用于功率模块的诊断电路与方法技术

一种用于功率模块的诊断电路与方法，该诊断电路包含：一逻辑电路，其中该逻辑电路包含一相一臂的一栅极电压端逻辑或一停滞时间电压端的集合，该集合逻辑互斥或该相的另一臂的一漏‑源极电压端；一滤波电路，耦合该逻辑电路，用以过滤转态噪点；一比较电路，耦合该滤波电路，用以判断该相的一相电流端的相电流是否大于零；以及一闩锁，耦合该比较电路，用以暂时储存诊断信号。

【技术实现步骤摘要】
用于功率模块的诊断电路与方法
本专利技术涉及一种诊断电路与方法，特别是用于功率模块的诊断电路与方法。
技术介绍
变频控制器具有三相六臂的电路特征，若功率开关损毁，将造成某臂开路或短路无法正常进行开关。在功率模块失效状态中，有可能因上下臂短路而造成大电流产生，使功率模块损毁并且造成变频控制器的输出异常。例如：若上臂短路，下臂仍正常开关时，将产生过电流。当功率模块损毁时，将造成功率输出异常。若诊断时间过长，将导致功率模块引发二次破坏，造成整体系统的危险。若能将失效状态的时间减低，可降低功率模块产生二次破坏的机率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于功率模块的诊断电路与方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于功率模块的诊断电路，该诊断电路包含：一逻辑电路，其中该逻辑电路包含一相一臂的一栅极电压端逻辑或一停滞时间电压端的集合，该集合逻辑互斥或该相的另一臂的一漏-源极电压端；一滤波电路，耦合该逻辑电路，用以过滤转态噪点；一比较电路，耦合该滤波电路，用以判断该相的一相电流端的相电流是否大于零；以及一闩锁，耦合该比较电路，用以暂时储存诊断信号。为了更好地实现上述目的，本专利技术还提供了一种用于功率模块的诊断电路，该诊断电路包含：一逻辑电路，其中一相一臂的一漏-源极电压端逻辑互斥或该相的另一臂的一漏-源极电压端；一滤波电路，耦合该逻辑电路，用以过滤转态噪点；以及一闩锁，耦合该滤波电路，用以暂时储存诊断信号。为了更好地实现上述目的，本专利技术还提供了一种用于功率模块的诊断方法，该诊断方法包含：输入一电压至六臂；接收该六臂的各臂的一漏-源极电压与一栅极电压；接收该六臂的三相的各相的一相电流；判断该相电流是否大于零；以及判断该相的其中一臂的该栅极电压逻辑或一停滞时间电压的集合，该集合是否与该相的另一臂的该漏-源极电压呈现同相。以下结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述，但不作为对本专利技术的限定。附图说明图1为根据一些实施例说明功率模块的示意图；图2为根据一些实施例说明诊断电路的架构图；图3为根据一些实施例说明诊断电路的电路图；图4为根据一些实施例说明诊断电路的电路图；图5为根据一些实施例说明分压电路的电路图；图6为根据一些实施例说明分压电路的电路图；图7为根据一些实施例说明停滞时间电路的电路图；图8为根据一些实施例说明诊断电路的电路图；图9为根据一些实施例说明诊断电路的波形图；图10为根据一些实施例说明诊断电路的波形图；图11为根据一些实施例说明诊断方法的流程图。其中，附图标记20电池22电容Q1-Q6功率开关D1-D6二极管R1-R6电阻Vg_UU栅极电压Vg_UD栅极电压Vds_UD漏-源极电压Vds_UU漏-源极电压25、26、27电流传感器IU、IV、IW相电流31、32、33步骤L1-L3电感41逻辑电路35保护电路45比较电路43滤波电路51或闸47闩锁53及闸52互斥或闸55或闸54或闸57二极管56二极管62电阻61二极管65运算放大器63电容71二极管66系统电压端75反及闸72或闸78系统电压端76反及闸Vds_UU_FB漏-源极电压81电阻82电容Vds_UD_FB漏-源极电压Vdead_time停滞时间电压Vg_UU_FB栅极电压Vg_UD_FB栅极电压91逻辑电路93滤波电路95比较电路97闩锁101或闸102互斥或闸103及闸104或闸105或闸106二极管107二极管111二极管113电阻114电容115运算放大器116系统电压端117二极管119或闸126反及闸127反及闸128系统电压端129电阻130电容A1、B1诊断电路集合141电阻140电阻143系统电压142电阻150电阻145节点152电阻151电阻155节点153系统电压161反或闸Vds_UD_compare漏-源极电压172互斥或闸171逻辑电路174或闸173及闸176二极管175或闸181滤波电路177二极管183电容182电阻191闩锁184二极管193反及闸192反及闸196电阻195系统电压端198保护电路197电容200诊断电路100功率模块220诊断电路210诊断电路240分压电路230分压电路310诊断电路250停滞时间电路A、B、C、D时间260、261、262、263、264、265、266、267步骤具体实施方式下面结合附图对本专利技术的结构原理和工作原理作具体的描述：本专利技术提出一种用于功率模块的诊断电路及其诊断方法。诊断电路及其诊断方法撷取功率模块中的开关功率元件的栅极、漏-源极回授信号、以及相电流回授信号，可在线检测功率模块是否正常运作。当功率模块失效时，可快速诊断功率模块是否损毁并且降低功率模块的失效时间，防止功率模块引发二次破坏。图1为根据一些实施例说明功率模块100的示意图。功率模块100系变频控制器的一部分，功率模块100具有三相六臂的电路特征，并且运用于马达或高功率的电机。功率模块100包含功率开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、及Q6、以及二极管D1、D2、D3、D4、D5、及D6。功率开关Q1串联功率开关Q2，功率开关Q1、及Q2的组合系为U相，功率开关Q1为上臂，功率开关Q2为下臂；功率开关Q3串联功率开关Q4，功率开关Q3、及Q4的组合系为V相，功率开关Q3为上臂，功率开关Q4为下臂；功率开关Q5串联功率开关Q6，功率开关Q5、及Q6的组合系为W相，功率开关Q5为上臂，功率开关Q6为下臂。功率开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、及Q6系采用功率元件或功率晶体管，例如：功率金氧半晶体管(powermetaloxidesemiconductorfield-effecttransistorpowerMOSFET)。功率模块100耦接电池20，并且功率模块100并联电容22。功率开关Q1、及Q2之间连接电流传感器25，电流传感器25检测U相的相电流IU；功率开关Q3、及Q4之间连接电流传感器26，电流传感器26检测V相的相电流IV；功率开关Q5、及Q6之间连接电流传感器27，电流传感器27检测W相的相电流IW。电流传感器25连接电感L1；电流传感器26连接电感L2；电流传感器27连接电感L3。在一实施例，电阻R1、R2、R3、R4、R5、及R6分别配置于功率开关Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、及Q6，详言之，电阻R1-R6系跨接于功率开关Q1-Q6的漏极与源极之间。在电阻R1-R6上的跨压等同功率开关Q1-Q6的漏极与源极的电压差。图2为根据一些实施例说明诊断电路200的架构图。诊断电路200系用来诊断功率模块100是否失效。诊断电路200撷取栅极电压的回授信号(步骤31)、六臂的漏-源极电压的回授信号(步骤32)以及各相电流的回授信号(步骤33)。栅极电压的回授信号系功率开关Q1-Q6的栅极电压。六臂的漏-源极电压的回授信号系Q1-Q6的漏-源极电压。相电流的回授信号分别系电流传感器25、26、及27所撷取的相电流IU、IV、及IW。诊断电路200的判断结果传送到保护电路35，若诊断电路200确定功率模块100失效，将启动保护电路35。图3为根据一些实施例说明诊断电路210的电路图。U、V、及W相的每一相配置一诊断电路210，并且诊断电路210的工作时机在该相的对应相电流(相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于功率模块的诊断电路，其特征在于，该诊断电路包含：一逻辑电路，其中该逻辑电路包含一相一臂的一栅极电压端逻辑或一停滞时间电压端的集合，该集合逻辑互斥或该相的另一臂的一漏‑源极电压端；一滤波电路，耦合该逻辑电路，用以过滤转态噪点；一比较电路，耦合该滤波电路，用以判断该相的一相电流端的相电流是否大于零；以及一闩锁，耦合该比较电路，用以暂时储存一诊断信号。

【技术特征摘要】
2016.11.25 TW 1051389401.一种用于功率模块的诊断电路，其特征在于，该诊断电路包含：一逻辑电路，其中该逻辑电路包含一相一臂的一栅极电压端逻辑或一停滞时间电压端的集合，该集合逻辑互斥或该相的另一臂的一漏-源极电压端；一滤波电路，耦合该逻辑电路，用以过滤转态噪点；一比较电路，耦合该滤波电路，用以判断该相的一相电流端的相电流是否大于零；以及一闩锁，耦合该比较电路，用以暂时储存一诊断信号。2.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，该逻辑电路包含：一或闸，该或闸的一输入端耦合该栅极电压端，另一输入端连接一停滞时间电压端。3.如权利要求2所述的诊断电路，其特征在于，该逻辑电路包含：一互斥或闸，该互斥或闸的一输入端连接该或闸的输出端，另一输入端连接该漏-源极电压端。4.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，该滤波电路包含：一电阻；以及一电容，该电容的一端接地，另一端连接该电阻。5.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，该诊断电路还包含：一二极管，位于该逻辑电路与该滤波电路之间，该二极管的阳极连接该逻辑电路的输出端，该二极管的阴极连接该滤波电路的一输入端。6.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，该比较电路包含：一运算放大器，该运算放大器的一输入端连接该相电流端。7.如权利要求6所述的诊断电路，其特征在于，该输入端为一非反相输入端。8.如权利要求6所述的诊断电路，其特征在于，该输入端为一反相输入端。9.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，该诊断电路还包含：一或闸，该或闸的一输入端连接该比较电路的一输出端，另一输入端耦合该滤波电路的一输出端，该或闸的一输出端连接该闩锁。10.如权利要求9所述的诊断电路，其特征在于，该诊断电路还包含：一二极管，位于该或闸与该滤波电路之间，该二极管的阳极连接该滤波电路的一输出端，该二极管的阴极连接该或闸的该另一输入端。11.如权利要求1所述的诊断电路，其特征在于，该诊断电路还包含：一分压电路，位于该漏-源极电压端与该逻...

【专利技术属性】
技术研发人员：柯智伟，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71