一种控制开关应用电路及其故障检测保护方法与流程

本发明涉及控制开关应用电路领域，尤其涉及控制开关应用电路的故障检测及保护领域。

背景技术：

随着大功率半导体器件比如igbt(绝缘栅双极型晶体管)、mosfet(场效应晶体管)、bjt(双极结型晶体管)等越来越多应用于工业生产、生活、汽车、重型机械等领域，其一般作为控制开关设置在各种高压控制电路中，控制高压回路的通断。

比如，图1给出了一种大功率半导体作为控制开关12的应用电路的框图。该应用电路中一般均包括控制侧回路2和被控侧回路1，控制侧回路2由控制侧电源20供电，被控侧回路1由被控侧电源10供电；被控侧回路1中设有一个以上的开关模块，每个开关模块中均设有一个以上的控制开关12，开关模块控制负载11的通断(该图1中给出的是一路开关模块中包括单个控制开关12，每路控制开关12控制一个负载11的通断，具有这样的一个以上的开关模块的应用电路一般称为并联式应用电路。也有的开关模块为通过两个控制开关12串联形成的驱动桥，在两个并联的驱动桥之间接负载11，此类应用电路称为桥式应用电路。对于三相交流电机类负载11，其有uvw三个端子，则由3个并联的驱动桥(同样的，该驱动桥有两个控制开关12串联形成)上引出输出端与uvw端子连接，此类应用电路称为三相桥式应用电路)。控制侧回路2中一般均包括控制器22和一个以上的驱动模块23，控制器22将逻辑信号发送给各驱动模块23，驱动模块23生成驱动信号，其驱动信号控制各开关模块的通断。一般还设有人机交互界面21与控制器22相连，通过人机交互界面21来获取用户指令，并通知用户系统的工作状态。

当其应用在各类大型产品上，比如使用在电动汽车等上时，其使用的电压越来越高，从几十伏特到上千伏特不等，如果大功率半导体一旦失效，可能会对负载11和被控侧回路1造成损伤。比如igbt和mos击穿后三脚全部短路 或引脚间电阻大幅下降，使其无法再实现其通断控制的功能。如果在需要大功率半导体关断的时候其失效导致仍然持续通电，电机类负载将会短路烧毁，加热应用类负载将会一直通电，有些电源管理系统的预充回路会过流烧毁。

现有的一些igbt、mosfet和bjt的应用电路中，虽然也有短路检测和保护措施，但其只能在接通被控制侧电压后才能实施检测，依靠空气开关或保险丝来保护短路。该种短路检测和保护措施只能在被控侧回路接通后才能检测到，不能提前实施检测。保护措施是依靠空气开关过流跳闸或保险丝熔断。对于电机负载只有igbt和mosfet驱动桥中单独上桥或单独下桥短路时才有可能保护。随着高压应用的越来越多，如果igbt和mosfet的短路后接通高压电源，将会很容易发生非常严重的事故。

技术实现要素：

为解决现有控制开关应用电路中只在接通被控制侧回路后才能实施检测和采取保护，容易发生严重事故的问题，本发明提供了一种控制开关应用电路及其故障检测保护方法。

本发明第一方面提供了一种控制开关应用电路，包括控制侧电源、控制侧回路、被控侧电源和被控侧回路；

所述控制侧电源连接所述控制侧回路，为所述控制侧回路提供电能；所述被控侧电源连接所述被控侧回路，为所述被控侧回路提供电能；

所述被控侧回路包括一个以上的开关模块和一个以上的负载，开关模块中包括一个以上的控制开关；所述负载和开关模块电连接；

所述控制侧回路包括控制器和一个以上的驱动模块，每个驱动模块的输入端连接至控制器，每个驱动模块的输出端连接一开关模块；

其中，还包括一电磁继电器和一个以上的电流检测模块；

每个所述开关模块中连接一电流检测模块，所述电流检测模块用于检测被控侧回路中开关模块中的电流，并将检测结果反馈给控制器；

所述电磁继电器的主回路接在所述被控侧电源和被控侧回路之间，所述电磁继电器的控制回路连接至所述控制器；所述控制器通过接收到的电流检测模块的检测结果，向所述电磁继电器的控制回路发送控制信号，以控制所述被控侧回路的通断。

进一步地，所述电流检测模块包括霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器 包括采集端和输出端，所述采集端采集开关模块中的电流，其输出端连接至所述控制器。

进一步地，所述电流检测模块包括采样电阻和运算放大器，所述运算放大器将采样电阻采集到的电流放大后反馈给所述控制器。

进一步地，各电流检测模块集成为一个电流检测模块。

进一步地，所述控制开关应用电路为并联式控制开关应用电路；

所述并联式控制开关应用电路中的被控侧回路包括两路以上的开关模块，每路开关模块包括一个控制开关，所述控制开关与一负载串联连接。

进一步地，所述控制开关应用电路为桥式控制开关应用电路；

所述桥式控制开关应用电路中的被控侧回路包括2路开关模块，每路开关模块中串接有两个控制开关，所述两个控制开关之间设有输出节点；两路开关模块中的输出节点之间连接负载。

进一步地，所述控制开关应用电路为三相桥式控制开关应用电路；所述负载为三相电机，三相电机包括u、v、w三个端子；

所述三相桥式控制开关应用电路中的被控侧回路包括三路开关模块，每路开关模块中串接有两个控制开关，所述两个控制开关之间设有输出节点；三路开关模块中的输出节点分别连接至所述三相电机的u、v、w端子。

进一步地，所述控制侧回路中还包括与控制器连接的人机交互界面，通过人机交互界面来获取用户指令，并通知用户控制开关应用电路的工作状态。

进一步地，所述驱动模块包括驱动芯片、限流电阻、并联电阻、滤波电容和稳压管；

所述驱动芯片的输出端通过该限流电阻连接至所述开关模块中控制开关的控制端；

所述并联电阻、滤波电容和稳压管并联连接在控制端和地之间。

本发明第二方面提供了一种控制开关应用电路的故障检测保护方法，所述故障检测保护方法包括如下步骤：

s1、初始化步骤：接通控制侧电源，保持电磁继电器断开，使被控侧回路处于断路状态；

s2、电流检测步骤：通过控制器向各驱动模块发送测试逻辑信号，各驱动模块根据所述测试逻辑信号生成测试驱动信号，并将所述测试驱动信号发送给各开关模块，通过各电流检测模块检测各开关模块的电流，并将检测到的电流 反馈给控制器；

s3、判断步骤：控制器接收各电流检测模块中反馈的电流，根据其检测到的电流与第一预设阈值进行比较，当其检测到的电流大于等于第一预设阈值时，判断电流检测模块对应的开关模块中存在故障，反之，则判断电流检测模块对应的开关模块中不存在故障；

s4、启动保护步骤：当任意开关模块中存在故障时，控制器发送保持信号继续保持电磁继电器断开；当各开关模块中均不存在故障时，通过控制器发送接通信号接通电磁继电器，使被控侧回路接通；

进一步地，所述故障检测保护方法还包括：

s5、工作保护步骤：当电磁继电器接通，开关模块接通工作后；如果驱动模块的驱动信号为低电平，开关模块不能接通时，任意电流检测模块仍有检测到超过第二预设阈值的电流，则判定该电流检测模块对应的开关模块存在故障；若存在故障，则通过控制器发送控制信号断开电磁继电器，使被控侧回路断开。

进一步地，上述步骤s2中，所述“通过各电流检测模块检测各开关模块的电流，并将检测到的电流反馈给控制器”具体包括如下步骤：

电流检测模块对每一路开关模块进行多次检测，并将多次检测到的电流反馈给控制器。

进一步地，上述步骤s3中，所述“控制器将各电流检测模块反馈的电流与第一预设阈值进行比较”具体包括如下步骤：

控制器将上述电流检测模块多次检测到的电流求平均后获得一采样平均值，然后将所述采样平均值与第一预设阈值进行比较。

本发明第三方面提供了一种控制开关应用电路的故障检测保护方法，所述故障检测保护方法包括如下步骤：

所述故障检测保护方法包括如下步骤：

步骤s101：开启控制侧电源，保持电磁继电器断开；

步骤s102：待控制侧电源稳定，控制器控制一路开关模块开启；

步骤s103：电流检测模块检测对应上述开关模块的电流；

步骤s104：控制器接收对应步骤s103中电流检测模块反馈的电流，当电流没有超过第一预设阀值时，进入步骤s105；当该电流超过第一预设阀值时，进入步骤s106；

步骤s105：判断此路开关模块处于正常状态，进入步骤s6；

步骤s106：判断此路开关模块存在故障，进入步骤s6；

步骤s107：控制器记录上述步骤s105和步骤s106所判断的状态信息，然后关闭该路开关模块；

步骤s108：由控制器判断是否已检测完所有开关模块；如果没有检测完所有开关模块，进入步骤s109，如果已检查完所有开关模块，进入步骤s110；

步骤s109：返回步骤s103，控制器控制下一路开关模块开启；

步骤s110：控制器判断是否有故障记录，如果没有故障记录进入步骤s111，如果有故障记录进入步骤s112；

步骤s111：控制器发送接通信号接通电磁继电器，被控侧电源开始供电；

步骤s112：控制器发送保持信号保持电磁继电器断开，同时通过人机交互界面通知用户故障信息。

本发明提供的控制开关应用电路及其故障检测保护方法，由于其在控制开关应用电路中增加了电磁继电器和一个以上的电流检测模块，使得其能在不接通被控侧电源的情况下实行开关模块的故障检测，如果检测到各控制开关存在故障，则将保持电磁继电器的断开状态，主动防止发生严重的安全事故，只有检测到各路开关模块中的控制开关均无故障时，才吸合电磁继电器。

在正常工作的过程中，其也能主动的通过电磁继电器对开关模块实行故障断电保护。因此，用户使用更加安全，可靠。

附图说明

图1是现有技术中提供的一种并联式控制开关应用电路框图；

图2是本发明具体实施方式中提供的一种并联式控制开关应用电路框图；

图3是本发明具体实施方式中提供的一种并联式控制开关应用电路原理图；

图4是本发明具体实施方式中提供的一种桥式控制开关应用电路框图；

图5是本发明具体实施方式中提供的一种三相桥式控制开关应用电路框图；

图6是本发明具体实施方式中提供的负载为三相电机示意图；

图7是本发明具体实施方式中提供的一种三相桥式控制开关应用电路原理图；

图8本发明具体实施方式中提供的控制开关应用电路的仅包括启动阶段的故障检测保护方法流程图；

图9本发明具体实施方式中提供的控制开关应用电路的还包括工作阶段的 故障检测保护方法流程图；

图10是本发明具体实施方式中提供的控制开关应用电路的一种启动阶段的故障检测保护方法的进一步优化流程图。

其中，1、被控侧回路；2、控制侧回路；10、被控侧电源；20、控制侧电源；11、负载；12、控制开关；13、电磁继电器；21、人机交互界面；22、控制器；23、驱动模块；24、电流检测模块；231、驱动芯片。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请结合图2-图10结合如下实施例1-5理解本发明提供的控制开关应用电路和故障检测保护方法。

本发明提供的控制开关应用电路，包括控制侧电源20、控制侧回路2、被控侧电源10和被控侧回路1；

所述控制侧电源20连接所述控制侧回路2，为所述控制侧回路2提供电能；所述被控侧电源10连接所述被控侧回路1，为所述被控侧回路1提供电能；

所述被控侧回路1包括一个以上开关模块和负载11，开关模块中包括一个以上的控制开关，该控制开关12为大功率半导体；所述负载11连接所述开关模块；开关模块控制该负载11的通断。

所述控制侧回路2包括控制器22和一个以上的驱动模块23，每个驱动模块23的输入端连接至控制器22，每个驱动模块23的输出端连接一开关模块；每个驱动模块23驱动一开关模块，所述控制器22向每个驱动模块23发送逻辑信号，所述驱动模块23根据所述逻辑信号生成驱动信号，将所述驱动信号发送给每一路开关模块，以控制每一路开关模块的通断；

控制器22(如mcu，计算机，可编程控制器等等)负责检测、判断和控制整个系统和人机交互界面21。即控制器22负责控制电磁继电器13，具体指向电磁继电器13的控制回路(即线圈)发送控制信号，使该线圈通电或者断电，以控制电磁继电器13主回路的通断，以此来控制被控侧电源10与被控侧回路1的通断。该控制信号分为保持信号和接通信号，保持信号使电磁继电器13保持断开的状态，接通信号使电磁继电器13接通，向驱动模块23发送逻辑信号， 通过逻辑信号来使能驱动模块23，然后通过驱动模块23输出驱动电压，通过该驱动电压打开或者关闭各控制开关12。部分驱动模块23有自检功能，可以给控制器22反馈相关的自检信息。同时控制器22还用来获取电流检测模块24的数据，并且通过人机交互界面21与用户交互。

此处需要说明的是，本申请并不局限各控制开关应用电路的具体细节，只要其包括一个以上的驱动模块23，通过驱动模块23驱动每一路开关模块的通断(也即有一路开关模块，就有一路对应驱动该开关模块内控制开关12的驱动模块23)，每一路开关模块最终单独或者组合控制负载11的通断即可。

被控侧电源10与电磁继电器13连接，用于给被控制回路提供电能。一般可以是电动或混动汽车中的高压电池，工业系统中应用的高压电源，以及其它形式的电源。

控制侧电源20一般为低压电源，其与控制侧回路2连接，用于给控制器22，驱动模块23，电流检测电流，人机交互界面21等提供电源。在有的低压应用电路中，控制侧电源20和被控侧电源10为同一电源。

其中上述控制器22、驱动模块23和开关模块以及负载11均为本领域技术人员所公知，本申请主要的改进在于对现有各控制开关应用电路进一步改进，在其上增加电磁继电器13和一个以上的电流检测模块24；

其中，在每个所述开关模块中连接一电流检测模块24，所述电流检测模块24用于检测被控侧回路1中开关模块中的电流，并将检测结果反馈给控制器22；

所述电磁继电器13为常开继电器，其主回路接在所述被控侧电源10和被控侧回路1之间，所述电磁继电器13的控制回路连接至所述控制器22；所述控制器22通过接收到的电流检测模块24的检测结果，向所述电磁继电器13的控制回路发送控制信号，以控制所述被控侧回路1的通断。电磁继电器13与控制器22连接，控制被控侧电源10的开启关断。在整个系统未完成自检前，该电磁继电器13不吸合，不直接将被控侧电源10接入被控侧回路1。直到完成自检，并且无故障后，该电磁继电器13才会吸合接通被控侧电源10。

其中，所述电流检测模块24可以为霍尔电流传感器，所述霍尔电流传感器包括采集端和输出端，所述采集端采集开关模块中的电流，其输出端连接至所述控制器22。

或者，所述电流检测模块24包括采样电阻和运算放大器，所述运算放大器将采样电阻采集到的电流放大后反馈给所述控制器22。

目前因为霍尔电流传感器的制造工艺问题，现在霍尔电流传感器的最小分辨率是100ma，电阻采样电路分辨率与电路中采样电阻，运放和控制器22中的模数转换器有关，可以根据需求来自行匹配。

作为进一步改进的方式，各电流检测模块24集成为一个电流检测模块24。

一般所述控制侧回路2中还包括与控制器22连接的人机交互界面21，通过人机交互界面21来获取用户指令，并通知用户控制开关应用电路的工作状态。

所述驱动模块23也可以采用本领域技术人员所公知的各种驱动模块23，比如，可以采用下边实施例1-实施例3中的驱动模块23。

上述控制开关12可以为igbt(绝缘栅双极型晶体管)、mosfet(场效应晶体管)或bjt(双极结型晶体管)中的任意一种，下边将以igbt作为控制开关12应用在各种控制开关应用电路中为例进行说明。

实施例1

本例将以所述控制开关应用电路为并联式控制开关应用电路为例进行具体解释说明；

如图2、图3所示，所述并联式控制开关应用电路中的被控侧回路1包括两路的开关模块，当然，其可以接更一个以上的控制开关的开关模块和负载11。其中，每路开关模块包括一个控制开关12，所述控制开关12与一负载11串联连接；该控制开关12为igbt。所谓的串联连接，指该igbt的c极或e极与负载11串联连接。各路igbt和负载11串联后，均连接到电磁继电器13的主回路上，受所受电磁继电器13的控制。

本例中的负载11主要为电阻型负载11(比如加热器等)，各负载11之间为并联的关系，各自通过一igbt实现其通断。

其中，所述控制侧回路2包括控制器22、一个以上的驱动模块23和人机交互界面21，每个驱动模块23的输入端连接至控制器22，每个驱动模块23的输出端连接一控制开关12的控制端，该控制端也即igbt的基极，也即b极；每个驱动模块23驱动一控制开关12，所述控制器22向每个驱动模块23发送逻辑信号，所述驱动模块23根据所述逻辑信号生成驱动信号，将所述驱动信号发送给每一个控制开关12，以驱动该控制开关12的通断；通过人机交互界面21来获取用户指令，并通知用户控制开关应用电路的工作状态。

人机交互界面21负责该应用电路与用户的交互，可以通过触屏、键盘、按 键、手势、声音等来获取用户指令。通过屏幕、指示灯、打印、声音来将系统信息返馈给用户。还可以将此系统与设备中其它系统连接，构成功能更加全面的设备系统。

每个电流检测模块24接在所述开关模块上；该电流检测模块24可以接在该开关模块上，比如接在igbt的c极或者e极上，当然，由于该负载11串联在开关模块上，因此，也可将其接在负载11的两端线路上。

本例中，其所述电流检测模块24具体如图3设置，包括采样电阻和运算放大器，所述运算放大器将采样电阻采集到的电流放大后反馈给所述控制器22。运算放大器的同相输入端接到igbt的e极，其反向输入端通过一采样电阻接地，反向输入端和输出端之间连接一反馈电阻。如此，其即可采集到开关模块上的电流。

本例中，该驱动模块23具体如图3设置，其包括驱动芯片231、限流电阻、并联电阻、滤波电容和稳压管；

所述驱动芯片231的输出端通过该限流电阻连接至所述开关模块中控制开关12的控制端；

所述并联电阻、滤波电容和稳压管并联连接在控制端和地之间。

实施例2

本例将以所述控制开关应用电路为桥式控制开关应用电路为例进行具体解释说明；

如图4所示，所述桥式控制开关应用电路中的被控侧回路1包括两路开关模块，每路开关模块中串接有两个控制开关12，两个控制开关12之间设有输出节点(或输出端)；两路开关模块中的输出节点之间连接负载11；该类负载11一般为直流电机。

每个电流检测模块24接在所述开关模块上；所述控制侧回路2包括控制器22、一个以上的驱动模块23和人机交互界面21，每个驱动模块23的输入端连接至控制器22，每个驱动模块23的输出端连接至对应开关模块中两个控制开关12的控制端，该控制端也即igbt的基极，也即b极；其中，其控制侧回路2中的驱动模块23与实施例1中的驱动模块23基本相同，电流检测模块24也与实施例1中的电流检测模块24相同，其区别点仅在于开关模块和负载11的连接方式的差异。实施例1中的开关模块中采用单个igbt作为控制开关12。而 本例中的开关模块采用上下两个igbt串联的驱动桥式的开关模块。从串联的两个igbt之间引出输出节点，如此，在两个开关模块之间的输出节点连接该直流电机类的负载11。

本例跟下面实施例3中描述的三相桥式控制开关应用电路更接近。为免重复说明，其开关模块的具体连接方式，请参见实施例3，不再赘述。

实施例3

本例将以所述控制开关应用电路为三相桥式控制开关应用电路为例进行具体解释说明；其中，请参见图5公开的一种三相桥式控制开关应用电路框图，图6中公开的三相电机负载11，三相电机包括u、v、w三个端子；图7中公开的一种三相桥式控制开关应用电路原理图。

所述三相桥式控制开关应用电路中的被控侧回路1包括三路开关模块，每路开关模块中串接有两个控制开关12，两个控制开关12之间设有输出节点；3路开关模块中的输出节点分别连接至所述负载11(三相电机)的u、v、w端子；具体地，每路开关模块中，位于上桥的igbt的c极连接到被控侧电源10，e极与下桥的igbt的c极连接，下桥的igbt的e极连接一电阻后接地。其上连接u、v、w端子的三个输出节点分别从上桥的igbt的e极和下桥的igbt的c极之间引出。

每个电流检测模块24接在所述开关模块上；所述控制侧回路2包括控制器22、一个以上的驱动模块23和人机交互界面21，每个驱动模块23的输入端连接至控制器22，每个驱动模块23的输出端连接至对应开关模块中两个控制开关12的控制端，同样的，其控制侧回路2中的驱动模块23与实施例1、实施例2中的驱动模块23基本相同，电流检测模块24也与实施例1中的电流检测模块24相同，其区别点仅在于开关模块和负载11的连接方式的差异。实施例1中的开关模块中采用单个igbt作为控制开关12。实施例2和本例中开关模块采用上下两个igbt串联的驱动桥式的开关模块。从串联的两个igbt之间引出输出节点，将3个开关模块之间的输出节点连接到三相电机的u、v、w端子上。

实施例4

本例将对本发明提供的故障检测保护方法进行具体解释说明，所述故障检测保护方法包括启动阶段的故障检测保护方法；如图8所示，所述启动阶段的 故障检测保护方法包括如下步骤：

s1、初始化步骤：接通控制侧电源20(如果控制侧电源20和被控侧电源10使用同一总电源，则接通总电源)，保持电磁继电器13断开，使被控侧回路1处于断路状态；使控制侧回路(即人机交互界面21、控制器22、电流检测模块24、驱动模块23、各开关模块等)处于工作状态。此时，由于电磁继电器13处于断开的状态，因此，正常状态下，各路电流检测模块24检测到的电流值应为0(或仅有微弱的漏电流)。

s2、电流检测步骤：通过控制器22向各驱动模块23发送测试逻辑信号(比如+5伏的测试电压)，各驱动模块23根据所述测试逻辑信号生成测试驱动信号(比如+15伏的驱动电压,目的是使开关模块开启)，并将所述测试驱动信号发送给各开关模块，通过各电流检测模块24检测各开关模块的电流，并将检测到的电流反馈给控制器22；发送测试逻辑信号的目的是尝试使各开关模块处于通路状态，最终各开关模块的结果使得负载11处于通路状态(但此时电磁继电器13仍处于断开状态)，等待igbt驱动电压稳定后测量被控侧回路1中开关模块的电流，如果igbt未短路和损坏，那么此时被控制回路中电流为0，如果igbt短路或损坏，根据电流回路，驱动模块23发送的驱动信号将会全部或部分流入开关模块中，电流检测模块24可以检测到电流信号。电流检测模块24将检测到的电流信号进行放大，并将数据传送给控制器22。

s3、判断步骤：控制器22接收各电流检测模块24中反馈的电流，根据其检测到的电流与允许的最大漏电流阈值进行比较，当其检测到的电流大于等于允许的预设阈值(最大漏电流阈值，为区别起见，此处的预设阈值称为第一预设阈值)时，判断电流检测模块24对应的开关模块中存在故障，反之，则判断电流检测模块24对应的开关模块中不存在故障；具体地，本例中采用逐路检测的方式，并逐路判断由控制器22判断各电流检测模块24反馈的电流是否大于正常器件允许的最大漏电流阀值。如果超过，则可以判断出该路igbt短路或损坏。控制器22通过人机交互界面21中的指示灯，屏幕或声音通知用户，并进入下一路开关模块的检测。作为优选的方式，通过电流检测模块24连续循环对每一路开关模块进行多次检测，并将检测到的电流反馈给控制器22。多个循环判断结果均一致才进入下一路检测。最后把所有结果通知用户。

s4、启动保护步骤：当任意开关模块中存在故障时，控制器22发送保持信号继续保持电磁继电器13断开；当各开关模块中均不存在故障时，通过控制器 22发送接通信号接通电磁继电器13，使被控侧回路1接通；若存在故障，则可通过人机交互界面21通知用户及时进行检修。这样就可以在被控侧回路1不上电的情况下来获取各作为控制开关12的大功率半导体的状态信息，安全方便。

在上述启动阶段的基础上，如图8所示，还包括一工作阶段。所述工作阶段包括如下步骤：

s5、工作保护步骤：当电磁继电器13接通，开关模块接通工作后；如果驱动模块23的驱动信号为低电平，开关模块不能接通时，任意电流检测模块24仍有检测到超过一预设阈值(为区别起见，此处的预设阈值可称为第二预设阈值，其与上边启动阶段阈值各是不同的值，其与实际工况有关系。)的电流，则判定该电流检测模块24对应的开关模块存在故障；若存在故障，则通过控制器22发送控制信号断开电磁继电器13，使被控侧回路1断开。

仅上述步骤s5，使得igbt在使用过程中，该电流检测模块24仍能发挥作用。如果在没有igbt没有驱动信号的情况(或这么理解igbt的驱动信号为0时)，电流检测模块24检测到仍有超过预设阀值(第二预设阈值)的电流存在，则控制器22判断该路开关模块中的igbt发生故障，主动通知用户并根所应用情况，判断是否直接断开主回路中的继电器。

上述电流检测步骤中，其可以通过各电流检测模块24同时检测各路开关模块中的电流，也可以逐路检测检测各路开关模块中的电流。各电流检测模块24检测到的结果将会被记录在控制器22中，供后续步骤s4使用，其可以在检测完所有的开关模块后，再将结果反馈给人机交互界面21，并控制保持电磁继电器13断开或者吸合电磁继电器13。或者再进行逐路检测各开关模块中电流时，一旦出现故障，控制器22即及时向人机交互界面21发送信息，并及时发出保持电磁继电器13断开的控制信号，并无需一定等待所有电流检测模块24的检测结果。

实施例5

具体地，请结合图10进行理解，本例对启动阶段的故障检测保护方法做了进一步优化，其包括如下步骤：

步骤s101：开启控制侧电源20，保持电磁继电器13断开；此时，控制侧电源20给控制侧回路2供电，由于电磁继电器13断开，使得使被控侧回路1处于断路状态；使控制侧回路2(即人机交互界面21、控制器22、电流检测模 块24、驱动模块23、各开关模块等)处于工作状态。

步骤s102：待控制侧电源20稳定，控制器22控制一路开关模块开启；具体的，通过控制器22向对应该路开关模块的驱动模块23发送测试逻辑信号(比如+5伏的测试电压)，该驱动模块23根据所述测试逻辑信号生成测试驱动信号(比如+15伏的驱动电压,目的是使开关模块开启)，并将所述测试驱动信号发送给该路开关模块，以控制该路开关模块的开启；

步骤s103：电流检测模块24检测对应上述开关模块的电流；步骤s104：控制器22接收对应步骤s103中电流检测模块24反馈的电流，当电流没有超过第一预设阀值时，进入步骤s105；当该电流超过第一预设阀值时，进入步骤s106；

步骤s105：判断此路开关模块处于正常状态，进入步骤s6；

步骤s106：判断此路开关模块存在故障，进入步骤s6；

步骤s107：控制器22记录上述步骤s105和步骤s106所判断的状态信息，然后关闭该路开关模块；所谓的状态信息即上述步骤s105中的正常状态和步骤s106中的故障；

步骤s108：由控制器22判断是否已检测完所有开关模块；如果没有检测完所有开关模块，进入步骤s109，如果已检查完所有开关模块，进入步骤s110；

步骤s109：返回步骤s103，控制器22控制下一路开关模块开启；

步骤s110：控制器22判断是否有故障记录，如果没有故障记录进入步骤s111，如果有故障记录进入步骤s112；

步骤s111：控制器22发送接通信号接通电磁继电器13，被控侧电源10开始供电；此时，根据需要，将检查无故障的结果通知用户；

步骤s112：控制器22发送保持信号保持电磁继电器13断开，同时通过人机交互界面21通知用户故障信息。

本发明提供的控制开关应用电路及其故障检测保护方法，由于其在控制开关应用电路中增加了电磁继电器13和一个以上的电流检测模块24，使得其能在不接通被控侧电源10的情况下实行开关模块的故障检测，如果检测到各控制开关12存在故障，则将保持电磁继电器13的断开状态，主动防止发生严重的安全事故，只有检测到各路开关模块中的控制开关均无故障时，才吸合电磁继电器13。在正常工作的过程中，其也能主动的通过电磁继电器13对开关模块实行故障断电保护。因此，用户使用更加安全，可靠。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。