[发明专利]用于H桥功率单元输出电压波形异常的检测方法及装置

说明书

本发明提供一种用于H桥功率单元输出电压波形异常的检测方法及装置，由主控制器、单元控制器、H桥功率单元、单元电压波形检测电路、判定装置组成。该检测方法通过采样计算获得H桥功率单元实际输出波形，进而与控制器设定输出的理论波形进行实时比较，最后通过系统判定模块，快速、高效、准确的定位H桥异常功率单元，提高了H桥功率单元故障分析处理效率，节省了维护时间和成本。

技术领域

本发明属于电力电子装置的控制技术领域，特别涉及一种用于H桥功率单元输出电压波形异常的检测方法及装置。

背景技术

级联式功率调节装置由于其结构简单、模块化，在大功率、中高压驱动系统中已得到广泛应用。近年来，随着太阳能、风力发电等可再生能源发电系统的并网容量日益增加，需要在这些系统的并网处安装能够进行有功以及无功功率调节的电力电子装置来解决其并网带来的电能质量问题。因此，把级联式功率调节装置应用于高压、大容量功率调节系统的研究也日益广泛。

针对高压级联式功率调节装置，每相均有N个H桥功率单元，三相共有3N 个H桥功率单元，当高压级联式功率调节装置出现功率单元驱动故障、功率单元直流母线过压、欠压等故障时，如何在3N个H桥功率单元中快速、高效、精准的找到异常H桥功率单元，是目前普遍存在的一个共性难题。

针对H桥功率单元输出波形异常检测的方法，目前普遍是服务工程师携带高压电压测试仪器，在项目现场挨个测试每个功率单元输出的电压波形，对3N 个功率单元检测3N次，而且每一次的监测结果不一定准确，需要多次检测才能找准异常单元，这种检测方式非常耗时耗力，工作效率低，不利于对装置故障的及时解决。

发明内容

有鉴于此，本发明提出的一种用于H桥功率单元输出电压波形异常的检测方法及装置，可以在多个H桥级联的功率调节装置中精准定位故障H桥功率单元的位置，提高了装置故障分析处理的效率，降低了装置的维护时间，提升了装置的可维护性。

本发明的技术方案：

一种用于H桥功率单元输出电压波形异常的检测方法，包括以下具体步骤，

S1.采用分压电阻R1、R2、R3分压的方式采样H桥功率单元输出的电压，把采样电阻R2两端的电压记为Vo；

S2.把模拟量电压Vo通过第一光耦隔离电路T1、第一低通滤波电路D1和第一反相器电路U1后的数字电平信号记为CPLD_PIN1；把模拟量电压Vo通过第二光耦隔离电路T2、第二低通滤波电路D2和第二反相器电路U2后的数字电平信号记为CPLD_PIN2；

S3.把步骤S2中得到的两个电平信号CPLD_PIN1、CPLD_PIN2传输到判定装置，在判定装置中定义两个输入的变量为PWM_U、PWM_V，每个变量都有0或1 两个电平状态；

S4.把上述两个变量PWM_U、PWM_V进行状态组合，故一共有四种电平组合状态，分别是正电平状态、负电平状态、0电平状态，其中0和0信号、1和1 信号组合后的电平都是0电平状态，把组合状态的变量记为OVD_state；

S5.对于每一个H桥功率单元，主控制器产生H桥的脉宽调制脉冲，并由主控制器传输到单元控制器，通过单元控制器把H桥左、右桥臂上管脉冲信号发送给H桥功率单元和判定装置，H桥左、右桥臂上管脉冲信号分别记为PWM_L、 PWM_R；

S6.上述PWM_L、PWM_R两个脉冲信号各有0和1两种状态，把两个脉冲信号进行组合，一共有三种电平组合状态，分别是正电平状态、负电平状态、0 电平状态，其中0和0信号、1和1信号组合后的电平都是0电平状态，把此组合状态用变量记为PWM_state；