[发明专利]一种功率单元体直流电压检测装置及方法

权利要求书

1.一种功率单元体直流电压检测装置，其特征在于，包括依次连接的分压电路、调理电路、压频转化电路、传输电路、现场可编程逻辑门阵列及数字信号处理器；所述分压电路对功率单元体内直流支撑电容的直流电压进行取样，并将取样电压传输给调理电路进行滤波，得到滤波后的电压信号；所述压频转化电路将来自调理电路的电压信号转化为矩形波信号，矩形波信号经传输电路传输至现场可编程逻辑门阵列；现场可编程逻辑门阵列对相邻两次矩形波信号高电平之间的高频脉冲个数N进行计数；数字信号处理器根据分压电路的比例系数K₁、压频转化电路的比例系数K₂、高频脉冲的周期t和高频脉冲的个数N计算出功率单元体内直流支撑电容的直流电压。

2.根据权利要求1所述的功率单元体直流电压检测装置，其特征在于，所述调理电路包括相连接的低通滤波器和电压跟随器，低通滤波器与分压电路连接，电压跟随器与压频转化电路连接。

3.根据权利要求1所述的功率单元体直流电压检测装置，其特征在于，所述压频转化电路采用VFC32作为压频转化芯片。

4.根据权利要求1所述的功率单元体直流电压检测装置，其特征在于，还包括连接在调理电路与压频转化电路之间的限幅电路。

5.根据权利要求4所述的功率单元体直流电压检测装置，其特征在于，所述限幅电路为减法器。

6.根据权利要求1所述的功率单元体直流电压检测装置，其特征在于，所述现场可编程逻辑门阵列对相邻两次矩形波信号高电平之间的高频脉冲个数N进行计数之前，还对矩形波信号的毛刺进行滤除。

7.一种功率单元体直流电压检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、电阻分压：将待检测功率单元体内直流支撑电容的直流电压U_dc按照分压比例系数K₁缩小为一个电压信号U₁；

S2、压频转化：将分压后的电压信号U₁转化为矩形波信号；矩形波信号的频率F_jxb和分压后电压信号的幅值成正比，压频转化比例系数为K₂；

S3、光纤传输：将矩形波信号通过光纤进行传输；

S4、滤除毛刺：采用压缩高电平时间的方式，滤除矩形波信号中的毛刺；

S5、脉冲计数：采用周期为T_p的高频脉冲信号对矩形波信号的周期T_jxb进行计算，对相邻两次矩形波信号高电平之间的高频脉冲个数N进行计数，T_jxb＝N×T_p，T_jxb为F_jxb的倒数；

S6、根据分压比例系数K₁、压频转化比例系数K₂、高频脉冲的周期T_p和高频脉冲的个数N计算待检测功率单元体内直流支撑电容的直流电压U_dc。

8.根据权利要求7所述的功率单元体直流电压检测方法，其特征在于，步骤S1与S2之间还包括以下步骤：

电压限幅：采用参考电压U_ref和减法器对分压后的电压信号进行限幅，得到限幅后的电压信号U₂＝U_ref-U₁，U_ref为参考电压；

在所述步骤S2中，将限幅后的电压信号转化为矩形波信号；矩形波信号的频率F_jxb和限幅后的电压信号的幅值成正比。