[发明专利]一种电力电子变压器功率模块在线测试装置及其方法

说明书

本发明提供一种电力电子变压器功率模块在线测试装置，其中，包括上位机系统、第一功率模块、第二功率模块和直流电压源，所述第一功率模块的低压侧和第二功率模块的低压侧并联在所述直流电压源两端，所述第一功率模块高压侧的正极与所述第二功率模块高压侧的正极之间串联一电感L，所述第一功率模块高压侧的负极与所述第二功率模块高压侧的负极之间通过导线连接，所述第一功率模块和第二功率模块均与所述上位机系统通讯连接。本发明还提供一种电力电子变压器功率模块在线测试方法。本发明测试供电损耗小、测试操作简单，解决以往测试平台和测试方法对功率模块测试不充分的问题。

技术领域

本发明涉及电力电子变压器功率模块技术领域，更具体地，涉及一种电力电子变压器功率模块在线测试装置及其方法。

背景技术

随着电力电子技术、半导体技术的发展，电力系统中出现了大量交直流混合的配电系统，如交直流混合的微电网、电动汽车充电站、数据中心供电系统等，其中，负责电力变换的主要设备是电力电子变压器(PET)。PET由大量功率模块通过串并联的级联方式构成，功率模块的可靠性是PET安全稳定运行的关键，因此，对功率模块进行严格、全面、精确测试是PET安全运行的前提。

现有的PET功率模块测试，按测试性质可分为一次回路测试、二次回路测试；按测试目的可分为基本功能测试、稳定性测试等。一次回路测试和二次回路测试为基本功能测试，主要包括绝缘耐压测试、主回路通断测试、驱动及通信测试，这是功率模块带电运行的必测项目。稳定性测试主要是指功率模块按额定电压、额定电流长时间运行，以验证功率器件的热稳定性、电气特性等。只有功率模块的稳定性测试通过，才能将功率模块安装到整机投入实际运行。但是，目前的功率模块测试方法，一般针对单个功率模块搭建基于“电源→功率模块→电阻负载”的测试平台，进行测试时，通过功率模块的有功功率只能单向流动，无法准确模拟功率模块的实际运行工况；另外，即使搭建“电源→功率模块→电源”的测试平台，也较为复杂，需要两个直流电压源同步操作。只有搭建完善的功率模块试验平台，充分测试功率模块，才能全面、精确验证功率模块性能，保证电力电子变压器的可靠运行。中国专利公开号CN106019174A，公开时间2016年10月12月，该专利公开的技术方案并不能对功率模块进行全面的测试。

发明内容

本发明的目的在于克服现有测试电路较为复杂，需要多个直流电压源同步操作，测试损耗大，且稳定性测试不充分不全面的缺点，提供一种电力电子变压器功率模块在线测试装置。本发明测试供电损耗小，测试操作简单，解决以往测试平台和测试方法对功率模块测试不充分不全面的问题。

本发明还提供一种电力电子变压器功率模块在线测试方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电力电子变压器功率模块在线测试装置，其中，包括上位机系统、第一功率模块、第二功率模块和直流电压源，所述第一功率模块的低压侧和第二功率模块的低压侧并联在所述直流电压源两端，所述第一功率模块高压侧的正极与所述第二功率模块高压侧的正极之间串联一电感L，所述第一功率模块高压侧的负极与所述第二功率模块高压侧的负极之间通过导线连接，所述第一功率模块和第二功率模块均与所述上位机系统通讯连接。

本技术方案中，第一功率模块和第二功率模块形成环路，只需要一个直流电压源作为测试装置中的电源，上位机系统能够对第一功率模块和第二功率模块下发信号指令，使得第一功率模块和第二功率模块能够根据上位机系统的信号指令进行运行，第一功率模块和第二功率模块将其运行状态的数据上传至上位机系统，测试人员可以直接在上位机系统中获得测试数据，判断第一功率模块和第二功率模块的运行状态和测试结果。

进一步的，所述第一功率模块和第二功率模块内部设有控制板，所述上位机系统与所述第一功率模块和第二功率模块的控制板通讯连接。本技术方案中，上位机系统发出的指令输入第一功率模块和第二功率模块的控制板中，第一功率模块和第二功率模块的控制板根据上位机系统下发的指令，控制其内部器件的运行。