一种功率模块冗余取能电路的断线检测和保护方法技术

本申请提供一种功率模块冗余取能电路的断线检测和保护方法。所述方法包括：电压采样控制单元检测直流储能电容的电压和旁路储能电容的电压；将旁路储能电容的电压与第一过压阈值进行比较；响应于旁路储能电容的电压大于第一过压阈值，判定第二电阻发生断线故障；触发第一功率半导体开关导通，使得旁路储能电容通过旁路触发线圈、第一功率半导体开关放电，旁路开关触头闭合，功率半导体单元退出运行，直流储能电容停止充电；重复控制第一功率半导体开关导通或关断，直到直流储能电容的电压低于第一电压阈值。本申请针对功率模块冗余取能电路可快速识别断线并进行旁路，并对过压情况持续保护，避免故障扩大，不加电路，简单可靠，可实施性强。

A Method for Detecting and Protecting Redundant Energy Receiving Circuits of Power Modules

The application provides a method for detecting and protecting the disconnection of a redundant energy recovery circuit of a power module. The method includes: the voltage sampling control unit detects the voltage of the DC energy storage capacitor and the voltage of the bypass energy storage capacitor; compares the voltage of the bypass energy storage capacitor with the first overvoltage threshold; determines that the second resistance breaks down when the voltage of the bypass energy storage capacitor exceeds the first overvoltage threshold; triggers the first power semiconductor switch to turn on so that the bypass energy storage capacitor turns on. Through the bypass trigger coil, the first power semiconductor switch discharges, the bypass switch contacts are closed, the power semiconductor unit withdraws from operation, and the DC energy storage capacitor stops charging; the first power semiconductor switch is repeatedly controlled to turn on or off until the voltage of the DC energy storage capacitor is lower than the first voltage threshold. This application aims at the power module redundant energy acquisition circuit, which can quickly identify the broken line and bypass, and continuously protect the overvoltage situation, avoid the expansion of the fault, without circuit, simple and reliable, and has strong practicability.

【技术实现步骤摘要】
一种功率模块冗余取能电路的断线检测和保护方法
本申请涉及特高压交直流输电领域，具体涉及一种功率模块冗余取能电路的断线检测和保护方法。
技术介绍
级联多电平换流器在特高压交直流输电、无功补偿、直流配电网等电力、轨道交通以及新能源场合广泛应用。为了提高功率模块故障旁路可靠性，避免故障扩大，维持系统继续运行，避免造成经济损失，功率模块中大多引入了冗余取能技术。常规设计有交叉取能方案，即相邻功率模块电源板连接到相邻模块上，避免单个模块故障后无法启动。但是这种方案，增加了模块之间的相互耦合，容易造成故障扩大。还有单个模块内部安装两块高压电源板增加冗余，但是这种方案不仅增加了功率模块的成本，并且增加了系统的损耗，高压电源板的复杂设计意味着低可靠性。CN109167507A提出了一种电阻分压取能方案，该方案利用模块中的均压电阻，降低了冗余取能电源的输入电压范围，大大简化了电源的设计，同时也没有增加功率模块的损耗。但是专利技术人发现，电阻分压的缺陷在于当下端电阻发生断线故障时，冗余电源的输入电压会随着RC充电越来越高，从而导致冗余电源的损坏，甚至引起整体模块的故障。
技术实现思路
本申请针对采用电阻分压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率模块冗余取能电路的断线检测和保护方法，所述功率模块冗余取能电路包括功率半导体单元、直流储能电容、高压电源板、控制板、旁路开关以及冗余取能单元；所述控制板包括电压采样控制单元、冗余电源、第一功率半导体开关；所述旁路开关包括旁路储能电容、旁路触发线圈以及旁路开关触头；所述冗余取能单元包括串联连接的第一电阻和第二电阻，所述方法包括：所述电压采样控制单元检测所述直流储能电容的电压和所述旁路储能电容的电压；将检测到的所述旁路储能电容的电压与第一过压阈值进行比较；响应于所述旁路储能电容的电压大于所述第一过压阈值，判定所述第二电阻发生断线故障；触发所述第一功率半导体开关导通，使得所述旁路储能电容...

【技术特征摘要】
1.一种功率模块冗余取能电路的断线检测和保护方法，所述功率模块冗余取能电路包括功率半导体单元、直流储能电容、高压电源板、控制板、旁路开关以及冗余取能单元；所述控制板包括电压采样控制单元、冗余电源、第一功率半导体开关；所述旁路开关包括旁路储能电容、旁路触发线圈以及旁路开关触头；所述冗余取能单元包括串联连接的第一电阻和第二电阻，所述方法包括：所述电压采样控制单元检测所述直流储能电容的电压和所述旁路储能电容的电压；将检测到的所述旁路储能电容的电压与第一过压阈值进行比较；响应于所述旁路储能电容的电压大于所述第一过压阈值，判定所述第二电阻发生断线故障；触发所述第一功率半导体开关导通，使得所述旁路储能电容通过所述旁路触发线圈、所述第一功率半导体开关放电，所述旁路开关触头闭合，所述功率半导体单元退出运行，所述直流储能电容停止充电；重复控制所述第一功率半导体开关导通或关断，直到所述直流储能电容的电压低于所述第一电压阈值。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述重复控制所述第一功率半导体开关导通或关断，包括：保持所述第一功率半导体开关导通，使得所述直流储能电容通过所述第一电阻、所述旁路触发线圈、所述第一功率半导体开关放电；所述第一功率半导体开关响应于所述控制板掉电或通过所述第一功率半导体开关的电流低于维持电流而关断，所述直流储能电容继续通过所述第一电阻给所述旁路储能电容充电，直到所述旁路储能电容的电压超过第一过压阈值；触发所述第一功率半导体开关导通，使得所述旁路储能电容通过所述旁路触发线圈、所述第一功率半导体开关放电。3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一功率半导体开关响应于所述控制板掉电或通过所述第一功率半导体开关的电流低于维持电流而关断，包括：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞晓阳，汪涛，李汉杰，王子龙，文继锋，曹冬明，
申请(专利权)人：南京南瑞继保工程技术有限公司，南京南瑞继保电气有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32