[發明專利]功率開關故障檢測方法及其檢測電路

在審

• 申請號: 202010885448.1
• 申請日: 2020-08-28
• 公開（公告）號: CN114113994A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 曾紹凱;許原綦;鄭百恩
• 申請（專利權）人: 臺達電子工業股份有限公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327;G01R31/52;G01R31/54
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 謝強;黃艷

一種功率開關故障檢測方法及其檢測電路，判斷耦接于轉換電路的輸出側的直流總線上的功率開關系否故障，包括：檢測總線電壓以提供電壓信號，根據電壓信號取得至少一檢測值；輪流提供控制信號以控制功率開關進行關斷或導通；在提供控制信號以控制功率開關進行關斷時，如第一檢測值大于或等于第一閾值則判斷功率開關為短路故障；在提供控制信號以控制功率開關進行導通時，如第二檢測值小于第二閾值則判斷功率開關為開路故障；以及當判斷功率開關為短路故障或開路故障時，提供一警告信號或一禁能信號。

技術領域

本發明是有關一種功率開關故障檢測方法及其檢測電路，特別涉及一種根據電壓信號比對閾值判斷功率開關系否故障的功率開關故障檢測方法及其檢測電路。

背景技術

具有電力轉換系統的變頻器是目前常見的電力設備，其應用的范圍很廣泛，可從小型家電到大型的礦場研磨機及壓縮機…等。利用變頻器來控制電動機的轉速，帶來能源效率的顯著提升，是使用變頻器的主要原因的一。變頻器技術和電力電子系統有密切關系，包括半導體切換元件、變頻器拓撲、控制及模擬技術、以及控制硬件及固件的進步…等。

其中，電力轉換系統最為常見的一種是應用于電梯的電動機控制，其前級使用電源轉換電路通過直流鏈耦接變頻器。當變頻器前級的電源轉換電路為單方向功率轉換架構時，通常會使用制動回路調節直流鏈電壓，以避免變頻器操作在發電模式時直流鏈電壓不斷升高而導致系統失效。但是，由于制動回路的損壞通常需要另外的硬件來測量，造成需要額外增加成本。或者，需等待制動回路的元件發熱到某一個程度才能得知，造成無法立即針對制動回路的故障進行處置，導致潛在的電力轉換系統損壞的風險。

所以，如何設計出一種功率開關故障檢測方法及其檢測電路，例如利用檢測總線電壓比對已知控制信號即可判斷功率開關系否故障，乃為本公開所欲行研究的一大課題。

發明內容

為了解決上述問題，本發明是提供一種功率開關故障檢測方法，以克服現有技術的問題。因此，本發明功率開關故障檢測方法，判斷耦接于轉換電路的輸出側的直流總線上的功率開關系否故障，包括下列步驟：以控制單元接收經由持續檢測跨接直流總線的總線電壓以提供的電壓信號，且根據電壓信號對應取得至少一檢測值；控制單元判斷是否提供控制信號以控制功率開關進行關斷，如判斷結果為“是”則提供控制信號以控制功率開關進行關斷，及如判斷結果為“否”則提供另一控制信號以控制功率開關進行導通；控制單元在提供控制信號以控制功率開關進行關斷時，比對第一檢測值是否大于或等于第一閾值，如比對結果為“是”則判斷功率開關為短路故障，及如比對結果為“否”則判斷功率開關為可正常關斷；控制單元在提供另一控制信號以控制功率開關進行導通時，比對第二檢測值是否小于第二閾值，如比對結果為“是”則判斷功率開關為開路故障，及如比對結果為“否”則判斷功率開關為可正常導通；以及當判斷功率開關為短路故障或開路故障時，提供警告信號或禁能信號。

為了解決上述問題，本發明是提供一種功率開關故障檢測電路，用以判斷耦接于轉換電路的輸出側的直流總線上的功率開關系否故障，且包括：檢測電路，耦接直流總線，用以檢測跨接直流總線的總線電容的總線電壓，以提供電壓信號；以及控制單元，耦接檢測電路，用以接收電壓信號，且根據電壓信號取得檢測值；其中，功率開關應用于制動回路，制動回路耦接于轉換電路的輸出側與變頻電路的輸入側之間，其中，控制單元提供控制信號以控制功率開關進行導通或關斷，配合取得的檢測值，進行功率開關的故障檢測。

本發明的主要目的在于提供功率開關故障檢測方法及檢測電路，利用控制單元在已知控制信號用于控制功率開關導通或關斷時，根據持續檢測總線電壓所提供的電壓信號對應取得的檢測值比對閾值，以于當下判斷功率開關系否故障，以達到檢測電路簡單且操作方法容易的技術效果。

為了能更進一步了解本發明為實現預定目的所采取的技術、手段及技術效果，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，相信本發明的目的、特征與特點，當可由此得一深入且具體的了解，然而說明書附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制者。

附圖說明