[发明专利]半导体器件故障检测的装置及方法

说明书

本发明揭示了一种半导体器件故障检测的装置及方法，所述装置包括主功率模块、电压处理模块和判断模块，所述主功率模块包括串联的至少一个半导体器件和桥臂电感，所述电压处理模块与所述桥臂电感并联，所述判断模块与所述电压处理模块连接；所述电压处理模块，用于采集所述桥臂电感的电压，并将采集的电压转换为低电压；所述判断模块，用于将所述转换后的低电压与预设的第一比较阀值、第二比较阀值进行比较，根据比较结果和判断模块中的预设条件来判断所述半导体器件是否发生故障；所述第一比较阀值小于或等于第二比较阀值。本发明提供的装置及方法可以实时检测半导体器件的过流、短路、直通情况。

技术领域

本发明涉及到电子技术领域，特别是涉及到半导体器件故障检测的装置及方法。

背景技术

半导体器件对导通时的电流上升率敏感，尤其是GTO、GCT、IGCT等器件对导通时的电流上升率更加敏感。为了限制半导体器件导通时的电流上升率，公知的做法是在半导体回路中串联电流上升率限制电抗器。当半导体器件过流、短路、直通情况发生时，需要迅速将过流、短路、直通情况进行检测和判断，进而控制能量有序泄放，有效防止故障扩大。

快速、准确的检测和判断半导体过流、短路、直通情况是进行产品整体保护的关键点。现在通用的检测方法具有很大局限性：

(1)不具有实时性，检测通道都需要经过滤波、记忆和复位环节，导致桥臂发生直通故障后无法第一时间检测出来，在实际应用中检测不及时将导致不能快速启动保护，从而导致次生故障。

(2)不具有普遍适用性，半导体器件的电流上升率耐受值、桥臂电流上升率限制电抗器数值、检测通道滤波数值之间息息相关。实际应用中各个参数配合设计的复杂度很高。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种半导体器件故障检测的装置及方法，解决了现有半导体器件过流、短路、直通情况检测不具有实时性和普通适用性的问题。

本发明提出一种半导体器件故障检测的装置，所述装置包括主功率模块、电压处理模块和判断模块，所述主功率模块包括串联的至少一个半导体器件和桥臂电感，所述电压处理模块与所述桥臂电感并联，所述判断模块与所述电压处理模块连接；

所述电压处理模块，用于采集所述桥臂电感的电压，并将采集的电压转换为低电压；

所述判断模块，用于将所述转换后的低电压与预设的第一比较阀值、第二比较阀值进行比较，根据比较结果和判断模块中的预设条件来判断所述半导体器件是否发生故障；所述第一比较阀值小于或等于第二比较阀值。

进一步地，所述判断模块包括启动计时单元、停止计时单元和确定单元，其中：

所述启动计时单元用于当所述转换后的低电压的绝对值大于第二比较阀值时，启动计时；所述停止计时单元用于当所述转换后的低电压的绝对值小于第一比较阀值时，停止计时；

所述确定单元，用于根据所述计时的时长，确定所述半导体器件是否发生过流、短路或直通。

进一步地，所述确定单元包括：

判断子单元，用于判断所述时长是否超过预设的时间阀值；

第一判定子单元，用于当所述时长超过预设的时间阀值时，判定所述半导体器件发生过流、短路或直通。

进一步地，所述确定单元包括：

计算子单元，用于根据所述时长计算所述半导体器件的电流；

比较子单元，用于比较所述半导体器件的电流与预设的电流阀值；

第二判定子单元，用于当所述半导体器件的电流大于所述电流阀值时，判定所述半导体器件发生过流、短路或直通。

进一步地，所述电压处理模块包括：