一种对称三电平BOOST变换器及其短路故障诊断方法技术

本发明专利技术提供一种对称三电平BOOST变换器及其短路故障诊断方法，综合考虑了对称三电平BOOST变换器处于白天等输入侧有较大电压，即工作状态，或者，处于夜间等输入侧电压基本为零，即待机状态这两种情况，并针对不同情况采用不同的诊断方法，能够在对称三电平BOOST变换器输入侧发生对地短路引发的母线电容过压前准确诊断出对地短路对应的BOOST电路，以便规避母线电容过压，避免引发更大的危害。避免引发更大的危害。避免引发更大的危害。

【技术实现步骤摘要】
一种对称三电平BOOST变换器及其短路故障诊断方法


[0001]本专利技术涉及电力电子
，特别涉及一种对称三电平BOOST变换器及其短路故障诊断方法。

技术介绍

[0002]近年来，为了适应电力电子的电压等级和功率等级要求的不断提高，多电平变换器越来越受到关注，同时，本领域技术人员为了简化电路结构，将单输入变换器替换为多输入变换器，能够实现能源的优先利用，并提高其灵活性。
[0003]但是，对于两路或者多路输入的对称三电平BOOST拓扑，容易发生一路输入的正极和另外一路输入的负极同时短路的情况，进而造成该对称三电平BOOST拓扑的半母线和全母线过压；因此，需要及时诊断出哪路BOOST电路对地短路并采取规避措施，避免引起母线电压过高致使电解电容爆裂，引发更大的风险。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术实施例提供一种对称三电平BOOST变换器及其短路故障诊断方法，能够在变换器输入侧发生对地短路引发的母线电容过压前准确诊断出对地短路对应的BOOST电路，以便规避母线电容过压，避免引发更大的危害。
[0005]为实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种对称三电平BOOST变换器的短路故障诊断方法，所述对称三电平BOOST变换器包括输出并联至直流母线的至少两路BOOST电路，该短路故障诊断方法包括：
[0007]确定所述对称三电平BOOST变换器的当前状态；
[0008]若所述当前状态为工作状态，则直接根据实时监测的所述直流母线的母线电压以及各路所述BOOST电路的检测参数，确定处于输入串联短路状态的至少两路所述BOOST电路；
[0009]若所述当前状态为待机状态，则所述BOOST电路输入端建立起步电压后，在其他路所述BOOST电路内的开关管支路直通的情况下，逐一控制各路所述BOOST电路开路，并根据实时监测的所述母线电压以及相应所述BOOST电路的检测参数，确定相应所述BOOST电路是否处于所述输入串联短路状态。
[0010]优选的，所述输入串联短路状态为：通过自身输入端一极与另一BOOST的输入端另一极，直接或间接串联的状态。
[0011]优选的，所述直接根据实时监测的所述直流母线的母线电压以及各路所述BOOST电路的检测参数，确定处于输入串联短路状态的至少两路所述BOOST电路，包括：
[0012]根据所述检测参数判断是否存在至少两路所述BOOST电路的输入电压满足突变条件；
[0013]若存在，则根据所述检测参数进一步判断对应的所述BOOST电路是否出现冲击电
流；
[0014]若判断结果为是，则判断所述母线电压是否异常；
[0015]若判定所述母线电压异常，则确定对应的所述BOOST电路处于输入串联短路状态。
[0016]优选的，所述根据所述检测参数判断是否存在至少两路所述BOOST电路的输入电压满足突变条件，包括：
[0017]根据实时检测的各所述BOOST电路的输入电压，判断是否存在至少两路输入电压阶跃跳变至半母线电压的第一预设范围内；
[0018]若判断结果为是，则判定对应的所述BOOST电路的输入电压满足突变条件。
[0019]优选的，所述判断所述母线电压是否异常，包括：
[0020]判断所述母线电压是否按照预设规律增大，或者，所述母线电容是否过压失效；
[0021]若判断结果为是，则判定所述母线电压出现异常。
[0022]优选的，判断所述母线电压是否按照预设规律增大，包括：
[0023]判断所述母线电压的变化规律是否与相应所述BOOST电路的输入电压变化规律相吻合；
[0024]若判断结果为是，则判定所述母线电压按照预设规律增大。
[0025]优选的，在其他路所述BOOST电路内的开关管支路直通的情况下，逐一控制各路所述BOOST电路开路，并根据实时监测的所述母线电压以及相应所述BOOST电路的检测参数，确定相应所述BOOST电路是否处于所述输入串联短路状态，包括：
[0026]比较各路所述BOOST电路的输入电压与所述母线电压的大小，判断是否存在至少两路所述BOOST电路处于所述输入串联短路状态；
[0027]若判断结果为是，则在其他路所述BOOST电路内的开关管支路直通的情况下，逐一控制各路所述BOOST电路开路，并依次判断各所述BOOST电路的输入电压与所述直流母线的上下半母线电压的大小是否满足预设条件，进而确定处于所述输入串联短路状态的所述BOOST电路。
[0028]优选的，比较各路所述BOOST电路的输入电压与所述母线电压的大小，判断是否存在至少两路所述BOOST电路处于所述输入串联短路状态，包括：
[0029]比较各路所述BOOST电路的输入电压的大小，确定各所述输入电压中的最大值；
[0030]判断所述母线电压减去所述最大值的差值是否大于预设电压；
[0031]若判断结果为是，则判定存在至少两路所述BOOST电路处于输入串联短路状态。
[0032]优选的，所述预设电压小于全部所述BOOST电路的输入电压中的最小值。
[0033]优选的，在其他路所述BOOST电路内的开关管支路直通的情况下，逐一控制各路所述BOOST电路开路，并依次判断各所述BOOST电路的输入电压与所述直流母线的上下半母线电压的大小是否满足预设条件，进而确定处于所述输入串联短路状态的所述BOOST电路，包括：
[0034]通过控制各路BOOST电路内各开关管的通断，依次仅控制一路所述BOOST电路处于开路状态，其他路所述BOOST电路内的开关管支路处于直通状态；
[0035]检测所述上下半母线电压以及处于开路状态的所述BOOST电路的开路电压；
[0036]若上半母线电压或者下半母线电压逐渐上升至所述开路电压的第二预设范围内，则判定对应的处于开路状态的所述BOOST电路处于输入串联短路状态。
[0037]优选的，通过控制各路BOOST电路内各开关管的通断，依次仅控制一路所述BOOST电路处于开路状态，其他路所述BOOST电路内的开关管支路处于直通状态，包括：
[0038]通过控制各路BOOST电路内各开关管的通断，使按照预设顺序，依次仅控制一路所述BOOST电路处于开路状态，其他路所述BOOST电路内的开关管支路处于直通状态。
[0039]优选的，所述预设顺序为输入电压由高到低的顺序。
[0040]本专利技术第二方面提供了一种对称三电平BOOST变换器，包括：控制单元、检测单元以及至少两路BOOST电路；其中：
[0041]各路所述BOOST电路的输入端分别连接一个对应的输入源，各所述输入源的电压大于预设值；
[0042]各所述BOOST电路的输出端并联连接至直流母线；
[0043]所述控制单元分别与所述检测单元的输出端以及各所述BOOST电路内各开关管的控制端连接，用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对称三电平BOOST变换器的短路故障诊断方法，其特征在于，所述对称三电平BOOST变换器包括输出并联至直流母线的至少两路BOOST电路，该短路故障诊断方法包括：确定所述对称三电平BOOST变换器的当前状态；若所述当前状态为工作状态，则直接根据实时监测的所述直流母线的母线电压以及各路所述BOOST电路的检测参数，确定处于输入串联短路状态的至少两路所述BOOST电路；若所述当前状态为待机状态，则所述BOOST电路输入端建立起步电压后，在其他路所述BOOST电路内的开关管支路直通的情况下，逐一控制各路所述BOOST电路开路，并根据实时监测的所述母线电压以及相应所述BOOST电路的检测参数，确定相应所述BOOST电路是否处于所述输入串联短路状态。2.根据权利要求1所述的对称三电平BOOST变换器的短路故障诊断方法，其特征在于，所述输入串联短路状态为：通过自身输入端一极与另一BOOST的输入端另一极，直接或间接串联的状态。3.根据权利要求1所述的对称三电平BOOST变换器的短路故障诊断方法，其特征在于，所述直接根据实时监测的所述直流母线的母线电压以及各路所述BOOST电路的检测参数，确定处于输入串联短路状态的至少两路所述BOOST电路，包括：根据所述检测参数判断是否存在至少两路所述BOOST电路的输入电压满足突变条件；若存在，则根据所述检测参数进一步判断对应的所述BOOST电路是否出现冲击电流；若判断结果为是，则判断所述母线电压是否异常；若判定所述母线电压异常，则确定对应的所述BOOST电路处于输入串联短路状态。4.根据权利要求3所述的对称三电平BOOST变换器的短路故障诊断方法，其特征在于，所述根据所述检测参数判断是否存在至少两路所述BOOST电路的输入电压满足突变条件，包括：根据实时检测的各所述BOOST电路的输入电压，判断是否存在至少两路输入电压阶跃跳变至半母线电压的第一预设范围内；若判断结果为是，则判定对应的所述BOOST电路的输入电压满足突变条件。5.根据权利要求3所述的对称三电平BOOST变换器的短路故障诊断方法，其特征在于，所述判断所述母线电压是否异常，包括：判断所述母线电压是否按照预设规律增大，或者，所述母线电容是否过压失效；若判断结果为是，则判定所述母线电压出现异常。6.根据权利要求5所述的对称三电平BOOST变换器的短路故障诊断方法，其特征在于，判断所述母线电压是否按照预设规律增大，包括：判断所述母线电压的变化规律是否与相应所述BOOST电路的输入电压变化规律相吻合；若判断结果为是，则判定所述母线电压按照预设规律增大。7.根据权利要求1所述的对称三电平BOOST变换器的短路故障诊断方法，其特征在于，在其他路所述BOOST电路内的开关管支路直通的情况下，逐一控制各路所述BOOST电路开路，并根据实时监测的所述母线电压以及相应所述BOOST电路的检测参数，确定相应所述BOOST电路是否处于所述输入串联短路状态，包括：比较各路所述BOOST电路的输入电压与所述母线电压的大小，判断是否存在至少两路
所述BOOST电路处于所述输入串联短路状态；若判断结果为是，则在其他路所述BOOST电路内的开关管支路直通的情况下，逐一控制各路所述BOOST电路开路，并依次...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡凡宇，别伟，曹金虎，王浩，潘年安，
申请(专利权)人：阳光电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：