半桥功率模块内组件故障状态的识别方法、装置及设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种半桥功率模块内组件故障状态的识别方法、装置及设备，该方法通过测试模块获得故障后端口短路的半桥功率模块的主回路电流、旁路晶闸管支路电流和下管IGBT及反并联二极管支路电流，根据主回路电流、旁路晶闸管支路电流和下管IGBT及反并联二极管支路电流分析判断确定半桥功率模块的旁路晶闸管和/或下管IGBT及反并联二极管支路的状态为短路故障状态；采用测试模块在工程现场就可以确定半桥功率模块内部的哪个电子元器件发生短路故障，不需要将半桥功率模块发回原厂解剖测试才确定其哪个电子元器件发生故障，解决现有需要采用专用拆解设备对发生故障半桥功率模块进行拆解后才能识别故障，迟滞了故障排查的进度的问题。进度的问题。进度的问题。

【技术实现步骤摘要】
半桥功率模块内组件故障状态的识别方法、装置及设备


[0001]本专利技术涉及功率模块故障识别
，尤其涉及一种半桥功率模块内组件故障状态的识别方法、装置及设备。

技术介绍

[0002]在换流阀中，对出现短路状态故障的半桥模块，需要尽快查明该半桥模块哪个部位或电子元器件发生故障。因半桥模块包括旁路晶闸管、下管IGBT及反并联二极管在电路上为并联连接，且在结构上模块的旁路晶闸管、下管IGBT及反并联二极管分别与水冷散热板及绝缘压接组件紧密压接成了一个整体。若在不拆解半桥模块的情况下直接测量半桥模块的端口阻抗值无法判断出旁路晶闸管、下管IGBT及反并联二极管各自的故障状态。
[0003]对半桥模块的压接组件进行拆解需要使用专用的压接设备，这类压接设备只有换流阀生产厂家在厂内的生产车间内才会专门配备，工程现场是没有的专门配备，因此目前针对这种情况只能将换流阀的故障半桥模块从工程现场运回厂家，在厂内再使用专用的压接设备将该半桥模块进行拆解，得到单个的旁路晶闸管、下管IGBT及反并联二极管，之后采用高精度阻抗测试仪分别对单个的旁路晶闸管、下管IGBT及反并联二极管进行端口阻抗测试，从而判断出旁路晶闸管、下管IGBT及反并联二极管各自的故障状态，此方式识别换流阀的故障半桥模块整体用时较长、且需使用专用的压接设备对该半桥模块进行拆解，迟滞了故障排查进度。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种半桥功率模块内组件故障状态的识别方法、装置及设备，用于解决现有需要采用专用拆解设备对发生故障半桥功率模块进行拆解后才能识别故障，此方式识别故障时间长，迟滞了故障排查的进度的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：
[0006]一种半桥功率模块内组件故障状态的识别方法，应用于半桥功率模块内组件故障状态的测试系统上，该识别方法包括以下步骤：
[0007]获取故障后端口为短路状态的半桥功率模块，根据所述半桥功率模块确定其旁路开关的状态；
[0008]若所述半桥功率模块的旁路开关状态为开合状态，将所述半桥功率模块与测试模块串联连接，通过所述测试模块测量所述半桥功率模块稳定状态下的主回路、旁路晶闸管支路和下管IGBT及反并联二极管支路的电流，获得主回路电流、旁路晶闸管支路电流和下管IGBT及反并联二极管支路电流；
[0009]根据所述主回路电流、所述旁路晶闸管支路电流和所述下管IGBT及反并联二极管支路电流确定所述半桥功率模块的旁路晶闸管和/或下管IGBT及反并联二极管支路的状态为短路故障状态；
[0010]其中，所述测试模块包括第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器和限
流电阻，所述半桥功率模块包括主回路连接端、第二连接端、旁路晶闸管支路和下管IGBT及反并联二极管支路，所述主回路连接端与所述第一电流互感器连接，所述第二连接端与所述限流电阻连接，所述旁路晶闸管支路与所述第二电流互感器连接，所述下管IGBT及反并联二极管支路与所述第三电流互感器连接。
[0011]优选地，通过所述测试模块测量所述半桥功率模块稳定状态下的主回路、旁路晶闸管支路和下管IGBT及反并联二极管支路的电流包括：
[0012]闭合所述测试模块的开关元件，从0开始调节所述测试模块给所述半桥功率模块提供的电压，直至所述半桥功率模块的主回路电流处于稳定状态；
[0013]在所述半桥功率模块的主回路电流处于稳定状态下，通过所述第一电流互感器、所述第二电流互感器、所述第三电流互感器检测此时所述半桥功率模块的主回路、旁路晶闸管支路和下管IGBT及反并联二极管支路的电流，获得所述半桥功率模块的主回路电流、旁路晶闸管支路电流和下管IGBT及反并联二极管支路电流。
[0014]优选地，根据所述主回路电流、所述旁路晶闸管支路电流和所述下管IGBT及反并联二极管支路电流确定所述半桥功率模块的旁路晶闸管和/或下管IGBT及反并联二极管支路的状态为短路故障状态包括：
[0015]若所述主回路电流、所述旁路晶闸管支路电流和所述下管IGBT及反并联二极管支路电流的数值为安培级，且所述主回路电流的数值等于所述旁路晶闸管支路电流和所述下管IGBT及反并联二极管支路电流数值之和，则所述半桥功率模块的旁路晶闸管和下管IGBT及反并联二极管支路的状态均为短路故障状态；
[0016]若所述主回路电流与所述下管IGBT及反并联二极管支路电流的数值相等，且所述旁路晶闸管支路电流的数值为毫安级或微安级，则所述半桥功率模块的旁路晶闸管的状态为正常，所述半桥功率模块的下管IGBT及反并联二极管支路的状态为短路故障状态；
[0017]若所述主回路电流与所述旁路晶闸管支路电流的数值相等，且所述下管IGBT及反并联二极管支路电流的数值为毫安级或微安级，则所述半桥功率模块的旁路晶闸管的状态为短路故障状态，所述半桥功率模块的下管IGBT及反并联二极管支路的状态为正常。
[0018]优选地，该半桥功率模块内组件故障状态的识别方法包括：确定所述半桥功率模块的旁路晶闸管和/或下管IGBT及反并联二极管支路故障状态后，调节所述测试模块给所述半桥功率模块提供的电压为0，断开所述测试模块的开关元件。
[0019]优选地，该半桥功率模块内组件故障状态的识别方法包括：若所述半桥功率模块的旁路开关状态为闭合状态，控制所述半桥功率模块的旁路开关分闸，以使所述半桥功率模块的旁路开关状态为开合状态。
[0020]本专利技术还提供一种半桥功率模块内组件故障状态的识别装置，用于半桥功率模块内组件故障状态的测试系统上，该识别装置包括：开关状态获取模块、电流数据测量模块和识别模块；
[0021]所述开关状态获取模块，用于获取故障后端口为短路状态的半桥功率模块，根据所述半桥功率模块确定其旁路开关的状态；
[0022]所述电流数据测量模块，用于根据所述半桥功率模块的旁路开关状态为开合状态，将所述半桥功率模块与测试模块串联连接，通过所述测试模块测量所述半桥功率模块稳定状态下的主回路、旁路晶闸管支路和下管IGBT及反并联二极管支路的电流，获得主回
路电流、旁路晶闸管支路电流和下管IGBT及反并联二极管支路电流；
[0023]所述识别模块，用于根据所述主回路电流、所述旁路晶闸管支路电流和所述下管IGBT及反并联二极管支路电流确定所述半桥功率模块的旁路晶闸管和/或下管IGBT及反并联二极管支路的状态为短路故障状态；
[0024]其中，所述测试模块包括第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器和限流电阻，所述半桥功率模块包括主回路连接端、第二连接端、旁路晶闸管支路和下管IGBT及反并联二极管支路，所述主回路连接端与所述第一电流互感器连接，所述第二连接端与所述限流电阻连接，所述旁路晶闸管支路与所述第二电流互感器连接，所述下管IGBT及反并联二极管支路与所述第三电流互感器连接。
[0025]优选地，所述电流数据测量模块包括调节子模块和测量子模块：
[0026]所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半桥功率模块内组件故障状态的识别方法，应用于半桥功率模块内组件故障状态的测试系统上，其特征在于，该识别方法包括以下步骤：获取故障后端口为短路状态的半桥功率模块，根据所述半桥功率模块确定其旁路开关的状态；若所述半桥功率模块的旁路开关状态为开合状态，将所述半桥功率模块与测试模块串联连接，通过所述测试模块测量所述半桥功率模块稳定状态下的主回路、旁路晶闸管支路和下管IGBT及反并联二极管支路的电流，获得主回路电流、旁路晶闸管支路电流和下管IGBT及反并联二极管支路电流；根据所述主回路电流、所述旁路晶闸管支路电流和所述下管IGBT及反并联二极管支路电流确定所述半桥功率模块的旁路晶闸管和/或下管IGBT及反并联二极管支路的状态为短路故障状态；其中，所述测试模块包括第一电流互感器、第二电流互感器、第三电流互感器和限流电阻，所述半桥功率模块包括主回路连接端、第二连接端、旁路晶闸管支路和下管IGBT及反并联二极管支路，所述主回路连接端与所述第一电流互感器连接，所述第二连接端与所述限流电阻连接，所述旁路晶闸管支路与所述第二电流互感器连接，所述下管IGBT及反并联二极管支路与所述第三电流互感器连接。2.根据权利要求1所述的半桥功率模块内组件故障状态的识别方法，其特征在于，通过所述测试模块测量所述半桥功率模块稳定状态下的主回路、旁路晶闸管支路和下管IGBT及反并联二极管支路的电流包括：闭合所述测试模块的开关元件，从0开始调节所述测试模块给所述半桥功率模块提供的电压，直至所述半桥功率模块的主回路电流处于稳定状态；在所述半桥功率模块的主回路电流处于稳定状态下，通过所述第一电流互感器、所述第二电流互感器、所述第三电流互感器检测此时所述半桥功率模块的主回路、旁路晶闸管支路和下管IGBT及反并联二极管支路的电流，获得所述半桥功率模块的主回路电流、旁路晶闸管支路电流和下管IGBT及反并联二极管支路电流。3.根据权利要求1所述的半桥功率模块内组件故障状态的识别方法，其特征在于，根据所述主回路电流、所述旁路晶闸管支路电流和所述下管IGBT及反并联二极管支路电流确定所述半桥功率模块的旁路晶闸管和/或下管IGBT及反并联二极管支路的状态为短路故障状态包括：若所述主回路电流、所述旁路晶闸管支路电流和所述下管IGBT及反并联二极管支路电流的数值为安培级，且所述主回路电流的数值等于所述旁路晶闸管支路电流和所述下管IGBT及反并联二极管支路电流数值之和，则所述半桥功率模块的旁路晶闸管和下管IGBT及反并联二极管支路的状态均为短路故障状态；若所述主回路电流与所述下管IGBT及反并联二极管支路电流的数值相等，且所述旁路晶闸管支路电流的数值为毫安级或微安级，则所述半桥功率模块的旁路晶闸管的状态为正常，所述半桥功率模块的下管IGBT及反并联二极管支路的状态为短路故障状态；若所述主回路电流与所述旁路晶闸管支路电流的数值相等，且所述下管IGBT及反并联二极管支路电流的数值为毫安级或微安级，则所述半桥功率模块的旁路晶闸管的状态为短路故障状态，所述半桥功率模块的下管IGBT及反并联二极管支路的状态为正常。
4.根据权利要求1所述的半桥功率模块内组件故障状态的识别方法，其特征在于，包括：确定所述半桥功率模块的旁路晶闸管和/或下管IGBT及反并联二极管支路故障状态后，调节所述测试模块给所述半桥功率模块提供的电压为0，断开所述测试模块的开关元件。5.根据权利要求1所述的半桥功率模块内组件故障状态的识别方法，其特征在于，包括：若所述半桥功率模块的旁路开关状态为闭合状态，控制所述半桥功率模块的旁路开关分闸，以使所述半桥功率模块的旁路开关状态为开合状态。6.一种半桥功率模块内组件故障状态的识别装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱劲磊，姚晓健，林其雄，王流火，朱博，薛云涛，徐义良，杨柳，周月宾，
申请(专利权)人：南方电网科学研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：