[發明專利]一種功率組件故障記錄診斷系統及方法

有效

• 申請號: 201611130144.4
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN108614167B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 李保國;盧圣文;陳燕平;黃南;劉敏安;蔣云富;彭鵬;陳正文;潘歡
• 申請（專利權）人: 株洲中車時代電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 趙洪

1.一種功率組件故障記錄診斷系統，其特征在于，包括：功率組件(1)，及與所述功率組件(1)相連的控制電路(2)；

所述功率組件(1)包括：

功率模塊(11)；

用于采集所述功率模塊(11)電壓信號的電壓傳感器(12)；

用于采集所述功率模塊(11)溫度信號的溫度傳感器(13)；

以及采集所述功率模塊(11)電流信號的電流傳感器(14)；

所述控制電路(2)包括主控單元(21)，以及與所述主控單元(21)相連的采樣單元(22)、接口單元(23)和故障存儲單元(26)；

所述主控單元(21)通過所述采樣單元(22)實時獲取所述電壓傳感器(12)、溫度傳感器(13)和電流傳感器(14)采集的信號；

當所述主控單元(21)檢測到所述功率組件(1)發生故障時，將故障發生前后設定時間內所述功率模塊(11)的電壓、溫度和電流數據，及故障狀態信息、輸入PWM脈沖數據保存至所述故障存儲單元(26)；

所述采樣單元(22)采集所述功率模塊(11)的6路功率器件的電壓、溫度和電流信號，所述電壓、溫度和電流信號經過信號調理后進行A/D轉換，所述主控單元(21)讀取A/D轉換后的數據并將該數據存放至主控單元(21)的SRAM(210)中；

當所述功率模塊(11)發生故障時，所述主控單元(21)將采集的所述電壓、溫度和電流數據，及故障狀態信息、輸入PWM脈沖數據從所述SRAM(210)通過I²C總線或SPI總線或并行總線傳輸至所述故障存儲單元(26)中；

外部的上位機能通過所述接口單元(23)、主控單元(21)訪問所述故障存儲單元(26)存儲的數據，并讀出故障發生前后的電壓信號、溫度信號、電流信號波形，以及故障狀態信息、輸入PWM脈沖數據，以分析、定位和排除所述功率組件(1)的故障。

2.根據權利要求1所述的功率組件故障記錄診斷系統，其特征在于：所述控制電路(2)還包括與所述主控單元(21)相連的總線接口單元(24)、電源單元(25)和柵極驅動器(27)；外部的控制設備通過所述總線接口單元(24)向所述主控單元(21)發出功率模塊控制信號；所述主控單元(21)通過所述柵極驅動器(27)向所述功率模塊(11)發送PWM脈沖信號，所述電源單元(25)為所述主控單元(21)提供電源。

3.根據權利要求2所述的功率組件故障記錄診斷系統，其特征在于：所述故障存儲單元(26)采用FRAM或NAND FLASH。

4.根據權利要求1、2或3所述的功率組件故障記錄診斷系統，其特征在于：所述主控單元(21)讀取所述故障存儲單元(26)中包括所述功率模塊(11)的電壓、溫度和電流數據，及故障狀態信息、輸入PWM脈沖數據在內的故障數據，并通過所述接口單元(23)向外部的上位機發送所述故障數據，所述上位機讀取所述功率模塊(11)的故障數據，通過解析軟件解析故障數據，還原故障發生時的波形。

5.根據權利要求4所述的功率組件故障記錄診斷系統，其特征在于：所述主控單元(21)采用FPGA芯片，所述主控單元(21)通過RS232串行總線或CAN總線通信方式與所述上位機通信，所述上位機通過訪問所述故障存儲單元(26)的不同故障存儲寄存器，在線查看不同故障時刻的數據及信號波形。