DE102019114716A1

DE102019114716A1 - Automatisierungsschaltung für leistungselektronikprüfungen

Info

Publication number: DE102019114716A1
Application number: DE102019114716.6A
Authority: DE
Inventors: Krishna Prasad BHAT; Chingchi Chen
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2019-12-05
Also published as: US20190369167A1; CN110618371A; US10739411B2

Abstract

Ein System zum Prüfen eines Wechselrichterphasenabschnitts beinhaltet eine Last, die an den Ausgangsanschluss des Phasenabschnitts gekoppelt ist. Eine Prüfschaltungbeinhaltet einen Kondensator, der zwischen eine Wechselrichterleistungsaufnahme und ein Schaltmodul geschaltet ist, um den Kondensator an die Last zu koppeln. Die Schaltung beinhaltet ferner einen Schalter, der dazu betrieben werden kann, eine Polarität einer Spannung am Kondensator auszuwählen. Die Schaltung beinhaltet ebenfalls ein Paar Schaltelemente, die dazu betrieben werden können, um den ersten Anschluss selektiv an die Wechselrichterleistungsaufnahme und die Wechselrichterleistungsrückgabe zu koppeln. Die Komponenten können durch eine Steuerung betrieben werden, die dazu konfiguriert ist, die Last selektiv an den Wechselrichterleistungs- und -rückführungsanschluss zu koppeln, den Kondensator selektiv zu laden und an die Last zu koppeln und mit dem Wechselrichter eine Schnittstelle zu bilden, um einen Pfad des Stromflusses durch aktive und passive Elemente des Phasenabschnitts zu steuern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Anmeldung betrifft im Allgemeinen eine Schaltung zum Prüfen von Lei stungsel ektronikvorri chtungen.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Leistungshalbleitervorrichtungen können als aktive oder passive Vorrichtungen eingestuft werden. Aktive Leistungshalbleitervorrichtungen beinhalten Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (insulated gate bipolar transistors - IGBT) und Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistoren (metal oxide semiconductor field effect transistors - MOSFET). Passive Leistungshalbleitervorrichtungen beinhalten Dioden. Aktive und passive Halbleitervorrichtungen können in unterschiedlichen Schaltungskonfigurationen beinhaltet sein. Eine Elektronikvorrichtung kann sowohl passive als auch aktive Halbleitervorrichtungen beinhalten. Die Schaltung und die Vorrichtungen können unterschiedlichen Prüfungen unterzogen werden, um die Leistung und die Prüfungsgrenzen zu quantifizieren. Die Prüfung kann statische Prüfungen (z. B. Einzelimpulsprüfung oder IV-Prüfung), dynamische Prüfungen (z. B. Doppelimpulsprüfung), Kurzschlußprüfungen (z. B. Querschlagprüfung) und Durchschlagprüfungen (z. B. statische und dynamische Durchschlagprüfungen) beinhalten. Die Vorrichtungen können unter einer Reihe von Prüfungs- und Betriebsbedingungen eingestuft werden.
KURZDARSTELLUNG
Eine Schaltung beinhaltet einen Kondensator, der zwischen eine Wechselrichterleistungsaufnahme und ein Schaltmodul geschaltet ist, um den Kondensator mit einem ersten Anschluss einer Last zu verbinden, deren zweiter Anschluss mit einem Wechselrichterphasenausgang verbunden ist. Die Schaltung beinhaltet ferner einen Schalter, der dazu betrieben werden kann, eine Polarität einer Spannung am Kondensator auszuwählen. Die Schaltung beinhaltet ferner Schaltelemente, die dazu betrieben werden können, um den ersten Anschluss selektiv mit allen und nur einer der Wechselrichterleistungsaufnahme und einer Wechselrichterleistungsrückgabe zu koppeln.
Das Schaltmodul kann ein Paar Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT) beinhalten, die so angeordnet sind, dass sie als Reaktion darauf, dass sie sich in einem leitenden Zustand befinden, einen Stromfluss in entgegengesetzte Richtungen ermöglichen. Die Schaltelemente können ein Relaispaar sein. Die Schaltung kann ferner eine Steuerung beinhalten, die so konfiguriert ist, dass sie mit dem Schaltermodul, dem Schalter, den Schaltelementen und einem zu prüfenden Wechselrichter eine Schnittstelle bildet, um einen Stromfluss durch aktive und passive Elemente eines Wechselrichterphasenabschnitts, an den die Schaltung angeschlossen ist, selektiv zu steuern. Die Steuerung kann dazu konfiguriert sein, um die Schaltelemente so zu betreiben, dass nicht mehr als eines gleichzeitig geschlossen ist. Die Steuerung kann ferner dazu konfiguriert sein, um mit dem zu prüfenden Wechselrichter eine Schnittstelle zu bilden, um aktive Elemente des Wechselrichterphasenabschnitts während eines Prüfungszyklus zu betreiben. Der Kondensator kann einen Kapazitätswert aufweisen, der größer als eine Wechselrichterkapazität an der Wechselrichterleistungsaufnahme und an der Wechselrichterleistungsrückgabe ist. Die Last kann dazu konfiguriert sein, um eine wählbare Induktivität aufzuweisen. Die Schaltung kann ferner eine Diode beinhalten, die elektrisch zwischen der Wechselrichterleistungsaufnahme und eines der Schaltelemente geschaltet ist.
Ein System zum Prüfen eines Wechselrichterphasenabschnitts mit Ausgangs-, Leistungs- und Rückführungsanschlüssen beinhaltet eine Last, die an den Ausgangsanschluss gekoppelt ist. Das System beinhaltet ferner eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, um die Last selektiv an alle und nur einen vom Stromanschluss und dem Rückführungsanschluss zu koppeln, einen Kondensator selektiv zu laden und an die Last zu koppeln und eine Schnittstelle mit dem Wechselrichterphasenabschnitt herzustellen, um einen Strompfad durch aktive und passive Elemente des Wechselrichterphasenabschnitts zu steuern.
Die Steuerung kann dazu konfiguriert sein, um ein Paar Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT) anzusteuern, die so zwischen einen Anschluss des Kondensators und die Last gekoppelt sind, dass jeder der beiden IGBTs dazu konfiguriert ist, um einen Stromfluss in entgegengesetzte Richtungen zu ermöglichen, wenn er zu einem leitenden Zustand angesteuert wird. Die Steuerung kann dazu konfiguriert sein, um ein Relais anzusteuern, das elektrisch zwischen den Stromanschluss und einen Anschluss der Last gekoppelt ist. Die Steuerung kann ein Relais beinhalten, das elektrisch zwischen den Rückführungsanschluss und einen Anschluss der Last gekoppelt ist. Die Steuerung kann ferner dazu konfiguriert sein, um selektiv eine Spannungsquelle anzuschließen, um eine Spannungspolarität anzupassen, mit welcher der Kondensator geladen wird. Die Last kann dazu konfiguriert sein, um eine wählbare Induktivität aufzuweisen, und die Steuerung ist ferner dazu konfiguriert, um einen Induktivitätswert auszuwählen.
Eine Schaltung zum Prüfen eines Wechselrichterphasenabschnitts mit Ausgangs-, Leistungs- und Rückführungsanschlüssen weist einen Kondensator, eine Schalterschaltung, die den Kondensator an einen ersten Anschluss einer Last koppelt, wobei ein zweiter Anschluss an den Ausgangsanschluss gekoppelt ist, und einen Schalter, der dazu betrieben wird, um eine Polarität einer Spannung auszuwählen, die mit dem Kondensator verbunden ist, und ein Paar Schalter auf, die dazu betrieben werden, um den ersten Anschluss selektiv an den Leistungs- und Rückführungsanschluss zu koppeln.
Der Kondensator kann einen Kapazitätswert aufweisen, der größer als eine Wechselrichterkapazität ist, die mit dem Leistungs- und Rückleitungsanschluss mit dem Wechselrichterphasenabschnitt verbunden ist. Die Last kann dazu konfiguriert sein, um eine wählbare Induktivität aufzuweisen. Der Schaltkreis kann ein Paar Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT) beinhalten, die dazu konfiguriert sind, einen Stromfluss in entgegengesetzte Richtungen zu ermöglichen, wenn sie eingeschaltet sind. Die Schaltung kann ferner eine Steuerung beinhalten, die dazu konfiguriert ist, dass sie mit der Schalterschaltung, dem Schalter, dem Paar Schalter und dem Wechselrichterphasenabschnitt eine Schnittstelle bildet, um einen Stromfluss durch aktive und passive Elemente des Wechselrichterphasenabschnitts, an den die Schaltung angeschlossen ist, selektiv zu steuern.
Figurenliste

1 ist eine mögliche Konfiguration eines Systems zum Prüfen eines Wechselrichters.
2 ist eine mögliche Konfiguration einer Lastbank mit einer auswählbaren Impedanz.
3 ist eine mögliche Konfiguration eines Wechselrichterphasenabschnitts.
4 ist eine mögliche Konfiguration einer Schaltung zum Prüfen und Einstufen eines Wechselri chterphasenab schnitts.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hier beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind hier offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben sind, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, können für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Das Einstufen von Leistungshalbleitervorrichtungen und Schaltungen mit Leistungshalbleitervorrichtungen kann das Durchführen von Prüfzyklen erfordern, um verschiedene Teile der Schaltung wahrzunehmen. Zur vollständigen Einstufung der Vorrichtungen müssen möglicherweise Prüfungen unter unterschiedlichsten Bedingungen durchgeführt werden. Die Prüfungen können mit unterschiedlichen Spannungen, Strömen, Temperaturen und Schaltgeschwindigkeiten durchgeführt werden. Ferner kann eine zu testende Schaltung sowohl passive als auch aktive Leistungshalbleitervorrichtungen beinhalten. Eine Prüfschaltung zum Einstufen und Bewerten der Leistung von Leistungshalbleiterschaltungen und -vorrichtungen kann dazu konfiguriert sein, um eine Variation von Betriebsparametern zu ermöglichen, um die Schaltungen vollständig einzustufen. Ferner kann die Prüfschaltung dazu konfiguriert sein, um die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zu verbessern.
1 stellt eine mögliche Konfiguration eines Prüfsystems 100 zum Bewerten eines Prüflings (device under test - DUT) dar. Das Prüfsystem 100 kann dazu konfiguriert sein, um die Leistung zu bewerten und einen DUT 102 einzustufen. Das Prüfsystem 100 kann eine Leistungsquelle 104 enthalten, die elektrisch an den DUT 102 gekoppelt ist. Beispielsweise kann die Leistungsquelle 104 eine Hochspannungsgleichstromleistungsquelle sein. In einigen Konfigurationen kann die Leistungsquelle 104 dazu konfiguriert sein, um eine wählbare Spannungs- und Stromfähigkeit aufzuweisen. Das Prüfsystem 100 kann ferner eine Gateansteuerschaltung 106 beinhalten. Die Gateansteuerschaltung 106 kann dazu konfiguriert sein, um einen oder mehrere Gateeingänge anzusteuern, die einer oder mehreren Leistungshalbleitervorrichtungen des DUT 102 zugeordnet sind. In einigen Konfigurationen kann die Gateansteuerschaltung 106 als eine Komponente des DUT 102 beinhaltet sein und eine Schnittstelle zu einer externen Steuerung bereitstellen. Ein Vorteil der Verwendung der internen Gateansteuerschaltung des DUT 102 besteht darin, dass die Vorrichtungen in der Art und Weise eingestuft werden, wie sie verwendet werden, und dass außerdem die Kosten des Prüfsystems 100 reduziert werden, da die Gateansteuerschaltung nicht reproduziert wird. Das Prüfsystem 100 kann ferner eine Steuerung 108 beinhalten, die dazu konfiguriert ist, um das Prüfsystem 100 zu verwalten und zu steuern.
Das Prüfsystem 100 kann ferner eine Schaltung 110 beinhalten. Die Schaltung 110 kann aktive und passive Schaltungskomponenten beinhalten, um das Prüfsystem 100 zu betreiben. Die Schaltung 110 kann elektrisch mit dem DUT 102 koppelbar sein und Komponenten beinhalten, die durch Signale von der Steuerung 108 gesteuert werden. Das Prüfsystem 100 kann ferner eine Last 112 beinhalten, die elektrisch an die Schaltung 110 gekoppelt ist. Es werden in dieser Schrift weitere Details und Beispiele der Komponenten des Prüfsystems 100 bereitgestellt. Die Schaltung 110 kann dazu konfiguriert sein, um die Last 112 selektiv elektrisch an den DUT 102 zu koppeln.
Die Last 112 kann eine auswählbare Impedanzlast oder eine Lastbank sein. 2 stellt eine mögliche Konfiguration einer Lastbank 200 dar. Die Lastbank 200 kann eine Vielzahl von Schaltvorrichtungen und Impedanzen beinhalten, die kombiniert werden können, um einen gewünschten Impedanzwert an den Anschlüssen der Lastbank 200 zu erreichen. Die Lastbank 200 kann einen positiven Anschluss 202 und einen Rückführungsanschluss 204 als eine elektrische Schnittstelle zu anderen Schaltungselementen bereitstellen. Eine Reihenschaltung einer ersten Schaltvorrichtung 206 und einer ersten Impedanz 208 kann elektrisch zwischen den positiven Anschluss 202 und den Rückführungsanschluss 204 gekoppelt sein. Eine Reihenschaltung einer zweiten Schaltvorrichtung 210 und einer zweiten Impedanz 212 kann elektrisch zwischen den positiven Anschluss 202 und den Rückführungsanschluss 204 gekoppelt sein. Die Lastbank 200 kann eine beliebige Anzahl von gleichen Reihenschaltungen beinhalten, die zwischen den positiven Anschluss 202 und den Rückführungsanschluss 204 gekoppelt sind. Beispielsweise kann eine Reihenschaltung einer n-ten Schaltvorrichtung 214 und einer n-ten Impedanz 216 elektrisch zwischen den positiven Anschluss 202 und den Rückführungsanschluss 204 gekoppelt sein.
Die Schaltvorrichtungen (z. B. 206, 210, 214) können Relais oder Festkörperschaltvorrichtungen sein. Die Schaltvorrichtungen können eine geringe Impedanz, wenn sie eingeschaltet sind (z. B. Kurzschluss), und eine hohe Impedanz aufweisen, wenn sie nicht eingeschaltet sind (z. B. Leerlauf). Die Schaltvorrichtungen können eine geringe Impedanzleiterbahn durch die Schaltvorrichtung bilden, wenn sie eingeschaltet sind. Alle Schaltvorrichtungen der Lastbank 200 können ein Steuersignal beinhalten, das elektrisch an die Steuerung 108 gekoppelt ist. DieSteuerung 108 kann die Steuersignale betreiben, um die Schaltvorrichtungen zu veranlassen, die zugeordnete Impedanz zwischen den Anschlüssen elektrisch zu verbinden. Der derartige Betrieb ermöglicht, dass mehrere Impedanzwerte in Abhängigkeit von der für die Prüfung notwendigen Impedanz ausgewählt werden können.
Die Impedanzen (z. B. 208, 212, 216) können dazu konfiguriert sein, Induktionsspulen zu sein. Die Last 200 kann einen auswählbaren Induktionswert aufweisen. Verschiedene Induktionswerte können durch das Einschalten der entsprechenden Schaltvorrichtungen ausgewählt werden. In einigen Konfigurationen können eine oder mehrere Impedanzen ohmsche und/oder kapazitive Lasten sein. Es ist zu beachten, dass das Beispiel berücksichtigt, dass eine Reihe von Impedanzen zueinander parallelgeschaltet werden. Einige Konfigurationen können gleiche Komponenten beinhalten, die das selektive Koppeln von Impedanzen zueinander in Reihe ermöglichen.
Das Prüfsystem 100 kann dazu konfiguriert sein, eine Reihe von Schaltungskonfigurationen zu prüfen. Der DUT 102 kann ein Wechselrichter sein, der dazu konfiguriert ist, eine Eingangsgleichspannung in eine Wechselstromspannung umzuwandeln. Beispielsweise kann der Wechselrichter in einer Fahrzeuganwendung verwendet werden, um eine dreiphasige elektrische Maschine zum Antrieb anzutreiben. Der DUT 102 kann eine Halbbrückenschaltung beinhalten, wie sie in jedem Phasenabschnitt eines Wechselrichters verwendet werden können. 3 stellt eine mögliche Konfiguration eines DUT 300 dar, der eine Halbbrückenschaltung beinhaltet. In einigen Konfigurationen kann der DUT 300 mehrere Halbbrückenschaltungen beinhalten (z. B. einen für jede Phase der elektrischen Maschine). Der DUT 300 kann ferner einen Kondensator 308 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, die Spannung zu glätten, die dem DUT 300 bereitgestellt wird. Der Kondensator 308 kann elektrisch zwischen einen DUT-Leistungsanschluss 302 und einen DUT-Rückführungsanschluss 304 gekoppelt werden.
Der DUT 300 kann ein oberes Schaltelement 310 und ein unteres Schaltelement 314 beinhalten, die in einer Halbbrückenkonfiguration angeordnet sind. Das obere Schaltelement 310 und das untere Schaltelement 314 können aktive Leistungshalbleitervorrichtungen sein, wie etwa Leistungs-MOSFETs oder IGBTs. Eine obere Diode 312 kann elektrisch an Anschlüsse des oberen Schaltelements 310 gekoppelt sein. Eine untere Diode 316 kann elektrisch an Anschlüsse des unteren Schaltelements 314 gekoppelt sein. In einigen Konfigurationen können die obere Diode 312 und die untere Diode 316 eine Body-Diode darstellen, die Festkörperschaltelementen eigen ist. Der DUT 300 kann ferner zusätzliche Halbbrückenschaltungen zum Erzeugen zusätzlicher Ausgänge beinhalten. Beispielsweise kann jede Phase der elektrischen Maschine einen zugeordneten Phasenabschnitt oder eine zugeordnete Halbbrückenschaltung aufweisen.
Ein Ausgangsanschluss 306 kann elektrisch zwischen Anschlüsse des oberen Schaltelements 310 und des unteren Schaltelements 314 gekoppelt sein. Ein Ausgangsanschluss 306 kann einer der Wechselrichterphasenabschnittsausgänge sein, der normalerweise mit einer Phasenwicklung einer elektrischen Maschine verbunden ist. In einer Konfiguration mit MOSFET-Schaltelementen, können die Schaltelemente durch einen Drain-, Source- und Gateanschluss gekennzeichnet sein. Ein Drain-Anschluss des oberen Schaltelements 310 kann elektrisch an den DUT-Leistungsanschluss 302 gekoppelt sein. Ein Source-Anschluss des oberen Schaltelements 310 kann elektrisch an den Ausgangsanschluss 306 und einen Drain-Anschluss des unteren Schaltelements 314 gekoppelt sein. Ein Source-Anschluss des unteren Schaltelements 314 kann elektrisch an den DUT-Rückführungsanschluss 304 gekoppelt sein. Die obere Diode 312 kann elektrisch zwischen den Drain- und den Source-Anschluss des oberen Schaltelements 310 gekoppelt und dazu konfiguriert sein, Stromfluss vom DUT-Leistungsanschluss 302 zum Ausgangsanschluss 306 entgegenzuwirken. Die untere Diode 316 kann elektrisch zwischen den Drain- und den Source-Anschluss des unteren Schaltelements 314 gekoppelt und dazu konfiguriert sein, Stromfluss vom Ausgangsanschluss 306 zum DUT-Rückführungsanschluss 304 entgegenzuwirken. Die Gateanschlüsse des oberen Schaltelements 310 und des unteren Schaltelements 314 können elektrisch an die Gatetreiberschaltung 106 gekoppelt sein.
Herkömmliches Prüfen der Elemente kann den Kondensator 308 des DUT 300 nutzen, um den notwendigen Strom einer verbundenen Last bereitzustellen. In einem Wechselrichter muss eine Wechselrichterkapazität zwischen den Gleichspannungsleistungsaufnahme- und den Rückführungsanschluss gekoppelt sein. Zum Zweck des Prüfens und der Vorrichtungseinstufung kann dies erfordern, dass der Kondensator 308 in Bezug auf den Bedarf für den Normalbetrieb überdimensioniert ist. Dies kann zu erhöhten Kosten für den DUT 300 führen. Andere Prüfkonfigurationen können kleinere Induktionswerte für die Lastimpedanz verwenden, um dem Kondensator 308 zu entsprechen, der die Einschalt-/Ausschaltstromwerte beeinflussen kann. Somit wird ein verbessertes System zur Einstufung der Schaltungen gewünscht, ohne die Schaltungskonfiguration zu beeinflussen.
In einigen Konfigurationen können die Schaltelemente 310, 314 durch eine Steuerung gesteuert werden, die dem DUT 300 zugeordnet ist. Beispielsweise kann der DUT 300 ein Wechselrichtermodul sein, das mehrere Phasenabschnitte aufweist, wobei jeder Wechselrichterphasenabschnitt wie in 3 angeordnet ist. Die Schaltelemente 310, 314 jeweils durch die zugeordnete Gateeingabe gesteuert sein. Gatetreibersignale für die Schaltelemente 310, 314 können durch die zugeordnete Steuerung bereitgestellt werden. Zusätzlich können die Leitungen für die Gateeingaben von einer externen Steuerung (z. B. 106) zugänglich gemacht werden. In anderen Konfigurationen kann eine Kommunikationsschnittstelle bereitgestellt werden, so dass die externe Steuerung (z. B. 108) mit der zugeordneten Steuerung kommunizieren kann. Die externe Steuerung kann der zugeordneten Steuerung über die Kommunikationsverbindung Gatebefehle bereitstellen.
4 stellt eine mögliche Konfiguration eines Prüfsystems mit einer Schaltung zum Verbinden des DUT 300 und der Lastbank 200 zum Prüfen und Einstufen des DUT 300 dar. Eine Prüfschaltung 400 kann zwischen den DUT 300 und die Lastbank 200 gekoppelt sein. Die Prüfschaltung 400 kann einen Kondensator 402 beinhalten. Ein Anschluss des Kondensators 402 kann elektrisch an den DUT-Leistungsanschluss 302 gekoppelt sein. Wenn der DUT 300 ein Wechselrichter ist, kann der Kondensator 402 einen Kapazitätswert aufweisen, der größer als eine Wechselrichterkapazität ist, die an den Leistungs- und Rückführungsanschluss des Wechselrichters angeschlossen ist.
Die Prüfschaltung 400 kann dazu konfiguriert sein, den anderen Anschluss des Kondensators 402 selektiv elektrisch an den positiven Anschluss 202 der Lastbank zu koppeln. Das selektive Koppeln kann durch ein Schaltmodul umgesetzt werden, dass betrieben werden kann, um den Kondensator 402 an einen Anschluss oder Verbindungspunkt der Lastbank 200 zu koppeln. Das Schaltmodul kann als Festkörperschaltelemente und zugeordnete Dioden umgesetzt sein, die dazu konfiguriert sind, Stromfluss durch das Schaltmodul in eine bestimmte Richtung zu ermöglichen. Im dargestellten Beispiel werden IGBTs verwendet, aber es können andere Arten von Festkörperschaltelementen verwendet werden. Ein erster IGBT 410 und ein zweiter IGBT 414 können in einer Schaltung zwischen einen ersten Anschluss des Kondensators 402 und den positiven Anschluss 202 der Lastbank gekoppelt sein. Der erste Anschluss des Kondensators 402 kann elektrisch an einen Emitteranschluss des ersten IGBT 410 gekoppelt sein. Ein Kollektoranschluss des ersten IGBT 410 kann elektrisch an einen Kollektoranschluss des zweiten IGBT 414 gekoppelt sein. Ein Emitteranschluss des zweiten IGBT 414 kann elektrisch an positiven Anschluss 202 der Lastbank gekoppelt sein. Gateanschlüsse des ersten IGBT 410 und des zweiten IGBT 414 können elektrisch an die Steuerung 108 gekoppelt sein. Eine erste antiparallele Diode 412 kann elektrisch an den Emitter- und Kollektoranschluss des ersten IGBT 410 gekoppelt sein. Die erste antiparallele Diode 412 kann dazu konfiguriert sein. dem Stromfluss vom positiven Anschluss 202 der Lastbank zum Kondensator 402 zu widerstehen. Eine zweite antiparallele Diode 416 kann elektrisch an den Emitter- und Kollektoranschluss des zweiten IGBT 414 gekoppelt sein. Die zweite antiparallele Diode 416 kann dazu konfiguriert sein. dem Stromfluss vom Kondensator 402 zum positiven Anschluss 202 der Lastbank zu widerstehen.
Der erste IGBT 410 und der zweite IGBT 414 können selektiv durch die Steuerung 108 eingeschaltet werden, um die erlaubte Richtung des Stromflusses durch den Kondensator 402 zu steuern. Der Stromfluss durch die IGBTs und Dioden kann durch die Spannungspolarität am Schaltmodul bestimmt werden. Das Paar IGBTs kann derartig angeordnet sein, dass jeder der IGBTs den Stromfluss in entgegengesetzte Richtungen ermöglichen kann, wenn sie ein einem leitfähigen Zustand betrieben werden. Die Steuerung 108 kann eine Gatetreiberschaltung zum Bereitstellen der angemessenen Gateströme und -spannungen zum Betätigen der Vorrichtungen beinhalten. In der dargestellten Konfiguration muss einer vom ersten IGBT 410 und zweiten IGBT 414 im eingeschalteten oder leitfähigen Zustand betrieben werden, damit Strom durch den Kondensator 402 strömt. Der Stromfluss durch das Schaltmodul kann von einer Polarität der Spannung am Schaltmodul und davon abhängen, welcher der IGBTs (z. B. 410, 414) sich im leitfähigen Zustand befindet.
Die Prüfschaltung 400 kann eine Diode 404 und ein erstes Schaltelement 406 beinhalten, die zwischen den DUT-Leistungsanschluss 302 und den positiven Anschluss 202 der Lastbank in Reihe gekoppelt sind. Der DUT-Ausgangsanschluss 306 kann elektrisch an den Lastbank-Rückführungsanschluss 204 gekoppelt sein. Das erste Schaltelement 406 kann ein Relais sein. Eine zugeordnete Relaismagnetspule kann elektrisch an die Steuerung 108 gekoppelt sein. Beispielsweise kann eine normalerweise offenes Relais derartig verwendet werden, dass die Verbindung leerlaufend ist, wenn die Magnetspule nicht angeschaltet ist. Das Relais kann eine Leiterbahn zwischen dem DUT-Leistungsanschluss 302 und dem positiven Anschluss 202 der Lastbank erzeugen, wenn die Magnetspule angeschaltet ist. In einigen Konfigurationen kann das erste Schaltelement 406 eine Festkörpervorrichtung sein.
Ein zweites Schaltelement 408 kann elektrisch zwischen den DUT-Rückführungsanschluss 304 und den positiven Anschluss 202 der Lastbank gekoppelt sein. Die zweite Schaltvorrichtung 408 kann ein Relais sein. Eine zugeordnete Relaismagnetspule kann elektrisch an die Steuerung 108 gekoppelt sein. Die Steuerung 108 kann den elektrischen Pfad zwischen dem DUT-Rückführungsanschluss 304 und dem positiven Anschluss 202 der Lastbank durch das Anschalten oder Abschalten der zugeordneten Relaismagnetspule öffnen oder schließen. In einigen Konfigurationen kann das zweite Schaltelement 408 eine Festkörpervorrichtung sein.
Der Kondensator 402 kann derartig selektiv geladen werden, dass die Spannungspolarität am Kondensator 402 ausgewählt werden kann. Ein Kondensatorversorgungsnetz kann dazu konfiguriert sein, eine Spannung selektiv auf den Kondensator 402 anzuwenden, um den Kondensator 402 zu laden. Das Kondensatorversorgungsnetz kann eine Hochspannungsleistungszufuhr 428 beinhalten, die eine Hochspannungsgleichspannungsleistungsversorgung sein kann. Der Spannungspegel der Hochspannungsleistungszufuhr 428 kann veränderlich sein. Ein Schalter 422 kann dazu konfiguriert sein, die Hochspannungsleistungszufuhr 428 selektiv an den Kondensator 402 anzuschließen. Der Schalter 422 kann ein zweipoliger elektromechanischer Wechselschalter (double pole, double throw - DPDT) sein. Es ist zu beachten, dass der Schalter 422 außerdem Festkörperschaltelemente umfassen kann, die angeordnet sind, um gleiche Funktionen umzusetzen. Der Schalter 422 kann elektrisch betätigt werden, um die Schaltkontakte in einer ersten Stellung oder einer zweiten Stellung zu platzieren. In der ersten Stellung kann der Schalter 422 die Hochspannungsleistungszufuhr 428 an den Kondensator 402 mit einer ersten Polarität anschließen. In der zweiten Stellung kann der Schalter 422 die Hochspannungsleistungszufuhr 428 an den Kondensator 402 mit einer zweiten Polarität anschließen. Ein Steuersignal für den Schalter 422 kann elektrisch mit der Steuerung 108 verbunden sein, die das Steuersignal ansteuern kann, um die Schalterstellung auszuwählen.
Das Kondensatorversorgungsnetz kann eine erste Diode 424 beinhalten, die elektrisch zwischen einen positiven Anschluss der Hochspannungsleistungszufuhr 428 und einen ersten Anschluss des Schalters 422 gekoppelt ist. Die erste Diode 424 kann dazu konfiguriert sein, den Stromfluss von der Hochspannungsleistungszufuhr 428 zum Schalter 422 zu ermöglichen, aber nicht in die umgekehrte Richtung. Das Kondensatorversorgungsnetz kann eine zweite Diode 430 beinhalten, die an die Hochspannungsleistungszufuhr 428 angeschlossen ist. Das Kondensatorversorgungsnetz kann einen ersten Widerstand 426 beinhalten, der elektrisch zwischen einen Rückführungsanschluss der Hochspannungsleistungszufuhr 428 und einen zweiten Anschluss des Schalters 422 gekoppelt ist. Das Kondensatorversorgungsnetz kann einen zweiten Widerstand 420 beinhalten, der zwischen den Kondensator 402 und einen Anschluss des Schalters 422 gekoppelt ist. Der erste Widerstand 426 und der zweite Widerstand 420 können dazu konfiguriert sein, einen Stromfluss von der Hochspannungsleistungszufuhr 428 zu begrenzen. Die Hochspannungsleistungszufuhr 428 kann derartig eine auswählbare Spannungs- und Stromfähigkeit aufweisen, dass verschiedene Spannungen auf den Kondensator 402 angewendet werden können.
In der ersten Stellung kann der Schalter 422 die Hochspannungsleistungszufuhr 428 elektrisch an den Kondensator 402 mit einer ersten Polarität koppeln. In der zweiten Stellung kann der Schalter 422 die Hochspannungsleistungszufuhr 428 elektrisch an den Kondensator mit einer zweiten Polarität koppeln. Die Steuerung 108 kann die Stellung des Schalters 422 auf Grundlage der Prüfsequenz auswählen, die ausgeführt werden soll. Der Schalter 422 kann betrieben werden, um eine Polarität einer Spannung am Kondensator 402 auszuwählen. In einigen Konfigurationen kann eine Hochspannungsleistungsquelle (z. B. eine Batterie) an den DUT-Leistungsanschluss 302 und den DUT-Rückführungsanschluss 304 gekoppelt sein.
Die Prüfschaltung 400 und die Lastbank 200 können genutzt werden, um aktive (z. B. MOSFET, IGBT) und passive Komponenten (z. B. Dioden) des DUT 300 zu prüfen und einzustufen. Beispielsweise kann die dynamische Schalteinstufung unter Verwendung einer Doppelimpulsprüfung bewertet werden. Die Prüfschaltung 400 kann betrieben werden, um Spannungen und Ströme des DUT 300 zu steuern. Die Prüfschaltung 400 kann betrieben werden, um statische Prüfungen (z. B. Einzelimpulsprüfung oder IV-Prüfung), dynamische Prüfungen (z. B. Doppelimpulsprüfung), Kurzschlußprüfungen (z. B. Querschlagprüfung) und Durchschlagprüfungen (z. B. statische und dynamische Durchschlagprüfungen) durchzuführen.
Die Steuerung 108 kann dazu konfiguriert sein, um mit dem Schaltermodul (erster IGBT 410 und zweiter IGBT 414), dem Schalter 422, dem Paar Schaltelemente (406, 408) und einem zu prüfenden Wechselrichter (z. B. 300) eine Schnittstelle zu bilden, um einen Stromfluss durch aktive und passive Elemente eines Wechselrichterphasenabschnitts, an den die Schaltung angeschlossen ist, selektiv zu steuern. Die Steuerung 108 kann dazu konfiguriert sein, um das Paar Schaltelemente (406, 408) derartig zu betreiben, dass nicht mehr als eines zu einem bestimmten Zeitpunkt geschlossen ist, um das Kurzschließen des DUT-Leistungsanschlusses 302 zum DUT-Rückführungsanschluss 304 zu verhindern. Die Steuerung 108 kann dazu konfiguriert sien, die Last 200 durch den Betrieb des Paares von Schalteelementen (406, 408) selektiv zwischen den Ausgangsanschluss 306 und einen vom DUT-Leistungsanschluss 302 und vom DUT-Rückführungsanschluss 304 zu koppeln. Die Steuerung 108 kann dazu konfiguriert sein, den Kondensator 402 durch das Betreiben des Schalters 422 selektiv zu laden. Die Steuerung 108 kann dazu konfiguriert sein, den Kondensator 402 selektiv durch den Betrieb des ersten IGBT 401 und des zweiten IGBT 414 des Schaltmoduls an die Last 200 anzuschließen.
Die Steuerung 108 kann dazu konfiguriert sein, mit dem Wechselrichterphasenabschnitt eine Schnittstelle zu bilden, um eine Pfad des Stromflusses durch aktive und passive Elemente des Wechselrichterphasenabschnitts zu steuern. Die Steuerung 108 kann dazu konfiguriert sein, um mit der zu prüfenden Vorrichtung eine Schnittstelle zu bilden, um die aktiven Elemente des Wechselrichterphasenabschnitts während eines Prüfungszyklus zu betreiben.
Beispielsweise kann die Steuerung 108 und der DUT 300 derartig ausgestaltet sein, dass die Steuerung 108 den aktiven Elementen des DUT 300 die zugeordneten Gatesignale bereitstellen kann oder diese anderweitig steuert. In einigen Konfigurationen kann die Steuerung 108 mit dem DUT 300 über eine Kommunikationsschnittstelle kommunizieren, um die Gatesignale anzusteuern.
Die Prüfschaltung 400 kann ferner Spannungssensoren beinhalten, um die Spannung an vorbestimmten Positionen der Schaltung zu messen. Beispielsweise kann ein Spannungssensor beinhaltet sein, um eine Spannung am Kondensator 402 zu messen. Der Spannungssensor kann ein hochohmiges Widerstandsnetz sein, das an eine Komponente angeschlossen ist. Ein Spannungssensor kann beinhaltet sein, um die Spannung an der Last 200 zu messen. Die Prüfschaltung kann ferner Stromsensoren beinhalten, um den Strom zu messen, der über vorbestimmte Pfade der Schaltung strömt. Beispielsweise kann ein Stromsensor beinhaltet sein, um einen Strom zu messen, der durch die Last 200 strömt. Arten von Stromsensoren, die verwendet werden können, beinhalten einen Hall-Effekt-Sensor und/oder einen Nebenschluss. Die Spannungs- und Stromsensoren können der Steuerung 108 Signale bereitstellen. Die Prüfschaltung 400 kann beliebige Skalierungs- und Isolierungselemente zum Bearbeiten der Sensorsignale beinhalten. Die Steuerung 108 kann dazu programmiert sein, die Sensorsignale zu lesen und zu verarbeiten. Die Sensorsignale können für Steuerungszwecke genutzt werden und/oder können zur späteren Analyse und Berechnung gespeichert werden.
Der DUT 300 kann Spannungs- und Stromsensoren beinhalten, die Spannungs- und Strommessungen an eine zugeordnete Steuerung berichten. Der DUT 300 kann dazu konfiguriert sein, einer externen Schnittstelle die Spannungs- und Stromsignale zur Verwendung durch die Steuerung 108 bereitzustellen. In einigen Konfigurationen können die Spannungs- und Stromsensoren durch die dem DUT zugeordnete Steuerung bereitgestellt und an die Steuerung 108 über eine Kommunikationsverbindung gesendet werden. Durch das Verwenden von DUT-300-internen Sensoren, können Sensoren von der Prüfschaltung 400 ausgenommen werden.
Die Steuerung 108 kann dazu programmiert sein, eine Reihe von Prüfzyklen unter einer Reihe von Bedingungen durchzuführen. Beispielsweise kann die Steuerung 108 Prüfzyklen mit variierenden Impedanzwerten der Last 200 durchführen. Die Steuerung 108 kann Prüfzyklen bei verschiedenen Spannungen durch das Einstellen des Spannungspegels der Hochspannungsleistungsquelle 428 durchführen. Verschiedene Prüfzyklen kann durch das Betreiben des Schaltmoduls, des Schalters 422, des Paares Schaltelemente (406, 408) und eines zu prüfenden Wechselrichters (z. B. 300) in verschiedenen Sequenzen durchgeführt werden. Die Steuerung 108 kann dazu konfiguriert sein, Spannungs- und Stromdaten zur Analyse zu sammeln. DieSteuerung 108 kann nichtflüchtigen Speicher zur Datenspeicherung beinhalten.
Ein Beispiel des Verwendens der Schaltung in einem Prüfzyklus kann dem Durchführen einer Doppelimpulsprüfung zum Bewerten der dynamischen Schalteigenschaften des DUT 300 dienen. Der Prüfzyklus nimmt an, dass die Last 200 eine induktive Last ist. Der Schalter 422 kann betrieben werden, um eine Spannung auf den Kondensator 402 anzuwenden. Der Schalter 422 kann betrieben werden, um eine Spannungspolarität am Kondensator 402 derartig zu veranlassen, dass der Anschluss des Kondensators 402, der mit dem Schaltmodul /z. B. dem ersten IGBT 410) verbunden ist, ein höheres Potential als der DUT-Leistungsanschluss 302 aufweist. Eine nächste Betriebsphase kann das Schließen des ersten Schaltelements 406 und das Einschalten des zweiten IGBTs 414 beinhalten. In dieser Phase kann Strom vom Kondensator 402 durch die erste antiparallele Diode 412, durch den zweiten IGBT 414, durch die Last 200 zum Ausgangsanschluss 306 strömen. Innerhalb des DUT 300 kann der Strom durch die obere Diode 312 zum DUT-Leistungsanschluss 302 strömen, um die Schaltung zu vervollständigen. Dies veranlasst, dass Strom durch die Last 200 strömt.
Die nächste Betriebsphase kann sein, den zweiten IGBT 414 abzuschalten, was den Stromfluss vom Kondensator 402 zur Last 200 unterbricht. Die Last 200, die induktiv ist, wird versuchen, den Stromfluss aufrechtzuerhalten. Die Spannungspolarität an der Last 200 kann sich umkehren, um den Stromfluss aufrechtzuerhalten. Der Strompfad kann in dieser Phase durch die obere Diode 312, durch das erste Schaltelement 406 und durch die Last 200 verlaufen.
Die nächste Betriebsphase kann sein, das untere Schaltelement 314 zu modulieren, um zu veranlassen, dass Strom von der Last 200 durch das untere Schaltelement 314, durch die DUT-Kapazität (z. B. 308) zum DUT-Leistungsanschluss 302 und durch das erste Schaltelement 406 strömt. Das untere Schaltelement 314 kann ein und aus moduliert werden, um zu veranlassen, dass sich der Strompfad ändert. Dies ermöglicht, dass eine Einstufung der aktiven Vorrichtung durchgeführt werden kann.
Ein weiteres Beispiel des Verwendens der Schaltung in einem Prüfzyklus kann zum Durchführen einer Doppelimpulsprüfung zur Einstufung einer passiven Vorrichtung dienen. Der Schalter 422 kann betrieben werden, um eine Spannung auf den Kondensator 402 anzuwenden. Der Schalter 422 kann betrieben werden, um eine Spannungspolarität derartig zu verursachen, dass die Verbindung zwischen dem Kondensator 402 und dem Schaltmodul ein geringeres Potential als der DUT-Leistungsanschluss 302 aufweist. Eine nächste Betriebsphase kann das Schließen des zweiten Schaltelements 408, das Einschalten des ersten IGBT 410 und das Einschalten des oberen Schaltelements 310 des DUT 300 beinhalten. In dieser Phase kann Strom vom Kondensator 402 zum DUT-Leistungsanschluss 302, durch das obere Schaltelement 310, durch die Last, durch die zweite antiparallele Diode 416 und durch den ersten IGBT 410 zum Kondensator 402 strömen.
Die nächste Betriebsphase kann sein, den ersten IGBT 410 abzuschalten und das obere Schaltelement 310 des DUT 300 abzuschalten. In dieser Phase kann der Strom von der Last 200 durch das zweite Schaltelement 408, durch die untere Diode 316 des DUT 300 zurück zur Last 200 strömen. Die Spannungspolarität der Last 200 kann sich umkehren, um den Stromfluss aufrechtzuerhalten.
Die nächste Betriebsphase kann sein, das obere Schaltelement 310 des DUT 300 ein und aus zu modulieren. Wenn sich das obere Schaltelement 310 im eingeschalteten Zustand befindet, kann der Strom durch die Last 200, durch die zweite Schaltvorrichtung 408, durch die DUT-Kapazität zum DUT-Leistungsanschluss 302 und durch das obere Schaltelement 310 zur Last 200 strömen. Wenn das obere Schaltelement 310 moduliert ist, wird der Stromfluss zwischen dem oberen Schaltelement 310 und der unteren Diode 316 wechseln. Dies ermöglicht das Durchführen der Einstufung der passiven Vorrichtung.
Das Vorstehende sind Beispiele des Verwendens der Schaltung zum Einstufen von Vorrichtungenen eines Wechselrichterphasenabschnitts. Andere Betriebsmodi können möglich sein und können durch das dementsprechende Programmieren der Steuerung 108 erreicht werden. Das System ermöglicht die Einstufung eines Wechselrichterphasenabschnitts, der Teil einer gefertigten Baugruppe ist. Die Schaltung kann dazu konfiguriert werden, einfach an einen Wechselrichter angeschlossen zu werden, um jeden Phasenabschnitt zu prüfen. Beispielsweise kann die Schaltung dazu konfiguriert sein, übereinstimmende Anschlüsse zum Koppeln der Schaltung an einen Wechselrichter aufzuweisen. Dies ermöglicht die Einstufung von den Vorrichtungen im Endprodukt.
Die hierin offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer zuführbar sein/davon umgesetzt werden, die/der eine beliebige bestehende programmierbare elektronische Steuereinheit oder dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann. Gleichermaßen können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen in vielen Formen als Daten und Anweisungen gespeichert sein, die durch eine Steuerung oder einen Computer ausgeführt werden können, einschließlich unter anderem Informationen, die permanent auf nicht beschreibbaren Speichermedien wie etwa ROM-Vorrichtungen gespeichert sind, und Informationen, die veränderbar auf beschreibbaren Speichermedien wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und anderen magnetischen und optischen Medien gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren und Algorithmen können zudem in einem durch Software ausführbaren Objekt umgesetzt sein. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardwarekomponenten, wie etwa anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits - ASICs), feldprogrammierbarer Gate-Arrays (Field-Programmable Gate Arrays - FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderer Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten, umgesetzt sein.
Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, die durch die Patentansprüche eingeschlossen sind. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke sind vielmehr beschreibende als einschränkende Ausdrücke und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere erfindungsgemäße Ausführungsformen zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein können, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängen. Diese Attribute können Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, einfache Montage usw. beinhalten, sind jedoch nicht auf diese beschränkt. Demnach liegen Ausführungsformen, die in Bezug auf eine oder mehrere Charakteristika als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben sind, nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Schaltung bereitgestellt, die einen Kondensator, der zwischen eine Wechselrichterleistungsaufnahme und ein Schaltmodul geschaltet ist, um den Kondensator mit einem ersten Anschluss einer Last zu verbinden, deren zweiter Anschluss mit einem Wechselrichterphasenausgang verbunden ist, einen Schalter, der betrieben werden kann, um eine Polarität einer Spannung am Kondensator auszuwählen, und Schaltelemente aufweist, die betrieben werden können, um den ersten Anschluss selektiv an jeden und nur einen von der Wechselrichterleistungsaufnahme und einer Wechselrichterleistungsrückführung zu koppeln.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Schaltmodul ein Paar Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT), die so angeordnet sind, dass sie als Reaktion darauf, dass sie sich in einem leitenden Zustand befinden, einen Stromfluss in entgegengesetzte Richtungen ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Schaltelemente ein Paar Relais.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch eine Steuerung gekennzeichnet, die dazu konfiguriert ist, um mit dem Schaltermodul, dem Schalter, den Schaltelementen und einem zu prüfenden Wechselrichter eine Schnittstelle zu bilden, um einen Stromfluss durch aktive und passive Elemente eines Wechselrichterphasenabschnitts, an den die Schaltung angeschlossen ist, selektiv zu steuern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung dazu konfiguriert, um die Schaltelemente derartig zu betreiben, dass nicht mehr als eines der Schaltelemente gleichzeitig geschlossen ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, um mit dem zu prüfenden Wechselrichter eine Schnittstelle zu bilden, um aktive Elemente des Wechselrichterphasenabschnitts während eines Prüfungszyklus zu betreiben.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Kondensator einen Kapazitätswert auf, der größer als eine Wechselrichterkapazität an der Wechselrichterleistungsaufnahme und an der Wechselrichterleistungsrückgabe ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Last dazu konfiguriert, eine auswählbare Induktion aufzuweisen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch eine Diode gekennzeichnet, die elektrisch zwischen die Wechselrichterleistungsaufnahme und eines der Schaltelemente gekoppelt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System zum Prüfen eines Wechselrichterphasenabschnitts mit Ausgangs-, Leistungs- und Rückführungsanschlüssen bereitgestellt, der eine Last aufweist, die an den Ausgangsanschluss und eine Steuerung gekoppelt ist, die dazu konfiguriert ist, die Last selektiv an jeden und nur einen des Leistungsanschlusses und des Rückführungsanschlusses zu koppeln, einen Kondensator selektiv zu laden und an die Last zu koppeln, und mit dem Wechselrichterphasenabschnitt eine Schnittstelle zu bilden, um einen Strompfad durch aktive und passive Elemente des Wechselrichterphasenabschnitts zu steuern.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung dazu konfiguriert, um ein Paar Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT) anzusteuern, die so zwischen einen Anschluss des Kondensators und die Last gekoppelt sind, dass jeder der beiden IGBTs dazu konfiguriert ist, um einen Stromfluss in entgegengesetzte Richtungen zu ermöglichen, wenn er zu einem leitenden Zustand angesteuert wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung dazu konfiguriert, um ein Relais anzusteuern, das elektrisch zwischen den Stromanschluss und einen Anschluss der Last gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Steuerung ein Relais, das elektrisch zwischen den Rückführungsanschluss und einen Anschluss der Last gekoppelt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, um selektiv eine Spannungsquelle anzuschließen, um eine Spannungspolarität anzupassen, mit welcher der Kondensator geladen wird.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Last dazu konfiguriert, um eine wählbare Induktivität aufzuweisen, und die Steuerung ist ferner dazu konfiguriert, um einen Induktivitätswert auszuwählen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Schaltung zum Prüfen eines Wechselrichterphasenabschnitts mit Ausgangs-, Leistungs- und Rückführungsanschlüssen bereitgestellt, die einen Kondensator, eine Schalterschaltung, die den Kondensator an einen ersten Anschluss einer Last koppelt, wobei ein zweiter Anschluss an den Ausgangsanschluss gekoppelt ist, und einen Schalter, der dazu betrieben wird, um eine Polarität einer Spannung auszuwählen, die mit dem Kondensator verbunden ist, und ein Paar Schalter aufweist, die dazu betrieben werden, um den ersten Anschluss selektiv an den Leistungs- und Rückführungsanschluss zu koppeln.
Gemäß einer Ausführungsform weist der Kondensator einen Kapazitätswert auf, der größer als eine Wechselrichterkapazität ist, die mit dem Leistungs- und Rückleitungsanschluss mit dem Wechselrichterphasenabschnitt verbunden ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Last dazu konfiguriert, eine auswählbare Induktion aufzuweisen.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet der Schaltkreis ein Paar Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT), die dazu konfiguriert sind, einen Stromfluss in entgegengesetzte Richtungen zu ermöglichen, wenn sie eingeschaltet sind.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch eine Steuerung gekennzeichnet, die dazu konfiguriert ist, dass sie mit der Schalterschaltung, dem Schalter, dem Paar Schalter und dem Wechselrichterphasenabschnitt eine Schnittstelle bildet, um einen Stromfluss durch aktive und passive Elemente des Wechselrichterphasenabschnitts, an den die Schaltung angeschlossen ist, selektiv zu steuern.

Claims

Schaltung, umfassend: einen Kondensator, der zwischen eine Wechselrichterleistungsaufnahme und ein Schaltmodul geschaltet ist, um den Kondensator mit einem ersten Anschluss einer Last zu verbinden, deren zweiter Anschluss mit einem Wechselrichterphasenausgang verbunden ist; einen Schalter, der dazu betrieben werden kann, eine Polarität einer Spannung am Kondensator auszuwählen; und Schaltelemente, die dazu betrieben werden können, um den ersten Anschluss selektiv mit allen und nur einer der Wechselrichterleistungsaufnahme und einer Wechselrichterleistungsrückgabe zu koppeln.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei das Schaltmodul ein Paar Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT) beinhaltet, die so angeordnet sind, dass sie als Reaktion darauf, dass sie sich in einem leitenden Zustand befinden, einen Stromfluss in entgegengesetzte Richtungen ermöglichen.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Schaltelemente ein Paar Relais sind.
Schaltung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, um mit dem Schaltermodul, dem Schalter, den Schaltelementen und einem zu prüfenden Wechselrichter eine Schnittstelle zu bilden, um einen Stromfluss durch aktive und passive Elemente eines Wechselrichterphasenabschnitts, an den die Schaltung angeschlossen ist, selektiv zu steuern.
Schaltung nach Anspruch 4, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, um die Schaltelemente derartig zu betreiben, dass nicht mehr als eines der Schaltelemente gleichzeitig geschlossen ist.
Schaltung nach Anspruch 4, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, um mit dem zu prüfenden Wechselrichter eine Schnittstelle zu bilden, um aktive Elemente des Wechselrichterphasenabschnitts während eines Prüfungszyklus zu betreiben.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei der Kondensator einen Kapazitätswert aufweist, der größer als eine Wechselrichterkapazität an der Wechselrichterleistungsaufnahme und an der Wechselrichterleistungsrückgabe ist.
Schaltung nach Anspruch 1, wobei die Last dazu konfiguriert ist, eine auswählbare Induktion aufzuweisen.
Schaltung nach Anspruch 1, ferner beinhaltend eine Diode, die elektrisch zwischen der Wechselrichterleistungsaufnahme und eines der Schaltelemente geschaltet ist.
System zum Prüfen eines Wechselrichterphasenabschnitts mit Ausgangs-, Leistungs- und Rückführungsanschlüssen, umfassend: eine Last, die an den Ausgangsanschluss gekoppelt ist; und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, um die Last selektiv an alle und nur einen vom Stromanschluss und dem Rückführungsanschluss zu koppeln, einen Kondensator selektiv zu laden und an die Last zu koppeln und eine Schnittstelle mit dem Wechselrichterphasenabschnitt herzustellen, um einen Strompfad durch aktive und passive Elemente des Wechselrichterphasenabschnitts zu steuern.
System nach Anspruch 10, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, um ein Paar Bipolartransistoren mit isoliertem Gate (IGBT) anzusteuern, die so zwischen einen Anschluss des Kondensators und die Last gekoppelt sind, dass jeder der beiden IGBTs dazu konfiguriert ist, um einen Stromfluss in entgegengesetzte Richtungen zu ermöglichen, wenn er zu einem leitenden Zustand angesteuert wird.
System nach Anspruch 10, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, um ein Relais anzusteuern, das elektrisch zwischen den Stromanschluss und einen Anschluss der Last gekoppelt ist.
System nach Anspruch 10, wobei die Steuerung ein Relais beinhaltet, das elektrisch zwischen den Rückführungsanschluss und einen Anschluss der Last gekoppelt ist.
System nach Anspruch 10, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, um selektiv eine Spannungsquelle anzuschließen, um eine Spannungspolarität anzupassen, mit welcher der Kondensator geladen wird.
System nach Anspruch 10, wobei die Last dazu konfiguriert ist, um eine wählbare Induktivität aufzuweisen, und die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, um einen Induktivitätswert auszuwählen.