[发明专利]一种IGBT故障的监测装置及方法

摘要

本发明公开了一种IGBT故障的监测装置及方法。其中，IGBT故障的监测装置包括直流稳压电源、PWM控制模块、IGBT驱动模块、IGBT、数据采集模块和上位机；通过合理设计上述监测装置中各部件之间的连接关系以及信号流向等，利于实现本发明监测装置对于IGBT的故障检测；此外，本发明中上位机可以记录IGBT出现故障的次数，并以故障率为依据，判断IGBT处于何种工作状态；当IGBT处于间歇故障状态时，仅仅提示故障报警；而当IGBT处于永久故障状态时，产生寿命预警，提示更换IGBT。本发明装置和方法可以有效的监测IGBT的故障类型，揭示间歇故障累积效应与永久故障的关系，预测永久故障的发生，为维修人员确定最佳的更换时机，避免盲目更换，节约维修成本。

主权项

1.一种IGBT故障的监测装置，其特征在于，包括直流稳压电源、PWM控制模块、IGBT驱动模块、IGBT、数据采集模块和上位机；其中：直流稳压电源用于为PWM控制模块、IGBT驱动模块和IGBT供电；PWM控制模块用于产生频率和幅值可调的脉冲，其中一路脉冲信号输送到数据采集模块，另一路脉冲信号输送到IGBT驱动模块；IGBT驱动模块用于将接收到的脉冲信号进行放大处理，其中放大后的一路脉冲信号输送到数据采集模块，放大后的另一路脉冲信号输送到IGBT栅极；IGBT用于在IGBT驱动模块的作用下反复通断并产生通断信号，通断信号经过IGBT发射极输送到数据采集模块；数据采集模块用于将采集到的上述三路信号上传至上位机；上位机用于将接收到的三路信号处理成高低电平信号，并根据上述三路信号对应的高低电平逻辑运算结果判断IGBT是否出现故障以及根据故障率判断IGBT是否需要更换；其中，根据上述三路信号对应的高低电平进行逻辑运算的过程如下：先将由PWM控制模块和IGBT驱动模块输送到上位机的脉冲信号对应的电平信号进行与运算，然后将与运算的结果与IGBT上传的通断信号对应的电平信号进行异或运算，得到最终的逻辑运算结果；若逻辑运算结果为1，则表明IGBT出现故障，否则，IGBT正常；上位机对IGBT出现故障的次数进行存储和统计，并以故障率为依据，将该故障率与设定的阈值进行比较，若根据故障率与阈值的比较结果判断是否更换IGBT，具体如下：IGBT有三种工作状态，即正常状态、间歇故障状态和永久故障状态；设定IGBT的故障率为T，IGBT由正常状态到间歇故障状态变化的阈值为TL，IGBT由间歇故障状态到永久故障状态变化的阈值为TH；经过判断：若TTH，则IGBT处于永久故障状态，需要更换IGBT。