三相全橋開關(guān)電路故障檢測方法和裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種三相全橋開關(guān)電路故障檢測方法和裝置，本發(fā)明的方法需要分別對(duì)某相單個(gè)橋臂進(jìn)行檢測，在檢測首先時(shí)開關(guān)電路工作于該相一側(cè)橋臂導(dǎo)通，另兩相對(duì)側(cè)橋臂導(dǎo)通的狀態(tài)；然后測量該相電流，根據(jù)該相電流值判斷是否出現(xiàn)故障，以及出現(xiàn)何種故障。本發(fā)明的方法無需拆開控制器就可以判斷IGBT故障，省時(shí)省力，提高效率。
【專利說明】三相全橋開關(guān)電路故障檢測方法和裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三相全橋開關(guān)電路故障檢測方法，用于對(duì)電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電路的自檢。

【背景技術(shù)】
[0002]新能源汽車通過能源多元化、動(dòng)力電氣化、排放潔凈化并且噪音低等優(yōu)勢，推動(dòng)我國新能源汽車的迅速發(fā)展。新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)主要包括電機(jī)、電機(jī)控制器兩大核心部件，而電機(jī)控制器又分為控制電路和驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路是由6個(gè)IGBT或者M(jìn)OS管組成，如圖1所示。Vl到V6為IGBT功率開關(guān)管，V1、V3、V5為A、B、C三相的上橋，V2、V4、V6為A、B、C三相的下橋。同一時(shí)間只有三個(gè)IGBT導(dǎo)通，同一相上下橋不可能同時(shí)導(dǎo)通，否則就會(huì)造成短路發(fā)生，損壞器件。
[0003]當(dāng)電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電路失效的情況，也即功率開關(guān)管損壞，功率開關(guān)管損壞分為2種:1)短路，當(dāng)某一相IGBT短路的時(shí)候電流很大，此時(shí)控制器會(huì)報(bào)過電流故障，并不會(huì)報(bào)IGBT故障，無法直觀的定位問題的根源。2)斷路，當(dāng)某一相IGBT斷路的時(shí)候，此時(shí)控制器不會(huì)任何故障，只能人為的通過拆開控制器，通過萬用表測試IGBT才能判斷是否故障，耗時(shí)費(fèi)力，效率低下。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種三相全橋開關(guān)電路故障檢測方法，用以解決采用三相全橋電路的電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電路故障檢測效率低下的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括:
[0006]三相全橋開關(guān)電路故障檢測方法，分別對(duì)任一相的一側(cè)橋臂進(jìn)行檢測，步驟如下:
[0007]使開關(guān)電路工作，并使待檢測橋臂以設(shè)定占空比導(dǎo)通，另兩相同側(cè)橋臂截止；測量待測橋臂所在相電流；若測量電流值大于設(shè)定的過流保護(hù)值，則判斷待測橋臂開關(guān)管短路；若測量電流值小于設(shè)定的零電流值，則判斷待測橋臂開關(guān)管斷路或者另兩相對(duì)側(cè)橋臂同時(shí)斷路；若測量電流值小于所述設(shè)定占空比對(duì)應(yīng)的電流值，則檢測另兩相電流，判斷這兩相中一相電流為零的橋臂開關(guān)管斷路。
[0008]所述設(shè)定占空比為20%。
[0009]所述三相全橋開關(guān)電路為電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電路。
[0010]測量三相電流時(shí)，測量兩相電流，通過三相電流和為零推算另一相電流。
[0011]三相全橋開關(guān)電路故障檢測裝置，分別對(duì)任一相的一側(cè)橋臂進(jìn)行檢測，包括:初始模塊:使開關(guān)電路工作，并使待檢測橋臂以設(shè)定占空比導(dǎo)通，另兩相同側(cè)橋臂截止的模塊；測量模塊:測量待測橋臂所在相電流；判斷模塊:若測量電流值大于設(shè)定的過流保護(hù)值，則判斷待測橋臂開關(guān)管短路；若測量電流值小于設(shè)定的零電流值，則判斷待測橋臂開關(guān)管斷路或者另兩相對(duì)側(cè)橋臂同時(shí)斷路；若測量電流值小于所述設(shè)定占空比對(duì)應(yīng)的電流值，則檢測另兩相電流，判斷這兩相中一相電流為零的橋臂開關(guān)管斷路。
[0012]所述設(shè)定占空比為20%。
[0013]所述三相全橋開關(guān)電路為電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電路。
[0014]測量三相電流時(shí)，測量兩相電流，通過三相電流和為零推算另一相電流。
[0015]本發(fā)明的方法需要分別對(duì)某相單個(gè)橋臂進(jìn)行檢測，在檢測首先時(shí)開關(guān)電路工作于該相一側(cè)橋臂導(dǎo)通，另兩相對(duì)側(cè)橋臂導(dǎo)通的狀態(tài)；然后測量該相電流，根據(jù)該相電流值判斷是否出現(xiàn)故障，以及出現(xiàn)何種故障。
[0016]將本發(fā)明的方法用于電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電路，通過上電之后短時(shí)間內(nèi)就可以檢測電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電路具體某一相的開關(guān)管(IGBT)功率開關(guān)管損壞，無需拆開控制器就可以判斷IGBT故障，省時(shí)省力，提高效率。檢測出IGBT故障時(shí)候，就關(guān)波，防止更多的電路元器件損壞。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是驅(qū)動(dòng)電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0019]對(duì)于電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電路，在整車上電之后的500ms時(shí)間段內(nèi)，通過控制各個(gè)開關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷，檢測A、B、C三相電流是否異常，進(jìn)而判斷哪個(gè)IGBT損壞。由于當(dāng)某一相上橋臂開關(guān)管“開”狀態(tài)時(shí)(此時(shí)該相下橋臂開關(guān)管必然是“關(guān)”狀態(tài))，開關(guān)狀態(tài)為I ;當(dāng)某一相上橋臂開關(guān)管“開”狀態(tài)時(shí)(此時(shí)該相下橋臂開關(guān)管必然是“關(guān)”狀態(tài))，開關(guān)狀態(tài)為O ;3個(gè)橋臂只有I或O兩種狀態(tài)；因此A、B、C任一側(cè)橋臂(如上側(cè)橋臂或者下側(cè)橋臂)形成000，111，001，010，011，100，101，110共8種開關(guān)模式。其中000、111兩種狀態(tài)逆變器輸出電壓為0，此時(shí)不會(huì)有電流產(chǎn)生。圖1中電流采樣是采A、c相兩相，B相電流可以根據(jù)IA+IB+IC=0推出來。
[0020]以下具體給出對(duì)所有橋臂的檢測過程:
[0021]I)檢測A相上橋Vl管是否故障
[0022]當(dāng)開關(guān)管處于100狀態(tài)時(shí)，也即給定A相一定量的占空比(20%)，B、C相給定0%占空比，代表V1、V4、V6導(dǎo)通，電流由A相上橋流入，B相和C相下橋流回到電源負(fù)極。此時(shí)通過檢測二相電流相電流值。
[0023]如果此時(shí)A相電流IA大于設(shè)定的過流保護(hù)值，可知Vl管處于短路狀態(tài)。
[0024]如果此時(shí)A相電流很小接近于0A，說明A相上橋損壞，或者B、C相下橋同時(shí)損壞。
[0025]如果此時(shí)A相電流處于設(shè)定占空比下應(yīng)有電流值范圍下，在檢測B、C相的電流，如果這兩相中某一相沒有電流，說明這兩相中某一相下橋開關(guān)管損壞。
[0026]2)檢測A相下橋V2管是否故障
[0027]當(dāng)開關(guān)管處于011狀態(tài)時(shí)，也即給定B、C相一定量的占空比(20%)，A相給定0%占空比，代表V2、V3、V5導(dǎo)通，電流由B、C相上橋流入，A相下橋流回到電源負(fù)極。此時(shí)通過檢測三相電流相電流值。
[0028]如果此時(shí)A相電流IA大于設(shè)定的過流保護(hù)值，可知V2管處于短路狀態(tài)。
[0029]如果此時(shí)A相電流很小接近于0A，說明A相下橋損壞，或者B、C相上橋同時(shí)損壞。
[0030]如果此時(shí)A相電流處于設(shè)定占空比下應(yīng)有電流值范圍下，在檢測B、C相的電流，如果這兩相中某一相沒有電流，說明這兩相中某一相上橋開關(guān)管損壞。
[0031]3)檢測B相上橋V3管是否故障
[0032]當(dāng)開關(guān)管處于010狀態(tài)時(shí)，也即給定B相一定量的占空比(20%)，A、C相給定0%占空比，代表V2、V3、V6導(dǎo)通，電流由B相上橋流入，A相和C相下橋流回到電源負(fù)極。此時(shí)通過檢測二相電流相電流值。
[0033]如果此時(shí)B相電流IB大于設(shè)定的過流保護(hù)值，可知V3管處于短路狀態(tài)。
[0034]如果此時(shí)B相電流很小接近于0A，說明B相上橋損壞，或者A、C相下橋同時(shí)損壞。
[0035]如果此時(shí)B相電流處于設(shè)定占空比下應(yīng)有電流值范圍下，在檢測A、C相的電流，如果這兩相中某一相沒有電流，說明這兩相中某一相下橋開關(guān)管損壞。
[0036]4)檢測B相下橋V4管是否故障
[0037]當(dāng)開關(guān)管處于101狀態(tài)時(shí)，也即給定A、C相一定量的占空比(20%)，B相給定0%占空比，代表V1、V4、V5導(dǎo)通，電流由A、C相上橋流入，B相下橋流回到電源負(fù)極。此時(shí)通過檢測三相電流相電流值。
[0038]如果此時(shí)B相電流IB大于設(shè)定的過流保護(hù)值，可知V4管處于短路狀態(tài)。
[0039]如果此時(shí)B相電流很小接近于0A，說明B相下橋損壞，或者A、C相上橋同時(shí)損壞。
[0040]如果此時(shí)B相電流處于設(shè)定占空比下應(yīng)有電流值范圍下，在檢測A、C相的電流，如果這兩相中某一相沒有電流，說明這兩相中某一相上橋開關(guān)管損壞。
[0041]5)檢測C相上橋V5管是否故障
[0042]當(dāng)開關(guān)管處于001狀態(tài)時(shí)，也即給定C相一定量的占空比(20%)，A、B相給定0%占空比，代表V2、V4、V5導(dǎo)通，電流由C相上橋流入，A相和B相下橋流回到電源負(fù)極。此時(shí)通過檢測二相電流相電流值。
[0043]如果此時(shí)C相電流IC大于設(shè)定的過流保護(hù)值，可知V5管處于短路狀態(tài)。
[0044]如果此時(shí)C相電流很小接近于0A，說明C相上橋損壞，或者A、B相下橋同時(shí)損壞。
[0045]如果此時(shí)C相電流處于設(shè)定占空比下應(yīng)有電流值范圍下，在檢測A、B相的電流，如果這兩相中某一相沒有電流，說明這兩相中某一相下橋開關(guān)管損壞。
[0046]6)檢測C相下橋V6管是否故障
[0047]當(dāng)開關(guān)管處于110狀態(tài)時(shí)，也即給定A、B相一定量的占空比(20%)，C相給定0%占空比，代表V1、V3、V6導(dǎo)通，電流由A、B相上橋流入，C相下橋流回到電源負(fù)極。此時(shí)通過檢測三相電流相電流值。
[0048]如果此時(shí)C相電流IC大于設(shè)定的過流保護(hù)值，可知V6管處于短路狀態(tài)。
[0049]如果此時(shí)C相電流很小接近于0A，說明C相下橋損壞，或者A、B相上橋同時(shí)損壞。
[0050]如果此時(shí)C相電流處于設(shè)定占空比下應(yīng)有電流值范圍下，在檢測A、B相的電流，如果這兩相中某一相沒有電流，說明這兩相中某一相上橋開關(guān)管損壞。
[0051]以上給出一種具體的實(shí)施方式，但本發(fā)明不局限于所描述的實(shí)施方式。本發(fā)明的基本思路在于上述方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，設(shè)計(jì)出各種變形的參數(shù)并不需要花費(fèi)創(chuàng)造性勞動(dòng)。在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行的變化、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.三相全橋開關(guān)電路故障檢測方法，其特征在于，分別對(duì)任一相的一側(cè)橋臂進(jìn)行檢測，步驟如下: 使開關(guān)電路工作，并使待檢測橋臂以設(shè)定占空比導(dǎo)通，另兩相同側(cè)橋臂截止； 測量待測橋臂所在相電流； 若測量電流值大于設(shè)定的過流保護(hù)值，則判斷待測橋臂開關(guān)管短路；若測量電流值小于設(shè)定的零電流值，則判斷待測橋臂開關(guān)管斷路或者另兩相對(duì)側(cè)橋臂同時(shí)斷路；若測量電流值小于所述設(shè)定占空比對(duì)應(yīng)的電流值，則檢測另兩相電流，判斷這兩相中一相電流為零的橋臂開關(guān)管斷路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相全橋開關(guān)電路故障檢測方法，其特征在于，所述設(shè)定占空比為20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相全橋開關(guān)電路故障檢測方法，其特征在于，所述三相全橋開關(guān)電路為電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相全橋開關(guān)電路故障檢測方法，其特征在于，測量三相電流時(shí)，測量兩相電流，通過三相電流和為零推算另一相電流。
5.三相全橋開關(guān)電路故障檢測裝置，其特征在于，分別對(duì)任一相的一側(cè)橋臂進(jìn)行檢測，包括: 初始模塊:使開關(guān)電路工作，并使待檢測橋臂以設(shè)定占空比導(dǎo)通，另兩相同側(cè)橋臂截止的模塊； 測量模塊:測量待測橋臂所在相電流； 判斷模塊:若測量電流值大于設(shè)定的過流保護(hù)值，則判斷待測橋臂開關(guān)管短路；若測量電流值小于設(shè)定的零電流值，則判斷待測橋臂開關(guān)管斷路或者另兩相對(duì)側(cè)橋臂同時(shí)斷路；若測量電流值小于所述設(shè)定占空比對(duì)應(yīng)的電流值，則檢測另兩相電流，判斷這兩相中一相電流為零的橋臂開關(guān)管斷路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三相全橋開關(guān)電路故障檢測裝置，其特征在于，所述設(shè)定占空比為20%。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三相全橋開關(guān)電路故障檢測裝置，其特征在于，所述三相全橋開關(guān)電路為電機(jī)控制器驅(qū)動(dòng)電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三相全橋開關(guān)電路故障檢測裝置，其特征在于，測量三相電流時(shí)，測量兩相電流，通過三相電流和為零推算另一相電流。
【文檔編號(hào)】G05B23/02GK104298221SQ201310681035
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】岳建, 陳星 , 鄭維, 韓光輝, 楊泗鵬, 靳超, 張廣利, 喬理想, 丁計(jì)飛, 楊桃桃, 王浩, 陳勇剛, 段喜偉, 劉朝輝 申請人:鄭州宇通客車股份有限公司