本发明属于电力电子技术领域，更具体地，涉及一种提高电力电子变换装置安全性的方法、系统和控制器。
背景技术：
随着电力电子器件和控制技术的不断发展，电力电子变换装置在工业电气驱动、交通运输、电力系统、通信系统，以及新能源领域均得到了广泛应用。与此同时，电力电子变换装置中的开关器件的电压等级和电流等级也越来越高，从而对电力电子变换装置的安全稳定运行能力提出了越来越严格的要求。
目前，检测电力电子变换装置的主电路故障的方法主要是通过检测该主电路的各项参数(例如电流、电压、温度等)来实现。
然而，上述检测方法存在一个不可忽视的问题，在电力电子变换装置的控制器输出脉冲宽度调制(pulsewidthmodulation，简称pwm)信号的过程中，由于出现电路故障、程序故障、以及外部干扰，从而会使得pwm信号出现异常或错误，进而导致被控的电力电子变换装置的主电路出现运行不稳定、短路等故障，而现有的检测方法并不能检测到这种情况下所产生的该故障。
技术实现要素：
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种提高电力电子变换装置安全性的方法、系统和控制器，其目的在于，解决现有电力电子变换装置的主电路故障检测方法中存在的无法检测由于pwm信号出现异常或错误所导致的主电路故障的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种提高电力电子变换装置安全性的方法，是应用在pwm信号检测电路中，所述方法包括以下步骤：
(1)在接收到来自于微处理器电路的启动信号或复位信号时，对pwm信号发生电路生成的多路pwm信号进行采样，以获取每一路pwm信号在采样时刻的开关状态；
(2)判断步骤(1)得到的所有pwm信号在采样时刻的开关状态是否与电力电子变换装置的主电路正常工作时开关器件的状态组合一致，如果一致则返回步骤(1)继续采样过程，否则转入步骤(3)；
(3)向所有闭锁电路发送闭锁信号，以关闭闭锁电路的输出端。
(4)向微处理器电路和/或pwm信号发生电路发送状态信息，该状态信息中包括所有多路pwm信号在采样时刻的开关状态。
(5)重复上述步骤(1)至(4)，直至接收到来自于微处理器电路的关闭信号为止，过程结束。
优选地，pwm信号检测电路与微处理器电路、pwm信号发生电路、以及多个闭锁电路共同组成电力电子变换装置的控制器。
优选地，pwm信号检测电路与微处理器电路、pwm信号发生电路、以及闭锁电路分别连接，微处理器电路的输出端与pwm信号发生电路的输入端连接，pwm信号发生电路的输出端与闭锁电路的输入端连接，闭锁电路的输出端与电力电子变换装置的主电路连接。
优选地，pwm信号发生电路生成的pwm信号的路数与电力电子变换装置的主电路的开关器件个数一致，闭锁电路的数量与pwm信号的路数相同。
按照本发明的另一方面，提供了一种提高电力电子变换装置安全性的系统，是应用在pwm信号检测电路中，所述系统包括：
第一模块，用于在接收到来自于微处理器电路的启动信号或复位信号时，对pwm信号发生电路生成的多路pwm信号进行采样，以获取每一路pwm信号在采样时刻的开关状态；
第二模块，用于判断第一模块得到的所有pwm信号在采样时刻的开关状态是否与电力电子变换装置的主电路正常工作时开关器件的状态组合一致，如果一致则返回第一模块继续采样过程，否则转入第三模块；
第三模块，用于向所有闭锁电路发送闭锁信号，以关闭闭锁电路的输出端。
第四模块，用于向微处理器电路和/或pwm信号发生电路发送状态信息，该状态信息中包括所有多路pwm信号在采样时刻的开关状态。
第五模块，用于重复上述第一模块至第四模块，直至接收到来自于微处理器电路的关闭信号为止，过程结束。
按照本发明的另一方面，提供了一种电力电子变换装置的控制器，其包括pwm信号检测电路、微处理器电路、pwm信号发生电路、以及多个闭锁电路，pwm信号检测电路中存储有计算机指令，该指令被处理器执行时，实现其包括pwm信号检测电路、微处理器电路、pwm信号发生电路、以及多个闭锁电路，其特征在于，pwm信号检测电路中存储有计算机指令，该指令被处理器执行时，实现上述方法的步骤。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
(1)本发明在电力电子变换装置的控制器中增加了pwm信号检测电路，可实现发生故障的pwm信号的快速检测；
(2)由于本发明的方法能够通过步骤(2)判断所有pwm信号在采样时刻的开关状态是否与电力电子变换装置的主电路正常工作时开关器件的状态组合一致来快速确定多路pwm信号是否发生故障，并通过步骤(3)在pwm信号发生故障时及时将该pwm信号闭锁，从而最快地实现了对主电路的保护，防止主电路因为错误的pwm信号而发生短路等故障；
(3)本发明通过步骤(4)实现了对故障时刻多路pwm信号的开关状态的记录和上传，便于实现发生故障的pwm信号的准确定位，并为发生故障的pwm信号的事后分析提供了数据基础；
(4)本发明通过与微处理器电路的配合，可以方便实现对本方法所涉及状态组合参数进行灵活修改；
(5)本发明的方法原理简单，操作快捷，稳定性高，易于大规模使用和推广。
附图说明
图1是本发明提高电力电子变换装置安全性的方法的应用环境图。
图2是本发明提高电力电子变换装置安全性的方法的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明提高电力电子变换装置安全性的方法，是应用在pwm信号检测电路中，该pwm信号检测电路与微处理器电路、pwm信号发生电路、以及多个闭锁电路共同组成电力电子变换装置的控制器，pwm信号检测电路与微处理器电路、pwm信号发生电路、以及闭锁电路分别连接，pwm信号检测电路的输入端与pwm信号发生电路的输出端连接，微处理器电路的输出端与pwm信号发生电路的输入端连接，pwm信号发生电路的输出端与闭锁电路的输入端连接，闭锁电路的输出端与电力电子变换装置的主电路连接。
如图2所示，根据本发明的一种实施方式，提供了一种提高电力电子变换装置安全性的方法，包括以下步骤：
(1)在接收到来自于微处理器电路的启动信号或复位信号时，对pwm信号发生电路生成的多路pwm信号进行采样，以获取每一路pwm信号在采样时刻的开关状态；
具体而言，本步骤中对pwm信号进行采样的频率大于或等于20mhz，pmw信号的开关状态就是该pwm信号的高低电平。
pwm信号发生电路生成的pwm信号的路数与电力电子变换装置的主电路的开关器件个数一致。例如，如果电力电子变换装置的主电路为h桥逆变器，其开关器件个数为4，则pwm信号发生电路生成的pwm信号为4路；如果电力电子变换装置的主电路包括n个开关器件，则pwm信号发生电路生成的pwm信号为n路。
(2)判断步骤(1)得到的所有pwm信号在采样时刻的开关状态是否与电力电子变换装置的主电路正常工作时开关器件的状态组合一致，如果一致则返回步骤(1)继续采样过程，否则转入步骤(3)；
例如，如果h桥电力电子变换装置的主电路包括4个开关器件，其状态组合一共有16种，其中使该主电路能够正常工作的条件是，4个开关器件的状态分别为1，0，1，0，或者0，1，0，1，或者0，0，0，0，或者0，0，0，1，或者0，0，1，0，或者0，1，0，0，或者1，0，0，0，或者1，1，0，0，或者0，0，1，1,。如果步骤(1)得到的所有4路pwm信号在采样时刻的开关状态为1，0，1，0或者0，1，0，1，则该pwm信号能够使得主电路正常工作；如果步骤(1)得到的所有4路pwm信号在采样时刻的开关状态为1，1，1，1，则该4路pwm信号会驱动主电路中所有开关器件导通，从而发生严重的短路故障，造成器件损坏；因此对类似后者的这种pwm信号进行闭锁操作。
应该理解的是，电力电子变换装置的主电路在正常工作时，该主电路中开关器件的状态及状态组合是本领域技术人员均知晓的，在此不再赘述。
(3)向所有闭锁电路发送闭锁信号，以关闭闭锁电路的输出端。
具体而言，本发明中的闭锁电路的数量与pwm信号的路数相同。在本实施方式中，闭锁电路是通过与非门实现，但本发明并不局限于此，其可以通过模拟电路、数字电路、或模拟电路与数字电路的组合实现。
由于开关器件对持续时间小于t的pwm信号不作响应(受开关器件响应时间限制)，因此在步骤(2)完成对pwm信号的检测，并且在本步骤向闭锁电路传送闭锁信号时，闭锁电路尚未向开关器件输出pwm信号。其中t是预设阈值，其取值根据采用的不同驱动芯片而各有不同，一般为200ns-400ns之间。
当电力电子变换装置的控制器中由于元件故障、程序错误、外部干扰、内部电源波动等原因生成错误的pwm信号时，通过上述步骤能够闭锁发生错误的pwm信号，并防止出现主电路短路等故障。
(4)向微处理器电路和/或pwm信号发生电路发送状态信息，该状态信息中包括所有多路pwm信号在采样时刻的开关状态。
(5)重复上述步骤(1)至(4)，直至接收到来自于微处理器电路的关闭信号为止，过程结束。
根据本发明的另一种实施方式，提供了一种提高电力电子变换装置安全性的系统，其是应用在pwm信号检测电路中，该pwm信号检测电路与微处理器电路、pwm信号发生电路、以及多个闭锁电路共同组成电力电子变换装置的控制器，pwm信号检测电路与微处理器电路、pwm信号发生电路、以及闭锁电路分别连接，微处理器电路的输出端与pwm信号发生电路的输入端连接，pwm信号发生电路的输出端与闭锁电路的输入端连接，闭锁电路的输出端与电力电子变换装置的主电路连接，所述系统包括：
第一模块，用于在接收到来自于微处理器电路的启动信号或复位信号时，对pwm信号发生电路生成的多路pwm信号进行采样，以获取每一路pwm信号在采样时刻的开关状态；
具体而言，本步骤中对pwm信号进行采样的频率大于或等于20mhz，pmw信号的开关状态就是该pwm信号的高低电平。
pwm信号发生电路生成的pwm信号的路数与电力电子变换装置的主电路的开关器件个数一致。例如，如果电力电子变换装置的主电路为h桥逆变器，其开关器件个数为4，则pwm信号发生电路生成的pwm信号为4路；如果电力电子变换装置的主电路包括n个开关器件，则pwm信号发生电路生成的pwm信号为n路。
第二模块，用于判断第一模块得到的所有pwm信号在采样时刻的开关状态是否与电力电子变换装置的主电路正常工作时开关器件的状态组合一致，如果一致则返回第一模块继续采样过程，否则转入第三模块；
例如，如果h桥电力电子变换装置的主电路包括4个开关器件，其状态组合一共有16种，其中使该主电路能够正常工作的条件是，4个开关器件的状态分别为1，0，1，0，或者0，1，0，1，或者0，0，0，0，或者0，0，0，1，或者0，0，1，0，或者0，1，0，0，或者1，0，0，0，或者1，1，0，0，或者0，0，1，1,。如果步骤(1)得到的所有4路pwm信号在采样时刻的开关状态为1，0，1，0或者0，1，0，1，则该pwm信号能够使得主电路正常工作；如果步骤(1)得到的所有4路pwm信号在采样时刻的开关状态为1，1，1，1，则该4路pwm信号会驱动主电路中所有开关器件导通，从而发生严重的短路故障，造成器件损坏；因此对类似后者的这种pwm信号进行闭锁操作。
应该理解的是，电力电子变换装置的主电路在正常工作时，该主电路中开关器件的状态及状态组合是本领域技术人员均知晓的，在此不再赘述。
第三模块，用于向所有闭锁电路发送闭锁信号，以关闭闭锁电路的输出端。
具体而言，本发明中的闭锁电路的数量与pwm信号的路数相同。在本实施方式中，闭锁电路是通过与非门实现，但本发明并不局限于此，其可以通过模拟电路、数字电路、或模拟电路与数字电路的组合实现。
由于开关器件对持续时间小于t的pwm信号不作响应(受开关器件响应时间限制)，因此在步骤(2)完成对pwm信号的检测，并且在本步骤向闭锁电路传送闭锁信号时，闭锁电路尚未向开关器件输出pwm信号。其中t是预设阈值，其取值根据采用的不同驱动芯片而各有不同，一般为200ns-400ns之间。
当电力电子变换装置的控制器中由于元件故障、程序错误、外部干扰、内部电源波动等原因生成错误的pwm信号时，通过上述步骤能够闭锁发生错误的pwm信号，并防止出现主电路短路等故障。
第四模块，用于向微处理器电路和/或pwm信号发生电路发送状态信息，该状态信息中包括所有多路pwm信号在采样时刻的开关状态。
第五模块，用于重复上述第一模块至第四模块，直至接收到来自于微处理器电路的关闭信号为止，过程结束。
根据本发明的又一种实施方式，提供了一种电力电子变换装置的控制器，其包括pwm信号检测电路、微处理器电路、pwm信号发生电路、以及多个闭锁电路，pwm信号检测电路与微处理器电路、pwm信号发生电路、以及闭锁电路分别连接，微处理器电路的输出端与pwm信号发生电路的输入端连接，pwm信号发生电路的输出端与闭锁电路的输入端连接，闭锁电路的输出端与电力电子变换装置的主电路连接，其中pwm信号检测电路中存储有计算机指令，该指令被处理器执行时，实现以下步骤：
(1)在接收到来自于微处理器电路的启动信号或复位信号时，对pwm信号发生电路生成的多路pwm信号进行采样，以获取每一路pwm信号在采样时刻的开关状态；
具体而言，本步骤中对pwm信号进行采样的频率大于或等于20mhz，pmw信号的开关状态就是该pwm信号的高低电平。
pwm信号发生电路生成的pwm信号的路数与电力电子变换装置的主电路的开关器件个数一致。例如，如果电力电子变换装置的主电路为h桥逆变器，其开关器件个数为4，则pwm信号发生电路生成的pwm信号为4路；如果电力电子变换装置的主电路包括n个开关器件，则pwm信号发生电路生成的pwm信号为n路。
(2)判断步骤(1)得到的所有pwm信号在采样时刻的开关状态是否与电力电子变换装置的主电路正常工作时开关器件的状态组合一致，如果一致则返回步骤(1)继续采样过程，否则转入步骤(3)；
例如，如果h桥电力电子变换装置的主电路包括4个开关器件，其状态组合一共有16种，其中使该主电路能够正常工作的条件是，4个开关器件的状态分别为1，0，1，0，或者0，1，0，1，或者0，0，0，0，或者0，0，0，1，或者0，0，1，0，或者0，1，0，0，或者1，0，0，0，或者1，1，0，0，或者0，0，1，1,。如果步骤(1)得到的所有4路pwm信号在采样时刻的开关状态为1，0，1，0或者0，1，0，1，则该pwm信号能够使得主电路正常工作；如果步骤(1)得到的所有4路pwm信号在采样时刻的开关状态为1，1，1，1，则该4路pwm信号会驱动主电路中所有开关器件导通，从而发生严重的短路故障，造成器件损坏；因此对类似后者的这种pwm信号进行闭锁操作。
应该理解的是，电力电子变换装置的主电路在正常工作时，该主电路中开关器件的状态及状态组合是本领域技术人员均知晓的，在此不再赘述。
(3)向所有闭锁电路发送闭锁信号，以关闭闭锁电路的输出端。
具体而言，本发明中的闭锁电路的数量与pwm信号的路数相同。在本实施方式中，闭锁电路是通过与非门实现，但本发明并不局限于此，其可以通过模拟电路、数字电路、或模拟电路与数字电路的组合实现。
由于开关器件对持续时间小于t的pwm信号不作响应(受开关器件响应时间限制)，因此在步骤(2)完成对pwm信号的检测，并且在本步骤向闭锁电路传送闭锁信号时，闭锁电路尚未向开关器件输出pwm信号。其中t是预设阈值，其取值根据采用的不同驱动芯片而各有不同，一般为200ns-400ns之间。
当电力电子变换装置的控制器中由于元件故障、程序错误、外部干扰、内部电源波动等原因生成错误的pwm信号时，通过上述步骤能够闭锁发生错误的pwm信号，并防止出现主电路短路等故障。
(4)向微处理器电路和/或pwm信号发生电路发送状态信息，该状态信息中包括所有多路pwm信号在采样时刻的开关状态。
(5)重复上述步骤(1)至(4)，直至接收到来自于微处理器电路的关闭信号为止，过程结束。
本领域的技术人员容易理解，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。