[發明專利]具有電感電壓狀態檢測的IGCT相模塊電路

有效

• 申請號: 201510744190.2
• 申請日: 2015-11-04
• 公開（公告）號: CN105242149B
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發明（設計）人: 胡家喜;朱武;馬振宇;鄒揚舉;羅凌波;孫保濤;周偉軍;劉少奇;劉建平;郭贊;劉浩平
• 申請（專利權）人: 南車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/26;H02M1/00;H02M1/32
• 代理公司: 北京聿宏知識產權代理有限公司 11372
• 代理人: 朱繪;張文娟

本發明公開了一種具有故障檢測功能的IGCT相模塊電路，其包括：IGCT功率單元相橋臂電路，其包括IGCT功率器件和與功率器件反向并聯的換流二極管；電感，其串聯在相橋臂電路上，用以限制橋臂電路中的IGCT功率器件開通時的電流變化速度；箝位吸收電路，其連接在電感兩端，用以吸收橋臂電路中的IGCT功率器件關斷時產生的過電壓，以及故障檢測單元，其與電感磁耦合，用以檢測電感上的電壓、相電流方向，并基于功率器件的開關動作、電感上的電壓方向和相電流方向對故障位置進行邏輯判斷。本發明可以對二極管進行故障的實時檢測，及時發現并準確定位，從而解決了不可控元件故障不能實時檢測的問題。

技術領域

本發明涉及電力電子技術，具體說涉及具有電感電壓狀態檢測的IGCT相模塊電路。

背景技術

IGCT變頻器中，系統對IGCT的故障狀態的檢測通常通過IGCT驅動的反饋光纖信號進行，但由于門驅檢測到GCT的故障有時可能需要很長時間，達到毫秒級，這種方法不能保證系統能夠100％將所有的故障都及時檢測到。如果器件發生故障沒能快速準確檢測并保護，則將對系統產生更大的損壞。

電壓型變頻器中，功率開關器件都有一個反并聯二極管，IGCT電壓型變頻器也是如此。由于二極管是一種不可控元件，在工作過程中發生失效，二極管自身沒有故障狀態輸出，而只能依靠系統故障的進一步擴大發展成其他故障而進行系統保護，這將可能導致系統出現嚴重損壞。甚至可能故障后失效二極管仍然沒被檢查出來，從而造成系統二次故障。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題在于提供一種用于檢測功率半導體器件的方法和裝置。

為實現上述發明目的，本發明采用下述的技術方案：

根據本發明的一個方面，提供了一種具有故障檢測功能的IGCT相模塊電路，其包括：

IGCT功率單元相橋臂電路，其包括IGCT功率器件和與所述功率器件反向并聯的換流二極管；

電感，其串聯在所述相橋臂電路上，用以限制所述橋臂電路中的IGCT功率器件開通時的電流變化速度；

箝位吸收電路，其連接在所述電感兩端，用以吸收所述橋臂電路中的IGCT功率器件關斷時產生的過電壓，以及

故障檢測單元，其與所述電感磁耦合，用以檢測所述電感上的電壓、相電流方向，并基于所述功率器件的開關動作、所述電感上的電壓方向和所述相電流方向對故障位置進行邏輯判斷。

根據本發明的一個實施例，所述故障檢測單元包括：

電流傳感器，用以檢測相橋臂電流方向；

反并聯連接在所述電流傳感器兩端的發光二極管；

分別與所述發光二極管串聯的電阻和穩壓管以及二極管；

判斷模塊，其基于所述功率器件的開關動作、所述電感上的電壓方向和所述相電流方向對故障位置進行邏輯判斷。

根據本發明的一個實施例，所述判斷模塊在判斷出相電流為流出時，進行第一功率器件的開關動作的判斷，如果第一功率器件為開通并且第一發光二極管發光，且發光時間不大于最大正常換流時間，則第二換流二極管處于正常狀態，否則，所述第二換流二極管失效。

根據本發明的一個實施例，如果第一功率器件為關斷，并且第一發光二極管發光，則第一功率器件處于正常狀態，否則，第一功率器件失效。

根據本發明的一個實施例，所述判斷模塊在判斷出相電流為流入時，進行第二功率器件的開關動作的判斷，如果第二功率器件為開通并且第二發光二極管發光，且發光時間不大于最大正常換流時間，則第一換流二極管處于正常狀態，否則，所述第一換流二極管失效。