[发明专利]一种高压功率阀组在线监测系统

说明书

本发明名称为一种高压功率阀组在线监测系统。属于高压技术领域。它主要是解决现有的在线监测系统不能有效监测功率半导体阀片失效超过一定冗余数量的问题。它的主要特征是：由阀片均压监测单元、驱动监测单元和信号处理单元三部分组成；所述阀片均压监测单元包括与待监测阀片数目相同的分阀片均压监测单元；所述驱动监测单元包括与待监测阀片数目相同的分驱动监测单元；所述各分阀片均压监测单元、各分驱动监测单元通过光纤与信号处理单元连接，信号处理单元将接收的信号频率偏差转换成均压偏差进行逻辑运算，出现无信号输出视为击穿时，输出频率按相应的逻辑运算反馈为电压。本发明可广泛应用到高压功率半导体器件串并联驱动场合。

技术领域

本发明属于功率半导体应用技术领域，具体涉及一种高压功率阀组在线监测系统。

背景技术

随着高压直流系统的电压等级不断提高，使得各部分装置所承受的电压不断提高，对功率半导体器件的性能提出了更高的要求，高压功率半导体开关广泛用于电力系统的各方面，涉及发电、输电、配电、用电的各个领域，其由多只脉冲晶闸管、GTO等半导体器件串并联组成。这些半导体器件在使用中可能会受到过电压或过高的di/dt等原因造成功率半导体阀片个别失效现象，具体表现在半导体阀组，中串并联功率半导体出现无法均压及少量击穿等问题，若高压功率半导体阀组出现少量功率半导体阀片失效超过一定冗余数量时，在没有及时发现状况下继续使用会造成功率半导体阀组损坏事故进一步扩大。目前现有的在线监测系统中只通过监测半导体阀片两端电压来监测工作状态，无法监测所有串联半导体阀片动态均压状态等，另采用外供取能电源存在半导体组件体积大的问题，为了解决这种潜在的问题，一种高压功率半导体阀组的在线监测系统综合性解决了体积、器件的均压状态及触发驱动状态等问题，提高了阀组的运行稳定性和可靠性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种高压功率阀组在线监测系统。

本发明的技术解决方案是：一种高压功率阀组在线监测系统，其特征在于：由阀片均压监测单元、驱动监测单元和信号处理单元三部分组成；所述阀片均压监测单元包括与待监测阀片数目相同的分阀片均压监测单元；所述驱动监测单元包括与待监测阀片数目相同的分驱动监测单元；所述信号处理单元由阀片均压处理和阀片驱动处理光信号接收光电转换模块、单片机处理模块和故障输出模块组成；所述各分阀片均压监测单元、各分驱动监测单元通过光纤与阀片均压处理和阀片驱动处理光信号接收光电转换模块的各对应端连接，单片机处理模块将接收的信号频率偏差转换成均压偏差进行逻辑运算，出现无信号输出视为击穿时，阀片均压监测单元输出频率按相应的逻辑运算反馈为电压值。

本发明技术解决方案中所述的分阀片均压监测单元由储能单元、电压取样单元、压频转换单元和光信号输出单元四部分组成；所述分驱动监测单元由驱动取样单元和光信号发送单元两部分组成；所述阀片均压处理和阀片驱动处理光信号接收光电转换模块由光接收器及外围的第六电容、第十二电阻与第十一电阻组成，单片机处理模块是STC15系列单片机，故障输出模块由驱动器及外围的第二指示灯、第三指示灯、第十三电阻、第十四电阻、第十五电阻和第十六电阻组成；所述阀片均压监测单元的各光信号输出单元、驱动监测单元的各光信号发送单元通过光纤与信号处理单元的阀片均压处理和阀片驱动处理光信号的光电转换模块连接

本发明技术解决方案中所述的信号处理单元通过光纤与上位机或显示单元连接。