接，用于通过计算程序计算氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块功率；
测试模块，与中央控制模块连接，用于通过测试电路对氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块进行测试；
故障诊断模块，与中央控制模块连接，用于通过诊断电路对氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块故障信号进行诊断；
三相全桥驱动模块，与中央控制模块连接，用于通过驱动装置为三相全桥电路提供动力；
数据存储模块，与中央控制模块连接，用于通过存储器存储检测的温度、电压、电阻及计算的功率、测试结果、诊断结果的实时数据；
显示模块，与中央控制模块连接，用于通过显示器显示检测的温度、电压、电阻及计算的功率、测试结果、诊断结果的实时数据。
9.一种存储在计算机可读介质上的计算机程序产品，包括计算机可读程序，供于电子装置上执行时，提供用户输入接口以实施如权利要求1～7任意一项所述的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法。
10.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1～7任意一项所述的氮化镓芯片的三相全桥电路及智能功率模块的控制方法。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108169657A (zh) * 2017-11-14 2018-06-15 珠海格力电器股份有限公司 智能功率模块和智能功率模块的测试方法
CN108572308A (zh) * 2017-03-13 2018-09-25 国家新闻出版广电总局广播电视卫星直播管理中心 故障诊断方法及系统
CN108957118A (zh) * 2018-08-31 2018-12-07 东方电子股份有限公司 一种无功功率计算方法
CN108988637A (zh) * 2018-07-06 2018-12-11 华为技术有限公司 三相全桥llc电路直流增益控制方法、装置及充电桩
CN109713970A (zh) * 2018-12-21 2019-05-03 南京工程学院 一种基于预测控制的电动汽车用永磁同步电机控制方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108572308A (zh) * 2017-03-13 2018-09-25 国家新闻出版广电总局广播电视卫星直播管理中心 故障诊断方法及系统
CN108169657A (zh) * 2017-11-14 2018-06-15 珠海格力电器股份有限公司 智能功率模块和智能功率模块的测试方法
CN108988637A (zh) * 2018-07-06 2018-12-11 华为技术有限公司 三相全桥llc电路直流增益控制方法、装置及充电桩
CN108957118A (zh) * 2018-08-31 2018-12-07 东方电子股份有限公司 一种无功功率计算方法
CN109713970A (zh) * 2018-12-21 2019-05-03 南京工程学院 一种基于预测控制的电动汽车用永磁同步电机控制方法

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