[發明專利]半導體器件故障檢測的裝置及方法

有效

• 申請號: 201611217408.X
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106771955B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 李海龍;王武華;鄭大鵬;周黨生;廖榮輝
• 申請（專利權）人: 深圳市禾望電氣股份有限公司
• 主分類號: G01R31/27
• 分類號: G01R31/27
• 代理公司: 廣東廣和律師事務所 44298
• 代理人: 王峰

本發明揭示了一種半導體器件故障檢測的裝置及方法，所述裝置包括主功率模塊、電壓處理模塊和判斷模塊，所述主功率模塊包括串聯的至少一個半導體器件和橋臂電感，所述電壓處理模塊與所述橋臂電感并聯，所述判斷模塊與所述電壓處理模塊連接；所述電壓處理模塊，用于采集所述橋臂電感的電壓，并將采集的電壓轉換為低電壓；所述判斷模塊，用于將所述轉換后的低電壓與預設的第一比較閥值、第二比較閥值進行比較，根據比較結果和判斷模塊中的預設條件來判斷所述半導體器件是否發生故障；所述第一比較閥值小于或等于第二比較閥值。本發明提供的裝置及方法可以實時檢測半導體器件的過流、短路、直通情況。

技術領域

本發明涉及到電子技術領域，特別是涉及到半導體器件故障檢測的裝置及方法。

背景技術

半導體器件對導通時的電流上升率敏感，尤其是GTO、GCT、IGCT等器件對導通時的電流上升率更加敏感。為了限制半導體器件導通時的電流上升率，公知的做法是在半導體回路中串聯電流上升率限制電抗器。當半導體器件過流、短路、直通情況發生時，需要迅速將過流、短路、直通情況進行檢測和判斷，進而控制能量有序泄放，有效防止故障擴大。

快速、準確的檢測和判斷半導體過流、短路、直通情況是進行產品整體保護的關鍵點。現在通用的檢測方法具有很大局限性：

(1)不具有實時性，檢測通道都需要經過濾波、記憶和復位環節，導致橋臂發生直通故障后無法第一時間檢測出來，在實際應用中檢測不及時將導致不能快速啟動保護，從而導致次生故障。

(2)不具有普遍適用性，半導體器件的電流上升率耐受值、橋臂電流上升率限制電抗器數值、檢測通道濾波數值之間息息相關。實際應用中各個參數配合設計的復雜度很高。

發明內容

本發明的主要目的為提供一種半導體器件故障檢測的裝置及方法，解決了現有半導體器件過流、短路、直通情況檢測不具有實時性和普通適用性的問題。

本發明提出一種半導體器件故障檢測的裝置，所述裝置包括主功率模塊、電壓處理模塊和判斷模塊，所述主功率模塊包括串聯的至少一個半導體器件和橋臂電感，所述電壓處理模塊與所述橋臂電感并聯，所述判斷模塊與所述電壓處理模塊連接；

所述電壓處理模塊，用于采集所述橋臂電感的電壓，并將采集的電壓轉換為低電壓；

所述判斷模塊，用于將所述轉換后的低電壓與預設的第一比較閥值、第二比較閥值進行比較，根據比較結果和判斷模塊中的預設條件來判斷所述半導體器件是否發生故障；所述第一比較閥值小于或等于第二比較閥值。

進一步地，所述判斷模塊包括啟動計時單元、停止計時單元和確定單元，其中：

所述啟動計時單元用于當所述轉換后的低電壓的絕對值大于第二比較閥值時，啟動計時；所述停止計時單元用于當所述轉換后的低電壓的絕對值小于第一比較閥值時，停止計時；

所述確定單元，用于根據所述計時的時長，確定所述半導體器件是否發生過流、短路或直通。

進一步地，所述確定單元包括：

判斷子單元，用于判斷所述時長是否超過預設的時間閥值；

第一判定子單元，用于當所述時長超過預設的時間閥值時，判定所述半導體器件發生過流、短路或直通。

進一步地，所述確定單元包括：

計算子單元，用于根據所述時長計算所述半導體器件的電流；

比較子單元，用于比較所述半導體器件的電流與預設的電流閥值；

第二判定子單元，用于當所述半導體器件的電流大于所述電流閥值時，判定所述半導體器件發生過流、短路或直通。

進一步地，所述電壓處理模塊包括：