T型三电平逆变器功率模块检测电路及检测方法技术

本发明专利技术公开了T型三电平逆变器功率模块检测电路，包括第一支撑电容、第二支撑电容、第一功率元件、第二功率元件、第三功率元件及第四功率元件，O点与直流电源的母线正极之间设有第一分压支路，O点与直流电源的母线负极之间设有第二分压支路，第一分压支路、第二分压支路中任意一个两端设有第一电压检测元件，N点与直流电源之间设有第二电压检测元件。通过在O点与直流电源母线负极、母线正极之间分别设置分压支路，在其中一条支路上并联第一电压检测元件，N点与母线负极或母线正极之间设置第二电压检测元件，通过分别控制分压支路、功率元件的断开或连接，将电压检测元件的检测值与各功率模块正常时的理论值进行比较，判断功率模块是否故障。

【技术实现步骤摘要】
T型三电平逆变器功率模块检测电路及检测方法
本专利技术涉及T型三电平逆变器
，具体涉及T型三电平逆变器功率模块检测电路及检测方法。
技术介绍
三电平逆变器是目前应用较为广泛的一种逆变系统，逆变器在并网发电之前，通常会检测电网电压、频率、相序等参数，当逆变器输出参数与电网参数同步之后，才会并网发电。却忽略了对系统内部功率模块的检测，功率模块是逆变器的核心电路，如果不进行检测，可能会导致逆变器无法正常并网发电。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术提出的T型三电平逆变器功率模块检测电路及检测方法以解决现有技术的不足。本专利技术主要通过以下技术方案来实现：本专利技术提供的T型三电平逆变器功率模块检测电路，包括第一支撑电容、第二支撑电容、第一功率元件、第二功率元件、第三功率元件及第四功率元件，所述第四功率元件的第一端部与第一功率元件的第二端部连接，所述第一支撑电容与第二支撑电容串接后，所述第一支撑电容的第一端部与第一功率元件的第一端部连接，所述第二支撑电容的第二端部与第四功率元件的第二端部连接，所述第三功率元件的第一端部与第二功率元件的第一端部连接，所述第三功率元件的第二端部与第一支撑电容、第二支撑电容之间的连接线的N点连接，所述第二功率元件的第二端部与第一功率元件、第四功率元件之间连接线的O点连接，所述第一支撑电容、第二支撑电容串接后并联在直流电源的两侧。所述O点与直流电源的母线正极之间设有第一分压支路，所述O点与直流电源的母线负极之间设有第二分压支路，所述第一分压支路、第二分压支路中任意一个两端设有第一电压检测元件，所述N点与直流电源的母线负极或母线正极之间设有第二电压检测元件。进一步地，所述第一分压支路包括串接的第一匹配电阻和第一开关，所述第一匹配电阻与第一功率元件的第一端部连接，所述第一开关与O点连接，所述第二分压支路包括串接的第二匹配电阻和第二开关，所述第二匹配电阻与O点连接，所述第二开关与第四功率元件的第二端部连接。进一步地，所述第一功率元件、第二功率元件、第三功率元件及第四功率元件均为一个IGBT管反并联一个二极管。进一步地，所述第一功率元件、第二功率元件、第三功率元件及第四功率元件的第三端部均连接驱动单元。进一步地，所述第一开关、第二开关分别与控制器连接。进一步地，所述IGBT管可替换为MOSFET。进一步地，所述第一开关、第二开关为电子开关或机械开关。进一步地，所述电子开关为IGBT管或MOSFET或三极管，所述机械开关为继电器或可控接触器。本专利技术还提供一种T型三电平逆变器功率模块检测方法，包括如下检测步骤：设定直流电源的电压值为Vdc，N、O两点的电压值为VNO，将第一支撑电容、第二支撑电容充电至饱和，当各功率元件及分压支路均能正常工作时，将第一分压支路与第一功率元件并联，断开其他分压支路及各功率元件，匹配第一分压支路的阻抗，使第一电压检测元件的检测值为d，其中d＝s1*Vdc，s1∈(1/2，1)，将第二分压支路与第四功率元件并联，断开其他分压支路及各功率元件，并匹配第二分压支路的阻抗，使第一电压检测元件的检测值为f，其中f＝s2*Vdc，s2∈(0，1/2)；分别获取各功率元件及分压支路正常导通时不同测试状态下第一电压检测元件、第二电压检测元件的各理论值；关断各功率元件和各分压支路，将获取的第一电压检测元件的检测值与相同检测状态下的理论电压值a进行比较，其中a为1/2Vdc，若相同进入下一步骤，若不同则停止检测；检测第一功率元件时，控制第一功率元件导通，其他功率元件均关断，断开各分压支路，将获取的第一电压检测元件的检测值与相同检测状态下的理论电压值b进行比较，其中b为Vdc，若相同则第一功率元件正常，若不同则第一功率元件故障，停止检测；检测第四功率元件时，控制第四功率元件导通，其他功率元件均关断，断开各分压支路，将获取的第一电压检测元件的检测值与相同检测状态下的理论电压值c进行比较，其中c为0，若相同则第四功率元件正常，若不同则第四功率元件故障，停止检测；检测第三功率元件时，在第一分压支路与第一功率元件并联且完成阻抗匹配的基础上，关断各功率元件，断开第二分压支路，将获取的第一电压检测元件的检测值与相同检测状态下的理论电压值d进行比较，并且将获取的第二电压检测元件的检测值与相同检测状态下的理论电压值1/2Vdc进行比较，若均相同进入下一步骤，若不同则停止检测；控制第三功率元件导通，达到电压平衡后，将获取的第一电压检测元件的检测值与相同检测状态下的理论电压值e进行比较，其中e为VNO+V2，此时第一电压检测元件、第二电压检测元件的理论电压值均大于1/2Vdc，若条件均一致，则第三功率元件和第二功率元件上的反并联二极管正常，若不同则第三功率元件或第二功率元件上的反并联二极管故障，停止检测；检测第二功率元件时，在第二分压支路与第四功率元件并联且完成阻抗匹配的基础上，关断各功率元件，断开第一分压支路，将获取的第一电压检测元件的检测值与相同检测状态下的理论电压值f进行比较，并且将获取的第二电压检测元件的检测值与相同检测状态下的理论电压值1/2Vdc进行比较，若均相同进入下一步骤，若不同则停止检测；控制第二功率元件导通，达到电压平衡后，将获取的第一电压检测元件的检测值与相同检测状态下的理论电压值g进行比较，其中gV2-VNO，此时第一电压检测元件、第二电压检测元件的检测值均小于1/2Vdc，若条件均一致，则第二功率元件和第三功率元件上的反并联二极管正常，若不同则第二功率元件或第三功率元件上的反并联二极管故障，停止检测。进一步地，通过对待检测的功率元件分别施加脉冲信号使其导通。进一步地，所述的分别获取各功率元件及分压支路正常导通时不同测试状态下第一电压检测元件、第二电压检测元件的各理论值，包括如下步骤：断开各功率元件和分压支路，此时第一电压检测元件V1的检测值为当前测试状态下的理论电压值a＝1/2Vdc，第二电压检测元件V2的检测值为当前测试状态下的理论电压值，为1/2Vdc；控制第一功率元件T1导通，其他功率元件和各分压支路均关断，此时第一电压检测元件V1的检测值为当前测试状态下的理论电压值b＝Vdc，第二电压检测元件V2的检测值为当前测试状态下的理论电压值，为1/2Vdc；控制第四功率元件T4导通，其他功率元件和各分压支路均关断，此时第一电压检测元件V1的检测值为当前测试状态下的理论电压值c＝0，第二电压检测元件V2的检测值为当前测试状态下的理论电压值，为1/2Vdc；控制第一分压支路与第一功率元件T1并联，其他分压支路及各功率元件均关断，匹配第一分压支路的阻抗，此时第一电压检测元件V1的检测值为当前测试状态下的理论电压值d＝＝s1*Vdc，s1∈(1/2，1)，第二电压检测元件V2的检测值为当前测试状态下的理论电压值，为1/2Vdc；在上一步骤的条件下，控制第三功率元件T3导通，其他功率元件和分压支路均关断，此时第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种T型三电平逆变器功率模块检测电路，其特征在于：包括第一支撑电容、第二支撑电容、第一功率元件、第二功率元件、第三功率元件及第四功率元件，所述第四功率元件的第一端部与第一功率元件的第二端部连接，所述第一支撑电容与第二支撑电容串接后，所述第一支撑电容的第一端部与第一功率元件的第一端部连接，所述第二支撑电容的第二端部与第四功率元件的第二端部连接，所述第三功率元件的第一端部与第二功率元件的第一端部连接，所述第三功率元件的第二端部与第一支撑电容、第二支撑电容之间的连接线的N点连接，所述第二功率元件的第二端部与第一功率元件、第四功率元件之间连接线的O点连接，所述第一支撑电容、第二支撑电容串接后并联在直流电源的两侧；/n所述O点与直流电源的母线正极之间设有第一分压支路，所述O点与直流电源的母线负极之间设有第二分压支路，所述第一分压支路、第二分压支路中任意一个两端设有第一电压检测元件，所述N点与直流电源的母线负极或母线正极之间设有第二电压检测元件。/n

【技术特征摘要】
1.一种T型三电平逆变器功率模块检测电路，其特征在于：包括第一支撑电容、第二支撑电容、第一功率元件、第二功率元件、第三功率元件及第四功率元件，所述第四功率元件的第一端部与第一功率元件的第二端部连接，所述第一支撑电容与第二支撑电容串接后，所述第一支撑电容的第一端部与第一功率元件的第一端部连接，所述第二支撑电容的第二端部与第四功率元件的第二端部连接，所述第三功率元件的第一端部与第二功率元件的第一端部连接，所述第三功率元件的第二端部与第一支撑电容、第二支撑电容之间的连接线的N点连接，所述第二功率元件的第二端部与第一功率元件、第四功率元件之间连接线的O点连接，所述第一支撑电容、第二支撑电容串接后并联在直流电源的两侧；
所述O点与直流电源的母线正极之间设有第一分压支路，所述O点与直流电源的母线负极之间设有第二分压支路，所述第一分压支路、第二分压支路中任意一个两端设有第一电压检测元件，所述N点与直流电源的母线负极或母线正极之间设有第二电压检测元件。


2.如权利要求1所述的T型三电平逆变器功率模块检测电路，其特征在于：所述第一分压支路包括串接的第一匹配电阻和第一开关，所述第一匹配电阻与第一功率元件的第一端部连接，所述第一开关与O点连接，所述第二分压支路包括串接的第二匹配电阻和第二开关，所述第二匹配电阻与O点连接，所述第二开关与第四功率元件的第二端部连接。


3.如权利要求1所述的T型三电平逆变器功率模块检测电路，其特征在于：所述第一功率元件、第二功率元件、第三功率元件及第四功率元件均为一个IGBT管反并联一个二极管。


4.如权利要求1或3所述的T型三电平逆变器功率模块检测电路，其特征在于：所述第一功率元件、第二功率元件、第三功率元件及第四功率元件的第三端部均连接驱动单元。


5.如权利要求2所述的T型三电平逆变器功率模块检测电路，其特征在于：所述第一开关、第二开关分别与控制器连接。


6.如权利要求3所述的T型三电平逆变器功率模块检测电路，其特征在于：所述IGBT管可替换为MOSFET。


7.如权利要求2所述的T型三电平逆变器功率模块检测电路，其特征在于：所述第一开关、第二开关为电子开关或机械开关，所述电子开关为IGBT管或MOSFET或三极管，所述机械开关为继电器或可控接触器。


8.一种如权利要求1-7任一项所述的T型三电平逆变器功率模块检测电路的检测方法，其特征在于，包括如下检测步骤：
设定直流电源的电压值为Vdc，N、O两点的电压值为VNO，将第一支撑电容、第二支撑电容充电至饱和，当各功率元件及分压支路均能正常工作时，将第一分压支路与第一功率元件并联，断开其他分压支路及各功率元件，匹配第一分压支路的阻抗，使第一电压检测元件的检测值为d，其中d＝s1*Vdc，s1∈(1/2，1)，将第二分压支路与第四功率元件并联，断开其他分压支路及各功率元件，并匹配第二分压支路的阻抗，使第一电压检测元件的检测值为f，其中f＝s2*Vdc，s2∈(0，1/2)；
分别获取各功率元件及分压支路正常导通时不同测试状态下第一电压检测元件、第二电压检测元件的各理论值；
关断各功率元件和各分压支路，将获取的第一电压检测元件的检测值与相同检测状态下的理论电压值a进行比较，其中a为1/2Vdc，若相同进入下一步骤，若不同则停止检测；
检测第一功率元件时，控制第一功率元件导通，其他功率元件均关断，断开各分压支路，将获取的第一电压检测元件的检测值与相同检测状态下的理论电压值b进行比较，其中b为Vdc，若相同则第一功率元件正常，若不同则第一功率元件故障，停止检测；
检测第四功率元件时，控制第四功率元件导通，其他功率元件均关断，断开各分压支路，将获取的第一电压检测元件的检测值与相同检测状态下的理论电压值c进行比较，其中c为0，若相同则第四功率元件正常，若不同则第四功率元件故障，停止检测；
检测第三功率元件时，在第一分压支路与第一功率元件并联且完成阻抗匹配的基础上，关断各功率元件，断...

【专利技术属性】
技术研发人员：许颇，程琨，张玉娟，王一鸣，
申请(专利权)人：锦浪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33