[发明专利]检测短接二极管

说明书

本发明题为检测短接二极管。提供一种用于检测桥式整流器(16)中的短接二极管的方法，包括：确定桥式整流器(16)的两个相输入(20)之间的相－相电压(V_ab，V_bc，V_ca)，其中相输入(20)在相应相的两个串联连接二极管(26)之间提供；以及通过确定相－相电压是否为零超过桥式整流器(16)的换向时间(36)，来指示短接二极管故障。

技术领域

本发明涉及用于检测桥式整流器中的短接二极管的方法和控制器单元以及桥式整流器系统。

背景技术

三相桥式整流器或二极管桥接器通常包括并联连接的三个串联连接二极管对，其将三相AC电压源与DC负载互连。

功能正常的二极管通常在电流的一个(导通)方向具有极低电阻而在另一(阻塞)方向具有极高电阻。作为任何电子组件，二极管经受磨损，并且有时可能有故障。常见故障是所谓的短接二极管，其中在阻塞方向的极高电阻降级，并且二极管在两个方向均导通。

由于短接二极管故障可引起桥式整流器和所连接设备中的极高电流，所以在所检测的短接二极管故障之后，桥式整流器的输入电流和/或输出电流可能必须非常迅速地关闭，从而使这种故障的可靠检测变得极为重要。

例如，在US 2011/0216449 A1中，测量跨一对二极管的电压，以确定单独二极管电压之间的比率。然后分析这个比率，以确定二极管之一是否有故障。

发明内容

本发明的目的是按照快速、可靠和简单的方式来检测二极管故障。

这些目的通过独立权利要求的主题来实现。通过从属权利要求和以下描述，其他示范实施例是显而易见的。

本发明的第一方面涉及一种用于检测桥式整流器或二极管桥接器(其具体来说可以是中压桥式整流器)中的短接二极管的方法。如上所述，短接二极管可以是在两个方向均导通的二极管。

桥式整流器对桥式整流器的每相可包括两个串联连接的二极管。相输入可在每对串联连接的二极管之间提供。串联连接的二极管对可并联连接，以提供桥式整流器的DC输出。例如，桥式整流器可具有6脉冲类型(其中具有三对二极管)及其任何组合(即，12脉冲类型、24脉冲类型、36脉冲类型等的组合)。

按照本发明的一实施例，该方法包括下列步骤：确定桥式整流器的两个相输入之间的相－相电压，其中相输入在相应相的两个串联连接二极管之间提供；以及通过确定相－相电压是否为零超过桥式整流器的换向时间，来指示短接二极管故障。有可能的是，确定相输入之间的所有相－相电压。

在正常操作(无故障)中，当对应二极管换向时，在相输入处的相－相电压保持接近零电压(例如低于某个阈值)。例如，当第一相电压变成高于第二相电压时，对应第一二极管仍然导通，同时对应第二二极管开始导通。在这个时间期间，整流器短接这些相。连接到相输入的相电感器(例如变压器绕组)将保持短路电流有限换向时间。这个换向时间是给定整流器系统特定的，并且通常在正常操作中不超过某个最坏情况值。

在二极管故障(短接)的情况下，桥式整流器还在输入相生成短路。但是，在这种状况下，短路持续比换向时间要长的时间。对应相－相电压接近为零比给定整流器系统的最坏情况换向时间要长的时间。该方法使用这个事实来检测二极管故障。具体来说，在检测到或确定零或接近零的相－相电压比最坏情况换向时间要长的时间的情况下，可检测到二极管故障和/或可生成二极管故障输出信号。

按照本发明的一实施例，相－相电压通过下列步骤来确定：测量桥式整流器的第一相输入处的第一相电压；测量桥式整流器的第二相输入的第二相电压；以及作为第一相电压与第二相电压之间的差来计算相－相电压。例如，(例如三)相电压可相对同一参考来测量。相－相电压可从这些相电压的差来计算。