CN113711063A - 功率器件监测系统和监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在电流传输路径上的主电路中串联连接的复数个功率器件的监测系统，其特征在于，包括：第一功率器件和第二功率器件，分别包括半导体元件；第一传感器，与所述第一功率器件连接并检测与流经所述第一功率器件的第一电流有关的信息；第二传感器，与所述第二功率器件连接并检测与流经所述第二功率器件的第二电流有关的信息；第三传感器，检测与在所述第一功率器件和第二功率器件之间流动的第三电流有关的信息；以及控制部，将由所述第三传感器测定到的第三电流作为基准与所述第一电流和所述第二电流进行比较，并根据所述第一电流与所述第三电流之间的差以及所述第二电流与所述第三电流之间的差来判断各个功率器件的状态是否异常。

Description

功率器件监测系统和监测方法

技术领域

本发明涉及一种在电流传输路径上的主电路中串联连接的复数个功率器件的监测系统。

背景技术

通常，在逆变器和基于半导体的断路器等中，配电总线中的电力通过电力切换系统进行切换，在该电力系统中，包括半导体元件的功率器件串联连接在电流传输路径上的主电路中。

图1示出了这种复数个功率器件串联连接的电力切换系统的构成示例。

参照图1，通常的电力切换系统可以形成为包括：第一端子110、第二端子112、第一半导体元件114、第二半导体元件116、与所述第一半导体元件114和所述第二半导体元件116连接的二极管118、120以及控制器126。这里，所述第一半导体元件114可以与第一二极管118连接，所述第二半导体元件116可以与第二二极管120连接，从而形成不同的功率器件(power device)。

所述第一半导体元件114可以控制从所述第一端子110流向第二端子112的电流，第二半导体元件116可以控制从所述第二端子112流向第一端子110的电流。

控制器126分别向第一半导体元件114和第二半导体元件116施加电压信号，以分别控制由所述第一半导体元件114构成的第一功率器件的导通(on)或断开(off)以及由第二半导体元件116构成的第二功率器件220的导通(on)或断开(off)。

另一方面，电力切换系统108可以包括电连接在第一端子110和第一母线段104之间的第一断续器136以及电连接在第二端子112和第二母线段106之间的第二续断器138。所述断续器136、138在正常工作的情况下为闭合，从而可以在各个母线段和端子之间提供电连接。另一方面，所述断续器136、138可以在进行维护时断开，在这种情况下，配电总线102与电力切换系统108的连接可以被断开。

另一方面，电力切换系统108在第一断续器136和第一半导体元件114之间或在第二断续器138和第二半导体元件116之间可以包括电流传感器122。由此，控制器126可以通过电流传感器122测量的电流值来监测流经第一功率器件和第二功率器件的电流。

另一方面，这种电力切换系统中存在的问题是，当从所述电流传感器122的电流测量结果感知到异常状态时，无法确定感知到的异常状态是由于外部电流的引入而引起的还是由于电力切换系统内部的功率半导体或电路烧坏引起的。因此，存在无法准确判断是构成功率器件的功率半导体中存在缺陷还是电力切换系统内部电路中存在缺陷。

发明内容

发明要解决的问题

为了解决上述问题或其他问题，本发明的目的在于提供一种在构成电力切换系统的各个功率器件中能够针对各个功率器件是否有缺陷进行判断的监测系统和监测方法。

本发明的另一目的在于提供一种能够在电力切换中感知到异常状态时检测出所感知到的异常状态是由于外部电流的引入而引起的还是由于构成所述电力系统的功率器件的缺陷引起的监测系统和监测方法。

用于解决问题的手段

为了实现上述目的或其他目的，根据本发明的一方面，根据本发明的实施例的监测系统包括：第一功率器件和第二功率器件，分别包括半导体元件；第一传感器，与所述第一功率器件连接并检测与流经所述第一功率器件的第一电流有关的第一电流相关信息；第二传感器，与所述第二功率器件连接并检测与流经所述第二功率器件的第二电流有关的第二电流相关信息；第三传感器，检测与在所述第一功率器件和所述第二功率器件之间流动的第三电流有关的第三电流相关信息；以及控制部，以所述第三电流为基准与所述第一电流和所述第二电流进行比较，并根据所述第一电流与所述第三电流之间的差以及所述第二电流与所述第三电流之间的差来判断各个功率器件的状态是否异常。

在一实施例中，其特征在于，所述第一传感器和所述第二传感器分别进一步包括温度传感器，该温度传感器测定所述第一功率器件或所述第二功率器件的温度，并将检测到的与流经所述第一功率器件或所述第二功率器件的电流有关的电流相关信息和关于测定到的所述温度的信息传输到所述控制部。

在一实施例中，其特征在于，在所述控制部中，当从所述第一传感器和所述第二传感器中至少一方接收到电流相关信息和温度信息时，基于所述温度信息来补偿所述电流相关信息。

在一实施例中，其特征在于，所述控制部基于针对每个功率器件根据各个功率器件的特性对温度和电流之间的关系进行建模而得的表来执行所述补偿，并检测出所述第一电流或所述第二电流。

在一实施例中，其特征在于，所述控制部基于针对每个功率器件根据各个功率器件的特性对温度和电压之间的关系进行建模而得的表来执行所述补偿，并检测出所述第一电流或所述第二电流。

在一实施例中，其特征在于，所述第一功率器件和第二功率器件分别由绝缘栅双极型晶体管(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)构成，所述第一电流是所述第一功率器件的漏极端子和源极端子之间的电流，所述第二电流是所述第二功率器件的漏极端子和源极端子之间的电流。

在一实施例中，其特征在于，所述第一传感器和所述第二传感器中的其中一方是比另一方的传感器具有更高的精确度和可靠性的传感器。

为了实现上述目的或其他目的，根据本发明的一方面，根据本发明的一实施例电力切换系统的功率器件监测方法中，该电力切换系统包括分别具有半导体元件的第一功率器件和第二功率器件，其特征在于，所述方法包括：检测与流经所述第一功率器件的第一电流、流经所述第二功率器件的第二电流以及在所述第一功率器件和第二功率器件之间流动的第三电流有关的电流相关信息的第1步骤；基于所述电流相关信息检测出所述第一电流、所述第二电流以及所述第三电流的第2步骤；将所述第三电流设定为参考电流的第3步骤；将所述参考电流与所述第一电流和所述第二电流进行比较的第4步骤；以及根据所述比较结果来判断所述第一功率器件的状态和所述第二功率器件的状态的第5步骤。

在一实施例中，与所述第一电流有关的信息和与所述第二电流有关的信息中还包括所述第一功率器件的温度和所述第二功率器件的温度，所述第2步骤还包括：基于所述第一功率器件的温度补偿所述第一电流相关信息，以及基于所述第二功率器件的温度补偿所述第二电流相关信息的第2-1步骤。

在一实施例中，其特征在于，所述第2-1步骤是，基于针对每个功率器件根据各个功率器件的特性对温度和电流之间的关系进行建模而得的表或对温度和电压之间的关系进行建模而得的表来执行所述补偿的步骤。

在一实施例中，其特征在于，所述第5步骤还包括：判断所述参考电流与所述第一电流和所述第二电流的差值是否在预设允许误差范围以内的第5-1步骤；以及当与所述参考电流的差值超过所述允许误差范围时，根据所述第一电流或所述第二电流是比所述参考电流大还是小来不同地判断所述第一电流所对应的第一功率器件的状态或所述第二电流所对应的第二功率器件的状态的第5-2步骤。

在一实施例中，其特征在于，所述第5-2步骤中，当所述第一电流和所述第二电流中的任一个大于所述参考电流时，判断为所述任一个电流所对应的所述第一功率器件或所述第二功率器件中有外部电流的流入。

在一实施例中，其特征在于，当所述第一电流和所述第二电流中的任一个小于所述参考电流时，判断为所述任一个电流所对应的所述第一功率器件或所述第二功率器件烧坏或存在缺陷。

在一实施例中，其特征在于，还包括：判断预设的周期是否期满的第6步骤；以及根据所述预设的周期期满与否重复执行所述第1步骤至第5步骤的第7步骤。

在一实施例中，其特征在于，所述第一功率器件和所述第二功率器件分别由绝缘栅双极型晶体管(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)构成，所述第一电流是所述第一功率器件的漏极端子和源极端子之间的电流，所述第二电流是所述第二功率器件的漏极端子和源极端子之间的电流。

发明的效果

根据本发明的至少一个实施例，本发明的效果在于，可以通过测量构成电力切换系统的每个功率器件的电流来判断每个功率器件是否存在缺陷。

根据本发明的至少一个实施例，本发明的效果在于，可以通过将流经每个功率器件的电流与在各个功率器件之间流动的电流进行比较来针对各个功率器件是否存在缺陷进行判断。

附图说明

图1是示出复数个功率器件串联连接的一般电力切换系统的构成的示例图。

图2是示出在电力切换系统中根据本发明的实施例监测各个功率器件的状态的监测系统的构成的构成图。

图3是示出在根据本发明的第一实施例的功率监测系统中根据各个传感器的测量结果判断各个功率器件的状态的过程的流程图。

图4是示出根据本发明的第二实施例的功率器件监测系统的构成的构成图。

图5是示出根据本发明的第三实施例的功率器件监测系统的构成的构成图。

具体实施方式

需要注意的是，在本说明书中使用的技术术语仅用于说明特定实施例，并不意图限制本发明。此外，除非上下文另有明确规定，否则本说明书中使用的单数的表达包括复数表达。在本说明书中，“由…构成”或“包括”等术语不应解释为必须包括说明书中描述的所有各种构成要素或步骤，而应解释为可以不包括其中一部分构成要素或步骤，或者也可以进一步包括其他构成要素或步骤。

另外，在描述本说明书所揭示的技术的过程中，如果判断为对于相关的公知技术的具体说明会导致混淆本说明书所揭示的技术的主旨，则将省去对其详细的说明。

下面，将参照附图对本说明书中公开的实施例进行详细说明。

图2是示出在电力切换系统中根据本发明的实施例监测各个功率器件200的状态的监测系统的构成的构成图。

参照图2，根据本发明的实施例的功率器件监测系统200可以构造成包括：第一功率器件210、第二功率器件220、用于检测流经所述第一功率器件210的电流的第一传感器201、用于检测流经所述第二功率器件220的电流的第二传感器202、用于检测在所述第一功率器件210和第二功率器件220之间流动的电流的第三传感器203、控制所述第一功率器件210的导通或断开的第一驱动部206、控制所述第二功率器件220的导通或断开的第二驱动部207以及控制所述第一驱动部206和第二驱动部207的驱动的控制部208。

首先，第一功率器件210可以构造成包括第一半导体元件212和第一二极管211。这里，所述第一半导体元件212可以由绝缘栅双极型晶体管(IGBT：Insulated Gate BipolarTransistor)构成。

当第一驱动部206将预设的电压施加到第一功率器件210时，该第一功率器件210可以工作(导通状态)，并且在导通状态下，电流可以流过第一半导体元件212。另一方面，当第一驱动部206没有施加预设的电压时，所述第一功率器件210变为断开状态，以使电流可以流过所述第一二极管211。

类似地，第二功率器件220可以构造成包括第二半导体元件222和第二二极管221。这里，所述第二半导体元件222可以由绝缘栅双极型晶体管(IGBT)构成。

当第二驱动部207将预设的电压施加到第二功率器件220时，该第二功率器件220可以工作(导通状态)，并且在导通状态下，电流可以流过第二半导体元件222。另一方面，当第二驱动部207没有施加预设的电压时，所述第二功率器件220变为断开状态，以使电流流过所述第二二极管221。

另一方面，所述第一传感器201可以是用于直接或间接测量流经第一功率器件210的电流的传感器。例如，所述第一传感器201可以是直接与所述第一功率器件210连接以直接测量流经所述第一功率器件210的第一电流的传感器(例如，霍尔(hall)传感器)。或者，可以是包括用于间接测定所述第一电流的预设电阻的电压传感器。

这里，所述第一传感器201所测定的电压可以是第一功率器件210的第一半导体元件212中的漏极(drain)端子与源极(source)端子之间的电压(VDS：Voltage Drain toSource)。在这种情况下，所述第一电流可以是在第一半导体元件212中的漏极端子和源极端子之间流动的电流。

类似地，所述第二传感器202可以是用于直接或间接测量流经第二功率器件220的电流的传感器。例如，可以是直接测量流经所述第二功率器件220的第二电流的电流传感器，或者是包括用于间接测定所述第一电流的预设电阻的电压传感器。

这里，所述第二传感器202所测定的电压可以是在第二功率器件220的第二半导体元件222中的漏极(drain)端子和源极(source)端子之间的电压(VDS：Voltage Drain toSource)。在这种情况下，所述第二电流可以是在第二半导体元件222中的漏极端子和源极端子之间流动的电流。

另一方面，所述第三传感器203可以是用于直接或间接测量在第一功率器件210和第二功率器件220之间流动的电流的传感器。例如，所述第三传感器203可以布置在连接第一功率器件210和第二功率器件220的连接电线上，并且可以是直接测量流过所述连接电线的电流的传感器，或者是包括预设电阻的电压传感器。

另一方面，第一驱动部206和第二驱动部207可以在控制部208的控制下向第一功率器件210和第二功率器件220中的至少一方施加预设驱动电压。在这种情况下，施加到所述第一功率器件210或第二功率器件220的驱动电压可以彼此不同。

另一方面，控制部208可以根据第一传感器201的测量结果来测定流经所述第一功率器件210的第一电流，根据第二传感器202的测量结果来测定流经第二功率器件220的第二电流。

作为一例，如果所述第一传感器201和第二传感器202均为电流传感器，则控制部208可以根据第一传感器201的测量结果来判断流经所述第一功率器件210的第一电流，根据第二传感器202的测量结果来判断流经第二功率器件220的第二电流。

但是，如果所述第一传感器201和第二传感器202均为电压传感器，则可以基于根据所述每个功率器件的特性对电压-电流关系进行建模得出的电流-电压表分别检测出所述第一电流和第二电流。

然后，控制部208可以基于第三传感器203的测量值来测定在第一功率器件210和第二功率器件220之间流动的第三电流。在这种情况下，如果所述第三传感器203是电流传感器，则可以基于所测量的电流值直接检测出在第一功率器件210和第二功率器件220之间流动的第三电流。但是，如果所述第三传感器203是电压传感器，则可以根据对基于预设电阻的电压-电流关系进行建模而得的表来检测出所述第三电流。

那么，控制部208可以将所述第三电流设定为参考电流。并且，可以将所设定的参考电流与所述第一电流和第二电流进行比较。在比较结果中，如果所述第一电流和第二电流之中存在与所述第三电流之间的差值超过预设允许误差范围的电流时，控制部208可以判断为存在异常。在这种情况下，控制部208可以基于超过所述允许误差范围的电流来检测出存在异常的功率器件。

在这种情况下，当第一电流与参考电流的差值超过允许误差范围时，控制部208可以感知为所述第一功率器件210中存在异常。相反，当第二电流与参考电流的差值超过允许误差范围时，可以感知为所述第二功率器件220中存在异常。

更详细地，当第一电流或第二电流大于所述参考电流(第三电流)且与参考电流的差值超过允许误差范围时，控制部208可以判断为还存在另一种电流流入所述第一功率器件210或第二功率器件220。即，可以判断为第一功率器件210或第二功率器件220中有外部电流流入，例如漏电流。

相反，在控制部208中，当第一电流或第二电流小于所述参考电流(第三电流)且与参考电流的差值超过允许误差范围时，控制部208可以判断为所述第一功率器件210或第二功率器件220中存在缺陷或烧坏。

另一方面，由于所述第一传感器201和第二传感器202分别连接到功率器件，因此，可能会因所连接的功率器件中产生的热量而发生误差。

为了防止由这种温度差引起的误差，控制部208也可以基于预设温度－电流表或温度－电压表来补偿所述误差。为此，所述第一传感器201和第二传感器202还可以包括温度传感器，当检测到第一电流和第二电流时，可以将从各个功率器件测量到的电流值或电压值以及由所述温度传感器测量到的温度值发送到控制部208。

另外，控制部可以包括：针对各个功率器件的、根据各个功率器件的特性对温度与电流之间的关系进行建模而得的表或根据各个功率器件的特性对温度与电压之间的关系进行建模而得的表。并且，可以基于所提供的建模表来补偿第一传感器201中测量到的信息(电流值或电压值)和第二传感器202中测量到的信息(电流值或电压值)。

另一方面，对于第一传感器201和第二传感器202检测到的信息而言，所述第一传感器201与第一功率器件210连接，所述第二传感器202与第二功率器件220连接，而第三传感器203可以设置在连接所述第一功率器件210和第二功率器件220的连接电线上。

由此，第一功率器件210和第二功率器件220产生的热量直接传递到所述第一传感器201和第二传感器202，从而在所述第一传感器201和第二传感器202中包括因该热量引起的误差，而另一方面，各个功率器件的热量不会直接传递给第三传感器203，因此，在该第三传感器203中由热量引起的误差(即，温度偏差)可以小于所述第一传感器201和第二传感器202。

由此，在所述第三传感器203中可以测定比所述第一传感器201和第二传感器202更准确的电流。因此，控制部208可以将所述第三传感器203测量的第三电流设定为参考电流值。

图3是示出根据这种本发明的第一实施例的功率监测系统中基于各个传感器的测量结果来判断各个功率器件的状态的过程的流程图。

参照图3，根据本发明的实施例的功率监测系统的控制部208可以先从第一传感器201、第二传感器202以及第三传感器203接收各自测量的结果(S300)。这里，所述第一传感器201至第三传感器203可以是包括预设电压的电压传感器，或者可以是直接检测电流值的电流传感器。

另一方面，当每个传感器检测到测量值时，控制部208可以根据第一传感器201的测量结果来测定流经第一功率器件210的第一电流，并根据第二传感器202的测量结果来测定流经第二功率器件220第二电流(S302)。在这种情况下，如果所述第一传感器201和第二传感器202是电压传感器，则可以利用根据每个功率器件的特性对电压相对于电流的变化进行建模而得的电压－电流表来测定所述第一电流和第二电流，如果所述第一传感器201和第二传感器202是温度传感器，则可以利用根据每个功率器件的特性对温度相对于电流的变化进行建模而得的温度－电流表来测定所述第一电流和第二电流。

另一方面，所述第一传感器201和第二传感器202均还可以包括温度传感器。在这种情况下，所述第一传感器201和第二传感器202可以在检测所述第一功率器件210和第二功率器件220的电流值或电压值时将通过所述温度传感器检测到的温度值进一步传输到控制部208。那么，控制部208可以基于传输的第一功率器件210的温度和第二功率器件220的温度值来补偿由所述第一传感器201检测到的信息(电流值或电压值)以及由第二传感器202检测到的信息(电流值或电压值)。

另一方面，控制部208可以根据第三传感器203的测量结果来测量在第一功率器件210和第二功率器件220之间流动的第三电流(S304)。在这种情况下，如果所述第三传感器203是电流传感器，则可以根据所测量到的值直接测量所述第三电流，但是，如果第三传感器203是预设的电压传感器，则可以基于与所述预设的电压有关的电压－电流特性表来检测出所述第三电流。

另一方面，当检测出第三电流时，控制部208可以以检测出的第三电流为基准与所述第一电流和第二电流进行比较(S306)。在所述S306步骤中，控制部208可以判断所述第一电流或第二电流相对于参考电流、即第三电流是大还是小，可以检测出所述第三电流与第一电流或与第二电流的差值是否在预设允许误差范围以内。

并且，控制部208可以根据所述S306步骤中的比较结果分别判断第一功率器件210和第二功率器件220的状态(S308)。

例如，控制部208在第一电流大于第三电流且其差值超过预设允许误差范围时可以判断为有外部电流流入第一功率器件210。或者，当第一电流小于第三电流且其差值超过预设允许误差范围时，可以判断为第一功率器件210因烧坏或存在缺陷而劣化。

另外，控制部208在第二电流大于第三电流且其差值超过预设允许误差范围时可以判断为有外部电流流入第二功率器件220。或者，当第二电流小于第三电流且其差值超过预设允许误差范围时，可以判断为第二功率器件220因烧坏或存在缺陷而劣化。

即，控制部208在参考电流(第三电流)与第一电流或第二电流的差值超过允许误差范围时可以根据第一电流或第二电流是比所述参考电流小还是大来不同地判断所述第一功率器件和第二功率器件的状态。另外，可以对所述第一功率器件和第二功率器件的状态进行单独的判断。

另一方面，假设每个功率器件的性能相同，当相同的电流连续流过时，两个功率器件的特性可以根据电流的方向表现出相应特性。每个功率器件根据正向或反向电流具有一定特性值。在这种情况下，特定范围的功率器件的特性可以由V/I的比来表示，因此，如果任一方超过一定的特性值的范围或比率，则可以判断为损坏。

另外，在进入到判断为损坏的区域时，控制部208可以立即通知上级系统，停止每个功率器件的工作。在这种情况下，为了停止工作，考虑到系统的稳定性，控制部208可以确定停止每个构成要素(例如，功率器件)的工作的顺序。

另一方面，所述图3的过程可以在用于初始系统驱动的检查(initial check)过程中执行。另外，系统工作期间可以通过以预设的周期重复的持续检查(operation check)，对复数个功率器件的状态进行检查，并且可以判断每个功率器件的状态。由此，可以提高系统的可靠性。

另一方面，图4是示出根据本发明的第二实施例的功率器件监测系统的构成的构成图。

首先，参照图4的(a)，功率器件400可以是能够根据电流的流动进行双向控制的集成功率器件。在这种情况下，所述功率器件400可以由一个驱动部440来控制其导通或断开。所述驱动部440可以在控制部450的控制下将第一半导体元件405的驱动电压施加到第一半导体元件405，将第二半导体元件406的驱动电压施加到第二半导体元件406。

另一方面，如图4的(b)所示，所述功率器件400可以构造成包括两个半导体元件405、406以及两个二极管401、402。

在这种情况下，第一传感器410和第二传感器420可以分别检测与流经第一半导体元件405的第一电流有关的信息(电流值或电压值)以及与流经第二半导体元件406的第二电流有关的信息(电流值或电压值)。更详细地，所述第一传感器410可以检测与流经第一半导体元件405的漏极端子和源极端子之间的电流(第一电流)有关的信息，所述第二传感器420可以检测与流经第二半导体元件406的漏极端子和源极端子之间的电流(第二电流)有关的信息。

另外，在所述第一半导体元件405和第二半导体元件406之间还可以包括第三传感器430，所述第三传感器430检测与在第一半导体元件405和第二半导体元件406之间流动的电流有关的信息(电压值或电流值)。

另一方面，由所述第一传感器410和第二传感器420测量的信息可以传输到控制部450。并且，由第三传感器430测量的信息可以通过驱动部440传输到控制部450。那么，控制部450可以基于第一传感器410至第三传感器430中的每一个测量的信息检测出所述第一电流、第二电流以及第三电流，并且可以基于作为参考电流的第三电流与所述第一电流和第二电流的比较结果来检测出所述功率器件400中是否有异常。

更详细地，控制部450也可以根据所述第三电流与第一电流和第二电流进行比较的结果来检测出构成所述功率器件400的半导体元件中发生了异常的半导体元件。

另一方面，所述第一传感器410和第二传感器420中的其中一个可以实现为比另一个更精确和可靠性高的传感器。在这种情况下，也可以利用具有高精确度和可靠性的传感器来测量流过功率器件400的电流或电压并预测电流的方向，通过与另一个传感器的测量结果进行比较来评估功率器件400的稳定性。

另一方面，根据本发明的实施例的功率器件监测系统还可以包括至少一个过压保护部。图5是示出这种根据本发明的第三实施例的功率器件监测系统的构成的构成图。

参照图5，本发明还可以包括用于防止功率器件210、220的两端处的过电压的过压保护部500。所述过压保护部500可以包括MOV(Metal Oxide Varistor：金属氧化物变阻器)或缓冲器(snubber)元件中的至少一个。

另一方面，所述过压保护部500也可以配置在功率器件210的一端和功率器件220的另一端。并且，在所述功率器件210的一端可以设置有串联连接的电阻510以及电压传感器521，在所述功率器件220的另一端可以设置有串联连接的电阻510以及电压传感器522。

在这种情况下，所述串联电阻510以及电压传感器521、522可以分别测定输入到功率器件210、220的电流或电压。所述电压传感器521、522均可以包括绝缘接口和能够将模拟电压测量为数字值的ADC(Analog Digital Converter：模数转换器)。所述绝缘接口可以防止由所述电压传感器521、522测量的电压施加到控制部280。

还可以包括通信接口530，并且外部输入可以通过通信接口530输入到控制部208。另外，控制部208可以通过所述通信接口530与外部的其他设备交换信息。

另一方面，在上述的本发明的说明中，已经说明了具体实施例，但是在不脱离本发明的范围的情况下可以进行各种变形。尤其，虽然在本发明的实施例中说明了每个功率器件包括二极管的构成，但是，根据功率器件的类型和特性，也可以不包括二极管是不言而喻的。

另外，上述本发明可以应用于功率用半导体断路器，在上述说明中，举例说明了每个功率器件包括由绝缘栅双极型晶体管(IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor)构成的半导体元件的构成，但是，也可以应用于包括其他半导体元件的情况是不言而喻的。作为一例，本发明当然也可以应用到SiC或GaN器件等其他功率半导体或功率器件中。

如上所述的本发明可以作为存储有程序的介质中计算机可读取的代码来实现。计算机可读取的介质，包括存储有可以由计算机系统读取的数据的所有种类的存储装置。作为计算机可读取的介质，例如有HDD(Hard Disk Drive)、SSD(Solid State Disk)、SDD(Silicon Disk Drive)、ROM、RAM、CD-ROM、磁带、软盘、光数据存储装置等，还可以以载波(例如基于因特网传输)形式来实现。另外，所述计算机可以包括控制部280。因此，上述的详细说明在所有方面上不应被解释为限制性的，而应当被考虑为示例性的。本发明的范围应当通过所附权利要求的合理解释来确定，在本发明的等同范围内所进行的所有改变均包括在本发明的范围内。

Claims (14)

1.一种功率器件监测系统，其特征在于，包括：

第一功率器件和第二功率器件，分别包括半导体元件；

第一传感器，与所述第一功率器件连接并检测与流经所述第一功率器件的第一电流有关的第一电流相关信息；

第二传感器，与所述第二功率器件连接并检测与流经所述第二功率器件的第二电流有关的第二电流相关信息；

第三传感器，检测与在所述第一功率器件和所述第二功率器件之间流动的第三电流有关的第三电流相关信息；以及

控制部，以所述第三电流为基准与所述第一电流和所述第二电流进行比较，并根据所述第一电流与所述第三电流之间的差以及所述第二电流与所述第三电流之间的差来判断各个功率器件的状态是否异常。

2.根据权利要求1所述的功率器件监测系统，其特征在于，

所述第一传感器和所述第二传感器中，

分别进一步包括温度传感器，

所述温度传感器测定所述第一功率器件或所述第二功率器件的温度，

将检测到的与流经所述第一功率器件或所述第二功率器件的电流有关的电流相关信息和关于测定到的所述温度的信息传输到所述控制部。

3.根据权利要求2所述的功率器件监测系统，其特征在于，

在所述控制部中，当从所述第一传感器和所述第二传感器中至少一方接收到电流相关信息和温度信息时，基于所述温度信息来补偿所述电流相关信息。

4.根据权利要求3所述的功率器件监测系统，其特征在于，

所述控制部基于针对每个功率器件根据各个功率器件的特性对温度和电流之间的关系进行建模而得的表来执行所述补偿，并检测出所述第一电流或所述第二电流。

5.根据权利要求3所述的功率器件监测系统，其特征在于，

所述控制部基于针对每个功率器件根据各个功率器件的特性对温度和电压之间的关系进行建模而得的表来执行所述补偿，并检测出所述第一电流或所述第二电流。

6.根据权利要求1所述的功率器件监测系统，其特征在于，

所述第一功率器件和所述第二功率器件分别由绝缘栅双极型晶体管构成，

所述第一电流是所述第一功率器件的漏极端子和源极端子之间的电流，

所述第二电流是所述第二功率器件的漏极端子和源极端子之间的电流。

7.一种监测方法，是在电力切换系统中的功率器件监测方法，该电力切换系统包括分别具有半导体元件的第一功率器件和第二功率器件，在该监测方法中，其特征在于，包括：

检测与流经所述第一功率器件的第一电流、流经所述第二功率器件的第二电流以及在所述第一功率器件和所述第二功率器件之间流动的第三电流有关的电流相关信息的步骤；

基于所述电流相关信息检测出所述第一电流、所述第二电流以及所述第三电流的步骤；

将所述第三电流设定为参考电流的步骤；

将所述参考电流与所述第一电流和所述第二电流进行比较的步骤；以及

根据所述比较结果来判断所述第一功率器件的状态和所述第二功率器件的状态。

8.根据权利要求7所述的监测方法，其特征在于，

与所述第一电流有关的信息和与所述第二电流有关的信息中还包括所述第一功率器件的温度和所述第二功率器件的温度，

检测出所述第一电流、所述第二电流以及所述第三电流的步骤还包括：

基于所述第一功率器件的温度补偿所述第一电流相关信息，基于所述第二功率器件的温度补偿所述第二电流相关信息的步骤。

9.根据权利要求8所述的监测方法，其特征在于，

补偿所述第一电流相关信息和所述第二电流相关信息的步骤是，基于针对每个功率器件根据各个功率器件的特性对温度和电流之间的关系进行建模而得的表或对温度和电压之间的关系进行建模而得的表来执行所述补偿的步骤。

10.根据权利要求7所述的监测方法，其特征在于，

判断所述第一功率器件的状态和所述第二功率器件的状态的步骤还包括：

判断所述参考电流与所述第一电流和所述第二电流的差值是否在预设允许误差范围以内的步骤；以及

当与所述参考电流的差值超过所述允许误差范围时，根据所述第一电流或所述第二电流是比所述参考电流大还是小来不同地判断所述第一电流所对应的第一功率器件的状态或所述第二电流所对应的第二功率器件的状态的步骤。

11.根据权利要求10所述的监测方法，其特征在于，

不同地判断所述第一功率器件的状态或所述第二功率器件的状态的步骤是，当所述第一电流和所述第二电流中的任一个大于所述参考电流时，判断为所述任一个电流所对应的所述第一功率器件或所述第二功率器件中有外部电流的流入的步骤。

12.根据权利要求10所述的监测方法，其特征在于，

当所述第一电流和所述第二电流中任一个小于所述参考电流时，判断为所述任一个电流所对应的所述第一功率器件或所述第二功率器件烧坏或存在缺陷。

13.根据权利要求7所述的监测方法，其特征在于，还包括：

判断预设的周期是否期满的步骤；以及

根据所述预设的周期的期满与否来重复执行检测所述电流相关信息的步骤至判断所述第一功率器件的状态和所述第二功率器件的状态的步骤的步骤。

14.根据权利要求7所述的监测方法，其特征在于，

所述第一功率器件和所述第二功率器件分别由绝缘栅双极型晶体管构成，

所述第一电流是所述第一功率器件的漏极端子和源极端子之间的电流，

所述第二电流是所述第二功率器件的漏极端子和源极端子之间的电流。

Images