[發(fā)明專利]用于電源開關(guān)健康監(jiān)測的設(shè)備和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380030660.8
• 申請日: 2013-05-09
• 公開（公告）號: CN104365021B
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T.A.策爾斯;A.J.M.庫爾韋洛
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H03K17/18
• 分類號: H03K17/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 葉曉勇,姜甜

1.一種用于電源開關(guān)健康監(jiān)測的方法，包括：

得到電源開關(guān)的結(jié)到殼體的熱阻的標準值；

在中央控制器和/或通信連接在所述電源開關(guān)的柵極端子和所述中央控制器之間的柵極驅(qū)動單元中存儲所述標準值；

在所述電源開關(guān)操作期間，在所述柵極驅(qū)動單元得到相同的電源開關(guān)的所述結(jié)到殼體的熱阻的測量值；以及

在所述柵極驅(qū)動單元中或在中央控制器中監(jiān)測基于所述結(jié)到殼體的熱阻的所述測量值與所述標準值的比較而確定的所述電源開關(guān)的健康狀態(tài)；

其中所述結(jié)到殼體的熱阻的測量值是通過柵電壓閾值與柵極-發(fā)射極電流的比較以及通過集電極-發(fā)射極電壓與集電極-發(fā)射極電流的比較獲得的。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述柵極驅(qū)動單元向與所述柵極驅(qū)動單元分離的中央控制器周期地傳送健康監(jiān)測信號，并且所述健康監(jiān)測信號包括所述健康狀態(tài)的信息。

3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，與所述柵極驅(qū)動單元分離的中央控制器還將所述測量值與其中存儲的所述標準值進行比較。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于在功率瞬變序列期間的所述結(jié)到殼體的熱阻的所述測量值與所述結(jié)到殼體的熱阻的所述標準值的重復(fù)比較來報告在所述電源開關(guān)內(nèi)的故障位置。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于電源開關(guān)的所確定的健康狀態(tài)來推薦所述電源開關(guān)的更換。

6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括：估計中間熱阻；并且基于中間熱阻從基準值的變化而診斷所述電源開關(guān)的健康狀態(tài)變化的原因。

7.一種用于電源開關(guān)健康監(jiān)測的系統(tǒng)，包括：

柵極驅(qū)動單元，其連接至所述電源開關(guān)，包括：

輸出級，配置成向所述電源開關(guān)傳遞柵電壓和/或柵電流；以及

傳感器模塊，配置成在所述電源開關(guān)操作期間得到所述電源開關(guān)的結(jié)到殼體的熱阻的測量值；以及

控制器，配置成基于所述結(jié)到殼體的熱阻的所述測量值與先前存儲在所述柵極驅(qū)動單元和/或控制器中的結(jié)到殼體的熱阻的標準值的比較，來確定所述電源開關(guān)的健康狀態(tài)；

其中所述結(jié)到殼體的熱阻的測量值是通過柵電壓閾值與柵極-發(fā)射極電流的比較以及通過集電極-發(fā)射極電壓與集電極-發(fā)射極電流的比較獲得的。

8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器與所述柵極驅(qū)動單元分離，并且配置成與其他柵極驅(qū)動單元進行通信。

9.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中，所述控制器配置成向不同控制器周期地傳送健康監(jiān)測信號，并且所述健康監(jiān)測信號包括所述健康狀態(tài)的信息。

10.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，所述控制器還構(gòu)造成：估計中間熱阻；并且基于中間熱阻從基準值的變化而診斷所述電源開關(guān)的健康狀態(tài)變化的原因。

11.一種電源轉(zhuǎn)換器，包括：

多個電源開關(guān)；

多個柵極驅(qū)動單元，包括：輸出級，經(jīng)連接以向所述多個電源開關(guān)傳遞柵電壓和/或柵電流；以及傳感器模塊，經(jīng)連接以在所述電源轉(zhuǎn)換器的操作期間得到所述多個電源開關(guān)中每一個的結(jié)到殼體的熱阻的測量值；以及

至少一個控制器，配置成基于多個結(jié)到殼體的熱阻的測量值與先前存儲在所述柵極驅(qū)動單元和/或控制器中的結(jié)到殼體的熱阻的標準值的比較，來確定所述多個電源開關(guān)的健康狀態(tài)；

其中所述結(jié)到殼體的熱阻的測量值是通過柵電壓閾值與柵極-發(fā)射極電流的比較以及通過集電極-發(fā)射極電壓與集電極-發(fā)射極電流的比較獲得的。

12.如權(quán)利要求11所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中，所述至少一個控制器還構(gòu)造成：估計中間熱阻；并且基于中間熱阻從基準值的變化而診斷所述多個電源開關(guān)的健康狀態(tài)變化的原因。

13.如權(quán)利要求11所述的電源轉(zhuǎn)換器，其中，所述至少一個控制器配置成基于所確定的健康狀態(tài)來報告電源開關(guān)故障的風險。