检测装置，保护系统及保护方法制造方法及图纸

一种检测装置用于检测包括多个串联的开关器件的电路。该检测装置包括多个检测电路，每个检测电路与相对应的开关器件的门极驱动器集合成一体。每个检测电路包括分压器和信号处理器。该分压器与相应的开关器件并联耦合，且其包括多个串联的分压组件。该信号处理器耦合于所述分压组件的其中一个，用于接收该分压组件两端的分压，并输出表征该开关器件两端电压的输出信号。本发明专利技术的实施例还涉及用于保护串联的开关器件的保护系统及保护方法。

Detection device, protection system and protection method

【技术实现步骤摘要】
检测装置，保护系统及保护方法
本专利技术的实施例涉及检测装置、保护系统及保护方法。
技术介绍
串联的开关器件已经被广泛地应用于电源转换器中。开关器件在工作过程中经常会发生过压的情况。一旦发生过压，开关器件会在很短的时间内遭到损坏，串联支路也会随即失效。所以，对于过压的快速检测成为了防止开关器件失效的关键性问题。现有的过压检测方法通常不够迅速，不能在开关器件失效之前为后续的步骤，如：把开关器件切换到开通状态，预留充足的时间。因此，有必要提供一种新的用于串联的开关器件的检测装置、保护系统和保护方法来解决上述问题。
技术实现思路
一种检测装置用于检测包括多个串联的开关器件的电路。该检测装置包括多个检测电路，每个检测电路与相对应的开关器件的门极驱动器集合成一体。每个检测电路包括分压器和信号处理器。该分压器与相应的开关器件并联耦合，且其包括多个串联的分压组件。该信号处理器耦合于所述分压组件的其中一个，用于接收该分压组件两端的分压，并输出表征该开关器件两端电压的输出信号。一种保护系统用于保护包括多个串联的开关器件的电路。所述系统包括检测装置，该检测装置包括多个检测电路，每个检测电路与相对应的开关器件的门极驱动器集合成一体。每个检测电路包括分压器和信号处理器。该分压器与相应的开关器件并联耦合，且其包括多个串联的分压组件。该信号处理器耦合于所述分压组件的其中一个，且用于接收该分压组件两端的分压，并输出表征该开关器件两端电压的输出信号。所述系统还包括控制装置，其用于基于所述输出信号判断所述每个开关器件是否具有失效风险，并使具有所述失效风险的开关器件处于持续开通状态以降低所述失效风险。一种保护方法用于保护包括多个串联的开关器件的电路。所述方法包括：通过检测装置检测每个开关器件两端的电压；基于所述电压判断每个开关器件是否具有失效风险；及使每个具有所述失效风险的开关器件处于持续开通状态，以降低所述失效风险。其中，所述检测装置包括多个检测电路，每个检测电路与相应开关器件的门极驱动器集合成一体。每个检测电路包括：分压器和信号处理器。该分压器与相应的开关器件并联耦合，且其包括个串联的分压组件；该信号处理器耦合于所述分压组件的其中一个，且用于接收该分压组件两端的分压，并输出表征该开关器件两端电压的输出信号。附图说明当参照附图阅读以下详细描述时，本专利技术的这些和其它特征、方面及优点将变得更好理解，在附图中，相同的元件标号在全部附图中用于表示相同的部件，其中：图1为根据本专利技术一具体实施例的电路保护系统的示意图；图2为根据本专利技术一具体实施例的包括检测电路和门极驱动器的印刷电路板的立体示意图；图3为图2中所示的印刷电路板的正视图；图4为根据本专利技术一具体实施例的检测电路的示意图；图5为根据本专利技术另一具体实施例的检测电路的示意图；图6为根据本专利技术另一具体实施例的检测电路的示意图；图7为根据本专利技术另一具体实施例的检测电路的示意图；及图8为根据本专利技术一具体实施例的电路保护方法的流程示意图，其中，该电路包括多个串联的开关器件。具体实施方式为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本专利技术所要求保护的主题，下面结合附图详细描述本专利技术的具体实施方式。在以下对这些具体实施方式的详细描述中，本说明书对一些公知的功能或构造不做详细描述以避免不必要的细节而影响到本专利技术的披露。除非另作定义，本权利要求书和说明书中所使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属
内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本说明书以及权利要求书中所使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“一个”或者“一”等类似词语并不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“具有”等类似的词语意指出现在“包括”或者“具有”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“具有”后面列举的元件或者物件及其等同元件，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。本专利技术的实施例涉及用于保护串联开关器件的保护系统。该保护系统包括检测装置，其可用于快速、准确地检测每个开关器件两端的电压。图1示出了用于保护电路900的保护系统800的示意图，其中，电路900包括多个互相串联耦合的开关器件910。在一些实施例中，开关器件910包括碳化硅绝缘栅双极型晶体管(IGBT)及碳化硅金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)中的至少一个。参见图1，保护系统800包括多个门极驱动器810、检测装置820和控制装置840。该多个门极驱动器810分别与所述多个开关器件910耦合。每个门极驱动器810用于在控制装置840的控制下向相应的开关器件910提供门极信号，这样，可以根据实际需要开通或关断该开关器件910。在开关器件910的正常工作状态下，开关器件910可能被重复交替地开通或关断。在开关器件910的非正常状态下，开关器件910可能处于持续开通或持续关断状态。检测装置820包多个检测电路821，其用于分别检测所述多个开关器件910的电压信息。每个检测电路821用于检测相应开关器件两端的电压，且向控制装置840输出一个输出信号822，其中，输出信号822表征该开关器件两端的电压。输出信号可能表征该电压的电压值或者表征该电压是否超过该开关器件的正常工作电压。控制装置840用于从检测电路821接收输出信号822，且基于该输出信号822判断每个开关器件910是否具有失效风险。在一些实施例中，若一开关器件被判定具有失效风险，则该控制装置840使该开关器件处于持续开通状态，以降低或消除该失效风险。控制装置840可控制门极驱动器810向开关器件910提供持续开通信号，这样处于持续开通状态的开关器件在其串联支路中的作用等同于一根导线，所以不会再产生过压的问题。而由于过压是导致开关器件失效的主要原因，所以使该开关器件处于持续开通状态可以防止该开关器件的失效，同时，串联支路中的其他开关器件仍然可以保持正常工作。每个检测电路821与相应开关器件910的门极驱动器810集合成一体。参见图2和图3，检测电路821和门极驱动器810被设置于基板860上以形成印刷电路板830。检测电路的至少一部分，如：线路部分，被印制于该基板860上，检测电路中的元器件可能被安装于基板860的表面。印刷电路板830与相应的开关器件910相邻，这样能够使检测电路821靠近于相应的开关器件910，从而减少检测电路的响应时间。所以本专利技术揭露的检测装置能够对过压现象或失效风险进行快速的测量或检测，使得控制装置840有充足的时间来采取进一步措施，以防止开关器件的失效。图4为根据本专利技术一具体实施例的检测电路100的示意图。参见图4，检测电路100包括分压器140和信号处理器130。分压器140耦合于开关器件910和信号处理器130之间，且其用于接收该开关器件两端的电压，并向信号处理器130输出分压信号。分压器140并联耦合于相应的开关器件910，且其包括多个互相串联耦合的分压组件110、120。该多个分压组件包括多个第一分压组件110和第二分压组件120。该多个第一分压组件110互相串联耦合，该第二分压组件120与信号处理器130耦合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测装置，其用于检测包括多个串联的开关器件的电路，该检测装置包括：多个检测电路，其中，每个检测电路与相对应的开关器件的门极驱动器集合成一体，每个检测电路包括：分压器，其与相应的开关器件并联耦合，且其包括多个串联的分压组件，及信号处理器，耦合于所述分压组件的其中一个，用于接收该分压组件两端的分压，并输出表征该开关器件两端电压的输出信号。

【技术特征摘要】
1.一种检测装置，其用于检测包括多个串联的开关器件的电路，该检测装置包括：多个检测电路，其中，每个检测电路与相对应的开关器件的门极驱动器集合成一体，每个检测电路包括：分压器，其与相应的开关器件并联耦合，且其包括多个串联的分压组件，及信号处理器，耦合于所述分压组件的其中一个，用于接收该分压组件两端的分压，并输出表征该开关器件两端电压的输出信号。2.根据权利要求1所述的检测装置，其中，该检测电路和该门极驱动器安装于基板之上，以组成印刷电路板，所述印刷电路板与所述开关器件相邻。3.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述多个分压组件包括：多个第一分压组件，每个第一分压组件包括第一电阻；及第二分压组件，其与所述信号处理器耦合，该第二分压组件包括第二电阻；其中，所述第一电阻的阻值大于所述第二电阻。4.根据权利要求3所述的检测装置，其中，所述第二分压组件进一步包括与所述第二电阻并联耦合的电容。5.根据权利要求4所述的检测装置，其中，所述检测电路进一步包括：第一二极管，其与所述互相串联的第一分压组件并联；及第二二极管，其与所述第二分压组件并联；其中，所述第一二极管的额定电压大于或等于第二二极管的额定电压。6.根据权利要求3所述的检测装置，其中，每个所述第一分压组件进一步包括与所述第一电阻并联耦合的第一电容，所述第二分压组件进一步包括与所述第二电阻并联耦合第二电容，且所述第一电容的电容值小于所述第二电容。7.根据权利要求6所述的检测装置，其中，所述检测电路进一步包括：第一二极管，其与所述串联的第一分压组件并联耦合；及第二二极管，其与所述第二分压组件并联耦合。8.根据权利要求1所述的检测装置，其中，所述信号处理器包括用于测量所述分压的测量装置。9.根据根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：马吕斯·迈克尔·麦克林斯基，史蒂芬·施罗德，苑志辉，史经奎，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US