具有容错功能的逆变器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种具有容错功能的逆变器，包括直流电源和逆变桥，第一逆变桥臂的上桥臂和下桥臂上分别接有快速熔断器F1和快速熔断器F4，第二逆变桥臂的上桥臂和下桥臂上分别接有快速熔断器F3和快速熔断器F6，第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂上分别接有快速熔断器F5和快速熔断器F2；直流电源与逆变桥之间连接有逆变辅助电路，逆变辅助电路由上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8、第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S1、第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S2和第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3，以及单相整流桥Z1、Z2和Z3组成。本实用新型实现了短路故障或开路故障所在桥臂的故障隔离，具有很好的容错运行功能。
【专利说明】具有容错功能的逆变器
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于逆变器【技术领域】，具体涉及一种具有容错功能的逆变器。
【背景技术】
[0002] 逆变器用于将直流电能转变成交流电能，按照直流侧电源性质的不同，逆变器被 分为电流源型逆变器和电压源型逆变器。电压源型逆变器由于结构简单、控制灵活等诸多 优点，得到了广泛应用，然而，其中的电力电子器件是最易发生故障的薄弱环节，其可靠性 问题一直没有得到有效解决。三相逆变器通常采用标准的三相桥式逆变结构，它不具有故 障容错能力，人们为了提高逆变器的可靠性通常采取元件降额使用或并联冗余元件等方法 来设计逆变器，但这两种设计方法会使系统造价过高，体积重量增加，在追求低成本和安装 空间受限的应用场合，逆变器的可靠性问题仍很突出。 实用新型内容
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有 容错功能的逆变器，其结构简单，实现方便，能够将短路故障转换为开路故障，实现了短路 故障或开路故障所在桥臂的故障隔离，避免了二次故障的发生，具有很好的容错运行功能， 能够保证系统的可靠性，实用性强，便于推广使用。
[0004] 为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种具有容错功能的逆变 器，包括直流电源和用于在外部控制电路的控制下将直流电转换成交流电的逆变桥，所述 逆变桥由第一逆变桥臂、第二逆变桥臂和第三逆变桥臂组成，所述第一逆变桥臂的上桥臂 上连接有第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Qi，所述第一逆变桥臂的下桥臂上连接有第一下桥 臂绝缘栅双极晶体管Q 4，所述第一逆变桥臂的上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥的第一输 出端，所述第二逆变桥臂的上桥臂上连接有第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q 3，所述第二逆 变桥臂的下桥臂上连接有第二下桥臂绝缘栅双极晶体管Q6，所述第二逆变桥臂的上桥臂与 下桥臂的连接端为逆变桥的第二输出端，所述第三逆变桥臂的上桥臂上连接有第三上桥臂 绝缘栅双极晶体管Q 5，所述第三逆变桥臂的下桥臂上连接有第三下桥臂绝缘栅双极晶体管 Q2，所述第三逆变桥臂的上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥的第三输出端；其特征在于：所 述第一逆变桥臂的上桥臂上连接有与第一上桥臂绝缘栅双极晶体管(?串联且用于将第一 上桥臂绝缘栅双极晶体管％的短路故障转换为第一逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔 断器匕，所述第一逆变桥臂的下桥臂上连接有与第一下桥臂绝缘栅双极晶体管〇 4串联且用 于将第一下桥臂绝缘栅双极晶体管Q4的短路故障转换为第一逆变桥臂的下桥臂开路故障 的快速熔断器F 4，所述第二逆变桥臂的上桥臂上连接有与第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q3 串联且用于将第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q3的短路故障转换为第二逆变桥臂的上桥臂 开路故障的快速熔断器F 3，所述第二逆变桥臂的下桥臂上连接有与第二下桥臂绝缘栅双极 晶体管Q6串联有用于将第二下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 6的短路故障转换为第二逆变桥臂 的下桥臂开路故障的快速熔断器F6，所述第三逆变桥臂的上桥臂上连接有与第三上桥臂绝 缘栅双极晶体管Q5串联且用于将第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5的短路故障转换为第三 逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔断器F5，所述第三逆变桥臂的下桥臂上连接有与第三 下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2串联且用于将第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2的短路故障转 换为第三逆变桥臂的下桥臂开路故障的快速熔断器F 2;所述直流电源与逆变桥之间连接有 用于在外部控制电路的控制下使逆变桥容错运行的逆变辅助电路，所述逆变辅助电路由上 桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 7、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8、第一逆变桥臂辅助绝缘 栅双极晶体管Si、第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管s 2和第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极 晶体管S3，以及单相整流桥Zi、单相整流桥z2和单相整流桥z 3组成；所述上桥臂辅助绝缘 栅双极晶体管Q7的集电极与直流电源的正极相接，所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 7的 发射极与下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8的集电极相接，所述下桥臂辅助绝缘栅双极晶体 管Q 8的发射极与直流电源的负极相接，所述单相整流桥Zi的一个交流输入端、单相整流桥 z2的一个交流输入端和单相整流桥z 3的一个交流输入端均与上桥臂辅助绝缘栅双极晶体 管Q7的发射极和下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8的集电极的连接端相接，所述单相整流桥 Zi的另一个交流输入端与逆变桥的第一输出端相接，所述单相整流桥z 2的另一个交流输入 端与逆变桥的第二输出端相接，所述单相整流桥z3的另一个交流输入端与逆变桥的第三输 出端相接，所述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si的集电极与单相整流桥Zi的正极输 出端相接，所述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si的发射极与单相整流桥Zi的负极输 出端相接，所述第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 2的集电极与单相整流桥z2的正极输 出端相接，所述第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 2的发射极与单相整流桥z2的负极输 出端相接，所述第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 3的集电极与单相整流桥z3的正极输 出端相接，所述第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 3的发射极与单相整流桥z3的负极输 出端相接。
[0005] 上述的具有容错功能的逆变器，其特征在于：所述第一上桥臂绝缘栅双极晶体管 Qi由反并联的绝缘栅双极晶体管 Te,和二极管De,组成，所述第一下桥臂绝缘栅双极晶体管 Q4由反并联的绝缘栅双极晶体管 Ta和二极管1^,组成，所述第二上桥臂绝缘栅双极晶体管 q3由反并联的绝缘栅双极晶体管13和二极管DQ3组成，所述第二下桥臂绝缘栅双极晶体管 Q 6由反并联的绝缘栅双极晶体管TQ6和二极管Dy,组成，所述第三上桥臂绝缘栅双极晶体管 Q 5由反并联的绝缘栅双极晶体管1^和二极管组成，所述第三下桥臂绝缘栅双极晶体管 Q2由反并联的绝缘栅双极晶体管 TQdP二极管D(.K组成，所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管 Q7由反并联的绝缘栅双极晶体管T Q7和二极管d〇7组成，所述下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管 q8由反并联的绝缘栅双极晶体管Up二极管D(.>,组成，所述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极 晶体管Si由反并联的绝缘栅双极晶体管T SJP二极管DSi组成，所述第二逆变桥臂辅助绝缘 栅双极晶体管s2由反并联的绝缘栅双极晶体管1^和二极管D s:组成，所述第三逆变桥臂辅 助绝缘栅双极晶体管s3由反并联的绝缘栅双极晶体管和二极管1\组成。
[0006] 上述的具有容错功能的逆变器，其特征在于：所述二极管Da、二极管D(>:、二极管 D%、二极管 13%、二极管D<35、二极管Dq6、二极管 Dq7、二极管13%、二极管DSl、二极管1^和 二极管Ds3均为快恢复二极管或高频二极管。
[0007] 本实用新型与现有技术相比具有以下优点：
[0008] 1、本实用新型的电路结构简单，实现方便。
[0009] 2、本实用新型通过在传统逆变桥每个桥臂上串联快速熔断器，当发生绝缘栅双极 晶体管短路故障时，将会烧毁该绝缘栅双极晶体管所在桥臂上的快速熔断器，实现了短路 故障到开路故障的转换，同时，在单桥臂开路故障时外部控制电路停止给故障单桥臂输出 控制信号，单桥臂开路故障便不会对重构逆变器产生影响，实现了开路或短路故障所在桥 臂的故障隔离，避免或减小了故障对整个系统的影响；故障隔离是将诊断出的故障部分与 其他正常部分进行分离的技术，逆变桥的故障被成功诊断后，必须采取措施进行隔离，否则 会影响其他正常部分的工作，造成二次故障；本实用新型有效地避免了二次故障的发生。 [0010] 3、本实用新型通过在直流电源与逆变桥之间添加逆变辅助电路，实现了逆变桥单 上桥臂开路或逆变桥单上桥臂上的绝缘栅双极晶体管短路，逆变桥单下桥臂开路或逆变桥 单下桥臂上的绝缘栅双极晶体管短路，以及逆变桥一个桥臂的上桥臂和下桥臂均开路或逆 变桥一个桥臂的上桥臂和下桥臂上的绝缘栅双极晶体管均短路时的容错运行，不降低整个 逆变电路的带载能力，逆变电路负载的性能不会受到影响，能够保证整个系统的可靠运行。
[0011] 4、本实用新型的实用性强，使用效果好，便于推广使用。
[0012] 综上所述，本实用新型结构简单，实现方便，能够将短路故障转换为开路故障，实 现了短路故障或开路故障所在桥臂的故障隔离，避免了二次故障的发生，具有很好的容错 运行功能，能够保证系统的可靠性，实用性强，便于推广使用。
[0013] 下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型具有容错功能的逆变器的电路原理图。
[0015] 图2a为第一逆变桥臂的上桥臂开路或第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％短路、第 一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Sl恒通、第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2恒通、上桥臂 辅助绝缘栅双极晶体管Q7导通时的电流回路图。
[0016] 图2b为第一逆变桥臂的上桥臂开路或第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％短路、第 一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Sl恒通、第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2恒通、上桥臂 辅助绝缘栅双极晶体管Q7关断时的电流回路图。
[0017] 图3a为第一逆变桥臂的上桥臂开路或第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％短路、第 一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Sl恒通、上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 7恒通、第三下 桥臂绝缘栅双极晶体管Q2导通时的电流回路图。
[0018] 图3b为第一逆变桥臂的上桥臂开路或第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Qi短路、第 一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Sl恒通、上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 7恒通、第三下 桥臂绝缘栅双极晶体管Q2关断时的电流回路图。
[0019] 图4a为第三逆变桥臂的下桥臂开路或第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2短路、第 三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 3恒通、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8恒通、第一上 桥臂绝缘栅双极晶体管％导通时的电流回路图。
[0020] 图4b为第三逆变桥臂的下桥臂开路或第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2短路、第 三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管s3恒通、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8恒通、第一上 桥臂绝缘栅双极晶体管Qi关断时的电流回路图。
[0021] 图5a为第三逆变桥臂的下桥臂开路或第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2短路、第 三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 3恒通、第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Ql恒通、下桥臂 辅助绝缘栅双极晶体管Q8导通时的电流回路图。
[0022] 图5b为第三逆变桥臂的下桥臂开路或第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2短路、第 三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 3恒通、第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Ql恒通、下桥臂 辅助绝缘栅双极晶体管Q8关断时的电流回路图。
[0023] 图6a为第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂均开路或第三上桥臂绝缘栅双极晶体管 Q5和第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2均短路、第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3恒 通、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8恒通、第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％导通时的电流 回路图。
[0024] 图6b为第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂均开路或第三上桥臂绝缘栅双极晶体管 Q5和第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2均短路、第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3恒 通、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8恒通、第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％关断时的电流 回路图。
[0025] 图7a为第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂均开路或第三上桥臂绝缘栅双极晶体管 Q5和第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2均短路、第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3恒 通、第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％恒通、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8导通时的电流 回路图。
[0026] 图7b为第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂均开路或第三上桥臂绝缘栅双极晶体管 Q5和第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2均短路、第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3恒 通、第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％恒通、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8关断时的电流 回路图。
[0027] 附图标记说明：
[0028] 1 一直流电源；2-逆变辅助电路；3-逆变桥；
[0029] 4 一二相无刷直流电机。
【具体实施方式】
[0030] 如图1所示，本实用新型的具有容错功能的逆变器，包括直流电源1和用于在外 部控制电路的控制下将直流电转换成交流电的逆变桥3,所述逆变桥3由第一逆变桥臂、第 二逆变桥臂和第三逆变桥臂组成，所述第一逆变桥臂的上桥臂上连接有第一上桥臂绝缘栅 双极晶体管％，所述第一逆变桥臂的下桥臂上连接有第一下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 4，所 述第一逆变桥臂的上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥3的第一输出端，所述第二逆变桥臂 的上桥臂上连接有第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q 3，所述第二逆变桥臂的下桥臂上连接有 第二下桥臂绝缘栅双极晶体管06，所述第二逆变桥臂的上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥 3的第二输出端，所述第三逆变桥臂的上桥臂上连接有第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q 5，所 述第三逆变桥臂的下桥臂上连接有第三下桥臂绝缘栅双极晶体管92，所述第三逆变桥臂的 上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥3的第三输出端；所述第一逆变桥臂的上桥臂上连接有 与第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Qi串联且用于将第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Qi的短路 故障转换为第一逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔断器匕，所述第一逆变桥臂的下桥臂 上连接有与第一下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 4串联且用于将第一下桥臂绝缘栅双极晶体管 Q4的短路故障转换为第一逆变桥臂的下桥臂开路故障的快速熔断器F 4，所述第二逆变桥臂 的上桥臂上连接有与第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q3串联且用于将第二上桥臂绝缘栅双 极晶体管Q 3的短路故障转换为第二逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔断器F3，所述第二 逆变桥臂的下桥臂上连接有与第二下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 6串联有用于将第二下桥臂 绝缘栅双极晶体管Q6的短路故障转换为第二逆变桥臂的下桥臂开路故障的快速熔断器F 6， 所述第三逆变桥臂的上桥臂上连接有与第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5串联且用于将第 三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q 5的短路故障转换为第三逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速 熔断器F5，所述第三逆变桥臂的下桥臂上连接有与第三下桥臂绝缘栅双极晶体管〇 2串联且 用于将第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2的短路故障转换为第三逆变桥臂的下桥臂开路故 障的快速熔断器F 2 ;所述直流电源1与逆变桥3之间连接有用于在外部控制电路的控制下 使逆变桥3容错运行的逆变辅助电路2,所述逆变辅助电路2由上桥臂辅助绝缘栅双极晶 体管Q 7、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8、第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si、第二逆 变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 2和第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3,以及单相整流 桥Zi、单相整流桥Z2和单相整流桥Z 3组成；所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7的集电极 与直流电源1的正极相接，所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 7的发射极与下桥臂辅助绝 缘栅双极晶体管Q8的集电极相接，所述下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8的发射极与直流电 源1的负极相接，所述单相整流桥Zi的一个交流输入端、单相整流桥Z2的一个交流输入端 和单相整流桥Z 3的一个交流输入端均与上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7的发射极和下桥 臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8的集电极的连接端相接，所述单相整流桥Zi的另一个交流输入 端与逆变桥3的第一输出端相接，所述单相整流桥Z 2的另一个交流输入端与逆变桥3的第 二输出端相接，所述单相整流桥Z3的另一个交流输入端与逆变桥3的第三输出端相接，所 述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管&的集电极与单相整流桥Zi的正极输出端相接，所 述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si的发射极与单相整流桥Zi的负极输出端相接，所 述第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 2的集电极与单相整流桥Z2的正极输出端相接，所 述第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 2的发射极与单相整流桥Z2的负极输出端相接，所 述第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 3的集电极与单相整流桥Z3的正极输出端相接，所 述第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 3的发射极与单相整流桥Z3的负极输出端相接。
[0031] 本实施例中，所述第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Qi由反并联的绝缘栅双极晶体管 \和二极管Da组成，所述第一下桥臂绝缘栅双极晶体管Q4由反并联的绝缘栅双极晶体管 Te4和二极管!^4组成，所述第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q3由反并联的绝缘栅双极晶体管 T Q3和二极管DQ3组成，所述第二下桥臂绝缘栅双极晶体管q6由反并联的绝缘栅双极晶体管 T Q6和二极管dq6组成，所述第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5由反并联的绝缘栅双极晶体管 T Q5和二极管dQ5组成，所述第三下桥臂绝缘栅双极晶体管q2由反并联的绝缘栅双极晶体管 和二极管!\ 2组成，所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7由反并联的绝缘栅双极晶体管 Tq7和二极管DQ7组成，所述下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8由反并联的绝缘栅双极晶体管 Tq8和二极管15%组成，所述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si由反并联的绝缘栅双极 晶体管&和二极管D Si组成，所述第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S2由反并联的绝缘 栅双极晶体管Ts :和二极管1^组成，所述第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3由反并联 的绝缘栅双极晶体管\和二极管D S3组成。
[0032] 本实施例中，所述二极管De,、二极管D&、二极管DQ3、二极管D Q4、二极管D%、二 极管1^、二极管Dq7、二极管13%、二极管、二极管 1^和二极管1^均为快恢复二极管或 1?频-极管。
[0033] 为了验证本发明逆变电路的容错运行效果，进行了本发明应用于三相无刷直流电 机4驱动的实验。三相无刷直流电机4工作在公知的120°星形三相六状态，三相无刷直流 电机4的六个状态完全独立可控，以ac相通电的状态（电流从a相流入三相无刷直流电机 4, c相流出三相无刷直流电机4)为例，本发明的容错运行效果如下分析：
[0034] (1)第一逆变桥臂的上桥臂开路或该上桥臂上的第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％ 短路
[0035] 由于第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Qi短路时，快速熔断器Fi会快速熔断，因此快 速熔断器匕将第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％的短路故障转换为了第一逆变桥臂的上桥 臂开路故障。
[0036] ①上管调制、下管恒通（HPWM_L0N)调制方式
[0037] 上管调制、下管恒通（HPWM_L0N)调制方式时，三相无刷直流电机4工作在第一逆 变桥臂的上桥臂上的第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％由所述外部控制电路输出的PWM控 制信号调制、第三逆变桥臂的下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2恒通的状态时 段。
[0038] 当无开路或短路故障时，在第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％的PWM控制信号调制 导通时段，加在三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于直流电源1的电压E ;在第一 上桥臂绝缘栅双极晶体管％的PWM控制信号调制关断时段，第一上桥臂绝缘栅双极晶体管 Qi截止，加在三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于零。
[0039] 当第一逆变桥臂的上桥臂开路或该上桥臂上的第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％ 短路时，所述外部控制电路发出控制信号导通第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si，让 第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si在第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％和第三下桥臂 绝缘栅双极晶体管Q 2工作的60度区间一直导通；所述外部控制电路停止发出对该上桥臂 上的第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％的控制信号，同时，所述外部控制电路按照其控制该 上桥臂上的第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％正常工作时的控制逻辑对上桥臂辅助绝缘栅 双极晶体管9 7进行控制，即上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7由所述外部控制电路输出的 PWM控制信号调制，所述外部控制电路继续控制第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2恒通，本发 明逆变电路的容错运行情况如图2a和图2b所示，图2a为第一逆变桥臂的上桥臂开路或第 一上桥臂绝缘栅双极晶体管％短路、第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si恒通、第三下 桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2恒通、上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7导通时的电流回路图，图 2b为第一逆变桥臂的上桥臂开路或第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Qi短路、第一逆变桥臂辅 助绝缘栅双极晶体管Si恒通、第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2恒通、上桥臂辅助绝缘栅双 极晶体管关断时的电流回路图。
[0040] 由图2a可以看出，当外部控制电路控制上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7导通时， 直流电源1的正极经过绝缘栅双极晶体管T Q7、单相整流桥Zi和绝缘栅双极晶体管\加到 三相无刷直流电机4的a相端，直流电源1的负极经过快速熔断器F 2和绝缘栅双极晶体管 \2加到三相无刷直流电机4的c相端，与无开路或短路故障时一样，三相无刷直流电机4的 ac相两端的电压等于直流电源1的电压E ;由图2b可以看出，当外部控制电路控制上桥臂 辅助绝缘栅双极晶体管Q7关断时，三相无刷直流电机4的电流通过快速熔断器F 2、快速熔 断器F4和二极管D(>|形成续流回路，与无开路或短路故障时一样，三相无刷直流电机4的ac 相两端的电压等于零。由此可见，当第一逆变桥臂的上桥臂开路或该上桥臂上的第一上桥 臂绝缘栅双极晶体管％短路时，由于本发明逆变电路的容错运行，三相无刷直流电机4的 输出性能并不会受到影响。
[0041] ②下管调制、上管恒通（H0N_LPWM)调制方式
[0042] 下管调制、上管恒通（H0N_LPWM)调制方式时，三相无刷直流电机4工作在第三逆 变桥臂的下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2由所述外部控制电路输出的PWM控 制信号调制、第一逆变桥臂的上桥臂上的第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％恒通的状态时 段。
[0043] 当无开路或短路故障时，在第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2的PWM控制信号调制 导通时段，加在三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于直流电源1的电压E ;在第三 下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2的PWM控制信号调制关断时段，第三下桥臂绝缘栅双极晶体管 Q 2截止，加在三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于零。
[0044] 当第一逆变桥臂的上桥臂开路或该上桥臂上的第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Qi 短路时，所述外部控制电路发出控制信号导通第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si，让 第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si在第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％和第三下桥臂 绝缘栅双极晶体管Q 2工作的60度区间一直导通；所述外部控制电路停止发出对该上桥臂 上的第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％的控制信号，同时，所述外部控制电路按照其控制该 上桥臂上的第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％正常工作时的控制逻辑对上桥臂辅助绝缘栅 双极晶体管Q 7进行控制，即控制上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7恒通，第三下桥臂绝缘栅 双极晶体管Q 2继续由所述外部控制电路输出的PWM控制信号调制，本发明逆变电路的容错 运行情况如图3a和图3b所示，图3a为第一逆变桥臂的上桥臂开路或第一上桥臂绝缘栅双 极晶体管％短路、第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si恒通、上桥臂辅助绝缘栅双极晶 体管Q 7恒通、第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2导通时的电流回路图，图3b为第一逆变桥臂 的上桥臂开路或第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％短路、第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体 管Si恒通、上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 7恒通、第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2关断时 的电流回路图。
[0045] 由图3a可以看出，当外部控制电路控制第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2导通时， 直流电源1的正极经过绝缘栅双极晶体管T y_、单相整流桥Zi和绝缘栅双极晶体管I加到 三相无刷直流电机4的a相端，直流电源1的负极经过快速熔断器F2和绝缘栅双极晶体管 凡2加到三相无刷直流电机4的c相端，与无开路或短路故障时一样，三相无刷直流电机4 的ac相两端的电压等于直流电源1的电压E ;由图3b可以看出，当外部控制电路控制第三 下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2关断时，三相无刷直流电机4的电流通过二极管D Q5、快速熔断 器f5、绝缘栅双极晶体管tQ7、单相整流桥Zl和绝缘栅双极晶体管t Si形成续流回路，与无开 路或短路故障时一样，三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于零。由此可见，当第一 逆变桥臂的上桥臂开路或该上桥臂上的第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％短路时，由于本发 明逆变电路的容错运行，三相无刷直流电机4的输出性能并不会受到影响。
[0046] (2)第三逆变桥臂的下桥臂开路或该下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2 短路
[0047] 由于第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2短路时，快速熔断器F2会快速熔断，因此快 速熔断器F 2将第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2的短路故障转换为了第三逆变桥臂的下桥 臂开路故障。
[0048] ①上管调制、下管恒通（HPWM_L0N)调制方式
[0049] 上管调制、下管恒通（HPWM_L0N)调制方式时，三相无刷直流电机4工作在第一逆 变桥臂的上桥臂上的第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％由所述外部控制电路输出的PWM控 制信号调制、第三逆变桥臂的下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2恒通的状态时 段。
[0050] 当无开路或短路故障时，在第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％的PWM控制信号调制 导通时段，加在三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于直流电源1的电压E ;在第一 上桥臂绝缘栅双极晶体管％的PWM控制信号调制关断时段，第一上桥臂绝缘栅双极晶体管 Qi截止，加在三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于零。
[0051] 当第三逆变桥臂的下桥臂开路或该下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2 短路时，所述外部控制电路发出控制信号导通第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3，让 第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 3在第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％和第三下桥臂 绝缘栅双极晶体管Q2工作的60度区间一直导通；所述外部控制电路停止发出对第三下桥 臂绝缘栅双极晶体管Q 2的控制信号，同时，所述外部控制电路按照其控制该下桥臂上的第 三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2正常工作时的控制逻辑对下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8 进行控制，即控制下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8恒通，第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％ 继续由所述外部控制电路输出的PWM控制信号调制，本发明逆变电路的容错运行情况如图 4a和图4b所示，图4a为第三逆变桥臂的下桥臂开路或第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2短 路、第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3恒通、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8恒通、 第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％导通时的电流回路图，图4b为第三逆变桥臂的下桥臂开 路或第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2短路、第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3恒通、 下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8恒通、第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％关断时的电流回路 图。
[0052] 由图4a可以看出，当外部控制电路控制第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％导通时， 直流电源1的正极经过快速熔断器匕和绝缘栅双极晶体管Tq加到三相无刷直流电机4的 a相端，直流电源1的负极经过绝缘栅双极晶体管、单相整流桥Z3和第三逆变桥臂辅助 绝缘栅双极晶体管S3加到三相无刷直流电机4的c相端，与无开路或短路故障时一样，三相 无刷直流电机4的ac相两端的电压等于直流电源1的电压E ;由图4b可以看出，当外部控 制电路控制第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％关断时，三相无刷直流电机4的电流通过绝缘 栅双极晶体管T S3、单相整流桥Z3、绝缘栅双极晶体管1〇8、快速熔断器F4和二极管d Q4形成续 流回路，与无开路或短路故障时一样，三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于零。由 此可见，当第三逆变桥臂的下桥臂开路或该下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2短 路时，由于本发明逆变电路的容错运行，三相无刷直流电机4的输出性能并不会受到影响。
[0053] ②下管调制、上管恒通（H0N_LPWM)调制方式
[0054] 下管调制、上管恒通（H0N_LPWM)调制方式时，三相无刷直流电机4工作在第三逆 变桥臂的下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2由所述外部控制电路输出的PWM控 制信号调制、第一逆变桥臂的上桥臂上的第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％恒通的状态时 段。
[0055] 当无开路或短路故障时，在第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2的PWM控制信号调制 导通时段，加在三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于直流电源1的电压E ;在第三 下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2的PWM控制信号调制关断时段，第三下桥臂绝缘栅双极晶体管 Q 2截止，加在三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于零。
[0056] 当第三逆变桥臂的下桥臂开路或该下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2 短路时，所述外部控制电路发出控制信号导通第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3，让 第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 3在第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％和第三下桥臂 绝缘栅双极晶体管Q2工作的60度区间一直导通；所述外部控制电路停止发出对第三下桥 臂绝缘栅双极晶体管Q 2的控制信号，同时，所述外部控制电路按照其控制该下桥臂上的第 三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2正常工作时的控制逻辑对下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8 进行控制，即下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8由所述外部控制电路输出的PWM控制信号调 制，所述外部控制电路继续控制第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％恒通，本发明逆变电路的 容错运行情况如图5a和图5b所示，图5a为第三逆变桥臂的下桥臂开路或第三下桥臂绝缘 栅双极晶体管Q 2短路、第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3恒通、第一上桥臂绝缘栅双 极晶体管％恒通、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8导通时的电流回路图，图5b为第三逆变 桥臂的下桥臂开路或第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2短路、第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极 晶体管S 3恒通、第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％恒通、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8关 断时的电流回路图。
[0057] 由图5a可以看出，当外部控制电路控制下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8导通时， 直流电源1的正极经过快速熔断器匕和绝缘栅双极晶体管T Qi加到三相无刷直流电机4的 a相端，直流电源1的负极经过绝缘栅双极晶体管Τ(Λ、单相整流桥Z 3和第三逆变桥臂辅助 绝缘栅双极晶体管S3加到三相无刷直流电机4的c相端，与无开路或短路故障时一样，三 相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于直流电源1的电压E ;由图5b可以看出，当外部 控制电路控制下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8关断时，三相无刷直流电机4的电流通过二 极管 Dq5、快速熔断器F5和快速熔断器匕形成续流回路，与无开路或短路故障时一样，三相 无刷直流电机4的ac相两端的电压等于零。由此可见，当第三逆变桥臂的下桥臂开路或该 下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2短路时，由于本发明逆变电路的容错运行，三 相无刷直流电机4的输出性能并不会受到影响。
[0058] (3)第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂均开路或该上桥臂上的第三上桥臂绝缘栅双 极晶体管Q 5和该下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2均短路
[0059] 由于第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5短路时，快速熔断器F5会快速熔断，因此快 速熔断器F 5将第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5的短路故障转换为了第三逆变桥臂的上桥 臂开路故障；由于第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2短路时，快速熔断器F2会快速熔断，因此 快速熔断器F2将第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2的短路故障转换为了第三逆变桥臂的下 桥臂开路故障。
[0060] ①上管调制、下管恒通（HPWM_L0N)调制方式
[0061] 上管调制、下管恒通（HPWM_L0N)调制方式时，三相无刷直流电机4工作在第一逆 变桥臂的上桥臂上的第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％由所述外部控制电路输出的PWM控 制信号调制、第三逆变桥臂的下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2恒通的状态时 段。
[0062] 当无开路或短路故障时，在第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％的PWM控制信号调制 导通时段，加在三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于直流电源1的电压E ;在第一 上桥臂绝缘栅双极晶体管％的PWM控制信号调制关断时段，第一上桥臂绝缘栅双极晶体管 Qi截止，加在三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于零。
[0063]当第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂均开路或该上桥臂上的第三上桥臂绝缘栅双 极晶体管Q5和该下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2均短路时，所述外部控制电路 发出控制信号导通第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管s 3，让第三逆变桥臂辅助绝缘栅双 极晶体管s3在第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Qi和第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2工作的 60度区间一直导通；所述外部控制电路停止发出对第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5和第 三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2的控制信号，同时，所述外部控制电路按照其控制该上桥臂 上的第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5正常工作时的控制逻辑对上桥臂辅助绝缘栅双极晶 体管Q 7进行控制，由于三相无刷直流电机4工作在ac相通电的状态，因此在无开路或短路 故障时，所述外部控制电路也不对第三上桥臂绝缘栅双极晶体管9 5进行控制，所以所述外 部控制电路也不对上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7进行控制；所述外部控制电路按照其控 制该下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2正常工作时的控制逻辑对下桥臂辅助绝 缘栅双极晶体管Q8进行控制，即控制下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8恒通，第一上桥臂绝 缘栅双极晶体管％继续由所述外部控制电路输出的PWM控制信号调制，本发明逆变电路的 容错运行情况如图6a和图6b所示，图6a为第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂均开路或第三 上桥臂绝缘栅双极晶体管Q 5和第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2均短路、第三逆变桥臂辅助 绝缘栅双极晶体管S3恒通、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8恒通、第一上桥臂绝缘栅双极 晶体管％导通时的电流回路图，图6b为第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂均开路或第三上 桥臂绝缘栅双极晶体管Q 5和第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2均短路、第三逆变桥臂辅助绝 缘栅双极晶体管S3恒通、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8恒通、第一上桥臂绝缘栅双极晶 体管％关断时的电流回路图。
[0064] 由图6a可以看出，当外部控制电路控制第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％导通时， 直流电源1的正极经过快速熔断器Fi和绝缘栅双极晶体管T Q加到三相无刷直流电机4的 a相端，直流电源1的负极经过绝缘栅双极晶体管\8、单相整流桥Z3和第三逆变桥臂辅助 绝缘栅双极晶体管S3加到三相无刷直流电机4的c相端，与无开路或短路故障时一样，三 相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于直流电源1的电压E ;由图6b可以看出，当外部 控制电路控制第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％关断时，三相无刷直流电机4的电流通过单 相整流桥Z 3、绝缘栅双极晶体管13、绝缘栅双极晶体管tQs、快速熔断器f4和二极管D Q|形 成续流回路，与无开路或短路故障时一样，三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于零。 由此可见，当第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂均开路或该上桥臂上的第三上桥臂绝缘栅双 极晶体管95和该下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管9 2均短路时，由于本发明逆变电 路的容错运行，三相无刷直流电机4的输出性能并不会受到影响。
[0065] ②下管调制、上管恒通（H0N_LPWM)调制方式
[0066] 下管调制、上管恒通（H0N_LPWM)调制方式时，三相无刷直流电机4工作在第三逆 变桥臂的下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2由所述外部控制电路输出的PWM控 制信号调制、第一逆变桥臂的上桥臂上的第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％恒通的状态时 段。
[0067] 当无开路或短路故障时，在第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2的PWM控制信号调制 导通时段，加在三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于直流电源1的电压E ;在第三 下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2的PWM控制信号调制关断时段，第三下桥臂绝缘栅双极晶体管 Q 2截止，加在三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于零。
[0068]当第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂均开路或该上桥臂上的第三上桥臂绝缘栅双 极晶体管Q5和该下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2均短路时，所述外部控制电路 发出控制信号导通第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管s 3，让第三逆变桥臂辅助绝缘栅双 极晶体管s3在第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Qi和第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2工作的 60度区间一直导通；所述外部控制电路停止发出对第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5和第 三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2的控制信号，同时，所述外部控制电路按照其控制该上桥臂 上的第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5正常工作时的控制逻辑对上桥臂辅助绝缘栅双极晶 体管Q 7进行控制，由于三相无刷直流电机4工作在ac相通电的状态，因此在无开路或短路 故障时，所述外部控制电路也不对第三上桥臂绝缘栅双极晶体管9 5进行控制，所以所述外 部控制电路也不对上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q7进行控制；所述外部控制电路按照其控 制该下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2正常工作时的控制逻辑对下桥臂辅助绝 缘栅双极晶体管％进行控制，即下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8由所述外部控制电路输出 的PWM控制信号调制，所述外部控制电路控制第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％恒通，本发 明逆变电路的容错运行情况如图7a和图7b所示，图7a为第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂 均开路或第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q 5和第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2均短路、第三 逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S3恒通、第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％恒通、下桥臂辅 助绝缘栅双极晶体管Q 8导通时的电流回路图，图7b为第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂均 开路或第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5和第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2均短路、第三逆 变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管s3恒通、第一上桥臂绝缘栅双极晶体管Qi恒通、下桥臂辅助 绝缘棚双极晶体管Q8关断时的电流回路图。
[0069] 由图7a可以看出，当外部控制电路控制下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8导通时， 直流电源1的正极经过快速熔断器Fi和绝缘栅双极晶体管TQi加到三相无刷直流电机4的 a相端，直流电源1的负极经过绝缘栅双极晶体管Τ (λ、单相整流桥Z3和第三逆变桥臂辅助 绝缘栅双极晶体管S3加到三相无刷直流电机4的c相端，与无开路或短路故障时一样，三相 无刷直流电机4的ac相两端的电压等于直流电源1的电压E ;由图7b可以看出，当外部控 制电路控制下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8关断时，三相无刷直流电机4的电流通过单相 整流桥z 3、绝缘栅双极晶体管tS3、二极管dQ7、快速熔断器Fi和绝缘栅双极晶体管t Qi形成续 流回路，与无开路或短路故障时一样，三相无刷直流电机4的ac相两端的电压等于零。由 此可见，当第三逆变桥臂的上桥臂和下桥臂均开路或该上桥臂上的第三上桥臂绝缘栅双极 晶体管Q 5和该下桥臂上的第三下桥臂绝缘栅双极晶体管92均短路时，由于本发明逆变电路 的容错运行，三相无刷直流电机4的输出性能并不会受到影响。
[0070] 综上所述，本实用新型通过在传统逆变桥每个桥臂上串联快速熔断器，当发生绝 缘栅双极晶体管短路故障时，将会烧毁该绝缘栅双极晶体管所在桥臂上的快速熔断器，实 现了短路故障到开路故障的转换，同时，在单桥臂开路故障时外部控制电路停止给故障单 桥臂输出控制信号，单桥臂开路故障便不会对重构逆变器产生影响，实现了开路或短路故 障所在桥臂的故障隔离，避免或减小了故障对整个系统的影响。本实用新型通过在直流电 源与逆变桥之间添加逆变辅助电路，实现了逆变桥单上桥臂开路或逆变桥单上桥臂上的绝 缘栅双极晶体管短路，逆变桥单下桥臂开路或逆变桥单下桥臂上的绝缘栅双极晶体管短 路，以及逆变桥一个桥臂的上桥臂和下桥臂均开路或逆变桥一个桥臂的上桥臂和下桥臂上 的绝缘栅双极晶体管均短路时的容错运行，不降低整个逆变电路的带载能力，逆变电路负 载的性能不会受到影响，能够保证整个系统的可靠运行。
[0071] 以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1. 一种具有容错功能的逆变器，包括直流电源⑴和用于在外部控制电路的控制下将 直流电转换成交流电的逆变桥（3)，所述逆变桥（3)由第一逆变桥臂、第二逆变桥臂和第三 逆变桥臂组成，所述第一逆变桥臂的上桥臂上连接有第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％，所 述第一逆变桥臂的下桥臂上连接有第一下桥臂绝缘栅双极晶体管9 4，所述第一逆变桥臂的 上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥（3)的第一输出端，所述第二逆变桥臂的上桥臂上连接 有第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q 3，所述第二逆变桥臂的下桥臂上连接有第二下桥臂绝缘 栅双极晶体管Q6，所述第二逆变桥臂的上桥臂与下桥臂的连接端为逆变桥（3)的第二输出 端，所述第三逆变桥臂的上桥臂上连接有第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q 5，所述第三逆变 桥臂的下桥臂上连接有第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q2，所述第三逆变桥臂的上桥臂与下 桥臂的连接端为逆变桥（3)的第三输出端；其特征在于：所述第一逆变桥臂的上桥臂上连 接有与第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％串联且用于将第一上桥臂绝缘栅双极晶体管％的 短路故障转换为第一逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔断器Fi，所述第一逆变桥臂的下 桥臂上连接有与第一下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 4串联且用于将第一下桥臂绝缘栅双极晶 体管Q4的短路故障转换为第一逆变桥臂的下桥臂开路故障的快速熔断器F 4，所述第二逆变 桥臂的上桥臂上连接有与第二上桥臂绝缘栅双极晶体管Q3串联且用于将第二上桥臂绝缘 栅双极晶体管Q 3的短路故障转换为第二逆变桥臂的上桥臂开路故障的快速熔断器匕，所述 第二逆变桥臂的下桥臂上连接有与第二下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 6串联有用于将第二下 桥臂绝缘栅双极晶体管Q6的短路故障转换为第二逆变桥臂的下桥臂开路故障的快速熔断 器^，所述第三逆变桥臂的上桥臂上连接有与第三上桥臂绝缘栅双极晶体管〇 5串联且用于 将第三上桥臂绝缘栅双极晶体管Q5的短路故障转换为第三逆变桥臂的上桥臂开路故障的 快速熔断器F 5，所述第三逆变桥臂的下桥臂上连接有与第三下桥臂绝缘栅双极晶体管％串 联且用于将第三下桥臂绝缘栅双极晶体管Q 2的短路故障转换为第三逆变桥臂的下桥臂开 路故障的快速熔断器F2 ;所述直流电源（1)与逆变桥（3)之间连接有用于在外部控制电路 的控制下使逆变桥（3)容错运行的逆变辅助电路（2)，所述逆变辅助电路（2)由上桥臂辅 助绝缘栅双极晶体管Q 7、下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8、第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极 晶体管Si、第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 2和第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管 S3，以及单相整流桥Zi、单相整流桥Z2和单相整流桥Z 3组成；所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶 体管Q7的集电极与直流电源（1)的正极相接，所述上桥臂辅助绝缘栅双极晶体管9 7的发射 极与下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q8的集电极相接，所述下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8 的发射极与直流电源（1)的负极相接，所述单相整流桥Zi的一个交流输入端、单相整流桥 Z2的一个交流输入端和单相整流桥Z 3的一个交流输入端均与上桥臂辅助绝缘栅双极晶体 管Q7的发射极和下桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Q 8的集电极的连接端相接，所述单相整流桥 Zi的另一个交流输入端与逆变桥（3)的第一输出端相接，所述单相整流桥Z 2的另一个交流 输入端与逆变桥（3)的第二输出端相接，所述单相整流桥&的另一个交流输入端与逆变桥 (3)的第三输出端相接，所述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si的集电极与单相整流 桥Zi的正极输出端相接，所述第一逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管Si的发射极与单相整流 桥Zi的负极输出端相接，所述第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 2的集电极与单相整流 桥Z2的正极输出端相接，所述第二逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 2的发射极与单相整流 桥Z2的负极输出端相接，所述第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 3的集电极与单相整流 桥z3的正极输出端相接，所述第三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管s3的发射极与单相整流 桥z3的负极输出端相接。
2. 按照权利要求1所述的具有容错功能的逆变器，其特征在于：所述第一上桥臂绝缘 栅双极晶体管％由反并联的绝缘栅双极晶体管T y和二极管〇0组成，所述第一下桥臂绝缘 栅双极晶体管Q4由反并联的绝缘栅双极晶体管和二极管dQ4组成，所述第二上桥臂绝缘 栅双极晶体管Q3由反并联的绝缘栅双极晶体管Tg;和二极管dQ3组成，所述第二下桥臂绝缘 栅双极晶体管Q 6由反并联的绝缘栅双极晶体管&6和二极管Dq6组成，所述第三上桥臂绝缘 栅双极晶体管Q 5由反并联的绝缘栅双极晶体管\>_.和二极管DQ5组成，所述第三下桥臂绝缘 栅双极晶体管Q 2由反并联的绝缘栅双极晶体管和二极管!\2组成，所述上桥臂辅助绝缘 栅双极晶体管Q 7由反并联的绝缘栅双极晶体管TQ,和二极管dQ7组成，所述下桥臂辅助绝缘 栅双极晶体管Q 8由反并联的绝缘栅双极晶体管兀、和二极管DQs组成，所述第一逆变桥臂辅 助绝缘栅双极晶体管Si由反并联的绝缘栅双极晶体管^，和二极管!^组成，所述第二逆变 桥臂辅助绝缘栅双极晶体管S 2由反并联的绝缘栅双极晶体管和二极管1^组成，所述第 三逆变桥臂辅助绝缘栅双极晶体管s3由反并联的绝缘栅双极晶体管·^和二极管1\组成。
3. 按照权利要求2所述的具有容错功能的逆变器，其特征在于：所述二极管1^ '二 极管dQ2、二极管〇<33、二极管dQ4、二极管d Qs、二极管dQs、二极管DQ7、二极管D(>、、二极管 D Sl、二极管!^2和二极管1^均为快恢复二极管或高频二极管。
【文档编号】H02M1/32GK203840234SQ201420250144
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】贺虎成 申请人:西安科技大学