[发明专利]一种输出端对地短路保护方法及装置

说明书

本发明公开了一种输出端对地短路保护方法及装置，其包括：设置一个定时器，利用定时器产生占空比可调的PWM信号；通过PWM信号控制待检测相的单个上臂功率开关器件导通且关闭逆变桥其他的功率开关器件，同时检测直流母线正端电流值；判断占空比是否已经超过设定阈值b，本相线故障标志清除，检测所有相线；关断本次检测控制的功率开关器件，检测所有相线；判断所有相线的故障标志位，若全部没有故障，则返回检测成功‑无故障信号，若其中有存在故障的相线，则输出对应的故障相线信息。实施本发明，只使用一个电流采样装置即可可靠检出所有输出相线的对地短路故障，可靠性高、一致性好、成本低。

技术领域

本发明属于电路保护领域，涉及一种输出端对地短路保护方法及装置。

背景技术

在负载端接线或绕组绝缘失效或其他原因发生对地短路故障时，在逆变器输出端等效于对地短路，如不加以保护，仍按照正常情况控制逆变桥输出的话，会造成逆变桥输出电流激增达到短路电流，极易损坏逆变桥功率开关器件甚至引发火灾等灾害；另外，对地漏电流也会急剧增大，造成设备金属壳带电，严重威胁操作人员人身安全。

如图1所示，传统检测方案将电流检测装置放在输出相线上，只能可靠的检测有传感器的那一相是否对地短路，而没有电流传感器的其他输出相则需要依赖外部电路形成回路才能检出对地短路故障，不稳定因素较高，不能可靠使用，如想可靠检出所有输出相对地短路故障则必须在每一输出相多转置电流传感器，其成本较高、一致性差、实用性低。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种输出端对地短路保护方法及装置，解决现有技术中只能检测有传感器的一相是否短路，不稳定因素较高，不能可靠使用，成本高，实用性低的问题。

本发明提供一种输出端对地短路保护方法，其包括如下步骤：

步骤S1，设置一个定时器，利用定时器产生占空比可调的PWM信号；

步骤S2，通过PWM信号控制待检测相的单个上臂功率开关器件导通且关闭逆变桥其他的功率开关器件，同时检测直流母线正端电流值，若电流值小于设定阈值a，则进行步骤S3，若电流值大于设定阈值a，则进行步骤S4；

步骤S3，判断占空比是否已经超过设定阈值b，若未超过设定阈值b，则增大占空比并执行步骤S2，若占空比超过设定阈值b，则关断本次检测控制的功率开关器件，本相线故障标志清除，若所有相线都检测完毕，则置位检测完成信号，执行步骤S5,若相线存在未检测完，则初始化占空比为1％并将PWM控制信号输出到下一个待检测相，并进行步骤S2；

步骤S4,关断本次检测控制的功率开关器件，本相线故障标志置位，若所有相线都检测完毕，则置位检测完成信号进行步骤S5，若相线存在未检测完，则初始化占空比为1％并将PWM控制信号输出到下一个待检测相，并进行步骤S2；

步骤S5,判断所有相线的故障标志位，若全部没有故障，则返回检测成功-无故障信号，若其中有存在故障的相线，则输出对应的故障相线信息。

进一步，在步骤S1中，所述定时器为微控制器芯片的标准外设或FPGA芯片搭建的片内逻辑电路，用以通过IO引脚输出PWM信号，且其PWM的频率和占空比可调整。

进一步，所述PWM信号的频率设置范围为不小于1kHz且不超过50kHz，初始占空比设置为1％。

进一步，所述PWM信号控制待检测相的单个上臂功率开关器件导通且关闭逆变桥其他的功率开关器件具体包括：

若待检相为U相，则使用PWM信号控制导通Q1，主逆变桥其他开关器件关断；

若待检相为V相，则使用PWM信号控制导通Q2，主逆变桥其他开关器件关断；

若待检相为W相，则使用PWM信号控制导通Q3，主逆变桥其他开关器件关断。