[发明专利]一种全桥开关电路状态检测电路及方法

说明书

本发明公开了一种全桥开关电路状态检测电路及方法，设计了包含限流单元、稳压单元、储能单元和检测单元的状态检测电路，只需要将全桥开关电路桥臂上的负载输出端的输出作为状态检测电路的输入，通过状态检测电路对负载输出端电压的检测，就能够实现对全桥开关电路的状态检测，与现有技术中的需要在每个IGBT或MOSFET上都增加状态检测电路的方式相比，有效地提高了检测电路的检测效率，降低了检测成本。

技术领域

本发明属于开关电路状态检测技术领域，具体涉及一种全桥开关电路状态检测电路及方法。

背景技术

全桥开关电路中包含一个或多个桥臂，其中，每个桥臂通常包含一个上管与一个下管，上管与下管的连接处作为负载输出端，即上下管同时连接至负载输出端，现有技术中通常采用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)或金氧半场效晶体管(MOSFET)作为全桥开关电路中的上、下管。

IGBT和MOSFET是常用的功率元器件，MOSFET的开关频率高、耐压低，IGBT的开关频率低、功率高，目前电力电子设备中广泛地应用了IGBT与MOSFET。IGBT与MOSFET开通与关断原理类似，当IGBT或MOSFET故障时，断路或者短路属于常见的故障类型。因此，在工作系统开始运行前，通常需要检测IGBT或MOSFET的工作状态，确认IGBT和MOSFET无断路或者短路现象，避免运行后造成损失或者事故。

由于IGBT导通和关断时，其集电极和发射极之间的压降将发生突变；MOSFET导通和关断时，其源极和漏极之间的压降会发生突变，因此，现有技术中，通常使用比较器对导通压降和关断压降进行比较，来判断IGBT和MOSFET是否损坏。此外，通过监测IGBT和MOSFET的温度、门极电压、运行负荷、磁场等的变化，判断IGBT和MOSFET是否损坏，也是目前研究的热点。上述方法存在的问题是：需要在全桥开关电路中所有桥臂的每个IGBT或MOSFET上都增加状态检测电路，才能实现对全桥开关电路的状态检测。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种全桥开关电路状态检测电路及方法，通过采用提出的状态检测电路对全桥开关电路的负载输出端的电压进行检测，即可实现对全桥开关电路的状态检测。

本发明提供的一种全桥开关电路状态检测电路，所述全桥开关电路包括上下两个绝缘栅双极型晶体管或两个金氧半场效晶体管，上管的一端与下管的一端的连接处为负载输出端，包括限流单元、稳压单元、储能单元和检测单元；

所述限流单元，与所述负载输出端连接，用于对全桥开关电路的输出电流进行限流，再将限流后的电流输出到所述稳压单元；

所述稳压单元，用于对所述限流单元输出的电流进行稳压形成稳压后的电压，所述稳压后的电压即为所述储能单元的电压，同时，所述稳压后的电压为检测电压；

所述储能单元，用于根据所述检测单元的控制进行充放电；

所述检测单元，通过第一控制端向所述储能单元发送充电、保持及放电信号，控制所述储能单元充电、保持及放电；第二控制端与所述上管的另一端相连，通过发送启动和禁止信号控制上管的启动和禁止；第三控制端与所述下管的另一端相连，通过发送启动和禁止信号控制下管的启动和禁止。

进一步地，所述储能单元为电容，所述电容的输出电压为所述检测电压；

所述检测单元将所述第一控制端的电压设置为低于所述检测电压时，所述电容放电，所述检测单元判定放电持续时间达到设定的等待时间周期时，将所述第一控制端设定为高阻态，若此时所述检测电压高于设定的充电电压阈值，则禁止全桥开关电路启动；

若此时所述检测电压低于或等于设定的充电电压阈值，则将所述第一控制端的电压设定为电源电压，所述电容充电，当所述检测电压等于所述电源电压时，将所述第一控制端设定为高阻态，所述检测单元在设定的检测时间周期后，检测当前检测电压的下降幅度达到设定的电压下降阈值时，则禁止全桥开关电路启动；