[发明专利]半导体器件故障检测方法及装置、变换器

说明书

本发明公开一种半导体器件故障检测方法及装置、变换器，所述装置包括：主功率模块、电压处理模块和判断模块；主功率模块包括串联连接的半导体器件和桥臂电感，电压处理模块的输入端与桥臂电感并联连接，电压处理模块的输出端与判断模块连接；电压处理模块，用于采集桥臂电感的电压；将桥臂电感的电压转换为电压状态信号，进行光电隔离处理后输出低电压信号；判断模块，用于获取输出的低电压信号；根据低电压信号确定半导体器件是否发生故障。本发明将采集到的桥臂电感的电压转换为电压状态信号，通过判断模块，可实时检测半导体器件的过流、短路、直通等故障；解决了现有的半导体器件故障的检测不具有实时性、普通适用性、高抗扰性以及隔离较差的问题。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种半导体器件故障检测方法及装置、变换器。

背景技术

半导体器件对导通时的电流上升率敏感，尤其是GTO、GCT、IGCT等器件对导通时的电流上升率更加敏感。为了限制半导体器件导通时的电流上升率，公知的做法是在半导体回路中串联电流上升率限制电抗器。当半导体器件过流、短路、直通情况发生时，需要迅速将过流、短路、直通情况进行检测和判断，进而控制能量有序泄放，有效防止故障扩大。

快速、准确的检测和判断半导体过流、短路、直通是进行产品整体保护的关键点。现有通用的检测方法具有很大局限性：

1)、不具有实时性。检测通道都需要经过滤波、记忆和复位环节，导致桥臂发生直通故障后无法第一时间检测出来，在实际应用中检测不及时将导致不能快速启动保护，从而导致次生故障。

2)、不具有普遍适用性。半导体器件的电流上升率耐受值、桥臂电流上升率限制电抗器数值、检测通道滤波数值之间息息相关。实际应用中各个参数配合设计的复杂度很高。

3)、不具有高抗扰性。现有的检测电路通过电气信号传输，在高压环境下抗扰性较差。

4)、隔离较差。现有的检测电路通过电气信号传输，与高压电路无法实现可靠隔离，安全性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种半导体器件故障检测方法及装置、变换器，以解决现有的半导体器件过流、短路、直通的检测不具有实时性、普通适用性、高抗扰性以及隔离较差的问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

根据本发明的一个方面，提供的一种半导体器件故障检测装置，所述装置包括：主功率模块、电压处理模块和判断模块；

所述主功率模块包括串联连接的半导体器件和桥臂电感，所述电压处理模块的输入端与所述桥臂电感并联连接，所述电压处理模块的输出端与所述判断模块连接；

所述电压处理模块，用于采集所述桥臂电感的电压；将所述桥臂电感的电压转换为电压状态信号；对所述电压状态信号进行光电隔离处理后输出低电压信号；

所述判断模块，用于获取所述电压处理模块输出的低电压信号；根据所述低电压信号确定所述半导体器件是否发生故障。

根据本发明的一个方面，提供的一种半导体器件故障检测方法，所述方法包括步骤：

采集桥臂电感的电压；

将所述桥臂电感的电压转换为电压状态信号；

对所述电压状态信号进行光电隔离处理后输出低电压信号；

根据所述低电压信号确定半导体器件是否发生故障。

根据本发明的一个方面，提供的一种变换器，所述变换器包括上述的半导体器件故障检测装置。