专利名称：用于诊断dc-dc转换器的装置及其方法
技术领域：
本发明涉及一种电压互感器的诊断装置及其方法。
背景技术：
DC-DC转换器是接收DC电压并输出DC电压的电压互感器，并且取决于用途可指几种类型中的一种。例如，DC-DC转换器取决于绝缘方式可以是绝缘型或非绝缘型。此外，DC-DC转换器取决于变换的电压电平可以是降压型、升压型或降压/升压型。DC-DC转换器可以具有对称电路，其接收常规电平的DC电压输入并输出常规电平的DC电压，使得传输到输出端子的电力可以通过电流变换来实现。开关被典型地布置成调节电流流动，并且开关通过开/关操作而将电流流动方向转换成正向或逆向。如果通过开关的开/关操作而沿相反方向流动的电流具有相同的过渡形状(transition shape)，则将其称为具有对称电路结构的DC-DC转换器。具有对称电路结构的DC-DC转换器典型地包括全桥转换器和半桥转换器。这种类型的DC-DC转换器输出对称电流，使得电流不偏向一侧从而电流偏移值变为“0”。如果在这样的DC-DC转换器中电流没有形成对称线，则形成电流偏移，并且在这种情况下，不能输出正常电压，结果，其工作可能会被暂停并且开关可能会受损。因此，重要的是，将转换器设计成通过维持对称电流来使电流偏移不会被形成。然而，尽管电流偏移可能会由于设计或制造问题而形成，但是很难在转换器工作时确定电流是对称的还是非对称的。因此，如果怀疑形成了电流偏移，则可以将用于测量波形的分立测量装置(诸如示波器)连接到DC-DC转换器的输出端子以测量转换器的电流，以便确定是否形成了电流偏移。因此，根据传统技术，难以确定DC-DC转换器是否产生了电流偏移。本背景技术部分中公开的上述信息只是为了增强对本发明的背景的理解，并且因此可能包含不形成在该国对本领域普通技术人员而言已知的现有技术的信息。
发明内容
在一个方面中，本发明提供了一种电压互感器的诊断装置及方法，其中可以实时地诊断电压互感器是否产生了电流偏移。根据本发明的示例性实施例的电压互感器(voltage transformer)的诊断装置优选地至少包括布置在至少一个电源开关元件的输出端口的一侧的电流互感器(current transformer)，用于根据电源开关元件的开/关操作而产生电流变化；第一电流检测器，其配置成检测来自电流互感器的正向电流；第二电流检测器，其配置成检测来自电流互感器的逆向电流；第一电压互感器，其配置成将由第一电流检测器检测到的正向电流变换成正向电压；第二电压互感器，其配置成将由第二电流检测器检测到的逆向电流变换成逆向电压；以及诊断部，用于将正向电压与逆向电压进行比较以确定是否形成偏移。此外，可以设置显示部来显示来自诊断部的结果。如本文中所述，诊断部确定是否形成电流偏移，这也被简略地称为确定“是否形成电流偏移”等。电流互感器可以包括由初级线圈和次级线圈组成的互感器。诊断部可以将正向电压与半个周期已经逝去的逆向电压进行比较以便诊断是否形成偏移。根据本发明的示例性实施例的电压互感器的诊断方法可以包括根据电压互感器的操作来检测正向电压；如果电压变换的半个周期已经逝去，则检测逆向电压；以及通过将正向电压与逆向电压进行比较来确定是否形成偏移。诊断方法还可以包括当正向电压与逆向电压相互不一致时确定形成了偏移。此外，可以以消息形式输出结果。在本发明的示例性实施例中，可以实时地诊断是否形成了电压互感器的电流偏移，使得设计者在研发过程中可以迅速地改变设计并提高其可靠性。在大规模生产过程中可以实时地诊断电压互感器的这种电流偏移，这可以通过例如改变规格来提高部件的可靠性。此外，在本发明的示例性实施例中，可以通过实时地诊断电压互感器的偏移值，来预先防止在车辆运行过程中可能会发生的严重问题。
图1是根据本发明的示例性实施例的电压互感器诊断装置的示意图。图2是描绘根据本发明的示例性实施例的电压互感器的诊断处理的流程图。图3是描绘根据本发明的示例性实施例的电压互感器的输出波形的图。<附图标记的说明>30 电流互感器41、42:电流检测器51、52:电压互感器60 诊断部
具体实施例方式在下文中，在下面的详细说明中，仅通过例证的方式示出和描述了本发明的某些示例性实施例。如本领域技术人员应认识到的那样，所述实施例可以以各种不同的方式变更，而所有这些不同的方式都不脱离本发明的精神或范围，并且附图和说明应被认为在本质上是例证性的而不是限制性的。图1是根据本发明的示例性实施例的电压互感器诊断装置的示意图。参照图1，根据本发明的诊断装置优选地包括至少一个电流互感器30，第一电流检测器41，第二电流检测器42，第一电压互感器51，第二电压互感器52，诊断部60，以及显示部70。电流互感器30优选地布置在电压互感器的至少一个电源开关元件的输入端子10的输出端口的一侧，并根据至少一个电源开关元件(S1、S2、S3和S4)的开/关操作来改变电流。如本文中所使用的那样，术语“至少一个电源开关元件”是指一个或多个电源开关元件，诸如图1中绘出的电源开关元件(Si、S2、S3和S4)。电源开关元件(Si、S2、S3和S4) 可以包括晶体管、MOSFET和IGBT中的至少一个。电流互感器30是优选地包括初级线圈和次级线圈的互感器。第一电流检测器41检测由电流互感器30变换的正向电流。第二电流检测器42检测由电流互感器30变换的逆向电流。第一电压互感器51将第一电流检测器41检测到的正向电流变换成正向电压。第二电压互感器52将第二电流检测器42检测到的逆向电流变换成逆向电压。诊断部60将由第一电压互感器51变换的正向电压与由第二电压互感器52变换的逆向电压进行比较，并确定是否形成偏移。由于与同时的正向电压相对应的逆向电压是“0”，所以诊断部60在半个切换周期逝去之后确定是否形成偏移。显示部70根据从诊断部60传递的控制信号来以预定方式显示偏移的诊断结果。根据本发明的包括上述功能的电压互感器的故障诊断可以如下所述执行。根据本发明的DC-DC转换器通过输出端子将输入的DC电压(Vin)升高或降低为 Vout，并且由于这些操作以与传统电压互感器相似的方式执行，所以将省略其详细描述。如果根据本发明来操作DC-DC转换器，则输入的DC电压(Vin)通过电源开关元件 (Si、S2、S3和S4)的操作而被升高或降低从而通过输出端口输出。布置在输入端子的输出端口的一侧的电流互感器30根据电源开关元件(Si、S2、 S3和S4)的开/关操作而产生正向电流和逆向电流。如果由电流互感器30产生的电流是正向电流，则该电流由第一电流检测器41检测到，并且如果电流是逆向电流，则该电流由第二电流检测器42检测到。由第一电流检测器41检测到的正向电流被第一电压互感器51变换成正向电压从而传递到诊断部60，并且由第二电流检测器42检测到的逆向电流被第二电压互感器52变换成逆向电压从而传递到诊断部60。相应地，诊断部60将从第一电压互感器51传递的正向电压与从第二电压互感器 52传递的逆向电压进行比较，并确定是否形成偏移。在这种情况下，由于与同时的逆向电压相对应的正向电压是“0”(如图3所示)， 所以诊断部60不比较同时的值而是比较相差半个切换周期的值以便确定是否形成偏移， 并且显示部70以预定方式显示诊断结果。图2是描绘根据本发明的示例性实施例的电压互感器诊断处理的流程图。参考图2，在根据本发明的电压互感器中，例如，如果在步骤SlOl中使DC-DC转换器工作，则在步骤S102中根据电源开关元件的开/关操作来检测变化的正向电压。接着，在步骤S103中确定半个电压变化周期是否已经逝去，并且如果半个周期已经逝去，则在步骤S104中检测电源开关元件的逆向电压。随后，在步骤S106中将检测到的正向电压与逆向电压相互比较并确定它们是否
相互一致。作为步骤S106的结果，如果正向电压与半个周期已经逝去之后的逆向电压一致，则确定性能正常并返回到步骤S102，并在步骤S107中重复进行诊断。然而，作为步骤S106的结果，如果正向电压与半个周期已经逝去之后的逆向电压不一致，则在步骤S108中确定硬件或软件形成了偏移，并且可在步骤S109中输出其消息。尽管已经结合目前被认为是实际的示例性实施例的实施例描述了本发明，但应理解的是，本发明不限于所公开的实施例，而是相反地，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种改型和等效配置。
权利要求
1.一种电压互感器的诊断装置，包括 至少一个电源开关元件；布置在所述至少一个电源开关元件的输出端口的一侧的电流互感器，用于根据所述电源开关元件的开/关操作而产生电流变化；第一电流检测器，其配置成检测来自所述电流互感器的正向电流； 第二电流检测器，其配置成检测来自所述电流互感器的逆向电流； 第一电压互感器，其配置成将由所述第一电流检测器检测到的所述正向电流变换成正向电压；第二电压互感器，其配置成将由所述第二电流检测器检测到的所述逆向电流变换成逆向电压；以及诊断部，用于将所述正向电压与所述逆向电压进行比较以确定是否形成偏移。
2.如权利要求1所述的诊断装置，其中所述电流互感器包括至少由初级线圈和次级线圈组成的互感器。
3.如权利要求1所述的诊断装置，其中所述诊断部将所述正向电压与半个周期已经逝去的逆向电压进行比较以便诊断是否形成偏移。
4.如权利要求1所述的诊断装置，还包括 用于显示来自所述诊断部的结果的显示部。
5.一种电压互感器的诊断方法，包括根据所述电压互感器的操作来检测正向电压；如果电压变换的半个周期已经逝去，则检测逆向电压；以及通过将所述正向电压与所述逆向电压进行比较来确定是否形成偏移。
6.如权利要求5所述的诊断方法，还包括当所述正向电压与所述逆向电压相互不一致时确定形成了偏移。
7.如权利要求5所述的诊断方法，还包括以下步骤 以消息的形式输出所述确定步骤的结果。
全文摘要
本发明提供了用于诊断DC-DC转换器的装置及其方法。诊断装置包括至少一个电源开关元件；布置在至少一个电源开关元件的输出端口的一侧的电流互感器，用于根据电源开关元件的开/关操作而产生电流变化；第一电流检测器，其配置成检测来自电流互感器的正向电流；第二电流检测器，其配置成检测来自电流互感器的逆向电流；第一电压互感器，其配置成将由第一电流检测器检测到的正向电流变换成正向电压；第二电压互感器，其配置成将由第二电流检测器检测到的逆向电流变换成逆向电压；以及诊断部，用于将正向电压与逆向电压进行比较以确定是否形成偏移。
文档编号H02M3/335GK102299634SQ20101056527
公开日2011年12月28日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年6月23日
发明者李在远, 李基淙, 林钟京, 郑泰焕, 金成奎 申请人:现代自动车株式会社