一种功率元件的故障检测方法及电路技术

本申请实施例公开了一种功率元件的故障检测方法及功率元件的故障检测电路，所述方法应用于功率元件的故障检测电路，所述电路包括：第一电阻元件、第一二极管、第二二极管、第二电阻元件、第一功率元件以及第二功率元件；其中，所述第一电阻元件的第一端与电源连接，所述电源的电压值为第一电压值，所述第二二极管的正极的电压为第二电压值；所述方法包括：基于所述第一电压值以及所述第二电压值确定所述第一功率元件的源极与所述第二功率元件的源极之间的第三电压值；基于所述第一功率元件的驱动状态、所述第二功率元件的驱动状态以及所述第三电压值确定所述第一功率元件和/或所述第二功率元件的故障状态。

【技术实现步骤摘要】
一种功率元件的故障检测方法及电路
本申请实施例涉及电路领域，尤其涉及一种功率元件的故障检测方法及电路。
技术介绍
电池管理系统(BMS，BatteryManagementSystem)是动力电池的核心部件之一，在使用过程中具有较高的安全性要求，BMS系统中包括由功率开关组成的功率回路，而在使用BMS时通常需要对功率开关的故障进行检测，常规手段通常是通过检测功率开关的驱动电压确定功率开关的故障，但是采用此方式一般只能检测到栅极(即G极)与源极(即S极)之间的击穿状态的故障，无法检测到对于G极与S极之间阻抗异常但是阻抗较高态的故障，也无法实现对于漏极(即D极)与S极之间开路状态的故障检测。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种功率元件的故障检测方法及电路。本申请实施例提供了一种功率元件的故障检测方法，所述方法应用于功率元件的故障检测电路，所述电路包括：第一电阻元件、第一二极管、第二二极管、第二电阻元件、第一功率元件以及第二功率元件；其中，所述第一电阻元件的第一端与电源连接，所述第一电阻元件的第二端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述第二电阻元件的第一端连接；所述第一功率元件的源极与所述第二电阻元件的第一端连接，所述第一功率元件的漏极与所述第二功率元件的漏极连接，所述第二功率元件的源极与所述第二电阻元件的第二端连接；所述电源的电压值为第一电压值，所述第二二极管的正极的电压为第二电压值；所述方法包括：基于所述第一电压值以及所述第二电压值确定所述第一功率元件的源极与所述第二功率元件的源极之间的第三电压值；基于所述第一功率元件的驱动状态、所述第二功率元件的驱动状态以及所述第三电压值确定所述第一功率元件和/或所述第二功率元件的故障状态。在本申请一可选实施方式中，在所述第一功率元件以及所述第二功率元件均处于导通状态，并且，所述第一功率元件的漏极和源极之间的电流以及所述第二功率元件的漏极和源极之间的电流均小于第一电流阈值的情况下，所述第一功率元件的源极与所述第二功率元件的源极之间的电压值为第四电压值；所述基于所述第一功率元件的驱动状态、所述第二功率元件的驱动状态以及所述第三电压值确定所述第一功率元件和/或所述第二功率元件的故障状态，包括：在所述第一功率元件以及所述第二功率元件的驱动状态均为关闭状态的情况下，若所述第三电压值的绝对值小于等于所述第四电压值，则所述第一功率元件以及所述第二功率元件均处于短路状态。在本申请一可选实施方式中，所述第一功率元件以及所述第二功率元件的漏极和源极之间的反向二极管压降均为第五电压值；所述基于所述第一功率元件的驱动状态、所述第二功率元件的驱动状态以及所述第三电压值确定所述第一功率元件和/或所述第二功率元件的故障状态，包括：在所述第一功率元件以及所述第二功率元件的驱动状态均为关闭状态的情况下，若所述第三电压值小于等于所述第五电压值，则所述第一功率元件处于短路状态；若所述第三电压值大于等于所述第五电压值的负值，则所述第二功率元件处于短路状态。在本申请一可选实施方式中，所述第二二极管的导通压降为第六电压值；所述第二二极管的正极的电压的最大电压值为第七电压值，所述第七电压值与所述第六电压值的差值为第八电压值；所述基于所述第一功率元件的驱动状态、所述第二功率元件的驱动状态以及所述第三电压值确定所述第一功率元件和/或所述第二功率元件的故障状态，还包括：在所述第一功率元件的驱动状态为开启状态，所述第二功率元件的状态为关闭状态的情况下，若所述第三电压值大于等于所述第八电压值，则所述第一功率元件处于开路状态；若所述第三电压值小于等于所述第五电压值，则所述第二功率元件处于短路状态。在本申请一可选实施方式中，所述基于所述第一功率元件的驱动状态、所述第二功率元件的驱动状态以及所述第三电压值确定所述第一功率元件和/或所述第二功率元件的故障状态，还包括：在所述第一功率元件的驱动状态为关闭状态，所述第一功率元件的状态为开启状态的情况下，若所述第三电压值小于等于所述第八电压值的负值，则所述第二功率元件处于开路状态；若所述第三电压值大于等于所述第五电压值的负值，则所述第一功率元件处于短路状态。在本申请一可选实施方式中，所述基于所述第一功率元件的驱动状态、所述第二功率元件的驱动状态以及所述第三电压值确定所述第一功率元件和/或所述第二功率元件的故障状态，还包括：在所述第一功率元件以及所述第二功率元件的驱动状态均为开启状态的情况下，若所述第三电压值的绝对值大于等于所述第八电压值，并且，所述第一功率元件的源极与所述第二功率元件的源极之间的电流小于等于第二电流阈值，则所述第一功率元件和/或第二功率元件处于开路状态。在本申请一可选实施方式中，所述第一功率元件的源极与所述第二功率元件的源极之间的电流值为第一电流值；在所述第一功率元件与所述第二功率元件均处于导通状态的情况下，所述第一功率元件与所述第二功率元件串联后的最大电阻为第一电阻值；所述基于所述第一功率元件的驱动状态、所述第二功率元件的驱动状态以及所述第三电压值确定所述第一功率元件和/或所述第二功率元件的故障状态，还包括：在所述第一功率元件以及所述第二功率元件的驱动状态均为开启状态的情况下，若所述第三电压值的绝对值小于所述第八电压值，并且，所述第三电压值的绝对值大于所述第一电流值与所述第一电阻值的乘积的绝对值，则所述第二功率元件处于开路或未开启的状态，或者，所述第一功率元件处于被击穿或者未完全开启的状态。在本申请一可选实施方式中，所述第一功率元件的漏极和源极以及所述第二功率元件的漏极和源极均导通时的电阻值为第二电阻值；所述方法还包括：基于所述第三电压值以及所述第二电阻值确定所述第一电流值；所述第一电流值为所述第一功率元件的源极与所述第二功率元件的源极之间电流的电流值。在本申请一可选实施方式中，在温度为第一温度值的情况下，所述第一功率元件的漏极和源极以及所述第二功率元件的漏极和源极均导通时的电阻值为第三电阻值；所述第三电阻值的温度系数为第一温度系数；所述方法还包括：基于所述第三电压值以及所述第一电流值确定所述第一功率元件以及所述第二功率元件的第四电阻值；基于所述第四电阻值以及所述第一温度系数确定所述第一功率元件和/或第二功率元件的结温。本申请实施例还提供了一种功率元件的故障检测电路，所述电路包括：监控模块、第一电阻元件、第一二极管、第二二极管、第二电阻元件、第一功率元件以及第二功率元件；其中，所述第一电阻元件的第一端与电源连接，所述第一电阻元件的第二端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述第二电阻元件的第一端连接；所述第一功率元件的源极与所述第二电阻元件的第一端连接，所述第一功率元件的漏极与所述第二功率元件的漏极连接，所述第二功率元件的源极与所述第二电阻元件的第二端连接；其中，所述电源的电压值为第一电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率元件的故障检测方法，其特征在于，所述方法应用于功率元件的故障检测电路，所述电路包括：第一电阻元件、第一二极管、第二二极管、第二电阻元件、第一功率元件以及第二功率元件；其中，所述第一电阻元件的第一端与电源连接，所述第一电阻元件的第二端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述第二电阻元件的第一端连接；所述第一功率元件的源极与所述第二电阻元件的第一端连接，所述第一功率元件的漏极与所述第二功率元件的漏极连接，所述第二功率元件的源极与所述第二电阻元件的第二端连接；所述电源的电压值为第一电压值，所述第二二极管的正极的电压为第二电压值；所述方法包括：/n基于所述第一电压值以及所述第二电压值确定所述第一功率元件的源极与所述第二功率元件的源极之间的第三电压值；/n基于所述第一功率元件的驱动状态、所述第二功率元件的驱动状态以及所述第三电压值确定所述第一功率元件和/或所述第二功率元件的故障状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种功率元件的故障检测方法，其特征在于，所述方法应用于功率元件的故障检测电路，所述电路包括：第一电阻元件、第一二极管、第二二极管、第二电阻元件、第一功率元件以及第二功率元件；其中，所述第一电阻元件的第一端与电源连接，所述第一电阻元件的第二端与所述第一二极管的正极连接，所述第一二极管的负极与所述第二二极管的正极连接，所述第二二极管的负极与所述第二电阻元件的第一端连接；所述第一功率元件的源极与所述第二电阻元件的第一端连接，所述第一功率元件的漏极与所述第二功率元件的漏极连接，所述第二功率元件的源极与所述第二电阻元件的第二端连接；所述电源的电压值为第一电压值，所述第二二极管的正极的电压为第二电压值；所述方法包括：
基于所述第一电压值以及所述第二电压值确定所述第一功率元件的源极与所述第二功率元件的源极之间的第三电压值；
基于所述第一功率元件的驱动状态、所述第二功率元件的驱动状态以及所述第三电压值确定所述第一功率元件和/或所述第二功率元件的故障状态。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述第一功率元件以及所述第二功率元件均处于导通状态，并且，所述第一功率元件的漏极和源极之间的电流以及所述第二功率元件的漏极和源极之间的电流均小于第一电流阈值的情况下，所述第一功率元件的源极与所述第二功率元件的源极之间的电压值为第四电压值；所述基于所述第一功率元件的驱动状态、所述第二功率元件的驱动状态以及所述第三电压值确定所述第一功率元件和/或所述第二功率元件的故障状态，包括：
在所述第一功率元件以及所述第二功率元件的驱动状态均为关闭状态的情况下，若所述第三电压值的绝对值小于等于所述第四电压值，则所述第一功率元件以及所述第二功率元件均处于短路状态。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一功率元件以及所述第二功率元件的漏极和源极之间的反向二极管压降均为第五电压值；所述基于所述第一功率元件的驱动状态、所述第二功率元件的驱动状态以及所述第三电压值确定所述第一功率元件和/或所述第二功率元件的故障状态，包括：
在所述第一功率元件以及所述第二功率元件的驱动状态均为关闭状态的情况下，若所述第三电压值小于等于所述第五电压值，则所述第一功率元件处于短路状态；若所述第三电压值大于等于所述第五电压值的负值，则所述第二功率元件处于短路状态。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二二极管的导通压降为第六电压值；所述第二二极管的正极的电压的最大电压值为第七电压值，所述第七电压值与所述第六电压值的差值为第八电压值；所述基于所述第一功率元件的驱动状态、所述第二功率元件的驱动状态以及所述第三电压值确定所述第一功率元件和/或所述第二功率元件的故障状态，还包括：
在所述第一功率元件的驱动状态为开启状态，所述第二功率元件的驱动状态为关闭状态的情况下，若所述第三电压值大于等于所述第八电压值，则所述第一功率元件处于开路状态；若所述第三电压值小于等于所述第五电压值，则所述第二功率元件处于短路状态。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一功率元件的驱动状态、所述第二功率元件的驱动状态以及所述第三电压值确定所述第一功率元件和/或所述第二功率元件的故障状态，还包括：
在所述第一功率元件的驱动状态为关闭状态，所述第一功率元件的状态为开启状态的情况下，若所述第三电压值小于等于所述第八电压值的负值，则所述第二功率元件处于开路状态；若所述第三电压值大于等于...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏开林，
申请(专利权)人：纳恩博北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11