[发明专利]基于门极电荷Qg的大功率IGBT故障诊断及保护方法和装置

权利要求书

1.一种基于门极电荷Q_g的大功率IGBT故障诊断及保护方法，其特征在于：包括步骤如下：

步骤1：采集IGBT的门极电流信号；

步骤2：将采集到的IGBT门极电流信号进行积分和复位运算，得到IGBT在不同开关区间的门极电荷模拟信号Q_g；

步骤3：将得到的门极电荷模拟信号Q_g转换为数字信号；

步骤4：将采集到的IGBT的不同开关区间的门极电荷进行实时监测，与正常开关状态下相应开关区间的门极电荷进行对比，根据比较结果判断出具体的故障类型，并输出故障类型信息；

步骤5：根据故障类型信息，采取直接关断IGBT，或者将故障信息传递至上位机，由上位机进行IGBT关断处理。

2.根据权利要求1所述的基于门极电荷Q_g的大功率IGBT故障诊断及保护方法，其特征在于：所述步骤1中IGBT的门极电流信号的采集最优为IGBT门极采样电阻上的电流信号，电流信号的采集通过差分电路完成。

3.根据权利要求1或2所述的基于门极电荷Q_g的大功率IGBT故障诊断及保护方法，其特征在于：所述步骤2中积分和复位运算由可复位的积分电路完成。

4.根据权利要求3所述的基于门极电荷Q_g的大功率IGBT故障诊断及保护方法，其特征在于：所述积分和复位运算用于得到不同区间的门极电荷模拟信号，定义IGBT单个PWM开关周期门极电流积分区间I、II、III、IV，分别对应开通暂态、开通稳态、关断暂态和关断稳态四个阶段，具体积分和复位运算的过程如下：

(1)当IGBT在t₀时刻接收到开通信号后，将积分电路进行复位，复位时间对应t₀-t₁时间段，复位完成后积分电路开始工作，t₁-t₂对应IGBT开关过程的第I区间，该区间的积分电路输出对应第I区间的门极电荷模拟信号。

(2)在t₂时刻，开通暂态过程完成，需要将积分电路再次进行复位，复位时间对应t₂-t₃时间段，复位完成后积分电路重新开始工作，t₃-t₄时间段对应IGBT开关过程的第II区间，该区间的积分电路输出对应第II区间的门极电荷模拟信号。

(3)在t₄时刻，IGBT接收到关断信号后，将积分电路进行复位，复位时间对应t₄-t₅时间段，复位完成后积分电路重新开始工作，t₅-t₆时间段对应IGBT开关过程的第III区间，该区间的积分电路输出对应第III区间的门极电荷模拟信号。

(4)在t₆时刻，关断暂态过程完成，需要将积分电路再次进行复位，复位时间对应t₆-t₇时间段，复位完成后积分电路重新开始工作，t₇-t₈时间段对应IGBT开关过程的第IV区间，该区间的积分电路输出对应第IV区间的门极电荷模拟信号。

(5)当IGBT进入下一个开关周期时重复以上过程。