CN112327122B - 驱动信号检测装置、方法和变流器控制器 - Google Patents
驱动信号检测装置、方法和变流器控制器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112327122B CN112327122B CN201910645433.5A CN201910645433A CN112327122B CN 112327122 B CN112327122 B CN 112327122B CN 201910645433 A CN201910645433 A CN 201910645433A CN 112327122 B CN112327122 B CN 112327122B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- controlled semiconductor
- gate
- semiconductor device
- signal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 163
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 15
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims description 11
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 6
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2601—Apparatus or methods therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/26—Testing of individual semiconductor devices
- G01R31/2642—Testing semiconductor operation lifetime or reliability, e.g. by accelerated life tests
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M1/00—Details of apparatus for conversion
- H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
本发明公开了一种驱动信号检测装置、方法和变流器控制器。该装置包括：逻辑控制模块，将针对并联连接的多个压控型半导体器件的开关控制信号转化为多个触发动作信号；每一栅极驱动模块，将一个触发动作信号转化为栅极驱动信号，将栅极驱动信号输送至对应的压控型半导体器件的栅极驱动模块；每一信号检测模块，检测连接的压控型半导体器件的栅极电压值，根据栅极电压值是否满足预设的栅极开通条件，输出对应的栅极反馈信号；逻辑控制模块比对栅极反馈信号和开关控制信号，确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障。根据本发明实施例提供的装置，可以在并联的多个压控型半导体器件中，快速定位出现信号故障的压控型半导体器件。
Description
技术领域
本发明涉及电路安全技术领域，尤其涉及一种驱动信号检测装置、方法和变流器控制器。
背景技术
压控型半导体器件是风电变流器实现电能转换的核心器件，其可靠运行决定了整个变流器系统的运行稳定性。目前的大功率低压变流器系统，通常采用压控型半导体器件并联的方式实现功率提升。
为保障电路单元，可以利用压控型半导体器件的退保和特征，通过对压控型半导体器件进行退保和监测的方法，实现压控型半导体器件开关动作的监测，判断压控型半导体器件是否正常开通或关闭。
但是，退保和监测的方法只能应用于单个压控型半导体器件的开关动作的监测，当变流器系统中存在并联的压控型半导体器件时，退保和监测的方法无法监测到每个压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障，从而影响变流器系统的安全运行。
发明内容
本发明实施例提供一种驱动信号检测装置、方法和变流器控制器，可以监测并联的压控型半导体器件中每个压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障，快速定位发生栅极脉冲丢失故障的压控型半导体器件，保障变流器系统的安全运行。
第一方面，本发明实施例提供一种驱动信号检测装置，包括：
逻辑控制模块，用于将接收的针对多个压控型半导体器件的开关控制信号，转化为多个触发动作信号，多个压控型半导体器件之间为并联连接；
多个栅极驱动模块的输入端与逻辑控制模块连接，多个栅极驱动模块的输出端分别一一对应连接多个压控型半导体器件的栅极，每一栅极驱动模块用于将接收的触发动作信号转化为栅极驱动信号，并将栅极驱动信号输送至对应的压控型半导体器件的栅极；
多个信号检测模块的输入端分别一一对应连接多个压控型半导体器件的栅极，多个信号检测模块的输出端连接逻辑控制模块，每一信号检测模块用于检测对应连接的压控型半导体器件的栅极电压值，并根据栅极电压值是否满足预设的栅极开通条件，输出对应的栅极反馈信号；
逻辑控制模块，还用于比对各栅极驱动模块发送的栅极反馈信号和开关控制信号，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障。
第二方面，本发明实施例提供一种驱动信号检测方法，用于检测多个并联连接的压控型半导体器件的栅极驱动信号是否异常；该驱动信号检测方法包括：
接收针对多个压控型半导体器件的开关控制信号，并将开关控制信号转化为多个触发动作信号，多个触发动作信号用于一一对应转换为多个压控型半导体器件的栅极驱动信号；
接收多个压控型半导体器件的栅极反馈信号，每一压控型半导体器件的栅极反馈信号根据对应压控型半导体器件的栅极电压值与预设的栅极开通条件生成；
比对多个压控型半导体器件的栅极反馈信号和开关控制信号，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障。
根据本发明实施例中的驱动信号检测装置、方法和变流器控制器，通过比对各栅极驱动模块发送的栅极反馈信号和所述开关控制信号，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障，从而快速检测出并联IGBT驱动信号丢失的情况，精准定位故障，减少故障排查时间，保障变流器系统的安全运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出根据本发明实施例中通用的IGBT栅极驱动电路中变压器副边部分的电路框架示意图；
图2示出根据本发明一个实施例的驱动信号检测装置的结构示意图；
图3示出根据本发明另一实施例的驱动信号检测装置的结构示意图；
图4示出根据本发明示例性实施例的驱动信号监测装置的电路结构示意图；
图5示出根据本发明实施例的驱动信号检测方法的流程示意图；
图6是示出能够实现根据本发明实施例的驱动信号检测方法和装置的计算设备的示例性硬件架构的结构图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明，并不被配置为限定本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在本发明实施例中，压控型半导体器件例如可以是绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)或金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)，实际应用时不做具体限定。在本说明书下述实施例的描述中，以压控型半导体器件是IGBT为例，说明本发明实施例中的驱动信号检测装置，压控型半导体器件是MOSFET时对应的驱动信号检测装置，与压控型半导体器件是IGBT时对应的驱动信号检测装置，具有相同的结构。
图1示出了根据本发明实施例中通用的IGBT栅极驱动电路中变压器副边部分的电路框架示意图。如图1所示，栅极驱动变压器副边部分电路可以包括：IGBT栅极驱动电路U1、IGBT退保和监测电路U2、以及逻辑控制电路U3。
如图1所示，逻辑控制电路U3可以将接收的IGBT开通信号IGBT on_signal转化为触发动作信号IGBT_ctrl。
IGBT栅极驱动电路U1位于逻辑控制电路U3与IGBT的栅极之间，可以用于对触发动作信号IGBT_ctrl进行信号放大处理，得到栅极驱动信号IGBT_G，从而利用栅极驱动信号IGBT_G为IGBT栅极提供开通电流。
IGBT退保和监测电路U2，用于利用IGBT的退保和特性，监测IGBT集电极的电压信号IGBT_C，输出IGBT集电极的电压Vce_sat。
逻辑控制电路U3，接收IGBT集电极的电压Vce_sat，并在该集电极的电压Vce_sat超过设定的电压值时，判定IGBT发生故障。例如，当IGBT退保和监测电路U2监测到IGBT故障之后，逻辑控制电路U3可以关断IGBT栅极开通信号，并输出IGBT的运行状态反馈信号IGBT_FB。
目前风电大功率低压变流器，通常采用IGBT并联方式实现功率提升，例如在一些变流器功率模块中，并联的IGBT的栅极可以通过端子线缆连接，每个IGBT可以采用不同的栅极放大驱动电路。因此，在实际工况中，并联的IGBT中会存在某个IGBT信号丢失的可能性，如果发生并联的IGBT栅极驱动信号丢失的工况，即使只有一个IGBT未开通，退保和电路也无法做到准确监测。
如果并联的IGBT中出现若干IGBT信号丢失的现象，在大电流运行的情况下，电流均衡在其他正常运行的IGBT中，会导致IGBT过温，系统频繁的报出IGBT过温故障；在端子连接不可靠的情况下，还可能存在IGBT开关信号时间过短的工况，甚至导致IGBT模块发生击穿现象。因此，需要提供一种驱动信号检测装置，解决并联的IGBT模块中发生栅极驱动信号丢失的情况下，正确检测出IGBT故障，预防变流器功率模块的主功率器件的损坏。
图2示出根据本发明一个实施例的驱动信号检测装置的结构示意图。如图2所示，在一个实施例中，驱动信号检测装置100可以包括：逻辑控制模块110、多个栅极驱动模块120和多个信号检测模块130。其中，
逻辑控制模块110，用于将接收的针对多个压控型半导体器件的开关控制信号例如IGBT on_signal，转化为多个触发动作信号，多个压控型半导体器件之间为并联连接。
作为示例，多个触发动作信号例如可以包括IGBT1_ctrl、IGBT2_ctrl和IGBT3_ctrl。IGBT1_ctrl、IGBT2_ctrl和IGBT3_ctrl分别可以用于触发对应连接的栅极驱动模块120开始工作。
多个栅极驱动模块120的输入端与逻辑控制模块110连接，多个栅极驱动模块120的输出端分别一一对应连接多个压控型半导体器件的栅极，每一多个栅极驱动模块120用于将接收的触发动作信号转化为栅极驱动信号，并将栅极驱动信号输送至对应的压控型半导体器件的栅极驱动模块。
作为示例，栅极驱动信号例如可以包括IGBT1_G、IGBT2_G和IGBT3_G。栅极驱动模块120可以用于将接收的触发动作信号IGBT1_ctrl转化为栅极驱动信号IGBT1_G，以控制压控型半导体器件IGBT1的栅极的导通；将接收的触发动作信号IGBT2_ctrl转化为栅极驱动信号IGBT2_G，以控制压控型半导体器件IGBT2的栅极的导通；以及将接收的触发动作信号IGBT3_ctrl转化为栅极驱动信号IGBT3_G，以控制压控型半导体器件IGBT3的栅极的导通。
多个信号检测模块130的输入端分别一一对应连接多个压控型半导体器件的栅极，多个信号检测模块130的输出端连接逻辑控制模块110，每一信号检测模块130用于检测对应连接的压控型半导体器件的栅极电压值，并根据栅极电压值是否满足预设的栅极开通条件，输出对应的栅极反馈信号。
作为示例，栅极反馈信号例如可以包括IGBT1 G_FB，用于反馈压控型半导体器件IGBT1的栅极导通状态值；IGBT2 G_FB，用于反馈压控型半导体器件IGBT2的栅极导通状态值；以及IGBT3 G_FB，用于反馈压控型半导体器件IGBT3的栅极导通状态值，。
逻辑控制模块110，还用于比对各栅极驱动模块发送的栅极反馈信号和开关控制信号，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障。
根据本发明实施例的驱动信号检测装置，可以监测并联IGBT栅极的驱动状态，并通过比对各栅极驱动模块发送的栅极反馈信号和开关控制信号，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障。采用该驱动信号检测装置，可以快速检测出并联IGBT驱动信号丢失的情况，精准定位发生栅极脉冲丢失故障的压控型半导体器件，减少故障排查时间和并联IGBT驱动电路的控制检测死区。
图3示出了根据本发明另一实施例的驱动信号检测装置的结构示意图。图3和图2相同的标号具有相同或等同的结构。
如图3所示，在一个实施例中，信号检测模块130可以包括：依次连接在压控型半导体器件的栅极与逻辑控制模块之间的开关单元131和电压转换单元132。其中，
开关单元131的第一端连接于栅极驱动模块的输出端以及压控型半导体器件的栅极，开关单元131的第二端连接于电压转换单元132的第一端；电压转换单元132的第二端连接于逻辑控制模块，电压转换单元132的第三端连接于负电压供电端。
在一个实施例中，开关单元131，用于在检测到的栅极电压值大于预设电压阈值时导通；电压转换单元132，用于在开关单元导通时，将栅极电压值转化为预设的导通状态值。
在一个实施例中，如果开关控制信号为用于指示开通多个压控型半导体器件的信号，且压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件未导通，则确定该对应的栅极驱动模块发生栅极脉冲丢失故障。
作为一个示例，逻辑控制模块接收开关控制信号IGBT on_signal＝1，用于指示开通多个压控型半导体器件例如IGBT1、IGBT2和IGBT3。若压控型半导体器件IGBT1、IGBT2和IGBT3均触发导通，此时逻辑控制模块110应接收到栅极反馈信号例如为IGBT1 G_FB＝0，IGBT2 G_FB＝0，IGBT3 G_FB＝0。若栅极反馈信号IGBT1 G_FB＝1，逻辑控制模块110判定栅极反馈信号IGBT1 G_FB对应的压控型半导体器件IGBT1发生栅极脉冲丢失故障。
在一个实施例中，如果开关控制信号为用于指示关闭多个压控型半导体器件的信号，且压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件导通(实为错误导通情况)，则确定该对应的栅极驱动模块发生栅极脉冲丢失故障。
作为一个示例，逻辑控制模块110接收开关控制信号IGBT on_signal＝0，用于指示关闭多个压控型半导体器件例如IGBT1、IGBT2和IGBT3。若压控型半导体器件IGBT1、IGBT2和IGBT3均触发关闭，此时逻辑控制模块110应接收到栅极反馈信号例如为IGBT1 G_FB＝1，IGBT2 G_FB＝1，IGBT3 G_FB＝1。若栅极反馈信号IGBT1 G_FB＝0，逻辑控制模块110判定栅极反馈信号IGBT1 G_FB对应的压控型导体器件IGBT1发生误触发，即该对应的压控型导体器件IGBT1发生栅极脉冲丢失故障。
图4示出了根据本发明示例性实施例的驱动信号监测装置的电路结构示意图。图4与图2、图3中相同的标号表示具有相同的结构。
如图4所示，在一个实施例中，开关单元131可以包括瞬态抑制二极管(TransientVoltage Suppressor，TVS)；瞬态抑制二极管的负极连接于栅极驱动模块120的输出端，瞬态抑制二极管的正极连接于电压转换单元132的第一端。电压转换单元132的第二端连接于逻辑控制模块110，电压转换单元132的第三端连接于负电压供电端vee。
在一个实施例中，电压转换单元132可以包括：第一电阻R11、三极管Q11、第二电阻R12和第三电阻R13。
其中，第一电阻R11的一端连接于瞬态抑制二极管V11的正极，第一电阻R11的另一端连接于三极管Q11的基极。
三极管Q11的发射极连接于负电压供电端Vee，三极管Q11的集电极连接于第二电阻R12的第一端和第三电阻R13的第一端，第二电阻R12的第二端连接于正电压供电端Vcc，以及第三电阻R13的第二端连接于逻辑控制模块110。
在一个实施例中，瞬态抑制二极管V11的正极可以通过第一电阻R11，与电压转换单元132的第一端连接。
瞬态抑制二极管V11，可以用于在检测到的栅极电压值大于预设电压阈值时被击穿而导通，其中，预设电压阈值大于等于瞬态抑制二极管的击穿电压与负电压供电端所提供的电压形成的电压之和。
也就是说，本发明实施例中压控型半导体器件的预设的栅极开通条件包括：信号检测模块检测到该压控型半导体器件的栅极电压值大于预设电压阈值。
在一个实施例中，该预设电压阈值可以为TVS二极管的击穿电压与负电压供电端Vee的电压形成的电压之和。当TVS二极管V11检测到的栅极电压值小于等于该预设电压阈值时，TVS二极管V11不导通。在检测到的栅极电压值大于该预设电压阈值时，TVS二极管V11被击穿而导通，此时可以判定IGBT栅极满足开通条件。
作为一个示例，TVS二极管V11的击穿电压例如为18V，负电压供电端Vee例如为-8V，TVS二极管V11的击穿电压与负电压供电端Vee的电压形成的电压之和为10V，即预设电压阈值10V。当检测到的栅极电压值大于10V时，TVS二极管V11可以被击穿，此时可以判定对应的压控型半导体器件为栅极开通状态。
在一个实施例中，逻辑控制模块110，还用于如果开关控制信号为用于指示开通多个压控型半导体器件的信号，且压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件未导通，则确定对应的栅极驱动模块发生栅极脉冲丢失故障；以及如果开关控制信号为用于指示关闭多个压控型半导体器件的信号，且压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件导通，则确定对应的栅极驱动模块发生栅极脉冲丢失故障。
在一个实施例中，为防止出现误判断，逻辑控制模块110，还可以用于在输出多个触发动作信号之后，经过预设的消隐时长时，比对栅极反馈信号和开关控制信号。
在一个实施例中，逻辑控制模块110，具体还可以用于如果开关控制信号为用于指示开通多个压控型半导体器件的信号，且在预设的消隐时长之后，压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件未导通，则确定对应的压控型半导体器件发生栅极脉冲丢失故障；以及如果开关控制信号为用于指示关闭多个压控型半导体器件的信号，且在预设的消隐时长之后，压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件导通，则确定对应的压控型半导体器件发生栅极脉冲丢失故障。
在一个实施例中，逻辑控制模块，还用于在确定压控型半导体器件发生栅极脉冲丢失故障时，生成用于控制各压控型半导体器件断开的关断信号。
在一个实施例中，驱动信号检测装置110在检测到IGBT栅极驱动信号故障后，输出运行状态反馈信号IGBT_FB，将每个IGBT的运行状态及时反馈给变流控制器，防止出现变流模块因热积累发生器件损坏。
根据本发明实施例的驱动信号检测装置，可以快速检测出并联的压控型半导体器件发生栅极驱动信号丢失的情况，精准定位发生栅极脉冲丢失故障的压控型半导体器件，减少故障排查时间，提高机组发电量。同时，可以防止因驱动信号时间太短，而产生压控型半导体器件被击穿的现象，造成变流器备件损失。
图5示出了根据本发明实施例的驱动信号检测方法的流程示意图。如图5所示，在一个实施例中，信号检测方法应用于上述实施例中结合图2-图4描述的驱动信号检测装置，并用于检测多个并联连接的压控型半导体器件的栅极驱动信号是否异常，该驱动信号检测方法包括：
步骤S510，接收针对多个压控型半导体器件的开关控制信号，并将开关控制信号转化为多个触发动作信号，多个触发动作信号用于一一对应转换为多个压控型半导体器件的栅极驱动信号。
步骤S520，接收多个压控型半导体器件的栅极反馈信号，每一压控型半导体器件的栅极反馈信号根据对应压控型半导体器件的栅极电压值与预设的栅极开通条件生成。
步骤S530，比对多个压控型半导体器件的栅极反馈信号和开关控制信号，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障。
在一个实施例中，步骤S530中，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障的步骤，具体可以包括：
如果比对结果为开关控制信号为用于指示开通多个压控型半导体器件的信号，且压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件未导通，则确定对应的栅极驱动模块发生栅极脉冲丢失故障。
在一个实施例中，步骤S530中，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障的步骤，具体还可以包括：
如果比对结果为开关控制信号为用于指示关闭多个压控型半导体器件的信号，且压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件导通，则确定对应的栅极驱动模块发生栅极脉冲丢失故障。
在一个实施例中，步骤S530中，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障的步骤，具体还可以包括：
如果比对结果为开关控制信号为用于指示开通多个压控型半导体器件的信号，且在预设的消隐时长之后，压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件未导通，则确定对应的压控型半导体器件发生栅极脉冲丢失故障
在一个实施例中，步骤S530中，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障的步骤，具体还可以包括：
若开关控制信号为用于指示关闭多个压控型半导体器件的信号，且在预设的消隐时长之后，压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件导通，则确定对应的压控型半导体器件发生栅极脉冲丢失故障。
在一个实施例中，驱动信号检测方法还可以包括：
在确定对应的压控型半导体器件发生栅极脉冲丢失故障时，生成用于控制各压控型半导体器件断开的关断信号。
根据本发明实施例的驱动信号检测方法，通过比对各栅极驱动模块发送的栅极反馈信号和开关控制信号，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障，快速检测出并联IGBT驱动信号丢失的的情况，精准定位发生栅极脉冲丢失故障的压控型半导体器件，减少故障排查时间。在检测到IGBT栅极驱动信号错误后，及时反馈给变流控制器，防止出现变流模块因热积累发生器件损坏。
图6是示出能够实现根据本发明实施例的驱动信号检测方法和装置的计算设备的示例性硬件架构的结构图。
如图6所示，计算设备600包括输入设备601、输入接口602、中央处理器603、存储器604、输出接口605、以及输出设备606。其中，输入接口602、中央处理器603、存储器604、以及输出接口605通过总线610相互连接，输入设备601和输出设备606分别通过输入接口602和输出接口605与总线610连接，进而与计算设备600的其他组件连接。具体地，输入设备601接收来自外部的输入信息，并通过输入接口602将输入信息传送到中央处理器603；中央处理器603基于存储器604中存储的计算机可执行指令对输入信息进行处理以生成输出信息，将输出信息临时或者永久地存储在存储器604中，然后通过输出接口605将输出信息传送到输出设备606；输出设备606将输出信息输出到计算设备600的外部供用户使用。
在一个实施例中，图6所示的计算设备600可以被实现为一种变流器控制器，该变流器控制器可以包括：存储器，被配置为存储程序；处理器，被配置为运行存储器中存储的程序，以执行上述实施例描述的驱动信号检测方法。
根据本发明实施例的驱动信号检测方法的其他细节与以上结合图1至图5描述的根据本发明实施例的驱动信号检测装置和方法的具体细节类似，在此不再赘述。
根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在机器可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸存储介质被安装。
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。当使用软件实现时，可以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，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各个实施例中描述的方法。在计算机上加载和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)等。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使对应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (11)
1.一种驱动信号检测装置，其特征在于，所述驱动信号检测装置包括：逻辑控制模块、多个栅极驱动模块和多个信号检测模块；其中，
逻辑控制模块，用于将接收的针对多个压控型半导体器件的开关控制信号，转化为多个触发动作信号，所述多个压控型半导体器件之间为并联连接；
所述多个栅极驱动模块的输入端与逻辑控制模块连接，所述多个栅极驱动模块的输出端分别一一对应连接所述多个压控型半导体器件的栅极，每一栅极驱动模块用于将接收的触发动作信号转化为栅极驱动信号，并将所述栅极驱动信号输送至对应的压控型半导体器件的栅极；
所述多个信号检测模块的输入端分别一一对应连接所述多个压控型半导体器件的栅极，所述多个信号检测模块的输出端连接所述逻辑控制模块，每一信号检测模块用于检测对应连接的压控型半导体器件的栅极电压值，并根据所述栅极电压值是否满足预设的栅极开通条件，输出对应的栅极反馈信号；
所述逻辑控制模块，还用于比对各栅极驱动模块发送的栅极反馈信号和所述开关控制信号，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障。
2.根据权利要求1所述的驱动信号检测装置，其特征在于，所述信号检测模块包括：依次连接在所述压控型半导体器件的栅极与所述逻辑控制模块之间的开关单元和电压转换单元；其中，所述开关单元，用于在所述检测到的栅极电压值大于预设电压阈值时导通；
所述电压转换单元，用于在所述开关单元导通时，将所述栅极电压值转化为预设的导通状态值。
3.根据权利要求2所述的驱动信号检测装置，其特征在于，所述开关单元包括瞬态抑制二极管；
所述瞬态抑制二极管的负极连接于所述栅极驱动模块的输出端，所述瞬态抑制二极管的正极连接于所述电压转换单元的第一端；
所述电压转换单元的第二端连接于所述逻辑控制模块，所述电压转换单元的第三端连接于负电压供电端。
4.根据权利要求3所述的驱动信号检测装置，其特征在于，所述电压转换单元包括：第一电阻、三极管、第二电阻和第三电阻；
所述第一电阻的一端连接于所述瞬态抑制二极管的正极，所述第一电阻的另一端连接于所述三极管的基极；
所述三极管的发射极连接于负电压供电端，所述三极管的集电极连接于所述第二电阻的第一端和所述第三电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接于正电压供电端，以及所述第三电阻的第二端连接于所述逻辑控制模块。
5.根据权利要求1所述的驱动信号检测装置，其特征在于，
所述逻辑控制模块，具体还用于如果所述开关控制信号为用于指示开通所述多个压控型半导体器件的信号，且所述压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件未导通，则确定所述对应的栅极驱动模块发生栅极脉冲丢失故障；以及如果所述开关控制信号为用于指示关闭所述多个压控型半导体器件的信号，且所述压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件导通，则确定所述对应的栅极驱动模块发生栅极脉冲丢失故障。
6.根据权利要求1所述的驱动信号检测装置，其特征在于，
所述逻辑控制模块，具体还用于如果所述开关控制信号为用于指示开通所述多个压控型半导体器件的信号，且在预设的消隐时长之后，所述压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件未导通，则确定对应的压控型半导体器件发生栅极脉冲丢失故障；以及如果所述开关控制信号为用于指示关闭所述多个压控型半导体器件的信号，且在预设的消隐时长之后，所述压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件导通，则确定对应的压控型半导体器件发生栅极脉冲丢失故障。
7.一种驱动信号检测方法，其特征在于，所述方法应用于权利要求1-6任一所述的驱动信号检测装置，用于检测多个并联连接的压控型半导体器件的栅极驱动信号是否异常，所述驱动信号检测方法包括：
接收针对所述多个压控型半导体器件的开关控制信号，并将所述开关控制信号转化为多个触发动作信号，多个触发动作信号用于一一对应转换为多个压控型半导体器件的栅极驱动信号；
接收所述多个压控型半导体器件的栅极反馈信号，每一压控型半导体器件的栅极反馈信号根据对应压控型半导体器件的栅极电压值与预设的栅极开通条件生成；
比对多个压控型半导体器件的栅极反馈信号和所述开关控制信号，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障。
8.根据权利要求7所述的驱动信号检测方法，其特征在于，所述根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障，包括：
如果所述开关控制信号为用于指示开通所述多个压控型半导体器件的信号，且在预设的消隐时长之后，所述压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件未导通，则确定对应的压控型半导体器件发生栅极脉冲丢失故障。
9.根据权利要求7所述的驱动信号检测方法，其特征在于，所述根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障，包括：
若所述开关控制信号为用于指示关闭所述多个压控型半导体器件的信号，且在预设的消隐时长之后，所述压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件导通，则确定对应的压控型半导体器件发生栅极脉冲丢失故障。
10.根据权利要求9所述的驱动信号检测方法，其特征在于，所述驱动信号检测方法还包括：
在确定对应的压控型半导体器件发生栅极脉冲丢失故障时，生成用于控制各压控型半导体器件断开的关断信号。
11.一种变流器控制器，其特征在于，包括存储器和处理器；
所述存储器用于存储有可执行程序代码；
所述处理器用于读取所述存储器中存储的可执行程序代码以执行如权利要求7至10中任一项所述的驱动信号检测方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910645433.5A CN112327122B (zh) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 驱动信号检测装置、方法和变流器控制器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910645433.5A CN112327122B (zh) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 驱动信号检测装置、方法和变流器控制器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112327122A CN112327122A (zh) | 2021-02-05 |
| CN112327122B true CN112327122B (zh) | 2023-08-25 |
Family
ID=74319228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910645433.5A Active CN112327122B (zh) | 2019-07-17 | 2019-07-17 | 驱动信号检测装置、方法和变流器控制器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112327122B (zh) |
Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011147316A (ja) * | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | ３レベル電力変換装置 |
| CN102480244A (zh) * | 2010-11-24 | 2012-05-30 | 中兴通讯股份有限公司 | 大功率逆变器系统 |
| CN103414164A (zh) * | 2013-08-28 | 2013-11-27 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种多个igbt并联运行的保护电路 |
| CN103427607A (zh) * | 2012-05-21 | 2013-12-04 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | 绝缘栅双极型晶体管的驱动电路 |
| CN104237761A (zh) * | 2013-06-13 | 2014-12-24 | 通用电气公司 | 绝缘栅双极型晶体管的失效模式检测及保护的系统和方法 |
| CN107204760A (zh) * | 2016-03-17 | 2017-09-26 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种igbt驱动装置及系统 |
| CN107565802A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-01-09 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种用于大功率并联igbt模块的均流电路 |
| CN108141127A (zh) * | 2015-08-26 | 2018-06-08 | 株式会社日立制作所 | 功率半导体元件的驱动电路、电力变换组件以及电力变换装置 |
| CN108964427A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-12-07 | 西安翌飞核能装备股份有限公司 | 一种大功率变流器半导体器件的驱动电路及其工作方法 |
| CN109188235A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-01-11 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 变流器中igbt开关状态的检测方法、装置、电路 |
| CN109638797A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-04-16 | 上海理工大学 | 一种带过流保护的多开关同步隔离驱动电路 |
| CN110011530A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-12 | 广东美的制冷设备有限公司 | 功率因数校正电路和空调器 |
-
2019
- 2019-07-17 CN CN201910645433.5A patent/CN112327122B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011147316A (ja) * | 2010-01-18 | 2011-07-28 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | ３レベル電力変換装置 |
| CN102480244A (zh) * | 2010-11-24 | 2012-05-30 | 中兴通讯股份有限公司 | 大功率逆变器系统 |
| CN103427607A (zh) * | 2012-05-21 | 2013-12-04 | 永济新时速电机电器有限责任公司 | 绝缘栅双极型晶体管的驱动电路 |
| CN104237761A (zh) * | 2013-06-13 | 2014-12-24 | 通用电气公司 | 绝缘栅双极型晶体管的失效模式检测及保护的系统和方法 |
| CN103414164A (zh) * | 2013-08-28 | 2013-11-27 | 南车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种多个igbt并联运行的保护电路 |
| CN108141127A (zh) * | 2015-08-26 | 2018-06-08 | 株式会社日立制作所 | 功率半导体元件的驱动电路、电力变换组件以及电力变换装置 |
| CN107204760A (zh) * | 2016-03-17 | 2017-09-26 | 中车株洲电力机车研究所有限公司 | 一种igbt驱动装置及系统 |
| CN107565802A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-01-09 | 北京精密机电控制设备研究所 | 一种用于大功率并联igbt模块的均流电路 |
| CN108964427A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-12-07 | 西安翌飞核能装备股份有限公司 | 一种大功率变流器半导体器件的驱动电路及其工作方法 |
| CN109188235A (zh) * | 2018-10-22 | 2019-01-11 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 变流器中igbt开关状态的检测方法、装置、电路 |
| CN109638797A (zh) * | 2019-02-01 | 2019-04-16 | 上海理工大学 | 一种带过流保护的多开关同步隔离驱动电路 |
| CN110011530A (zh) * | 2019-05-17 | 2019-07-12 | 广东美的制冷设备有限公司 | 功率因数校正电路和空调器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| IGBT串联应用中动态过压的控制;李勇;邵诚;;华南理工大学学报(自然科学版)(第01期);43-47 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112327122A (zh) | 2021-02-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20230126969A1 (en) | Rapid turnoff method, photovoltaic assembly turnoff device, and photovoltaic system | |
| US10177561B2 (en) | Selective protection circuit and method, and power supply system | |
| US8547676B2 (en) | Overcurrent protection device and overcurrent protection system | |
| US11245337B2 (en) | Power supply device | |
| BRPI1100945A2 (pt) | célula conversora e unidade de ligação | |
| US20170133925A1 (en) | Overcurrent protection system and method for inverter circuit | |
| CN112886541B (zh) | 一种变换器及igbt门极驱动的保护电路和方法 | |
| EP3270512A1 (en) | Igbt gate drive circuit and method | |
| US11368105B2 (en) | Power conversion device | |
| US20170170715A1 (en) | Method of controlling an inverter | |
| US9831865B2 (en) | RC-IGBT switching pulse control | |
| JP2016157364A (ja) | 電力制御装置及びその制御方法 | |
| JP2016127737A (ja) | 電力変換装置の保護装置 | |
| CN112327122B (zh) | 驱动信号检测装置、方法和变流器控制器 | |
| CN113054959A (zh) | 一种基于桥臂电流检测的igbt短路保护电路 | |
| CN210806733U (zh) | 环网供电系统 | |
| US20230333616A1 (en) | Power source selection systems | |
| CN112787311A (zh) | 一种用于电源的保护电路及电源 | |
| CN114421438B (zh) | 用于直流固态断路器的预测型故障保护装置及保护方法 | |
| US20240195179A1 (en) | Photovoltaic assembly shutoff device, inverter, and photovoltaic quick shutoff system and starting method therefor | |
| US20230352253A1 (en) | Power supply device | |
| CN104682676A (zh) | Igbt驱动保护电路 | |
| CN109714033B (zh) | 功率器件的驱动装置与方法 | |
| CN109572436B (zh) | 用于负载电路的诊断系统及电动车 | |
| JP2006042563A (ja) | 電力スイッチング回路、電力変換装置、開放故障検出方法及びモジュール型半導体スイッチング素子の駆動方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |