本申請涉及電力電子，特別是涉及一種功率變換器及其故障檢測方法。

背景技術：

1、功率變換器作為一種電力變換設備，可以將直流電逆變為交流電，也可以進行直流電力變換。功率變換器在批量生產中或啟動前，需要對功率變換器進行質量檢測，以確保其工作正常、可靠穩定，避免有故障的機器出廠，造成炸機等嚴重后果。對功率變換器的單個元器件進行單獨檢測，會造成檢測周期過長，影響批量生產效率。

2、目前現有技術一般通過檢測功率變換器的諧振頻率，判斷功率變換器是否存在故障，但該方法無法識別出開關元件的短路故障。

技術實現思路

1、基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種功率變換器及其故障檢測方法。

2、第一方面，本發明實施例提出一種功率變換器，包括至少一個第一橋臂、第二橋臂、連接在所述第一橋臂和所述第二橋臂之間的諧振電路，連接在所述第二橋臂輸出端的濾波電容，以及與所述第一橋臂和第二橋臂連接的控制電路；所述第二橋臂包括多個開關元件；

3、所述控制電路用于控制一所述第一橋臂輸出脈沖信號，并封鎖所述第二橋臂中同向的開關元件的驅動信號；

4、基于所述濾波電容兩端所響應的電壓，確定驅動信號被封鎖的開關元件中是否存在短路故障的開關元件。

5、在一些實施例中，若所述濾波電容兩端所響應的電壓的絕對值在設定時間內未達到設定的閾值，則確定驅動信號被封鎖的開關元件中存在短路故障的開關元件。

6、在一些實施例中，所述第二橋臂包括至少兩組反向連接的開關元件；

7、所述控制電路封鎖所述第二橋臂中同向的開關元件的驅動信號，并控制與所述同向的開關元件反向連接的開關元件常通。

8、在一些實施例中，所述第二橋臂包括至少兩組同向連接的開關元件；

9、所述控制電路封鎖所述第二橋臂中所述至少兩組同向連接的開關元件的驅動信號。

10、在一些實施例中，所述第二橋臂包括第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件、第四開關元件；所述第一開關元件與所述第二開關元件反向連接，所述第三開關元件與所述第四開關元件反向連接；

11、所述控制電路封鎖所述第一開關元件和所述第三開關元件的驅動信號，并控制所述第二開關元件和所述第四開關元件常通，若所述濾波電容兩端所響應的電壓在設定時間內未達到設定的正閾值，則確定所述第一開關元件和所述第三開關元件中存在短路故障的開關元件；或

12、所述控制電路封鎖所述第二開關元件和所述第四開關元件的驅動信號，并控制所述第一開關元件和所述第三開關元件常通，若所述濾波電容兩端所響應的電壓在設定時間內未達到設定的負閾值，則確定所述第二開關元件和所述第四開關元件中存在短路故障的開關元件。

13、在一些實施例中，所述第二橋臂包括第一半橋臂和第二半橋臂，所述第一半橋臂包括第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件、第四開關元件；所述第一開關元件與所述第二開關元件反向連接，所述第三開關元件與所述第四開關元件反向連接；所述第二半橋臂包括第五開關元件、第六開關元件、第七開關元件、第八開關元件；所述第五開關元件與所述第六開關元件反向連接，所述第七開關元件與所述第八開關元件反向連接；

14、所述控制電路封鎖所述第一開關元件、所述第三開關元件、所述第五開關元件、所述第七開關元件的驅動信號，并控制所述第二開關元件、所述第四開關元件、所述第六開關元件、所述第八開關元件常通，若所述濾波電容的兩端所響應的電壓在設定時間內未達到設定的正閾值，則確定所述第一開關元件、所述第三開關元件、所述第五開關元件、所述第七開關元件中存在短路故障的開關元件；或

15、所述控制電路封鎖所述第二開關元件、所述第四開關元件、所述第六開關元件、所述第八開關元件的驅動信號，并控制所述第一開關元件、所述第三開關元件、所述第五開關元件、所述第七開關元件常通，若所述濾波電容的兩端所響應的電壓在設定時間內未達到設定的負閾值，則確定所述第二開關元件、所述第四開關元件、所述第六開關元件、所述第八開關元件中存在短路故障的開關元件。

16、在一些實施例中，還包括：連接在對應的所述第一橋臂和所述第二橋臂之間的變壓器。

17、在一些實施例中，所述功率變換器為dc-ac變換器或dc-dc變換器。

18、第二方面，本發明實施例提出一種功率變換器的故障檢測方法，所述功率變換器包括至少一個第一橋臂、第二橋臂、連接在對應所述第一橋臂和所述第二橋臂之間的諧振電路，連接在所述第二橋臂輸出端的濾波電容，以及與所述第一橋臂和第二橋臂連接的控制電路，所述第二橋臂包括多個開關元件，所述方法包括：

19、控制一所述第一橋臂輸出脈沖信號，封鎖所述第二橋臂中同向的開關元件的驅動信號；

20、基于所述濾波電容的兩端所響應的電壓，確定驅動信號被封鎖的開關元件中是否存在短路故障的開關元件。

21、在一些實施例中，若所述濾波電容兩端所響應的電壓的絕對值在設定時間內未達到設定的閾值，則確定驅動信號被封鎖的開關元件中存在短路故障的開關元件。

22、本申請通過控制一所述第一橋臂輸出脈沖信號，并封鎖所述第二橋臂中同向的開關元件的驅動信號，基于所述濾波電容兩端所響應的電壓，確定驅動信號被封鎖的開關元件中是否存在短路故障的開關元件。本申請可以精準識別出開關元件的短路故障，并且檢測方式簡單、高效、可靠。

技術特征：

1.一種功率變換器，其特征在于，包括至少一個第一橋臂、第二橋臂、連接在所述第一橋臂和所述第二橋臂之間的諧振電路，連接在所述第二橋臂輸出端的濾波電容，以及與所述第一橋臂和第二橋臂連接的控制電路；所述第二橋臂包括多個開關元件；

2.根據權利要求1所述的功率變換器，其特征在于，若所述濾波電容兩端所響應的電壓的絕對值在設定時間內未達到設定的閾值，則確定驅動信號被封鎖的開關元件中存在短路故障的開關元件。

3.根據權利要求1或2所述的功率變換器，其特征在于，所述第二橋臂包括至少兩組反向連接的開關元件；

4.根據權利要求1或2所述的功率變換器，其特征在于，所述第二橋臂包括至少兩組同向連接的開關元件；

5.根據權利要求3所述的功率變換器，其特征在于，所述第二橋臂包括第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件、第四開關元件；所述第一開關元件與所述第二開關元件反向連接，所述第三開關元件與所述第四開關元件反向連接；

6.根據權利要求3所述的功率變換器，其特征在于，所述第二橋臂包括第一半橋臂和第二半橋臂，所述第一半橋臂包括第一開關元件、第二開關元件、第三開關元件、第四開關元件；所述第一開關元件與所述第二開關元件反向連接，所述第三開關元件與所述第四開關元件反向連接；所述第二半橋臂包括第五開關元件、第六開關元件、第七開關元件、第八開關元件；所述第五開關元件與所述第六開關元件反向連接，所述第七開關元件與所述第八開關元件反向連接；

7.根據權利要求1所述的功率變換器，其特征在于，還包括：連接在對應的所述第一橋臂和所述第二橋臂之間的變壓器。

8.根據權利要求1所述的功率變換器，其特征在于，所述功率變換器為dc-ac變換器或dc-dc變換器。

9.一種功率變換器的故障檢測方法，所述功率變換器包括至少一個第一橋臂、第二橋臂、連接在對應所述第一橋臂和所述第二橋臂之間的諧振電路，連接在所述第二橋臂輸出端的濾波電容，以及與所述第一橋臂和第二橋臂連接的控制電路，所述第二橋臂包括多個開關元件，其特征在于，所述方法包括：

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，若所述濾波電容兩端所響應的電壓的絕對值在設定時間內未達到設定的閾值，則確定驅動信號被封鎖的開關元件中存在短路故障的開關元件。

技術總結
本申請涉及電力電子技術領域，特別是涉及一種功率變換器及其故障檢測方法，包括至少一個第一橋臂、第二橋臂、連接在所述第一橋臂和所述第二橋臂之間的諧振電路，連接在所述第二橋臂輸出端的濾波電容，以及與所述第一橋臂和第二橋臂連接的控制電路；所述第二橋臂包括多個開關元件；所述控制電路用于控制一所述第一橋臂輸出脈沖信號，并封鎖所述第二橋臂中同向的開關元件的驅動信號；基于所述濾波電容兩端所響應的電壓，確定驅動信號被封鎖的開關元件中是否存在短路故障的開關元件。本申請可以精準識別出開關元件的短路故障，并且檢測方式簡單、高效、可靠。

技術研發人員：鄧金溢,袁紹君,施科研,禹紅斌,趙一,楊波
受保護的技術使用者：杭州禾邁電力電子股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24