CN115078954A - 用于对电路中的组成部件进行测评的方法和装置及电路 - Google Patents

用于对电路中的组成部件进行测评的方法和装置及电路 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电路部件的测评领域，公开了一种用于对电路中的组成部件进行测评的方法和装置及电路，该方法包括：针对电路中的任一组成部件，根据以下内容进行测评且进行测评之前六个支路处于正向不导通的状态：控制被测评的组成部件所在的支路和被测评的组成部件的对侧支路正向导通且持续第一预设时间；控制被测评的组成部件所在的支路正向不导通但被测评的组成部件的对侧支路正向导通且持续第二预设时间，以使得两者进行放电；获取被测评的组成部件的测评参数；以及根据所获取的测评参数和预设测评参数，判断被测评的组成部件的状态，以对被测评的组成部件进行测评。藉此，实现了无需将组成部件拆卸下来即可对组成部件进行测评。

Description

用于对电路中的组成部件进行测评的方法和装置及电路
技术领域
本发明涉及电路部件的测评领域，具体地涉及一种用于对电路中的组成部件进行测评的方法和装置及电路。
背景技术
在这些可再生能源中，开放利用太阳能越来越受到重视。太阳能光伏并网发电是太阳能利用的主要形式，具有广阔的发展前景。
光伏阵列产生的是直流电能，需要通过逆变器把直流电转换成交流电才能并到电网。并网逆变器作为光伏阵列与电网的接口装置，起着关键作用，其并网主要指标参数决定了新能源并网发电所能提供的电能质量。随着光伏并网发电系统的发展，并网发电系统中使用的逆变器得到了越来越多的关注。
绝缘栅双极晶体管（IGBT）是功率器件中应用最广泛的功率器件，很多转换器的可靠性研究主要围绕IGBT展开的，因此对IGBT器件失效机理的分析是光伏逆变器可靠性研究的基础。光伏并网逆变器在运行中，IGBT由于长期承受电热应力的影响，其自身参数和特性将会发生变化，主要体现在IGBT的开关动态特性上出现性能老化，该老化最终可能导致器件的损坏，导致整体逆变系统发生故障。因此，急需一种IGBT动态特性监测方法，已判断光伏并网逆变器中IGBT的老化情况，实现逆变器故障的提前预警。
由于三相光伏并网逆变器的集成化设计，现今并没有能够方便快捷测量逆变器内部IGBT动态特性的方法。若想要提取逆变器IGBT的动态特性需要对整个逆变系统进行拆解，还需要将拆解下的IGBT放在额外搭建的双脉冲测试平台当中才能进行双脉冲测试。该方法不仅实现起来十分困难，时间和人力成本均很高，并且在拆卸过程中容易损坏逆变器。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种用于对电路中的组成部件进行测评的方法和装置及电路，其可解决或至少部分解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明实施例的一方面提供一种用于对电路中的组成部件进行测评的方法，该方法包括：针对所述电路中的任一所述组成部件，根据以下内容进行测评且进行测评之前六个支路处于正向不导通的状态：控制被测评的所述组成部件所在的支路和被测评的所述组成部件的对侧支路正向导通且持续第一预设时间，以对第一充放电模块、第二充放电模块和第三充放电模块中的两者进行充电，其中，所述两者中的一者的一端与被测评的所述组成部件所在的支路连接，所述两者中的另一者的一端与所述对侧支路连接，所述电路包括供电模块、所述六个支路、所述第一充放电模块、所述第二充放电模块和所述第三充放电模块，所述六个支路两两组合分别通过第一连接点、第二连接点和第三连接点进行连接以串联在所述供电模块的两端之间，所述对侧支路不与被测评的所述组成部件所在的支路串联且相对于所述两者与被测评的所述组成部件所在的支路处于不同侧，所述六个支路中的每一支路包括至少一个所述组成部件，所述第一充放电模块的两端分别连接所述第一连接点和所述第二充放电模块的一端，所述第二充放电模块的两端分别连接所述第二连接点和所述第一充放电模块的一端，所述第三充放电模块分别连接所述第三连接点和所述第二充放电模块的一端，所述组成部件为IGBT或MOSFET；控制被测评的所述组成部件所在的支路正向不导通但被测评的所述组成部件的对侧支路正向导通且持续第二预设时间，以使得所述两者进行放电；获取被测评的所述组成部件的测评参数，其中，所述测评参数包括上升时间、下降时间、开通延迟时间和关断延迟时间；以及根据所获取的测评参数和预设测评参数，判断被测评的所述组成部件的状态，以对被测评的所述组成部件进行测评。
可选地，在所述获取被测评的所述组成部件的测评参数之前，该方法还包括：控制被测评的所述组成部件所在的支路和被测评的所述组成部件的对侧支路正向导通且持续第三预设时间。
可选地，在对被测评的所述组成部件进行测评之前所述六个支路未处于正向不导通状态的情况下，该方法还包括：控制所述六个支路正向不导通。
可选地，所述六个支路中的每一支路仅包括一个所述组成部件，所述电路还包括电网、第一开关模块和第二开关模块，所述第一充放电模块连接在所述第一连接点和所述电网之间，所述第二充放电模块连接在所述第二连接点和所述电网之间，所述第三充放电模块连接在所述第三连接点和所述电网之间，所述第一充放电模块的一端通过所述第一开关模块与所述第二充放电模块的一端连接，所述第二充放电模块的一端通过所述第二开关模块与所述第三充放电模块的一端连接，该方法还包括：控制所述第一开关模块和所述第二开关模块使得在对被测评的所述组成部件进行测评时对所述两者进行充电和放电但所述电网被短路。
可选地，所述组成部件为IGBT，所述测评参数还包括集电极与发射极之间的电压、栅极与发射极之间的电压和集电极电流。
可选地，控制所述组成部件所在的支路正向导通或正向不导通为通过对支路中的所述组成部件施加脉冲来实现。
相应地，本发明实施例的另一方面提供一种用于对电路中的组成部件进行测评的装置，该装置包括：测评模块，用于针对所述电路中的任一所述组成部件，根据以下内容进行测评且进行测评之前六个支路处于正向不导通的状态：控制被测评的所述组成部件所在的支路和被测评的所述组成部件的对侧支路正向导通且持续第一预设时间，以对第一充放电模块、第二充放电模块和第三充放电模块中的两者进行充电，其中，所述两者中的一者的一端与被测评的所述组成部件所在的支路连接，所述两者中的另一者的一端与所述对侧支路连接，所述电路包括供电模块、所述六个支路、所述第一充放电模块、所述第二充放电模块和所述第三充放电模块，所述六个支路两两组合分别通过第一连接点、第二连接点和第三连接点进行连接以串联在所述供电模块的两端之间，所述对侧支路不与被测评的所述组成部件所在的支路串联且相对于所述两者与被测评的所述组成部件所在的支路处于不同侧，所述六个支路中的每一支路包括至少一个所述组成部件，所述第一充放电模块的两端分别连接所述第一连接点和所述第二充放电模块的一端，所述第二充放电模块的两端分别连接所述第二连接点和所述第一充放电模块的一端，所述第三充放电模块分别连接所述第三连接点和所述第二充放电模块的一端，所述组成部件为IGBT或MOSFET；控制被测评的所述组成部件所在的支路正向不导通但被测评的所述组成部件的对侧支路正向导通且持续第二预设时间，以使得所述两者进行放电；获取被测评的所述组成部件的测评参数，其中，所述测评参数包括上升时间、下降时间、开通延迟时间和关断延迟时间；以及根据所获取的测评参数和预设测评参数，判断被测评的所述组成部件的状态，以对被测评的所述组成部件进行测评。
可选地，所述测评模块还用于：在所述获取被测评的所述组成部件的测评参数之前，控制被测评的所述组成部件所在的支路和被测评的所述组成部件的对侧支路正向导通且持续第三预设时间。
可选地，所述测评模块还用于：在对被测评的所述组成部件进行测评之前所述六个支路未处于正向不导通状态的情况下，控制所述六个支路正向不导通。
可选地，所述六个支路中的每一支路仅包括一个所述组成部件，所述电路还包括电网、第一开关模块和第二开关模块，所述第一充放电模块连接在所述第一连接点和所述电网之间，所述第二充放电模块连接在所述第二连接点和所述电网之间，所述第三充放电模块连接在所述第三连接点和所述电网之间，所述第一充放电模块的一端通过所述第一开关模块与所述第二充放电模块的一端连接，所述第二充放电模块的一端通过所述第二开关模块与所述第三充放电模块的一端连接；所述测评模块还用于：控制所述第一开关模块和所述第二开关模块使得在对被测评的所述组成部件进行测评时对所述两者进行充电和放电但所述电网被短路。
可选地，所述组成部件为IGBT，所述测评参数还包括集电极与发射极之间的电压、栅极与发射极之间的电压和集电极电流。
可选地，所述测评模块控制所述组成部件所在的支路正向导通或正向不导通为通过对支路中的所述组成部件施加脉冲来实现。
此外，本发明实施例的另一方面还提供一种电路，该电路包括组成部件，所述组成部件根据上述的方法进行测评。
通过上述技术方案，通过控制被测评的组成部件所在的支路的正向导通和正向不导通及其对侧支路的正向导通控制第一充放电模块、第二充放电模块和第三充放电模块中的两者充电和放电，使得可以获取到组成部件的测评参数，根据获取的测评参数判断被测评的组成部件的状态以实现对被测评的组成部件进行测评，如此，实现了无需将组成部件拆卸下来即可对组成部件进行测评，降低了对被测评的组成部件造成损伤的概率；此外，测评方法简单，降低了时间和人力成本。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的用于对电路中的组成部件进行测评的方法的流程图；
图2是本发明另一实施例提供的电路的示意图；
图3是本发明另一实施例提供的电路的示意图；
图4是本发明另一实施例提供的电路的示意图；
图5是本发明另一实施例提供的电路的示意图；以及
图6是本发明另一实施例提供给的施加的脉冲信号的示意图。
附图标记说明
1、第一IGBT；2、第二IGBT；3、第三IGBT；4、第四IGBT；5、第五IGBT；6、第六IGBT；Q1、第一主管；Q2、第二主管；Q3、第三主管；Q4、第四主管；Q5、第五主管；Q6、第六主管；D1、第一续流二极管；D2、第二续流二极管；D3、第三续流二极管；D4、第四续流二极管；D5、第五续流二极管；D6、第六续流二极管；A、第一相；B、第二相；C、第三相；D、第一继电器；E、第二继电器；F、第一电容；G、第二电容；K、第一连接点；M、第二连接点；N、第三连接点；UDC、直流电源；L1、第一电感；L2、第二电感；L3、第三电感；R、第四连接点；S、第五连接点；T、第六连接点。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明实施例的一个方面提供一种用于对电路中的组成部件进行测评的方法。
图1是本发明一实施例提供的用于对电路中的组成部件进行测评的方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下内容。需要说明的是，下面的介绍是以某一需要被测评的组成部件为例进行说明的，任一需要被测评的组成部件均可以按照下面的介绍进行测评。此外，在进行测评之前，六个支路处于正向不导通的状态。其中，此处所述的六个支路为组成部件处于的支路，六个支路中的每一支路包括至少一个组成部件，支路的正向导通及正向不导通取决于支路中包括的组成部件是否正向导通。组成部件可以是IGBT或者MOSFET，IGBT或MOSFET包括主管和续流二极管，若电流是经由主管经过IGBT或者MOSFET的，则IGBT或MOSFET是正向导通的；若主管是不导通的，则IGBT或MOSFET是正向不导通的。例如，如图2所示，组成部件为IGBT，对于第一IGBT 1所在的支路，若电流是经由第一主管Q1流经第一IGBT 1则第一IGBT 1是正向导通，第一IGBT 1所在的支路是正向导通的；若电流经由第一续流二极管D1流经第一IGBT 1但第一主管Q1是不导通的，则第一IGBT 1正向不导通，第一IGBT 1所在的支路虽然可以流过电流，但是第一IGBT 1所在的支路不是正向导通的。针对任一支路，在支路中的所有组成部件均正向导通的情况下，支路正向导通；在支路中的至少一个组成部件正向不导通的情况下，支路正向不导通。另外，电路包括供电模块、六个支路、第一充放电模块、第二充放电模块和第三充放电模块；六个支路两两组合分别通过第一连接点、第二连接点和第三连接点进行连接以串联在供电模块的两端之间；第一充放电模块的两端分别连接第一连接点和第二充放电模块的一端，第二充放电模块的两端分别连接第二连接点和第一充放电模块的一端，第三充放电模块分别连接第三连接点和第二充放电模块的一端。组成部件可以为IGBT或MOSFET。此外，在进行测评时，供电模块处于供电的状态。可选地，供电模块可以是直流电源。可选地，第一充放电模块和/或第二充放电模块和/或第三充放电模块可以是电感。可选地，电路中还可以包括电容；电容并联在供电模块两端，用于进行储能；电容和供电模块组合在一起以实现稳定的输出电源。可选地，供电模块可以是基于光伏而获得电能。
在步骤S10中，控制被测评的组成部件所在的支路和被测评的组成部件的对侧支路正向导通且持续第一预设时间，以对第一充放电模块、第二充放电模块和第三充放电模块中的两者进行充电。其中，第一预设时间与针对被测评的组成部件预设的充电电流值的大小有关，可以根据预设的充电电流值的大小进行设置。此外，两者中的一者的一端与被测评的组成部件所在的支路连接，两者中的另一者的一端与对侧支路连接。另外，被测评的组成部件的对侧支路不与被测评的组成部件所在的支路串联且相对于所述两者与被测评的组成部件所在的支路处于不同侧，同时对侧支路的一端与两者中不与被测评的组成部件所在支路连接的这一者的一端连接。供电模块、被测评的组成部件所在的支路、上述的两者及对侧支路组成回路，以实现对上述的两者进行充电。如图2所示，若被测评的组成部件为第一IGBT 1，则第一电感L1为上述两者中的一者，第二电感L2或第三电感L3可以为两者中的另一者，第五IGBT 5或者第六IGBT 6所在的支路可以是第一IGBT 1的对侧支路。当两者中的另一者是第二电感L2时，对侧支路是第五IGBT 5所在的支路；当两者中的另一者是第三电感L3时，对侧支路是第五IGBT 6所在的支路；对侧支路与第一IGBT 1相对于第一电感L1和第二电感L2或第三电感L3处于不同侧。
在步骤S11中，控制被测评的组成部件所在的支路正向不导通但被测评的组成部件的对侧支路正向导通且持续第二预设时间，以使得两者进行放电。其中，第二预设时间与被测评的组成部件的开关频率有关，可以根据被测评的组成部件的开关频率进行设置。此外，在两者进行放电时，该两者、对侧支路及与被测评的组成部件所在的支路串联的支路组成回路，进行放电，其中，对侧支路是正向导通的，与被测评的组成部件所在的支路串联的支路是通过续流二极管而与其他部分组成回路的。如图3所示，对第一IGBT 1进行测评，放电时，电感L1、电感L2、第五IGBT 5所在的支路和第四续流二极管D4组成回路，第五IGBT 5是正向导通的。
在步骤S12中，获取被测评的组成部件的测评参数，其中，测评参数可以包括上升时间、下降时间、开通延迟时间和关断延迟时间。例如，可以是对被测评的组成部件连接示波器，通过示波器获取测评参数。
在步骤S13中，根据所获取的测评参数和预设测评参数，判断被测评的组成部件的状态，以对被测评的组成部件进行测评。具体地，测评参数可以包括上升时间、下降时间、开通延迟时间和关断延迟时间，预设测评参数分别针对测评参数中的每一项设置阈值，也就是预设测评参数包括预设上升时间、预设下降时间、预设开通延迟时间和预设关断延迟时间；根据所获取的测评参数与预设测评参数判断组成部件的状态，就是将测评参数中的每一项与其对应的阈值进行比较，来判断组成部件的状态。可选地，根据所获取的测评参数和预设测评参数判断组成部件的状态可以是，测评参数中的至少一项未达到对应的预设阈值时判断组成部件的状态为差。
通过上述技术方案，通过控制被测评的组成部件所在的支路的正向导通和正向不导通及其对侧支路的正向导通控制第一充放电模块、第二充放电模块和第三充放电模块中的两者充电和放电，使得可以获取到组成部件的测评参数，根据获取的测评参数判断被测评的组成部件的状态以实现对被测评的组成部件进行测评，如此，实现了无需将组成部件拆卸下来即可对组成部件进行测评，降低了对被测评的组成部件造成损伤的概率；此外，测评方法简单，降低了时间和人力成本。
可选地，在本发明实施例中，在获取被测评的组成部件的测评参数之前，该方法还包括：控制被测评的组成部件所在的支路和被测评的所述组成部件的对侧支路正向导通且持续第三预设时间。其中，第三预设时间与被测评的组成部件的开关频率有关，可以根据被测评的组成部件的开关频率进行设置。通过再次控制被测评的组成部件所在的支路和组成部件的对侧支路正向导通，实现双脉冲测试，可以使得获取到的测评参数更加准确；此外，还可以获取到反向恢复电流，使得测评参数可以包括反向恢复电流；另外，在充放电模块是电感的情况下，还可以获取到杂散电感造成的关断尖峰，使得测评参数可以包括杂散电感造成的关断尖峰。
可选地，在本发明实施例中，在对被测评的组成部件进行测评之前六个支路未处于正向不导通状态的情况下，该方法还包括：控制六个支路正向不导通。
可选地，在本发明实施例中，六个支路中的每一支路仅包括一个组成部件，电路还包括电网、第一开关模块和第二开关模块，第一充放电模块连接在第一连接点和电网之间，第二充放电模块连接在第二连接点和电网之间，第三充放电模块连接在第三连接点和电网之间，第一充放电模块的一端通过第一开关模块与第二充放电模块的一端连接，第二充放电模块的一端通过第二开关模块与第三充放电模块的一端连接，该方法还包括：控制第一开关模块和第二开关模块使得在对被测评的组成部件进行测评时对两者进行充电和放电但电网被短路。其中，控制第一开关模块或者第二开关模块可以是控制其导通或者关闭。可选地，第一开关模块和/或第二开关模块可以是继电器。如图4和5所示，以第一IGBT 1为测评对象，控制第一继电器D导通以及第二继电器断开，对第一电感L1和第二电感L2进行充电和放电，同时电网被短路；此外，同样以第一IGBT 1为测评对象，还可以是控制第一继电器D和第二继电器E均导通，对第一电感L1和第二电感L3进行充电和放电，同时电网被短路。
可选地，在本发明实施例中，组成部件可以是IGBT，测评参数还可以包括集电极与发射极之间的电压、栅极与发射极之间的电压和集电极电流。具体地，可以使用高压探头测量集电极与发射极之间的电压和栅极与发射极之间的电压，可以使用罗氏线圈测量集电极电流，将高压探头和罗氏线圈和示波器连接，通过示波器获取集电极与发射极之间的电压、栅极与发射极之间的电压和集电极电流。
可选地，在本发明实施例中，控制组成部件所在的支路正向导通或正向不导通可以是通过对支路中的组成部件施加脉冲来实现。例如，通过施加正向脉冲或者负向脉冲来实现。针对某一支路，无论该支路中有几个组成部件，控制该支路正向导通为通过对该支路中的所有组成部件施加脉冲使得所有的组成部件正向导通从而使得该支路正向导通；控制该支路正向不导通为通过对该支路中的至少一个组成部件施加脉冲使得至少一个组成部件正向不导通从而使得该支路正向不导通。需要说明的是，这里所描述的通过施加脉冲来控制正向导通或正向不导通的支路可以是上述的被测评的组成部件所在的支路，也可以是上述的对侧支路，也就是只要是组成部件所在的支路均可以通过施加脉冲来控制正向导通或正向不导通。具体地，对于MOSFET来说，针对N沟道增强型MOSFET，施加正向脉冲正向导通，施加负向脉冲正向不导通；针对P沟道增强型MOSFET，施加负向脉冲正向导通，施加正向脉冲正向不导通。对于IGBT来说，针对NPN型IGBT，施加正向脉冲正向导通，施加负向脉冲正向不导通；针对PNP型IGBT，施加负向脉冲正向导通，施加正向脉冲正向不导通。
下面结合图2-图6对本发明实施例提供的用于对电路中的组成部件进行测评的方法进行示例性介绍。其中，在该实施例中，组成部件是IGBT，且是NPN型IGBT，并且电路处于三相光伏并网工况中；供电模块为直流电源，直流电源借助于光伏进行供电，在进行测评时直流电源正常供电；电路中包括电容，与直流电源组合在一起以输出稳定的电源，其中，电容包括第一电容和第二电容，第一电容和第二电容串联在直流电源两端之间；第一充放电模块、第二充放电模块和第三充放电模块均是电感；第一开关模块和第二开关模块是继电器，通过向继电器发送导通指令或断开指令即可控制继电器的导通或者断开。此外，在该实施例中，电路还是三电平的拓扑结构。如图2所示，第四连接点R和第一连接点K之间串联两个IGBT，且这个两个IGBT共发射极；第五连接点S和第二连接点M之间串联两个IGBT，且这个两个IGBT共发射极；第六连接点T和第三连接点N之间串联两个IGBT，且这个两个IGBT共发射极。三电平拓扑的作用是降低器件上的整体应力。因为从需求上来说我们希望逆变器中在保持相同功率水平下升高电压高而降低电流（电流小了以后会降低设计中所需要的铜和功率器件体积也会减少）。传统二电平中，半桥结构的开关器件是承受全输入电压，而三电平通过增加额外的开关器件，可以显著降低器件上的电压应力大小。
如今由于测试手段缺乏，在不拆卸逆变器的前提下提取IGBT动态参数（也就是本发明实施例中所述的测评参数）的方法几乎没有。针对这一问题，本发明实施例提出了一种基于三相光伏并网逆变器的IGBT动态特性提取技术，该技术不需要拆卸逆变器即可实现对于IGBT动态特性的监测，测试方法更加简单便利；该技术通过引入少量外部电路的方法实现了无需对逆变器进行拆解就能对IGBT进行双脉冲测试，该技术更加的安全可靠，方便快捷。
为了实现无需拆解逆变器就能对光伏并网逆变器IGBT开关器件进行双脉冲测试，提取其动态特性，需要在传统的三相光伏逆变拓扑中进行部分改进，改进后的拓扑结构如图2所示。改进后的三相光伏并网逆变拓扑在三相交流输出并网处两相之间进入了两个继电器，通过控制继电器的开通和关断实现对于三相光伏并网逆变器主开关IGBT的双脉冲测试。继电器全部关断时，三相光伏并网逆变器工作在并网逆变状态。当一个或两个继电器导通时，逆变器停止正常工作，进行双脉冲测试以提取IGBT动态特性。
结合图2对电路进行简单介绍。如图2所示，共包括6个IGBT，分别是第一IGBT 1、第二IGBT 2、第三IGBT 3、第四IGBT 4、第五IGBT 5和第六IGBT 6，每个支路仅包括一个IGBT，6个IGBT组成逆变器。第一IGBT 1包括第一主管Q1和第一续流二极管D1，第二IGBT 2包括第二主管Q2和第二续流二极管D2，第三IGBT 3包括第三主管Q3和第三续流二极管D3，第四IGBT4包括第四主管Q4和第四续流二极管D4，第五IGBT 5包括第五主管Q5和第五续流二极管D5，第六IGBT 6包括第六主管Q6和第六续流二极管D6。第一IGBT 1所在的支路和第四IGBT 4所在的支路通过第一连接点K串联在直流电源UDC的两端，第二IGBT 2所在的支路和第五IGBT5所在的支路通过第二连接点M串联在直流电源UDC的两端；第三IGBT 3所在的支路和第六IGBT 6所在的支路通过第三连接点N串联在直流电源UDC的两端。第一电容F和第二电容G串联在直流电源UDC的两端。第一电感L1连接在第一连接点K和电网之间，组成三相中的第一相A；第二电感L2连接在第二连接点M和电网之间，组成三相中的第二相B；第三电感L3连接在第三连接点N和电网之间，组成三相中的第三相C。第一继电器D连接第一电感L1的一端和第二电感L2的一端，也就是连接在第一相A和第二相B之间；第二继电器E连接第二电感L2的一端和第三电感L3的一端，也就是连接在第二相B和第三相C之间。另外，在该实施例中，通过对IGBT施加脉冲电压来控制正向导通或者正向不导通，每个IGBT所在的支路只有一个IGBT，因此，IGBT的正向导通或者正向不导通即为其所在支路的正向导通或者正向不导通；并且，使用双脉冲进行测评，也就是被测评的IGBT经历正向导通、正向不导通及再正向导通三个过程。
下面以第一IGBT 1为被测对象，对本发明实施例提供的技术方案进行示例性介绍。以下将描述逆变器从正常工作切换到第一IGBT 1双脉冲测试的具体过程。需要说明的是，当对其他IGBT进行测评时均可以参照下述内容进行测评。
首先，关闭所有的开关器件，也就是控制所有的IGBT正向不导通，使整个逆变系统处于停机状态，然后开启第一继电器D以短接第一相A与第二相B，此时双脉冲测试准备工作完成，双脉冲测试准备阶段如图3所示。
以第一IGBT 1为被测对象，选择第五IGBT 5为陪测辅助开关器件，也就是选择第五IGBT 5所在的支路为第一IGBT 1的对侧支路；第一电感L1和第二电感L2为双脉冲测试续流电感，也就是对第一电感L1和第二电感L2进行充电和放电过程。对第一IGBT 1和第五IGBT5的控制时序如图6所示，也就是对第一IGBT 1和第五IGBT 5施加如图6所示的脉冲电压。其中，对第一IGBT 1和第五IGBT 5施加脉冲电压实际上就是对第一主管Q1和第五主管Q5施加脉冲电压，对第一IGBT 1和第五IGBT 5施加的栅极电压如图6所示。其中，对第一IGBT 1施加的是双脉冲栅极信号；对第五IGBT 5施加的是正向脉冲，使得第五IGBT一直处于正向导通的状态。
在时间段t0~t1期间，对第一IGBT 1和第五IGBT 5施加正向电压，第一IGBT 1和第五IGBT 5同时正向导通，也就是控制第一IGBT 1所在的支路和第五IGBT 5所在的支路正向导通，此时直流电源UDC通过第一IGBT 1、第五IGBT 5、第一继电器D对第一电感L1和第二L2充电，电流路径如图4所示。其中，正向电压的大小可以根据被测器件的需求所设定。
在时间段t1~t2期间，对第一IGBT 1施加负向电压，对第五IGBT 5施加正向电压，第一IGBT 1正向不导通、第五IGBT 5正向导通，也就是控制第一IGBT 1所在的支路正向不导通，控制第五IGBT 5所在的支路正向导通，第一电感L1和第二电感L2上的电流通过第五IGBT5、第四续流二极管D4、第一继电器D实现续流，续流路径如图5所示。对第一IGBT 1进行测评时，放电时的续流二极管是第四续流二极管D4。其中，负向电压（关断电压）可以根据被测器件的需求所设定。
在时间段t2~t3期间，对第一IGBT 1和第五IGBT 5施加正向电压，第一IGBT 1和第五IGBT 5同时正向导通，也就是控制第一IGBT 1所在的支路和第五IGBT 5所在的支路正向导通，此时直流电源UDC通过第一IGBT 1、第五IGBT 5、第一继电器D对第一电感L1和第二L2充电，电流路径如图4所示。t3过后双脉冲测试结束。
按照上述方法即实现了第一IGBT 1的双脉冲测试，在t1和t2时刻即可提取IGBT带载开通和关断的动态参数（也就是本发明实施例中所述的测评参数），实现对于老化后IGBT的状态监测。其中，双脉冲测试主要提取的动态参数包括上升时间、下降时间、开通延迟时间、关断延迟时间、集电极与发射极之间的电压Vce、栅极与发射极之间的电压Vge和集电极电流Ic。用高压探头测量Vce和Vge，用罗氏线圈测量Ic，高压探头和罗氏线圈连接示波器，将第一IGBT 1连接示波器，并对示波器进行设置，通过示波器获取到第一IGBT 1的开关时间波形图，通过示波器获取Vce、Vge、Ic、上升时间、下降时间、开通延迟时间和关断延迟时间。然后将提取的动态参数与被测试的第一IGBT 1的DataSheet额定的动态参数（预设测评参数）进行对比，判断出此时被测器件的状态，实现对于老化后IGBT的状态监测，也就是对IGBT进行测评。
此外，需要说明的是，当对第一IGBT 1进行测评时，除了可以选择第五IGBT 5为陪测辅助开关器件，还可以选择第六IGBT 6作为陪测辅助开关器件，也就是还可以选择第六IGBT 6所在的支路作为第一IGBT 1的对侧支路；当选择第六IGBT 6作为陪测辅助开关器件时，控制第一继电器D和第二继电器E导通。当对图2中的IGBT进行测评时，陪测辅助开关器件、继电器及续流二极管的情况可以参见表1所示。
表1
Figure 29976DEST_PATH_IMAGE001
通过上述内容可知，本发明实施例提供的技术方案为一种基于三相光伏并网逆变器的IGBT动态特性提取技术，其具有以下特征：1）在T型三相光伏并网逆变器三相输出并网侧相间添加耐高压大电流继电器；2）仅在AB两相以及BC两相之间引入继电器；3）利用并网滤波电感作为双脉冲测试续流电感；4）实现IGBT双脉冲测试的控制方式，每次双脉冲测试控制两个IGBT其余IGBT处于正向不导通状态，这两个IGBT一个为被测器件控制信号为双脉冲信号，另个为陪测器件，陪测器件保持正向导通。
本发明实施例提供的技术方案具有以下优点：1）采用仅引入了两个继电器实现了三相光伏并网逆变器IGBT的双脉冲测试；2）相较于传统的方法，无需对逆变器拆卸，仅需要控制继电器的开关状态以及IGBT的开关状态即可实现双脉冲测试，不需要拆卸逆变器，实现了IGBT动态特性的在线提取，该方法更加的安全可靠，方便快捷。
相应地，本发明实施例的另一方面提供一种用于对电路中的组成部件进行测评的装置，该装置包括：测评模块，用于针对电路中的任一组成部件，根据以下内容进行测评且进行测评之前六个支路处于正向不导通的状态：控制被测评的组成部件所在的支路和被测评的组成部件的对侧支路正向导通且持续第一预设时间，以对第一充放电模块、第二充放电模块和第三充放电模块中的两者进行充电，其中，两者中的一者的一端与被测评的组成部件所在的支路连接，两者中的另一者的一端与对侧支路连接，电路包括供电模块、六个支路、第一充放电模块、第二充放电模块和第三充放电模块，六个支路两两组合分别通过第一连接点、第二连接点和第三连接点进行连接以串联在供电模块的两端之间，对侧支路不与被测评的组成部件所在的支路串联且相对于两者与被测评的组成部件所在的支路处于不同侧，六个支路中的每一支路包括至少一个组成部件，第一充放电模块的两端分别连接第一连接点和第二充放电模块的一端，第二充放电模块的两端分别连接第二连接点和第一充放电模块的一端，第三充放电模块分别连接第三连接点和第二充放电模块的一端，组成部件为IGBT或MOSFET；控制被测评的组成部件所在的支路正向不导通但被测评的组成部件的对侧支路正向导通且持续第二预设时间，以使得两者进行放电；获取被测评的组成部件的测评参数，其中，测评参数包括上升时间、下降时间、开通延迟时间和关断延迟时间；以及根据所获取的测评参数和预设测评参数，判断被测评的组成部件的状态，以对被测评的组成部件进行测评。
可选地，在本发明实施例中，测评模块还用于：在获取被测评的组成部件的测评参数之前，控制被测评的组成部件所在的支路和被测评的组成部件的对侧支路正向导通且持续第三预设时间。
可选地，在本发明实施例中，测评模块还用于：在对被测评的组成部件进行测评之前六个支路未处于正向不导通状态的情况下，控制六个支路正向不导通。
可选地，在本发明实施例中，六个支路中的每一支路仅包括一个组成部件，电路还包括电网、第一开关模块和第二开关模块，第一充放电模块连接在第一连接点和电网之间，第二充放电模块连接在第二连接点和电网之间，第三充放电模块连接在第三连接点和电网之间，第一充放电模块的一端通过第一开关模块与第二充放电模块的一端连接，第二充放电模块的一端通过第二开关模块与第三充放电模块的一端连接；测评模块还用于：控制第一开关模块和第二开关模块使得在对被测评的组成部件进行测评时对两者进行充电和放电但电网被短路。
可选地，在本发明实施例中，组成部件为IGBT，测评参数还包括集电极与发射极之间的电压、栅极与发射极之间的电压和集电极电流。
可选地，在本发明实施例中，测评模块控制组成部件所在的支路正向导通或正向不导通为通过对支路中的组成部件施加脉冲来实现。
本发明实施例提供的用于对电路中的组成部件进行测评的装置的具体工作原理及益处与本发明实施例提供的用于对电路中的组成部件进行测评的方法的具体工作原理及益处相似，这里将不再赘述。
此外，本发明实施例的另一方面还提供一种电路，该电路包括组成部件，组成部件根据上述实施例中所述的方法进行测评。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种用于对电路中的组成部件进行测评的方法，其特征在于，该方法包括：
针对所述电路中的任一所述组成部件，根据以下内容进行测评且进行测评之前六个支路处于正向不导通的状态：
控制被测评的所述组成部件所在的支路和被测评的所述组成部件的对侧支路正向导通且持续第一预设时间，以对第一充放电模块、第二充放电模块和第三充放电模块中的两者进行充电，其中，所述两者中的一者的一端与被测评的所述组成部件所在的支路连接，所述两者中的另一者的一端与所述对侧支路连接，所述电路包括供电模块、所述六个支路、所述第一充放电模块、所述第二充放电模块和所述第三充放电模块，所述六个支路两两组合分别通过第一连接点、第二连接点和第三连接点进行连接以串联在所述供电模块的两端之间，所述对侧支路不与被测评的所述组成部件所在的支路串联且相对于所述两者与被测评的所述组成部件所在的支路处于不同侧，所述六个支路中的每一支路包括至少一个所述组成部件，所述第一充放电模块的两端分别连接所述第一连接点和所述第二充放电模块的一端，所述第二充放电模块的两端分别连接所述第二连接点和所述第一充放电模块的一端，所述第三充放电模块分别连接所述第三连接点和所述第二充放电模块的一端，所述组成部件为IGBT或MOSFET；
控制被测评的所述组成部件所在的支路正向不导通但被测评的所述组成部件的对侧支路正向导通且持续第二预设时间，以使得所述两者进行放电；
获取被测评的所述组成部件的测评参数，其中，所述测评参数包括上升时间、下降时间、开通延迟时间和关断延迟时间；以及
根据所获取的测评参数和预设测评参数，判断被测评的所述组成部件的状态，以对被测评的所述组成部件进行测评。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取被测评的所述组成部件的测评参数之前，该方法还包括：
控制被测评的所述组成部件所在的支路和被测评的所述组成部件的对侧支路正向导通且持续第三预设时间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对被测评的所述组成部件进行测评之前所述六个支路未处于正向不导通状态的情况下，该方法还包括：
控制所述六个支路正向不导通。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述六个支路中的每一支路仅包括一个所述组成部件，所述电路还包括电网、第一开关模块和第二开关模块，所述第一充放电模块连接在所述第一连接点和所述电网之间，所述第二充放电模块连接在所述第二连接点和所述电网之间，所述第三充放电模块连接在所述第三连接点和所述电网之间，所述第一充放电模块的一端通过所述第一开关模块与所述第二充放电模块的一端连接，所述第二充放电模块的一端通过所述第二开关模块与所述第三充放电模块的一端连接，该方法还包括：
控制所述第一开关模块和所述第二开关模块使得在对被测评的所述组成部件进行测评时对所述两者进行充电和放电但所述电网被短路。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述组成部件为IGBT，所述测评参数还包括集电极与发射极之间的电压、栅极与发射极之间的电压和集电极电流。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，控制所述组成部件所在的支路正向导通或正向不导通为通过对支路中的所述组成部件施加脉冲来实现。
7.一种用于对电路中的组成部件进行测评的装置，其特征在于，该装置包括：
测评模块，用于针对所述电路中的任一所述组成部件，根据以下内容进行测评且进行测评之前六个支路处于正向不导通的状态：
控制被测评的所述组成部件所在的支路和被测评的所述组成部件的对侧支路正向导通且持续第一预设时间，以对第一充放电模块、第二充放电模块和第三充放电模块中的两者进行充电，其中，所述两者中的一者的一端与被测评的所述组成部件所在的支路连接，所述两者中的另一者的一端与所述对侧支路连接，所述电路包括供电模块、所述六个支路、所述第一充放电模块、所述第二充放电模块和所述第三充放电模块，所述六个支路两两组合分别通过第一连接点、第二连接点和第三连接点进行连接以串联在所述供电模块的两端之间，所述对侧支路不与被测评的所述组成部件所在的支路串联且相对于所述两者与被测评的所述组成部件所在的支路处于不同侧，所述六个支路中的每一支路包括至少一个所述组成部件，所述第一充放电模块的两端分别连接所述第一连接点和所述第二充放电模块的一端，所述第二充放电模块的两端分别连接所述第二连接点和所述第一充放电模块的一端，所述第三充放电模块分别连接所述第三连接点和所述第二充放电模块的一端，所述组成部件为IGBT或MOSFET；
控制被测评的所述组成部件所在的支路正向不导通但被测评的所述组成部件的对侧支路正向导通且持续第二预设时间，以使得所述两者进行放电；
获取被测评的所述组成部件的测评参数，其中，所述测评参数包括上升时间、下降时间、开通延迟时间和关断延迟时间；以及
根据所获取的测评参数和预设测评参数，判断被测评的所述组成部件的状态，以对被测评的所述组成部件进行测评。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述测评模块还用于：在所述获取被测评的所述组成部件的测评参数之前，控制被测评的所述组成部件所在的支路和被测评的所述组成部件的对侧支路正向导通且持续第三预设时间。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述测评模块还用于：在对被测评的所述组成部件进行测评之前所述六个支路未处于正向不导通状态的情况下，控制所述六个支路正向不导通。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述六个支路中的每一支路仅包括一个所述组成部件，所述电路还包括电网、第一开关模块和第二开关模块，所述第一充放电模块连接在所述第一连接点和所述电网之间，所述第二充放电模块连接在所述第二连接点和所述电网之间，所述第三充放电模块连接在所述第三连接点和所述电网之间，所述第一充放电模块的一端通过所述第一开关模块与所述第二充放电模块的一端连接，所述第二充放电模块的一端通过所述第二开关模块与所述第三充放电模块的一端连接；
所述测评模块还用于：控制所述第一开关模块和所述第二开关模块使得在对被测评的所述组成部件进行测评时对所述两者进行充电和放电但所述电网被短路。
11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述组成部件为IGBT，所述测评参数还包括集电极与发射极之间的电压、栅极与发射极之间的电压和集电极电流。
12.根据权利要求7-11中任一项所述的装置，其特征在于，所述测评模块控制所述组成部件所在的支路正向导通或正向不导通为通过对支路中的所述组成部件施加脉冲来实现。
13.一种电路，其特征在于，该电路包括组成部件，所述组成部件根据权利要求1-6中任一项所述的方法进行测评。
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