[发明专利]功率模块故障监测系统、方法及变频器

说明书

本发明提供一种功率模块故障监测系统、方法及变频器；所述系统包括控制模块、驱动模块、功率模块、输入信号采样电路及输出信号采样电路；控制模块与驱动模块连接，用于向驱动模块输出脉冲信号，以启动驱动模块；输入信号采样电路与驱动模块相连，且共同连接至功率模块，用于采集功率模块的输入信号；输出信号采样电路与功率模块连接，用于采集功率模块的输出信号；输入信号采样电路和输出信号采样电路均与控制模块连接，分别用于将输入信号和输出信号反馈至控制模块；本发明通过监控功率模块的输入/输出信号来判断功率模块是否发生故障，并实现精确判断故障部位，以提高维修效率。

技术领域

本发明属于功率模块技术领域，特别是涉及一种功率模块故障监测系统、方法及变频器。

背景技术

功率模块是变频器的核心部件，分为IPM和PIM模块，其通常工作在高速开关、大电流状态下，故容易发生故障，功率模块损坏主要有内部驱动电路不良、功率开关器件IGBT损坏等；造成功率模块损坏的原因有很多，可能是功率模块本身不良，可能是控制信号问题，也有可能是负载短路导致的过流。

目前功率模块主要以检测输出电流作为保护判断输入信号，无法精确判断功率模块是本身不良还是输入控制信号问题或是输出负载问题，变频器维修对相关人员专业技能要求很高，但实际售后维修人员专业技能参差不齐，无法快速准确的对故障进行诊断，容易出现误判，维修效率低下或不能及时修复，甚至造成变频器报废，增加运营成本给企业带来经济负担。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种功率模块故障监测系统、方法及变频器，用于解决现有技术无法精确判断功率模块故障问题，导致维修效率低下的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种功率模块故障监测系统，包括：控制模块、驱动模块、功率模块、输入信号采样电路及输出信号采样电路；所述控制模块与所述驱动模块连接，用于向所述驱动模块输出脉冲信号，以启动所述驱动模块；所述输入信号采样电路与所述驱动模块相连，且共同连接至所述功率模块，用于采集所述功率模块的输入信号；所述输出信号采样电路与所述功率模块连接，用于采集所述功率模块的输出信号；所述输入信号采样电路和所述输出信号采样电路均与所述控制模块连接，分别用于将所述输入信号和所述输出信号反馈至所述控制模块；在待机状态下，若所述输出信号检测到有信号，则所述控制模块向所述驱动模块输出所述脉冲信号，并判断所述输入信号是否与所述脉冲信号时序一致，以判断出所述功率模块是否发生故障；在运行状态下，分别判断所述输入信号和所述输出信号是否与所述脉冲信号时序一致，以判断出所述功率模块是否发生故障。

于本发明的一实施例中，所述输入信号采样电路包括：第一输入采样单元、第二输入采样单元及第三输入采样单元；所述第一输入采样单元、所述第二输入采样单元及所述第三输入采样单元的电路结构组成及内部电路连接关系均相同；其中，所述第一输入采样单元包括：第一电容、第二电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一三极管、第一二极管及第二二极管；所述第一电容的一端与所述驱动模块的第一端相连，且共同连接至所述功率模块的第一输入端，所述第一电容的另一端分别与所述第一二极管的正极和所述第四电阻的一端连接；所述第二电容的一端与所述驱动模块的第二端相连，且共同连接至所述功率模块的第二输入端，所述第二电容的另一端分别与所述第二二极管的正极和所述第五电阻的一端连接；所述第四电阻的另一端与所述第五电阻的另一端相连，且共同接地；所述第一二极管的负极与所述第二二极管的负极相连，且共同连接至所述第三电阻的一端；所述第三电阻的另一端分别与所述第二电阻的一端和所述第一三极管的基极连接；所述第一三极管的集电极分别与所述第一电阻的一端和所述控制模块的第一端连接，所述第一三极管的发射极和所述第二电阻的另一端相连，且共同接地；所述第一电阻的另一端连接有第一电源。