[发明专利]电力变换系统及用于电力变换系统的故障检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及包括初级变换电路和通过变压器磁耦合到初级变换电路的次级变换电路的电力变换系统，以及用于该电力变换系统的故障检测方法。

背景技术

例如，日本专利申请公开No.2011-193713（JP2011-193713A）是已知的关于包括初级变换电路和通过变压器磁耦合到该初级变换电路上的次级变换电路的电力变换系统的相关领域文件。在JP2011-193713A中，初级变换电路和次级变换电路各自都具有全桥电路。

发明内容

附带地，在相关领域，难以以简单的配置对构成初级全桥电路和次级全桥电路的每个开关元件实现故障检测。本发明提供了一种电力变换系统和用于该电力变换系统的故障检测方法，其能够以简单的配置来检测构成初级全桥电路和次级全桥电路的开关元件中的任一个开关元件的故障。

本发明的第一个方面提供了一种电力变换系统。电路变换系统包括：初级变换电路；次级变换电路，该次级变换电路经由变压器磁耦合到该初级变换电路；以及故障检测单元，该故障检测单元被配置为通过使开关元件中的每个开关元件在接通状态和关断状态之间切换来检测该开关元件中的任意一个开关元件的故障，该开关元件构成变换电路的全桥电路，该变压器的中心抽头中的相应的一个中心抽头向该变换电路提供输入电压，该全桥电路是该初级变换电路的初级全桥电路和该次级变换电路的次级全桥电路之一。

在上述方面中，该故障检测单元可以被配置为通过监测被提供了该输入电压的该变换电路的预定部分处的电压来确定该开关元件中的任意一个开关元件是否具有故障。

在上述方面中，该预定部分可以包括在构成该全桥电路的每对高压侧开关元件和低压侧开关元件之间的中间节点。

在上述方面中，该故障检测单元可以被配置为：当用于使该低压侧开关元件之一切换到关断状态的指令被发出并且相应的该中间节点处的电压与该输入电压不同时，确定该低压侧开关元件之一具有短路故障。

在上述方面中，该故障检测单元可以被配置为：当用于使该低压侧开关元件之一切换到接通状态的指令被发出并且在相应的该中间节点处的电压与当该低压侧开关元件之一处于接通状态时的电压不同时，确定该低压侧开关元件之一具有开路故障。

在上述方面中，该预定部分可以包括该全桥电路的正极母线。

在上述方面中，该故障检测单元可以被配置为：当用于使该全桥电路的该高压侧开关元件之一切换到接通状态的指令被发出并且在该正极母线处的电压与该输入电压不同时，确定该高压侧开关元件之一具有开路故障。

在上述方面中，该故障检测单元被配置为：当用于使该全桥电路的该低压侧开关元件之一切换到接通状态的指令被发出并且在该正极母线处的电压与当该低压侧开关元件之一处于接通状态时的电压相等时，确定该全桥电路的该高压侧开关元件中相应的一个高压侧开关元件具有短路故障。

在上述方面中，电力变换系统可以进一步包括：电源，该电源被配置为向该变压器的该中间抽头提供该输入电压；以及中断装置，该中断装置被配置为中断从该电源向该变压器的该中间抽头之一提供该输入电压。

本发明的第二个方面提供了一种用于电力变换系统的故障检测方法，该电力变换系统包括初级变换电路和经由变压器磁耦合到该初级变换电路的次级变换电路。该故障检测方法包括：通过使开关元件中的每个开关元件在接通状态和关断状态之间切换来检测该开关元件中的任意一个开关元件的故障，该开关元件构成变换电路的全桥电路，该变压器的中心抽头中的相应的一个中心抽头向该变换电路提供输入电压，该全桥电路是该初级变换电路的初级全桥电路和该次级变换电路的次级全桥电路之一。

根据本发明的上述方面，可以以简单的配置来检测构成初级全桥电路和次级全桥电路的开关元件中的任一个开关元件的故障。

附图说明

将参照随附附图在下面描述本发明的示例性实施方式的特征、优势、以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是根据本发明第一实施方式的电力变换系统的配置图；

图2是根据实施方式的故障检测单元的框图；

图3是全桥电路的电压波形的时序图；

图4是示出了根据第一实施方式的用于电力变换系统的故障检测方法的示例的流程图；

图5是示出了根据第一实施方式的用于电力变换系统的故障检测方法的示例的流程图；

图6是根据本发明第二实施方式的电力变换系统的配置视图；

图7是示出了根据第二实施方式的用于电力变换系统的故障检测方法的示例的流程图；以及