[发明专利]一种非接触式功率器件开路故障高速检测系统及方法

权利要求书

1.一种非接触式功率器件开路故障高速检测系统，用于检测功率器件的开路故障，其特征在于，包括：

非接触式高频电流传感器，设置在由所述功率器件组成的变流器与负载之间，用于采集高频电流运行信号；

调理电路，与所述非接触式高频电流传感器连接，用于从所述高频电流运行信号中滤除所述负载运行时的基波电流和开关纹波电流，提取出高频开关振荡电流信号；

开关检测模块，与所述调理电路连接，用于对所述高频开关振荡电流信号进行边沿检测和幅值检测；以及

开路故障判断模块，与所述开关检测模块连接，用于根据所述开关检测模块的检测结果来判断所述功率器件是否发生开路故障，

其中，所述非接触式高频电流传感器具有带宽大于1MHz的宽频带范围，所述非接触式高频电流传感器的下限频率大于所述功率器件的开关频率来避免基波频率和开关频率的干扰，

所述开路故障判断模块根据所述开关检测模块检测得到的所述高频开关振荡电流信号在检测周期内的上升沿或下降沿来判断所述功率器件是否发生开路故障，具体如下：

当检测周期内不存在所述上升沿或所述下降沿，直接判定所述功率器件发生开路，

当检测周期内存在所述上升沿或所述下降沿，则记录检测的各脉冲幅值，当脉冲幅值大于预设脉冲阈值时，则判定所述功率器件正常，当脉冲幅值小于预设脉冲阈值时，则判定所述功率器件发生开路。

2.一种基于如权利要求1所述的非接触式功率器件开路故障高速检测系统的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，通过所述非接触式高频电流传感器采集所述变流器与所述负载间的高频电流运行信号i_x，并预设脉冲阈值为A_ref，边沿检测周期为T_d；

步骤2，将所述高频电流运行信号i_x经过所述调理电路处理，得到高频开关振荡电流信号I_x；

步骤3，将所述高频开关振荡电流信号I_x送入所述开关检测模块中，所述开关检测模块以T_d为周期，检测T_d内所述高频开关振荡电流信号中的所述上升沿或所述下降沿；

步骤4，所述开路故障判断模块根据T_d内的所述上升沿或所述下降沿来判断所述变流器中的所述功率器件是否发生开路故障，

其中，所述步骤4包括如下子步骤：

步骤4-1，当T_d内不存在所述上升沿或所述下降沿，则直接判定所述功率器件发生开路，当T_d内存在所述上升沿或所述下降沿，则记录检测的各脉冲幅值A_xd(n)；

步骤4-2，当A_xd(n)A_ref，则判定所述功率器件正常，返回步骤4-1；

步骤4-3，当A_xd(n)A_ref，则判定所述功率器件发生开路，

其中，所述步骤4-1中，n取1，2，3，……。

3.根据权利要求2所述的一种非接触式功率器件开路故障高速检测系统的检测方法，其特征在于：

其中，所述步骤1中，所述脉冲阈值A_ref用于避免系统噪声的干扰，所述脉冲阈值A_ref根据所述高频开关振荡电流信号的最小值取值，所述T_d取所述功率器件的开关周期T。