[实用新型]电力电子变电站中IGBT的可靠性状态检测装置

权利要求书

1.一种电力电子变电站中IGBT的可靠性状态检测装置，其特征在于，包括：

电流检测单元，用于检测待测IGBT的电流信号；

电压检测单元，用于检测待测IGBT的电压信号；

关断时间采集单元，用于采集待测IGBT的关断时间信号；

器件关断损耗计算单元，用于计算待测IGBT的关断损耗；

结温-电流-关断损耗关系表单元，用于存储预先获得的待测IGBT的结温-电流-关断损耗三维表；

结温计算单元，用于计算待测IGBT的实时运行结温；以及

IGBT状态检测单元，用于待测IGBT的可靠性状态检测；

其中，所述电流检测单元、所述电压检测单元、所述关断时间采集单元分别与所述器件关断损耗计算单元相连，所述电流检测单元与所述结温计算单元相连，所述器件关断损耗计算单元与所述结温计算单元相连，所述结温-电流-关断损耗关系表单元与所述结温计算单元相连，所述结温计算单元与所述IGBT状态检测单元相连。

2.如权利要求1所述的电力电子变电站中IGBT的可靠性状态检测装置，其特征在于，所述电流检测单元包括依次连接的电流传感器、电流调理电路、电流数据储存单元和电流输出单元，所述电流输出单元与所述器件关断损耗计算单元连接，同时，所述电流输出单元还与所述结温计算单元相连接；其中，

所述电流传感器用于采集待测IGBT的电流信号，并获得相应的电流波形；所述电流调理电路用于对所述电流传感器所采集的电流信号进行放大，得到调理后的电流信号；所述电流数据储存单元用于接收和储存由所述电流调理电路输出的调理后的电流信号；所述电流输出单元用于调取所述电流数据储存单元中储存的调理后的电流信号，并将调理后的电流信号传输到所述器件关断损耗计算单元，同时也将调理后的电流信号传输到所述结温计算单元。

3.如权利要求1所述的电力电子变电站中IGBT的可靠性状态检测装置，其特征在于，所述电压检测单元包括依次连接的电压传感器、电压调理电路、电压数据储存单元和电压输出单元，所述电压输出单元与所述器件关断损耗计算单元连接；其中，

所述电压传感器用于采集待测IGBT的电压信号，并获得相应的电压波形；所述电压调理电路用于对所述电压传感器所采集的电压信号进行放大，得到调理后的电压信号；所述电压数据储存单元用于接收和储存由所述电压调理电路输出的调理后的电压信号；所述电压输出单元用于调取所述电压数据储存单元中储存的调理后的电压信号，并将调理后的电压信号传输到所述器件关断损耗计算单元。

4.如权利要求1所述的电力电子变电站中IGBT的可靠性状态检测装置，其特征在于，所述待测IGBT的关断时间为：在一个关断过程中，从栅极-发射极间电压的脉冲下降至其幅值的90％的时刻起，到集电极电流下降至其幅值的10％的时刻止的这段时间。

5.如权利要求1所述的电力电子变电站中IGBT的可靠性状态检测装置，其特征在于，所述器件关断损耗计算单元包括关断损耗计算单元和数据储存单元，其中，

所述关断损耗计算单元用于接收所述电流检测单元输出的电流信号、所述电压检测单元输出的电压信号以及所述关断时间采集单元采集的关断时间信号，并根据下式计算待测IGBT的关断损耗：

其中P_off为关断损耗，f_sw为开关频率，t_off为关断时间，v_ce为集电极-发射极间电压，i_c为集电极电流；

所述数据储存单元用于储存关断损耗信号。

6.如权利要求1所述的电力电子变电站中IGBT的可靠性状态检测装置，其特征在于，所述结温计算单元，用于接收所述电流检测单元输出的电流信号、所述器件关断损耗计算单元输出的关断损耗信号、以及所述结温-电流-关断损耗关系表单元输出的待测IGBT的结温-电流-关断损耗三维表信息，并据此计算待测IGBT的实时运行结温。

7.如权利要求1所述的电力电子变电站中IGBT的可靠性状态检测装置，其特征在于，所述IGBT状态检测单元，包括：结温比较单元和可靠性状态判断单元，其中，所述结温比较单元，用于将所接收到的待测IGBT的实时运行结温与待测IGBT的最高允许结温进行比较，并得到比较结果；可靠性状态判断单元，用于根据比较结果来判断待测IGBT的可靠性状态：当待测IGBT的实时运行结温不高于待测IGBT的最高允许结温时，判断待测IGBT器件处于安全工作区；当待测IGBT的实时运行结温超过待测IGBT的最高允许结温时，判断待测IGBT器件正处于不正常状态。