CN113281606A - 柔性直流功率模块测试系统和方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种柔性直流功率模块测试系统和方法。该测试系统包括电压调理模块、电抗调节模块、开关模块、采样模块和控制模块。电压调理模块、电抗调节模块、开关模块和采样模块连接控制模块；电压调理模块、电抗调节模块、开关模块、采样模块和控制模块均连接被测功率模块；开关模块还连接电抗调节模块；电压调理模块用于连接外部电源。控制模块用于获取测试参数，并根据测试参数，调整电压调理模块、电抗调节模块和开关模块的工作参数，以及被测功率模块的运行参数；控制模块还用于获取采样模块发送的采样信息，并根据采样信息得到测试结果并输出。该柔性直流功率模块测试系统，无需二次接线就可以匹配不同的测试需求，有利于提高测试工作效率。

Description

柔性直流功率模块测试系统和方法

技术领域

本申请涉及柔性直流功率模块测试技术领域，特别是涉及一种柔性直流功率模块测试系统和方法。

背景技术

柔性直流输电系统以其控制灵活、谐波少等诸多优点，被广泛应用于新能源并网、孤岛供电、电网互联等领域，特别是在远距离、大容量的新能源领域，柔性直流输电系统得到了快速的发展和应用。柔性直流功率模块是柔性直流输电系统中的核心部件，其性能参数正确性和运行可靠性至关重要，因此在完成厂内制造和现场检修之后，需要对柔性直流功率模块进行测试。

传统的柔性直流功率模块测试系统，只能对待测功率模块进行单一类型的测试。在需要进行多类型测试时，需要将多个不同的测试系统整合后协同作业，接线复杂，工作效率低。因此，传统的柔性直流功率模块测试系统和方法，具有工作效率低的缺点。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种柔性直流功率模块测试系统和方法，解决传统柔性直流功率模块测试过程中工作效率低的问题。

一种柔性直流功率模块测试系统，包括电压调理模块、电抗调节模块、开关模块、采样模块和控制模块；所述电压调理模块、所述电抗调节模块、所述开关模块和所述采样模块连接所述控制模块；所述开关模块连接所述电抗调节模块；所述电压调理模块、所述电抗调节模块、所述开关模块、所述采样模块和所述控制模块均用于连接被测功率模块；所述电压调理模块还用于连接外部电源；

所述电压调理模块用于将外部电源输入的电压转换成测试所需电压并输出至所述被测功率模块；

所述电抗调节模块用于将测试系统中的电抗值调整至测试所需电抗；

所述开关模块用于调整所述电抗调节模块与所述被测功率模块的连接方式；

所述采样模块用于采集测试过程中所述被测功率模块的电参数，得到采样信息并输出至所述控制模块；

所述控制模块用于获取测试参数，并根据所述测试参数，调整所述电压调理模块、所述电抗调节模块和所述开关模块的工作参数，以及所述被测功率模块的运行参数；所述控制模块还用于获取所述采样信息，并根据所述采样信息得到测试结果并输出。

在其中一个实施例中，所述电压调理模块包括调压器、隔离变压器和整流器；所述隔离变压器连接所述调压器和所述整流器；所述调压器和所述整流器连接所述控制模块；所述调压器用于连接所述外部电源；所述整流器用于连接所述被测功率模块。

在其中一个实施例中，所述外部电源为三相交流电源，所述隔离变压器为三相隔离变压器，所述整流器为三相六脉动晶闸管整流桥。

在其中一个实施例中，所述被测功率模块为全桥功率模块；所述开关模块包括第一开关和第二开关；

所述第一开关与所述第二开关的控制端连接所述控制模块；所述第一开关的第一端连接所述电抗调节模块的第一端；所述第一开关的第二端连接所述被测功率模块的第一直流输入端；所述电抗调节模块的第二端连接所述被测功率模块的第一交流输出端；所述第二开关的第一端连接所述电抗调节模块的第一端；所述第二开关的第二端连接所述被测功率模块的第二交流输出端。

在其中一个实施例中，所述采样模块包括第一采样单元和第二采样单元；所述第一采样单元用于采集所述被测功率模块的交流侧输出电参数；所述第二采样单元用于采集所述被测功率模块的下管电参数。

在其中一个实施例中，柔性直流功率模块测试系统还包括放电模块；所述放电模块连接所述控制模块和所述被测功率模块，用于给所述被测功率模块放电。

在其中一个实施例中，柔性直流功率模块测试系统还包括冷却模块；所述冷却模块连接所述控制模块。

在其中一个实施例中，所述控制模块通过光纤连接所述被测功率模块。

一种柔性直流功率模块测试方法，基于上述的柔性直流功率模块测试系统实现，所述柔性直流功率模块测试方法包括：

获取测试参数；

根据所述测试参数，调整电压调理模块、电抗调节模块和开关模块的工作参数；

根据所述测试参数，调节所述被测功率模块的运行参数；

获取采样信息，并根据所述采样信息得到测试结果并输出；所述采样信息由采样模块采集测试过程中所述被测功率模块的电参数得到。

在其中一个实施例中，所述获取采样信息，并根据所述采样信息得到测试结果并输出之后，还包括：

启动放电模块；所述放电模块连接所述被测功率模块的直流侧，用于给所述被测功率模块放电。

上述柔性直流功率模块测试系统，配置控制模块根据测试参数，调整电压调理模块、电抗调节模块和开关模块的工作参数，并调节被测功率模块的运行参数，相当于无需二次接线，使用同一测试系统就可以匹配不同类型测试的需求，有利于提高测试工作效率。

附图说明

图1为一实施例中柔性直流功率模块测试系统的组成框图；

图2为一实施例中柔性直流功率模块测试系统与被测功率模块的连接示意图；

图3为另一实施例中柔性直流功率模块测试系统的组成框图；

图4为一实施例中放电模块的组成框图；

图5为一实施例中柔性直流功率模块测试方法的流程图；

图6为另一实施例中柔性直流功率模块测试方法的流程图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。

本申请第一方面，提供了一种柔性直流功率模块测试系统。在一个实施例中，如图1所示，该柔性直流功率模块测试系统包括电压调理模块100、电抗调节模块200、开关模块300、采样模块400和控制模块500。电压调理模块100、电抗调节模块200、开关模块300和采样模块400均连接控制模块500；开关模块300还连接电抗调节模块200。电压调理模块100、电抗调节模块200、开关模块300、采样模块400和控制模块500均用于连接被测功率模块；电压调理模块100用于连接外部电源。电压调理模块100用于将外部电源输入的电压转换成测试所需电压并输出至被测功率模块；电抗调节模块200用于将测试系统中的电抗值调整至测试所需电抗；开关模块300用于调整电抗调节模块200与被测功率模块的连接方式；采样模块400用于采集测试过程中被测功率模块的电参数，得到采样信息并输出至控制模块500。控制模块500用于获取测试参数，并根据测试参数，调整电压调理模块100、电抗调节模块200和开关模块300的工作参数，以及被测功率模块的运行参数；控制模块500还用于获取采样信息，并根据采样信息得到测试结果并输出。

其中，电压调理模块100可以是包含变压电路、整流电路和稳压电路中一种或多种的电路模块。该变压电路可以是升压电路、降压电路或升降压斩波电路。电抗调节模块200可以是包含各类电抗器的电路模块。该电抗器，可以是并联电抗器或串联电抗器。在一个实施例中，电抗调节模块200为可调电抗器，可以根据不同功率模块类型和不同试验项目的需要，调整电抗的大小，可以减少测试系统的器件成本和占地面积。开关模块300可以是包含一个或多个开关器件的电路模块。该开关器件，可以是单刀单掷开关或单刀双掷开关，也可以是三极管、场效应管或接触器。采样模块400可以是包含分压或分流器件，基于分压或分流原理进行电参数采样的电路模块，也可以是基于互感原理进行电参数采样的电路模块。控制模块500可以是包含各类控制芯片及其外围电路，具备逻辑运算功能的硬件模块。该控制芯片，可以是单片机、DSP（Digital Signal Process，数字信号处理）芯片或FPGA（FieldProgrammable Gate Array，现场可编程逻辑门阵列）芯片。

具体的，进行测试之前，控制模块500先获取测试参数，并根据测试参数进行测试环境的配置，具体包括：调整电压调理模块100的工作参数，以使电压调理模块100将外部电源输入的电压转换成测试所需电压并输出至被测功率模块；调整开关模块300的工作参数，以改变电抗调节模块200与被测功率模块的连接方式，匹配测试要求；调整电抗调节模块200的工作参数，以使电抗调节模块200将测试系统中的电抗值调整至测试所需电抗。完成测试环境配置后，控制模块500再根据测试参数调节被测功率模块的运行参数，系统开始测试工作。此时，采样模块400采集测试过程中被测功率模块的电参数，得到采样信息并输出至控制模块500，控制模块500获取采样信息，并根据采样信息得到测试结果并输出。

进一步的，测试参数包括被测功率模块的类型和测试项目。其中，被测功率模块的类型包括全桥功率模块和半桥功率模块，测试项目包括全载连续运行试验和双脉冲试验。

以全桥功率模块为例，如图2所示，当测试项目为全载连续运行试验时，控制模块500通过调整开关模块300的工作参数，使电抗调节模块200与开关管T1并联；当测试项目为双脉冲试验时，控制模块500通过调整开关模块300的工作参数，使电抗调节模块200连接于被测功率模块的两个交流输出端之间。再由控制模块500调整电压调理模块100和电抗调节模块200的工作参数，以使电压调理模块100将外部电源输入的电压转换成测试所需电压并输出至被测功率模块，使电抗调节模块200将测试系统中的电抗值调整至测试所需电抗。完成测试环境配置后，控制模块500控制电压调理模块100开始工作，电压调理模块100开始给被测功率模块中的储能电容C1充电。待充电至目标值，控制模块500再控制被测功率模块中各开关管的导通和关断，使被测功率模块工作于对应模式，开始测试工作。与此同时，采样模块400采集测试过程中被测功率模块交流侧的电参数，得到采样信息并输出至控制模块500。最后再由控制模块500获取采样信息，并根据采样信息得到测试结果并输出。

需要说明的是，控制模块500根据采样信息得到测试结果并输出的方式并不唯一。例如，控制模块500可以根据采样信息，将采样信息与预设范围进行对比，当采样信息在预设范围内时，输出测试通过的结果，否则输出测试不通过的结果；控制模块500还可以计算采样信息与预设标准值的差值，并根据差值与健康等级的对应关系，得到包含对应健康等级的测试结果并输出。进一步的，测试结果的内容也不唯一。例如，测试结果的内容可以仅包含测试通过与否的文字，也可以是在包含文字的同时，还包含对应采样信息的图表。

在一个实施例中，柔性直流功率模块测试系统还包括连接控制模块500的显示模块、存储模块和通信模块中的至少一种。其中，显示模块可以是显示器或指示灯，存储模块可以是各类存储芯片或存储器，通信模块可以是有线或无线通信模块。一方面，控制模块500可以通过显示模块或通信模块获取测试参数，另一方面，控制模块500还可以将测试结果输出至显示模块或存储模块，或者将测试结果通过通信模块输出至终端，便于工作人员及时获取测试结果。进一步的，显示模块还可以包括示波器，示波器具体连接采样模块400，用于实时显示采样模块400输出的采样信息。

上述柔性直流功率模块测试系统，配置控制模块500根据测试参数，调整电压调理模块100、电抗调节模块200和开关模块300的工作参数，并调节被测功率模块的运行参数，相当于无需二次接线，使用同一测试系统就可以匹配不同类型测试的需求，有利于提高测试工作的效率。

在一个实施例中，控制模块500通过光纤连接被测功率模块。其中，控制模块500具体通过光纤连接被测功率模块的控制器。具体的，控制模块500通过光纤向控制器发送控制指令，该控制指令用于指示控制器控制被测功率模块中各开关管的导通和关断，以调节所述被测功率模块的运行参数，匹配具体的测试需求。

上述实施例中，控制模块500通过光纤连接被测功率模块，由于光纤具有抗干扰性强、阻燃、绝缘强度高的优点，可以提高控制模块500与被测功率模块之间的通信速度，有利于进一步提升测试工作的效率。

在一个实施例中，如图3所示，柔性直流功率模块测试系统还包括放电模块600。放电模块600连接控制模块500和被测功率模块，用于给被测功率模块放电。

其中，放电模块600是包含负载，可以实现电能泄放的电路模块。放电模块600具体连接被测功率模块的直流侧。在一个实施例中，如图4所示，放电模块600包括第三开关610和负载620，第三开关610与负载620串联，且第三开关610的控制端连接控制模块500。该第三开关610可以是三极管、场效应管或继电器，该负载620可以是各类电阻或放电芯片。

具体的，测试结束后，将放电模块600投入电路，泄放被测功率模块中的残余电能，有利于提高被测功率模块后续使用过程中的安全性。

在一个实施例中，如图3所示，柔性直流功率模块测试系统还包括冷却模块700。冷却模块700连接控制模块500。

其中，冷却模块700是包含冷却设备，可以实现降温功能的硬件模块。该冷却设备，可以是风冷设备或水冷设备。在一个实施例中，冷却模块700包括外部冷却单元和内部冷却单元，内部冷却单元和外部冷却单元均连接控制模块500。内部冷却单元用于给被测功率模块中的开关管降温，外部冷却单元用于给内冷却单元降温，使内冷却单元可以持续工作。内部冷却单元和外部冷却单元可以为同一类型的冷却单元，也可以为不同类型的冷却单元。例如，内部冷却单元可以是水冷单元，通过塑料水管构建冷却回路，使开关管降温；外部冷却单元可以是风冷单元或水冷单元，通过风机带动空气流动，或通过冷却水的流动，带走内部冷却单元的热量，使测试系统持续降温。其中，风冷单元具有占地面积、冷却效率高的优点。进一步的，塑料水管为PVDF（Poly Vinylidene fluoride，聚偏氟乙烯）水管，具有阻燃、无毒无味、表面光滑、耐压绝缘强度高的特点。

具体的，测试系统运行后，由控制模块500向冷却模块700发送控制指令，控制冷却模块700开始工作，避免测试系统和被测功率模块过热损坏，有利于提高系统安全性以及测试过程的稳定性。

在一个实施例中，如图2所示，电压调理模块100包括调压器110、隔离变压器120和整流器130；隔离变压器120连接调压器110和整流器130；调压器110和整流器130连接控制模块500。调压器110用于连接外部电源；整流器130用于连接被测功率模块。

其中，调压器110可以是自耦调压器、隔离调压器、油浸式感应调压器、柱式电动调压器或晶闸管调压器。隔离变压器可以是普通隔离变压器或屏蔽隔离变压器。整流器130可以是全桥整流器、半桥整流器或倍压整流器。在一个实施例中，外部电源为三相交流电源，隔离变压器120为三相隔离变压器，整流器130为三相六脉动晶闸管整流桥。由于三相六脉动晶闸管整流桥可以根据试验需要调整输出电压和电流，具有容量大、控制灵活的优点，可以进一步提高测试系统的性能。进一步的，在一个实施例中，请继续参考图2，电压调理模块100中，整流器130的输出端正负极之间跨接有接地开关K，在进行测试系统接线时，闭合接地开关K，可以避免电流汇入被测功率模块和测试系统后端电路，有利于提高测试工作的安全性。

具体的，外部电源输入的电压，通过调压器110、隔离变压器120和整流器130，分别进行调压、隔离变压和整流处理后，输出至被测功率模块。

上述实施例中，配置隔离变压器120进行测试系统和外部电源的隔离，有利于提高测试系统的安全性。

在一个实施例中，如图2所示，被测功率模块为全桥功率模块。开关模块300包括第一开关310和第二开关320；第一开关310与第二开关320的控制端连接控制模块500。第一开关310的第一端连接电抗调节模块200的第一端；第一开关310的第二端连接被测功率模块的第一直流输入端；电抗调节模块200的第二端连接被测功率模块的第一交流输出端。第二开关320的第一端连接电抗调节模块200的第一端；第二开关320的第二端连接被测功率模块的第二交流输出端。

其中，第一开关310和第二开关320可以是三极管、场效应管或继电器。具体的，当测试项目为全载连续运行试验时，控制模块500控制第一开关310断开，第二开关320闭合，使电抗调节模块200与开关管T1并联；当测试项目为双脉冲试验时，控制模块500控制第一开关310闭合，第二开关320断开，使电抗调节模块200连接于被测功率模块的两个交流输出端之间。

上述实施例中，提供了开关模块300的具体电路构成，可以通过控制不同开关的断开和闭合，改变电抗调节模块200与被测功率模块的连接关系，匹配不同的测试项目需求，有利于提高测试工作的效率。

在一个实施例中，采样模块400包括第一采样单元和第二采样单元；第一采样单元用于采集被测功率模块的交流侧输出电参数；第二采样单元用于采集被测功率模块的下管电参数。

其中，第一采样单元和第二采样单元的具体限定参见前文中关于采样模块400的限定。在一个实施例中，交流侧输出电参数包括输出电流和输出电压，如图2所示，第一采样单元410包括电压传感器FV1和电流传感器FA1。电流传感器FA1一端连接被测功率模块的第一交流输出端，另一端连接电抗调节模块200；电压传感器FV1连接于被测功率模块的两个交流输出端之间。第二采样单元420包括电压传感器FV2和电流传感器FA2。电流传感器FA2的一端连接被测功率模块的第二交流输入端，另一端连接开关管T2或开关管T4的第二端；电压传感器FV2连接于开关管T2或开关管T4的第一端和第二端之间。

具体的，第一采样单元410用于在测试项目为全载连续运行试验时，采集被测功率模块的交流侧输出电参数；第二采样单元420用于在测试项目为双脉冲试验时，采集被测功率模块的下管电参数。

进一步的，在一个实施例中，请继续参考图2，采样模块400还包括第三采样单元430，用于采集被测功率模块中储能电容C1的电压，一方面可以便于测试前判断储能电容C1是否充电完成，另一方面可以便于测试结束后是否需要进行电流泄放，以及电流泄放工作是否已经完成。在一个实施例中，如图2所示，第三采样单元430为电压传感器FV3。此外，在一个实施例中，上述电压传感器和电流传感器均为瞬态传感器，有利于提高采样精度和灵敏度。

上述实施例中，即是提供了采样模块400的具体构成，控制模块500可以根据具体需要，获取对应的采样信息，执行相关的测试工作。

本申请第二方面，提供了一种柔性直流功率模块测试方法，基于上述的柔性直流功率模块测试系统实现。在一个实施例中，如图5所示，柔性直流功率模块测试方法包括步骤S200至步骤S800。

步骤S200：获取测试参数。

其中，测试参数包括被测功率模块的类型和测试项目。被测功率模块的类型包括全桥功率模块和半桥功率模块，测试项目包括全载连续运行试验和双脉冲试验。进一步的，控制模块获取测试参数的方式，可以是主动获取，也可以是被动接收。

步骤S400：根据测试参数，调整电压调理模块、电抗调节模块和开关模块的工作参数。

其中，关于电压调理模块、电抗调节模块和开关模块的具体限定参见上文，此处不再赘述。具体的，根据测试参数，可以确定测试所需电压、测试所需电抗，以及测试所需的电抗调节模块与被测功率模块的连接方式。再基于测试所需的电抗调节模块与被测功率模块的连接方式，调整开关模块的工作参数；基于测试所需电压，调整电压调理模块的工作参数；基于测试所需电抗，调整电抗调节模块的工作参数。

步骤S600：根据测试参数，调节被测功率模块的运行参数。

具体的，控制模块通过控制被测功率模块中各开关管的导通和关断，使被测功率模块的运行参数与测试参数对应，开始测试工作。

步骤S800：获取采样信息，并根据采样信息得到测试结果并输出。

其中，采样信息由采样模块采集测试过程中被测功率模块的电参数得到。根据测试参数的不同，获取的采样信息的类型也不相同。以全桥功率模块为例，当测试项目为全载连续运行试验时，获取的采样信息为被测功率模块的输出电压和输出电流；当测试项目为双脉冲试验时，获取的采样信息为被测功率模块下管的输出电流和电压。

具体的，控制模块500根据采样信息得到测试结果并输出的方式并不唯一。例如，控制模块500可以根据采样信息，将采样信息与预设范围进行对比，当采样信息在预设范围内时，输出测试通过的结果，否则输出测试不通过的结果；控制模块500还可以计算采样信息与预设标准值的差值，并根据差值与健康等级的对应关系，得到包含对应健康等级的测试结果并输出。进一步的，测试结果的内容也不唯一。例如，测试结果的内容可以仅包含测试通过与否的文字，也可以是在包含文字的同时，还包含对应采样信息的图表。

上述柔性直流功率模块测试方法，根据测试参数，调整电压调理模块、电抗调节模块和开关模块的工作参数，并调节被测功率模块的运行参数，相当于无需二次接线，使用同一测试系统就可以匹配不同类型测试的需求，有利于提高测试工作的效率。

在一个实施例中，如图6所示，步骤S800之后还包括步骤S900：启动放电模块；放电模块连接被测功率模块的直流侧，用于给被测功率模块放电。

其中，关于放电模块的具体限定参考上文，此处不再赘述。具体的，测试结束后，将放电模块600投入电路，对被测功率模块中的残余电能进行泄放，有利于提高被测功率模块后续使用过程中的安全性。

为便于理解，下面结合图2对柔性直流功率模块测试系统的具体工作过程进行说明。

如图2所示，柔性直流功率模块测试系统包括电压调理模块100、电抗调节模块200、开关模块300、采样模块400、控制模块500、放电模块600和冷却模块700。电压调理模块100、电抗调节模块200、开关模块300、采样模块400、控制模块500、放电模块600和冷却模块700均连接被测功率模块；电压调理模块100、电抗调节模块200、开关模块300、采样模块400、放电模块600和冷却模块700均连接控制模块500；开关模块300还连接电抗调节模块200；电压调理模块100用于连接外部电源。

被测功率模块为全桥功率模块，全桥功率模块中的开关管为IGBT（InsulatedGate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管），外部电源为三相380V交流电源。电压调理模块100包括调压器110、隔离变压器120和整流器130；隔离变压器120连接调压器110和整流器130；调压器110用于连接外部电源；整流器130连接被测功率模块。调压器110和整流器130连接控制模块500。开关模块300包括第一开关310和第二开关320；第一开关310与第二开关320的控制端连接控制模块500。第一开关310的第一端连接电抗调节模块200的第一端；第一开关310的第二端连接被测功率模块的第一直流输入端；电抗调节模块200的第二端连接被测功率模块的第一交流输出端。第二开关320的第一端连接电抗调节模块200的第一端；第二开关320的第二端连接被测功率模块的第二交流输出端。

采样模块400包括第一采样单元410、第二采样单元420和第三采样单元430。第一采样单元410包括电压传感器FV1和电流传感器FA1，用于采集被测功率模块的交流侧的输出电压和输出电流；第二采样单元420包括电压传感器FV2和电流传感器FA2，用于采集被测功率模块中开关管T2的电参数；第三采样单元430为电压传感器FV3，用于采集被测功率模块中储能电容C1的电压。

具体的，当测试项目为全载连续运行试验时，一方面，控制模块500控制第一开关310断开，第二开关320闭合，使电抗调节模块200与开关管T1并联，并调整电抗调节模块200的工作参数，以使电抗调节模块200将测试系统中的电抗值调整至测试所需电抗；另一方面，控制模块500启动调压器110，并调节调压器110和整流器130的工作参数，输出测试所需电压至被测功率模块，给被测功率模块的储能电容C1充电。电压传感器FV3采集储能电容C1的电压，待电压达到预设电压阈值时，控制模块500判断充电完成，发出全载连续运行控制指令，控制被测功率模块中各开关管导通和关断，被测功率模块交流端输出电流和电压。电压传感器FV1和电流传感器FA1采集被测功率模块的交流端输出电流和电压，得到采样信息并发送至控制模块500。再由控制模块500根据采样信息，判断采样信息是否与被测功率模块的工作状态匹配，并在二者匹配时得到测试通过的结果并输出。其中，采样信息与被测功率模块的工作状态匹配是指：开关管T1和开关管T4导通时，交流侧输出正向电流和电压；开关管T2和开关管T3导通时，交流侧上输出负向电流和电压。进一步的，在连续运行过程中回路中会有损耗，通过整流器130的输出给储能电容C1持续补能。

当测试项目为双脉冲试验时，一方面，控制模块500控制第一开关310闭合，第二开关320断开，使电抗调节模块200连接于被测功率模块的两个交流输出端之间，并调整电抗调节模块200的工作参数，以使电抗调节模块200将测试系统中的电抗值调整至测试所需电抗；另一方面，控制模块500启动调压器110，并调节调压器110和整流器130的工作参数，输出测试所需电压至被测功率模块，给被测功率模块的储能电容C1充电。电压传感器FV3采集储能电容C1的电压，待电压达到预设电压阈值时，控制模块500判断充电完成，断开调压器110与外部电源的连接，并发出双脉冲运行控制指令，连续两次导通和关断下管。电压传感器FV2和电流传感器FA2采集开关管T2的电压和输出电流，得到采样信息并发送至控制模块500。再由控制模块500根据采样信息，判断采样信息是否与被测功率模块的工作状态匹配，并在二者匹配时得到测试通过的结果并输出。具体的，第一次导通下管（开关管T2和开关管T4）时，电流流经功率模块储能电容C1正极、电抗调节模块200、下管，回到电容负极；第一次关断下管时，电抗调节模块200电流通过上管（开关管T1和开关管T3）续流；第二次导通下管时，电流再次流经下管回到储能电容C1负极，需要注意的是此电流还包括上管二极管的反向恢复电流，因此会存在一个尖峰，考验下管的导通能力，然后再次关断下管，考验下管在大电流下的关断能力。将上述测试过程中的采样信息与预设范围进行对比，当采样信息在预设范围内时，输出测试通过的结果，否则输出测试不通过的结果。

进一步的，输出测试结果后，控制模块500一方面断开调压器110与外部电源的连接，另一方面还控制放电模块600投入系统，对被测功率模块的储能电容C1进行放电。控制模块500再获取电压传感器FV3发送的采样信息，根据采样信息判断放电是否完成，并在放电完成后断开各开关，输出测试完成的指示信号。

上述柔性直流功率模块测试系统，无需陪试功率模块就能开展全载连续运行试验，且不需要再次接线就能完成双脉冲试验，接线简单，测试效率高。采用上述测试系统开展全桥功率模块试验，能够获取IGBT开关关断过程中的参数，优化动态过程，验证短路保护，并且能校核全桥功率模块的长期额定运行稳定性，提高柔性直流输电的运行稳定性和可靠性。该系统可完成柔性直流输电换流阀全桥功率模块全载连续运行试验和双脉冲试验，实现对全桥功率模块的量化考核，为柔性直流输电换流阀用全桥功率模块的设计、试验提供了一种安全、可靠的试验系统。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上该实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种柔性直流功率模块测试系统，其特征在于，包括电压调理模块、电抗调节模块、开关模块、采样模块和控制模块；所述电压调理模块、所述电抗调节模块、所述开关模块和所述采样模块连接所述控制模块；所述开关模块连接所述电抗调节模块；所述电压调理模块、所述电抗调节模块、所述开关模块、所述采样模块和所述控制模块均用于连接被测功率模块；所述电压调理模块还用于连接外部电源；

所述电压调理模块用于将外部电源输入的电压转换成测试所需电压并输出至所述被测功率模块；

所述电抗调节模块用于将测试系统中的电抗值调整至测试所需电抗；

所述开关模块用于调整所述电抗调节模块与所述被测功率模块的连接方式；

所述采样模块用于采集测试过程中所述被测功率模块的电参数，得到采样信息并输出至所述控制模块；

所述控制模块用于获取测试参数，并根据所述测试参数，调整所述电压调理模块、所述电抗调节模块和所述开关模块的工作参数，以及所述被测功率模块的运行参数；所述控制模块还用于获取所述采样信息，并根据所述采样信息得到测试结果并输出。

2.根据权利要求1所述的柔性直流功率模块测试系统，其特征在于，所述电压调理模块包括调压器、隔离变压器和整流器；所述隔离变压器连接所述调压器和所述整流器；所述调压器和所述整流器连接所述控制模块；所述调压器用于连接所述外部电源；所述整流器用于连接所述被测功率模块。

3.根据权利要求2所述的柔性直流功率模块测试系统，其特征在于，所述外部电源为三相交流电源，所述隔离变压器为三相隔离变压器，所述整流器为三相六脉动晶闸管整流桥。

4.根据权利要求1所述的柔性直流功率模块测试系统，其特征在于，所述被测功率模块为全桥功率模块；所述开关模块包括第一开关和第二开关；

所述第一开关与所述第二开关的控制端连接所述控制模块；所述第一开关的第一端连接所述电抗调节模块的第一端；所述第一开关的第二端连接所述被测功率模块的第一直流输入端；所述电抗调节模块的第二端连接所述被测功率模块的第一交流输出端；所述第二开关的第一端连接所述电抗调节模块的第一端；所述第二开关的第二端连接所述被测功率模块的第二交流输出端。

5.根据权利要求4所述的柔性直流功率模块测试系统，其特征在于，所述采样模块包括第一采样单元和第二采样单元；所述第一采样单元用于采集所述被测功率模块的交流侧输出电参数；所述第二采样单元用于采集所述被测功率模块的下管电参数。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的柔性直流功率模块测试系统，其特征在于，还包括放电模块；所述放电模块连接所述控制模块和所述被测功率模块，用于给所述被测功率模块放电。

7.根据权利要求1至5任意一项所述的柔性直流功率模块测试系统，其特征在于，还包括冷却模块；所述冷却模块连接所述控制模块。

8.根据权利要求1至5任意一项所述的柔性直流功率模块测试系统，其特征在于，所述控制模块通过光纤连接所述被测功率模块。

9.一种柔性直流功率模块测试方法，其特征在于，基于如权利要求1至8中任意一项的柔性直流功率模块测试系统实现，所述柔性直流功率模块测试方法包括：

获取测试参数；

根据所述测试参数，调整电压调理模块、电抗调节模块和开关模块的工作参数；

根据所述测试参数，调节所述被测功率模块的运行参数；

获取采样信息，并根据所述采样信息得到测试结果并输出；所述采样信息由采样模块采集测试过程中所述被测功率模块的电参数得到。

10.根据权利要求9所述的柔性直流功率模块测试方法，其特征在于，所述获取采样信息，并根据所述采样信息得到测试结果并输出之后，还包括：

启动放电模块；所述放电模块连接所述被测功率模块的直流侧，用于给所述被测功率模块放电。

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