具有晶闸管电路的电路布置以及用于测试晶闸管电路的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种具有包括至少一个串联电路的晶闸管电路的电路布置，所述串联 电路具有至少两个晶闸管。而且，本发明涉及一种用于测试这一晶闸管电路的方法。对于 电源电压和冗余，使用数个晶闸管的串联电路通常用于获得足够高的端子的阻断电压。由 此，可能例如避免晶闸管因过压而受损。这样做，期望或要求就其功能性得到测试的晶闸管 电路的晶丨?管。
【背景技术】
[0002] 就此，现有技术提供了启示。鉴于由公开文件DE36 40 546 Al可知的用于测试晶 闸管的方法，可以使用适当的信号以将晶闸管切换至导通状态。逻辑电路验证该晶闸管是 否处于其导通状态，即使其控制输入端子处无适当的控制信号。由此能够生成适当的错误 信号。而且，公开文件W093/11610 Al已给出了启示：通过适当的监测逻辑电路来监测栅极 关闭的晶闸管的电路的状态。
[0003] 由公开文件DE 102 30 527 Al可知一种用于检测电子功率组件的功能性的方法 及设备。它给出了给要测试的组件施加高频电测试参数的启示。测量测试参数造成的电压 分布，并基于此确定测试组件的功能性。
[0004] 公开文件CN 10 18 06 853 A描述了一种用于测试晶闸管的在线方法。一个电阻 串联连接到晶闸管，所述电阳连接到阳极。RC部件连接在阳极和晶闸管驱动器之间。晶闸 管驱动器的另外的端子连接到晶闸管的控制输入及阳极。测量流经由电阻及晶闸管构成的 串联电路的电流、以及电阻处的电压和阳极与阴极间的晶闸管电压，并传送给控制设备。控 制设备对与串联电阻并联设置的开关供电，因此晶闸管上的电流和电压能够取决于该开关 是开还是闭而变化。取决于对开关的供电和电流及电压的测量值，可能得出关于晶闸管的 功能性的结论。
【发明内容】
[0005] 鉴于这现有技术，可以将提供一种简单的测试晶闸管电路的方法视作本发明的目 的。
[0006] 通过展现专利权利要求1的特征的电路布置以及展现专利权利要求17的特征的 方法来达到这一目的。
[0007] 晶闸管电路包括一个以上串联电路。各串联电路包括至少两个彼此串联的晶闸管 组，各晶闸管组包括一个晶闸管或反并联连接的两个晶闸管。可以给串联电路的第一端子 侧施加电源电压。串联电路的相对的第二端子侧充当节点，此处一一或多或少一一当串联 电路的晶闸管导通时施加电源电压。对于起始节点，能够经由大多数晶闸管组的串联连接 阻断电源电压。
[0008] 电源电压可以是直流电压或交流电压。假如它是直流电压，每个晶闸管组一个晶 闸管就足够了。假如电源电压为交流电压，各晶闸管组中可以有两个反并联的晶闸管。
[0009] 各晶闸管组具有一个RC部件。RC部件并联连接到至少一个晶闸管，从而连接到各 晶闸管一侧的阳极和另一侧的阴极。RC部件包括包含电容器和第一电阻的串联电路。在优 选的实例实施例中，电容器另外并联连接到第二电阻。
[0010] 而且，电路布置包括控制设备。控制设备经由控制线连接到晶闸管的控制输入端 子。控制设备旨在并适配为分别并单独地控制晶闸管，因此当控制设备经由各自的控制线 给其控制输入端子施加控制信号以将晶闸管切换至导通状态时，能够单独地将各晶闸管切 换至其各自导通的状态。
[0011] 而且，控制设备适配为执行测试序列。鉴于这一测试序列，优选通过控制信号相 继、单独或成组地对晶闸管电路的全部或数个选择的晶闸管供电。处理这一控制信号以将 晶闸管切换至其各自的导通状态。仅有一个晶闸管或包括数个晶闸管的一个组能够处于其 导通状态。测试序列期间共享的串联电路中能够同时切换至导通状态的晶闸管的数目取决 于串联电路的尺寸。必须确保串联电路剩余的阻断晶闸管仍然提供充足的阻断电压。只有 测试序列中至少一个或所有之前导通的晶闸管又处于阻断状态，从而才在测试序列期间生 成用于另一晶闸管的控制信号。
[0012] 在电路布置的优选实例性实施例中，晶闸管经由控制信号在其控制输入端子（栅 极）上接收电流脉冲，因而能够转入导通状态。经由控制信号由导通切换至阻断状态并不 必要，且在此处提供的晶闸管类型中也不可能。
[0013] 测试序列期间，串联电路不能导通电流。对于电源电压，串联电路中存在的非导通 晶闸管提供足够的串联电路的阻断电压。测试序列期间生成控制信号后，由RC部件的电容 器中存储的电荷产生将各自的晶闸管切换至导通状态所需的晶闸管电流，所述晶闸管电流 需要至少对应于晶闸管的保持电流。电容器一放电到由此生成的晶闸管电流低于保持电流 的值的程度，晶闸管就又返回其阻断状态。随后，能够经由控制信号对测试序列中的下个晶 闸管供电。
[0014] 以这种方式，可能将单独的晶闸管短期切换入其导通状态，即使包含数个晶闸管 的串联电路特别防止电流流经串联电路。无需额外的测量设备。晶闸管电路能够由已为所 述晶闸管电路操作提供的控制设备测试。无需额外测试器件就能非常迅速地执行晶闸管的 对应测试。
[0015] 假如控制设备适配为一次仅将串联电路的一个晶闸管或一组晶闸管电路切换成 导通状态，这是有利的。
[0016] 有利的是，控制设备适配为在给晶闸管之一施加控制信号后的测试周期内，至少 一次、或数次或连续地测量并评估这个晶闸管的阳极与阴极间施加的晶闸管电压。由此可 以得到一个关于晶体管和/或其功能的状态的结果。
[0017] 因此，测试序列期间，安排了通过特征电参数、例如晶闸管电压，测试各自被供电 的晶闸管至导通状态、并可选地返回阻断状态的切换。为了评估该晶闸管，能够单独或任意 组合地使用下列电参数：
[0018] -晶闸管的阳极与阴极间的晶闸管电压，
[0019] -从晶闸管的阳极至阴极的晶闸管电流，
[0020] -晶闸管的栅极与阴极间的栅极电压，
[0021] -施加给RC部件的电容器的电容器电压。
[0022] 这样做，可以例如鉴于RC部件的第一电阻上的电压或通过与晶闸管组相关联的 晶闸管驱动器内的分别的功率转换器确定晶闸管电流或缓冲器电流。
[0023] 利用晶闸管电压，能确定是否可以触发所测试的晶闸管，即能够切换至其导通状 态，且还能确定是否有晶闸管的短路电路。假如电压已在控制脉冲之前或在触发延迟期满 之前降至关联阈值之下，可以断定存在晶闸管的短路电路。假如晶闸管电压在触发延迟期 过去后没有减小，并降至关联阈值之下，可以断定存在触发故障。
[0024] 而且，假如除了评估各晶闸管组的至少一个晶闸管外，还至少测试一次RC部件， 这是有利的。晶闸管一开始导通，RC部件的电容器就经由第一电阻放电。与此一道产生的 最大晶闸管电流和初始最大电容器电压能够用来基于欧姆定律确定第一电阻的电阻值。假 如已知这一电阻值，可能通过确定电容器放电阶段期间的晶闸管电流或电容器电压，确定 电容器的电容和/或RC部件的时间常数（电容器的电容与电阻值的乘积）。由此，可能例 如测量RC部件的例如老化造成的组件变化。
[0025] 优选地，控制设备可以适配为将所用的电参数，例如晶闸管电压，与至少一个阈值 比较。另外，与此结合，还可能优选地以在适当的预定持续时间内另外必须到达或高于、或 低于预定阈值的方式，考虑电参数（例如晶闸管电压）的变化的时序行为。
[0026] 例如，控制设备可以适配为在评估晶闸管电压期间监测测试周期，注意晶闸管电 压是否减小。这样做，优选地可以预定第一阈值，并能监测晶闸管电压在测试周期内是否降 至第一阈值之下。另外，还可能监测在触发延迟期（时间持续至自施加控制信号起晶闸管 电压已跌至起始值的90% )内或自施加控制信号起预定的导通延迟时间以下，晶闸管电压 是否降至预定的第一阈值之下。
[0027] 而且，假如控制设备适配为监测晶闸管电压在测试周期内是否先降后升，这是有 利的。特别与此结合，可能监测晶闸管电压是否在降至第一阈值之下后上升，并且例如升至 预定的第二阈值之上。
[0028] 实现晶闸管电压在测试周期内上升，是由于晶闸管由其导通状态切换至阻断状 态。在优选的实例性实施例中，实现此是因为由RD部件的电容器放电产生的晶闸管电流降 至维持晶闸管导通状态必需的保持电流之下。晶闸管电流在测试周期内的一个时间点降至 保持电流之下。
[0029] 有利的是，控制设备可以适配为监测晶闸管电压在预定的阻断延迟时间内升至第 二阈值之上。阻断延迟时间始于电容器放电造成的晶闸管电流降至保持电流之下的时间 点。
[0030] 在优选的实例性实施例中，控制设备包括数个晶闸管驱动器。晶闸管电路的各晶 闸管或各晶闸管组与一个晶闸管驱动器相关联。晶闸管驱动器连接到关联晶闸管或关联晶 闸管组的晶闸管的控制输入端子。优选地，晶闸管驱动器具有能够测量例如关联晶闸管的 阳极与阴极间的晶闸管电压的一个以上另外的测量端子。另外或替代地，可能例如经由至 少一个测量端子测量或确定晶闸管电流。以能够测量用于评估晶闸管和/或RC部件的上 述电参数的方式来选择测量端子。
[0031] 在触发并又阻断晶闸管后，相较于串联电路中的其余晶闸管电压，施加给各自的 晶闸管组的晶闸管电压不再相同。形成了一个电压差。当控制信号对串联电路的所有晶闸 管组一次供电时，又消除了串联电路的晶闸管电压间的这一电压差。
[0032] 假如将交流电压用作电源电压，优选地由电源电压的同一相角生成用于所有晶闸 管组的控制信号。而且，假如由接近零交叉处的相角，例如电源电压（交流电压）的持续