US值大于设定限定值Vth的Kg倍W上时，则认为Ξ相全桥逆 变器的上半桥臂与下半桥臂中同时至少有一个功率器件发生短路故障，其中Kg的具体数值 可根据Ξ相全桥逆变器所带负载的功率等级进行推算，结束故障检测；反之则认为Ξ相全 桥逆变器的上半桥臂与下半桥臂中没有同时出现功率器件发生短路故障；
[0037] 步骤3:当没有检测到Ξ相全桥逆变器的上半桥臂与下半桥臂中没有同时出现功 率器件发生短路故障时，则接着检测是否发生了单纯的上半桥臂或下半桥臂短路故障。实 时采样四路电阻分压网路的输出，当四路分压网络的输出值都相同时，即Vl = V2 = V3 = Vref =(R43/(R"+R42+R43)Ud)时，则认为逆变器桥的六个功率器件都没有发生短路故障，当四路 分压网路的输出中Ξ路和Ξ个桥臂并联的分压网络输出与母线并联的网络输出不同时，贝U 上半桥臂或下半桥臂可能发生了短路故障。如果Vl = V2 = V3 = 0,而Vref=(R43/(R"+R42+R43) Ud )时，则说明下半桥臂功率管发生了短路故障，如果Vl = V2 = V3 = ( R43/ ( R42+R43 ) Ud )，而Vref = (R43/(R"+R42+R43)Ud)时，则说明上半桥臂功率管发生了短路故障，如表1所示。
[0038] 表1半桥臂短路故障诊断条件
[0039]
[0040] 注:其中表示运里在判定时不关注其值的大小
[0041 ]其中"S "代表，实际测量值在此附近，相对于Vref没有明显差异
[0042] 静态Ξ相全桥逆变器开路故障诊断：
[0043] 步骤1:将Ξ相全桥逆变器的六个功率器件全部置于关断状态后，再将母线电压 28V上电；
[0044] 步骤2:当母线电压上电后，进行全桥故障检测，实时检测母线电流采样电阻两端 的电压值，当检测到的电压值化US值大于Vth的Kg倍W上时，则认为Ξ相全桥逆变器的上半桥 臂与下半桥臂中均至少有一个功率器件发生短路故障，其中Kg的具体数值可根据Ξ相全桥 逆变器所带负载的功率等级进行推算，结束故障检测，反之则认为Ξ相全桥逆变器的上半 桥臂与下半桥臂中没有同时出现功率器件发生短路故障；
[0045] 步骤3:当没有检测到Ξ相全桥逆变器的上半桥臂与下半桥臂中没有同时出现功 率器件发生短路故障时，则接着来检测是否发生了单纯的上半桥臂或下半桥臂短路故障， 实时采样四路电阻分压网路的输出，当四路分压网络的输出值都相同，即Vl = V2 = V3 = Vref = Kn(R43/(R"+R42+R43)Ud)时，则认为逆变器桥的六个功率器件都没有发生短路故障，其中Κη 为电路中放大器的缩放比例系数，当四路分压网路的输出中Ξ路和Ξ个桥臂并联的分压网 络输出与和母线并联的网络输出不同时，则上半桥臂或下半桥臂可能发生了短路故障，如 果Vl = V2 = V3 = 0，而Vref = Κη(R43/ ( R41+R42+R43 ) Ud )时，则说明下半桥臂发生了短路故障，如 果Vl = V2 = V3 = Κη ( R43/ ( R42+R43 ) Ud )，而Vref = Κη ( R43/ ( R41+R42+R43 ) Ud )时，则说明上半桥臂发 生了短路故障；
[0046] 步骤4:当没有检测到发生任何短路故障时，再开始进行开路故障诊断，根据实际 电阻分压网络得到Vref，其中Κη系数设定为1，由此得到T1~T6开路故障诊断条件如表3所 示；
[0047] 表3开路故障诊断条件
[004引
[0049]
[0050] 注:其中表示运里在判定时不关注其值的大小
[0051 ]其中代表，实际测量值在此附近，相对于Vref没有明显差异
[0052] 步骤5:将T1功率器件的驱动信号调整为导通状态，实时检测Ξ个与Ξ相桥臂并联 的电阻分压网络的输出，如果驱动信号调整前Vl，V2，V3，Vref的输出为Vl = V2 = V3 = Vref = 7V， 当调整驱动信号并确保ΤΙ为导通状态时，￥1，￥2，￥3，心骗输出为￥1 = ￥2 = ￥3 = 9.33￥，而心： =7V时，则ΤΙ功率器件发生开路故障；
[0053] 步骤6:将T3功率器件的驱动信号调整为导通状态，实时检测Ξ个与Ξ相桥臂并联 的电阻分压网络的输出，如果驱动信号调整前Vl，V2，V3，Vref的输出为Vl = V2 = V3 = Vref = 7V， 当调整驱动信号并确保Τ3为导通状态时，￥1，￥2，￥3，心:的输出为￥1 = ￥2 = ￥3 = 9.33￥，而心： =7V时，则Τ3功率器件发生开路故障；
[0054] 步骤7:将巧功率器件的驱动信号调整为导通状态，实时检测Ξ个与Ξ相桥臂并联 的电阻分压网络的输出，如果驱动信号调整前Vl，V2，V3，Vref的输出为Vl = V2 = V3 = Vref = 7V， 当调整驱动信号并确保Τ5为导通状态时，￥1，￥2，￥3，心:的输出为￥1 = ￥2 = ￥3 = 9.33￥，而心： =7V时，则Τ5功率器件发生开路故障；
[0055] 步骤8:将Τ2功率器件的驱动信号调整为导通状态，实时检测Ξ个与Ξ相桥臂并联 的电阻分压网络的输出，如果驱动信号调整前Vl，V2，V3，Vref的输出为Vl = V2 = V3 = Vref = 7V， 当调整驱动信号并确保Τ2为导通状态时，￥1，￥2，￥3，心骗输出为￥1 = ￥2 = ￥3 = 0，而￥地=7￥ 时，则Τ2功率器件发生开路故障；
[0056] 步骤9:将Τ4功率器件的驱动信号调整为导通状态，实时检测Ξ个与Ξ相桥臂并联 的电阻分压网络的输出，如果驱动信号调整前Vl，V2，V3，Vref的输出为Vl = V2 = V3 = Vref = 7V， 当调整驱动信号并确保Τ4为导通状态时，Vl，V2，V3，Vref的输出为Vl = V2 = V3 = 0，而Vref = 7V 时，则T4功率器件发生开路故障；
[0057] 步骤10:将T6功率器件的驱动信号调整为导通状态，实时检测Ξ个与Ξ相桥臂并 联的电阻分压网络的输出，如果驱动信号调整前Vl，V2，V3，Vref的输出为Vl = V2 = V3 = Vref = 7V，当调整驱动信号并确保Τ6为导通状态时，Vl，V2，V3，Vref的输出为Vl = V2 = V3 = ο，而Vref = 7V时，则Τ6功率器件发生开路故障。
【主权项】
1. 一种三相全桥逆变器的静态故障诊断电路，其特征在于：在三相全桥逆变器的基本 拓扑上添加了四个并联的电阻分压网络和一个母线电流采样电阻，每一个电阻分压网络由 三个电阻R xl、1^2与1^3组成，其中X = 1，2，3，4;并且每一组电阻分压网路的同一相应位置处 的电阻阻值相同，其中三个电阻分压网络分别与逆变器的三相并联，还有一路并联于母线 两端。2. -种利用权利要求1所述的电路进行静态三相全桥逆变器短路故障诊断的方法，其 特征步骤如下： 步骤1:将三相全桥逆变器的六个功率器件的驱动信号全部置为无效状态，确保功率器 件可靠关断后，母线电压再上电； 步骤2:当母线电压Ud上电后，进行全桥故障检测，实时检测母线电流采样电阻两端的电 压值，当检测到的电压值W直大于设定限定值Vth的^倍以上时，则认为三相全桥逆变器的 上半桥臂与下半桥臂中同时至少有一个功率器件发生短路故障，结束故障检测；反之则认 为三相全桥逆变器的上半桥臂与下半桥臂中没有同时出现功率器件发生短路故障； 步骤3:当没有检测到三相全桥逆变器的上半桥臂与下半桥臂中没有同时出现功率器 件发生短路故障时，则接着检测是否发生了单纯的上半桥臂或下半桥臂短路故障:实时采 样四路电阻分压网路的输出，当四路分压网络的输出值都相同时，即VizVszVszVrefz (R43/(R41+R42+R43)Ud)时，则认为逆变器桥的六个功率器件都没有发生短路故障，当四路分 压网路的输出中三路和三个桥臂并联的分压网络输出与母线并联的网络输出不同时，则上 半桥臂或下半桥臂可能发生了短路故障；如果^1 = ￥2 = ￥3 = 0，而￥1^=(1?43/(1?41+1?42+1?43)1](〇 时，则说明下半桥臂功率管发生了短路故障，如果Vi = V2 = V3 = ( R43/ ( R42+R43 ) Ud )，而Vref = (R43/(R41+R42+R43)Ud)时，则说明上半桥臂功率管发生了短路故障，如下表所示： 半桥臂短路故障诊断条件表中：表示这里在判定时不关注其值的大小，"代表，实际测量值在此附近，相 对于Vref没有明显差异。3. -种利用权利要求1所述的电路进行静态三相全桥逆变器开路故障诊断的方法，其 特征在于步骤如下： 步骤1:当确定没有发生任何模式的短路故障时，将三相全桥逆变器的六个功率器件的 驱动信号置为无效状态，确保功率管可靠关断状态后，母线电压再上电； 步骤2:当母线电压Ud上电，对每个功率器件进行开路故障诊断:首先确保待检测的功率 器件的驱动信号为可靠关断状态，实时检测三个与三相桥臂并联的电阻分压网络的输出， 根据开路故障诊断条件，针对待检功率器件给予相应驱动信号，使其处于导通状态;如果驱 动信号调整前Vl，V2，V3，Vref 的输出为Vl = V2 = V3 = Vref = ( R43/( R4I+R42+R43 ) Ud )，而调整后Vl、 V2以及V3的输出发生变化，说明该功率管发生了开路故障;如果待检功率器件处于上半桥臂 时，故障情况下的％、％以及V 3的输出等于(R43/(R42+R43)Ud);如果待检功率器件处于下半桥 臂时，故障情况下的％、％以及V 3的输出等于0,具体的诊断条件和相应的驱动信号的调整如 下表所示， 开路故障诊断条件表中：表示这里在判定时不关注其值的大小，"代表，实际测量值在此附近，相 对于Vref没有明显差异。
【专利摘要】本发明涉及一种三相全桥逆变器的静态故障诊断的电路及诊断方法，电路中只需要四个简单的电阻分压网络以及一个直接连接的采样电阻，通过将分压网路的输出电压与参考电压进行比较，根据一些特殊的判定规则，可以实现开路故障与短路故障的检测与定位。可以有效、可靠的在系统运行前就诊断出三相全桥逆变器中是否存在开路故障和短路故障，确保在系统启动前就可以确定系统的故障状态，当检测到发生故障，停机下电进行检测，如果系统有针对三相全桥逆变器的多余度设计，则可以先进行余度切换，保证无故障启动，同时也为之后的检修提供的一定的参考，增强了系统的安全性和维修性。
【IPC分类】G01R31/02
【公开号】CN105629122
【申请号】CN201510980478
【发明人】马瑞卿, 张庆超, 李添幸
【申请人】西北工业大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月24日