功率驱动电路过流保护功能无损检测方法

摘要

一种功率驱动电路过流保护功能无损检测方法，包括步骤：①采用可调过流保护功能的过流检测模块，将过流检测阈值调到功率驱动电路的功率器件最大允许值，串接在待检测的电流回路中，②增大并同时检测回路电流：包括通过电流表直接检测、通过示波器检测负载端电压或功率器件端电压反映出回路电流，③判断是否具有过流保护功能：如检测到回路电流一直增至大于功率器件的安全允许值时/或已经使所述过流检测模块启动过流保护时，由此判断出功率驱动电路不具备过流保护功能；在所述步骤②的增大回路电流过程中，当检测到电流增至某数值时，回路电流突降至额定电流5％以下，如电路可以正常重启控制负载，由此判断出功率驱动电路具备过流保护功能。

权利要求

1.一种功率驱动电路过流保护功能无损检测方法，所述功率驱动电路包括由串联连接的功率控制器件和受控负载及供电电源组成的电流回路，其特征在于包括步骤：

①采用一带有过流保护功能的过流检测模块，所述过流检测模块为包括两个电流检测端子的具有自复位功能的过流保护电路，且所述过流检测模块的过流检测阈值可调，并将所述过流检测阈值调整到所述功率驱动电路的功率器件所允许的电流最大值，将所述两个电流检测端子串接在待检测的所述功率驱动电路的电流回路中，当流过所述过流检测模块的电流超过所设定的过流检测阈值时，所述过流检测模块截止切断测试中的所述功率驱动电路的电流，②增大所述功率驱动电路的电流：包括通过逐步调整所述受控负载输出负荷的方法增大所述电流回路的电流或通过在所述受控负载上并联另外的负载的方法逐步增大所述电流回路的电流；同时检测所述电流回路的电流：包括通过电流表直接检测所述电流回路的电流、或通过示波器检测所述受控负载的端电压或所述功率控制器件的端电压的方法间接反映所述电流回路的电流，③判断是否具有过流保护功能：在所述步骤②的增大所述电流回路的电流过程中，如所检测到的电流回路的电流一直增加，当检测到的所述电流增加至大于等于所述功率控制器件的安全允许值时或当检测到的所述电流增加至所述过流检测模块的过流检测阈值致使所述过流检测模块启动过流保护功能而截止时，停止增大所述电流回路的电流的操作，并将所述电流回路的电流减小至正常值，由此判断出所述功率驱动电路不具备过流保护功能；在所述步骤②的增大所述电流回路的电流过程中，如所检测到的电流回路的电流一直增加，当检测到的所述电流增加至某一数值时，所述电流回路的电流减小至功率器件额定电流5％以下，停止增大所述电流回路的电流的操作，并将所述电流回路的电流减小至正常值，如所述功率驱动电路可以正常重新启动控制所述受控负载，由此判断出所述功率驱动电路具备过流保护功能。

2.根据 权利要求1所述的功率驱动电路过流保护功能无损检测方法，其特征在于，当检测并判断出所述功率驱动电路具备过流保护功能时，对所述功率驱动电路的过流保护功能进行多次重复测试，以确认所述功率驱动电路的过流保护功能的可靠性。

3.根据 权利要求1所述的功率驱动电路过流保护功能无损检测方法，其特征在于，当检测并判断出所述功率驱动电路具备过流保护功能时，短路所述受控负载，进一步检测所述功率驱动电路的受控负载短路保护功能。

4.根据 权利要求1所述的功率驱动电路过流保护功能无损检测方法，其特征在于，通过示波器检测所述功率驱动器件的端电压的方法，检测所述功率驱动电路是否具有短路侦测脉冲，所述短路侦测脉冲为当所述功率驱动电路遇到受控负载过流或短路时，所述功率驱动器件的控制极栅加有使所述功率驱动器件正常工作的开启脉冲，用于使所述功率驱动器件恢复正常工作，所述短路侦测脉冲为有效占空比小于5％的窄脉冲，并以此判断：若能够检测到短路侦测脉冲，则所述功率驱动电路为脉冲自复位式过流保护型功率驱动电路；

若没有检测到短路侦测脉冲，则所述功率驱动电路为重启复位式过流保护型功率驱动电路。

5.根据 权利要求1所述的功率驱动电路过流保护功能无损检测方法，其特征在于，当检测并判断出所述功率驱动电路具备过流保护功能时，对所述功率驱动电路的过流保护的电流起控点进行观测记录，以确定所述功率驱动电路的过流保护的电流起控点。

6.根据 权利要求1所述的功率驱动电路过流保护功能无损检测方法，其特征在于，将具有过流保护功能的功率驱动电路置于变温检测箱中，根据设备技术需要分别进行多温区的过流保护的电流起控点进行观测记录，以检测并确定所述功率驱动电路的过流保护功能的温度稳定性。

7.根据 权利要求4所述的功率驱动电路过流保护功能无损检测方法，其特征在于，检测并记录所述功率驱动电路截止瞬间的反峰电压峰值，以确定所述功率驱动电路的反峰电压吸收能力和抗反压指标。

说明书

功率驱动电路过流保护功能无损检测方法

技术领域

[0001] 本发明属于机电控制技术领域，涉及一种功率驱动电路过流保护功能无损检测方法及过流检测模块。

背景技术

[0002] 功率控制电路广泛应用于多种机电产品当中，如电机控制器、各种占空比控制装置等。特别是电动汽车用电机控制电路，需要对电机绕组过流时进行过流保护，确保电机及控制器的使用安全。因此过流保护电路的可靠性尤为重要，需要对电机控制器的过流保护动作进行可靠性测试和验证。

[0003] 但有些电机的过流保护功能不可靠、甚至还有些控制器不具备过流保护功能、有些发生过流保护后需要关机并重新启动才可以恢复正常运转，有些过流故障消除后可以不需要关机自动恢复正常运转，因此需要有针对这些电机及其控制器的是否具有过流保护功能及其动作类型进行检测、判断的检测方法，以可靠甄别电机控制装置的性能类别。然而，现有技术层面未能有这种检测方法，不能满足电机生产、销售行业、技术研发部门的技术需求，有些检测方法会使被监测的控制装置损坏，因此需要提供一种功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测方法。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于，针对上述技术问题，提供一种功率驱动电路过流保护功能无损检测方法及过流检测模块，其技术方案是：

[0005] 依据本发明的第一方面，提供了一种功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测方法，所述功率驱动电路包括由串联连接的功率控制器件和受控负载及供电电源组成的电流回路，其特殊之处在于包括步骤：

[0006] ①采用一带有过流保护功能的过流检测模块，所述过流检测模块为包括两个电流检测端子的具有自复位功能的过流保护电路，且所述过流检测模块的过流检测阈值可调，并将所述过流检测阈值调整到所述功率驱动电路的功率器件所允许的电流最大值，将所述两个电流检测端子串接在待检测的所述功率驱动电路的电流回路中，当流过所述过流检测模块的电流超过所设定的过流检测阈值时，所述过流检测模块截止切断测试中的所述功率驱动电路的电流，

[0007] ②增大所述功率驱动电路的电流：包括通过逐步调整所述受控负载输出负荷的方法增大所述电流回路的电流/或通过在所述受控负载上并联另外的负载的方法逐步增大所述电流回路的电流；同时检测所述电流回路的电流：包括通过电流表直接检测所述电流回路的电流、或通过示波器检测所述受控负载的端电压/或所述功率控制器件的端电压的方法间接反映所述电流回路的电流，

[0008] ③判断是否具有过流保护功能：在所述步骤②的增大所述电流回路的电流过程中，如所检测到的电流回路的电流一直增加，当检测到的所述电流增加至大于等于所述功率控制器件的安全允许值时/或当检测到的所述电流增加至所述过流检测模块的过流检测阈值致使所述过流检测模块启动过流保护功能而截止时，停止增大所述电流回路的电流的操作，并将所述电流回路的电流减小至正常值，由此判断出所述功率驱动电路不具备过流保护功能；在所述步骤②的增大所述电流回路的电流过程中，如所检测到的电流回路的电流一直增加，当检测到的所述电流增加至某一数值时，所述电流回路的电流减小至功率器件额定电流5％以下，停止增大所述电流回路的电流的操作，并将所述电流回路的电流减小至正常值，如所述功率驱动电路可以正常重新启动控制所述受控负载，由此判断出所述功率驱动电路具备过流保护功能。

[0009] 进一步地，本发明还提供了一种功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测方法，其特殊之处在于，当检测并判断出所述功率驱动电路具备过流保护功能时，对所述功率驱动电路的过流保护功能进行多次重复测试，以确认所述功率驱动电路的过流保护功能的可靠性。

[0010] 进一步地，本发明还提供了一种功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测方法，其特殊之处在于，当检测并判断出所述功率驱动电路具备过流保护功能时，短路所述受控负载，进一步检测所述功率驱动电路的受控负载短路保护功能。

[0011] 进一步地，本发明还提供了一种功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测方法，其特殊之处在于，通过示波器检测所述功率驱动器件的端电压的方法，检测所述功率驱动电路是否具有短路侦测脉冲，所述短路侦测脉冲为当所述功率驱动电路遇到受控负载过流或短路时，所述功率驱动器件的控制极栅加有使所述功率驱动器件正常工作的开启脉冲，用于使所述功率驱动器件恢复正常工作，所述短路侦测脉冲为有效占空比小于5％的窄脉冲，并以此判断：若能够检测到短路侦测脉冲，则所述功率驱动电路为脉冲自复位式过流保护型功率驱动电路；若没有检测到短路侦测脉冲，则所述功率驱动电路为重启复位式过流保护型功率驱动电路。

[0012] 进一步地，本发明还提供了一种功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测方法，其特殊之处在于，当检测并判断出所述功率驱动电路具备过流保护功能时，对所述功率驱动电路的过流保护的电流起控点进行观测记录，以确定所述功率驱动电路的过流保护的电流起控点。

[0013] 进一步地，本发明还提供了一种功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测方法，其特殊之处在于，将具有过流保护功能的功率驱动电路置于变温检测箱中，根据设备技术需要分别进行多温区的过流保护的电流起控点进行观测记录，以检测并确定所述功率驱动电路的过流保护功能的温度稳定性。

[0014] 进一步地，本发明还提供了一种功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测方法，其特殊之处在于，检测并记录所述功率驱动电路截止瞬间的反峰电压峰值，以确定所述功率驱动电路的反峰电压吸收能力和抗反压指标。

[0015] 依据本发明的第二方面，提供了一种用于功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测的过流检测模块，其特殊之处在于包括振荡单元、电流检测单元、过流触发阈值调整单元和功率触发单元，所述振荡单元连接独立电源的正极、负极，所述振荡单元的输出端连接所述功率触发单元的输入端，电流检测单元连接所述功率触发单元输出端和所述过流触发阈值调整单元输入端，所述过流触发阈值调整单元输出端连接所述功率触发单元的输入端，所述功率触发单元的负极与所述独立电源的负极连接，所述功率触发单元的输出端和独立电源负极作为所述过流检测模块的两个电流检测端子，使所述过流检测模块为包括两个电流检测端子的具有自复位功能的过流保护电路，且所述过流检测模块的过流检测阈值可调，当流过所述过流检测模块的电流超过所设定的过流检测阈值时，所述过流检测模块截止切断测试中的所述功率驱动电路的电流。

[0016] 本发明的有益效果是：检测判断电机控制器是否具备过流保护功能、过流保护功能是否可靠、发生过流保护后需要关机并重新启动还是可以不需要关机自动恢复正常运转，以及对这些电机及其控制器的是否具有过流保护功能及其动作类型进行检测、判断，可以甄别电机控制装置的性能类别，且为无损检测方法。

附图说明

[0017] 图1是本发明提供的一种功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测方法步骤示意图；

[0018] 图2是本发明实施方式提供的一种功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测电路结构示意图及短路侦测脉冲波形示意图；

[0019] 图3是本发明实施方式提供的一种用于检测功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测的过流检测模块内部结构示意图。

具体实施方式

[0020] 根据本发明的设计思路，采用带有过流保护功能的过流检测模块，设计出提供一种功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测方法及过流检测模块。

[0021] 第一方面，如图1所示，为本发明提供的一种功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测方法步骤示意图。

[0022] 功率驱动电路包括由串联连接的功率控制器件和受控负载及供电电源组成的电流回路，其包括步骤：

[0023] ①采用一带有过流保护功能的过流检测模块，过流检测模块为包括两个电流检测端子的具有自复位功能的过流保护电路，且过流检测模块的过流检测阈值可调，并将过流检测阈值调整到功率驱动电路的功率器件所允许的电流最大值，将两个电流检测端子串接在待检测的功率驱动电路的电流回路中，当流过过流检测模块的电流超过所设定的过流检测阈值时，过流检测模块截止切断测试中的功率驱动电路的电流，

[0024] ②增大功率驱动电路的电流：包括通过逐步调整受控负载输出负荷的方法增大电流回路的电流/或通过在受控负载上并联另外的负载的方法逐步增大电流回路的电流；同时检测电流回路的电流：包括通过电流表直接检测电流回路的电流、或通过示波器检测受控负载的端电压/或功率控制器件的端电压的方法间接反映电流回路的电流，[0025] ③判断是否具有过流保护功能：在步骤②的增大电流回路的电流过程中，如所检测到的电流回路的电流一直增加，当检测到的电流增加至大于等于功率控制器件的安全允许值时/或当检测到的电流增加至过流检测模块的过流检测阈值致使过流检测模块启动过流保护功能而截止时，停止增大电流回路的电流的操作，并将电流回路的电流减小至正常值，由此判断出功率驱动电路不具备过流保护功能；在步骤②的增大电流回路的电流过程中，如所检测到的电流回路的电流一直增加，当检测到的电流增加至某一数值时，电流回路的电流减小至功率器件额定电流5％以下，停止增大电流回路的电流的操作，并将电流回路的电流减小至正常值，如功率驱动电路可以正常重新启动控制受控负载，由此判断出功率驱动电路具备过流保护功能。如一款电动车控制器，参见附图2所示，功率驱动电路1002内部的功率控制器件采用场效应管P75NF75，控制的是定子绕组1001的负极，在回路中插入过流检测模块1003，预先将过流检测模块1003的过流检测阈值调到75A(因为场效应管P75NF75的工作电流为75A，这是为安全起见，也可以调到更大的电流，因为过流检测模块1003本身就起到保护作用，而且P75NF75的瞬时脉冲电流可达300A)，做过流性能无损检测时，还需在定子绕组1001两端并联可调阻值的大功率电阻，以增大功率器件的驱动电流，同时在功率驱动电路1002的两端A和B上连接示波器(也可以在回路中串接电流表)，随着在定子绕组1001上并联的大功率电阻的阻值减小、伴随着功率驱动电路1002电流上升、当上升到某一数值时，如上升到瞬时电流为50A时，示波器上显示的电压为系统供电母线电压，则说明功率驱动电路1002内部的功率控制器件已经截止，可以将在定子绕组1001上并联的大功率电阻断开，多次重复上述过程，每次都可以在过流时将功率驱动电路1002内部的功率控制器件截止，说明该功率驱动电路1002使具有过流保护功能的，且其过流保护起控点为
50A。

[0026] 如果在上述实验测试过程中，如果随着在定子绕组1001上并联的大功率电阻的阻值减小、伴随着功率驱动电路1002电流上升、当上升到某一数值时，过流检测模块1003的过流保护动作而功率驱动电路1002内部的功率控制器件未截止，此时示波器上显示的电压为接近于0，说明该功率驱动电路1002不具有过流保护功能或其过流保护起控点更高，可以适当调高过流检测模块1003的过流检测阈值，如果仍然是过流检测模块1003的过流保护动作而功率驱动电路1002内部的功率控制器件未截止，此时示波器上显示的电压仍为接近于0，说明该功率驱动电路1002不具有过流保护功能。

[0027] 为了确认功率驱动电路的过流保护功能的可靠性，可以在上述步骤中当检测并判断出功率驱动电路具备过流保护功能时，对功率驱动电路的过流保护功能进行多次重复测试。

[0028] 尤其是，当检测并判断出功率驱动电路具备过流保护功能时，可以进一步短路受控负载，检测功率驱动电路的受控负载直接被短路时的短路保护功能。

[0029] 针对于功率驱动电路的过流保护功能是否可靠、发生过流保护后需要关机并重新启动还是可以不需要关机自动恢复正常运转，本发明还提供了一种功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测方法，用于对这些电机及其控制器的是否具有过流保护功能及其动作类型进行检测、判断，可以甄别电机控制装置的性能类别，且为无损检测方法。就是通过示波器检测功率驱动器件的端电压的方法，检测功率驱动电路是否具有短路侦测脉冲，短路侦测脉冲为当功率驱动电路遇到受控负载过流或短路时，功率驱动器件的控制极栅加有使功率驱动器件正常工作的开启脉冲，用于使功率驱动器件恢复正常工作，短路侦测脉冲为有效占空比小于5％的窄脉冲，并以此判断：若能够检测到短路侦测脉冲，则功率驱动电路为脉冲自复位式过流保护型功率驱动电路；若没有检测到短路侦测脉冲，则功率驱动电路为重启复位式过流保护型功率驱动电路，如在附图2中，如偶在点A、B间的波形显示为图2的右图所示的波形特征，说明负沿窄脉冲期间为功率器件瞬时导通以复位的“短路侦测脉冲”，一般此名称占空比较小，多为3％以下，更低些的则仅仅0.5％以下。

[0030] 易于理解的是，可以满足检测指标的实际需要，当检测并判断出功率驱动电路具备过流保护功能时，对功率驱动电路的过流保护的电流起控点进行观测记录，以确定功率驱动电路的过流保护的电流起控点；还可以将具有过流保护功能的功率驱动电路置于变温检测箱中，根据设备技术需要分别进行多温区的过流保护的电流起控点进行观测记录，以检测并确定功率驱动电路的过流保护功能的温度稳定性；此外也可以在检测时，记录功率驱动电路截止瞬间的反峰电压峰值，以确定功率驱动电路的反峰电压吸收能力和抗反压指标。

[0031] 第二方面，本发明提供了一种用于功率驱动电路是否具有过流保护功能的无损检测的过流检测模块，如图3所示，其包括振荡单元315、电流检测单元316、过流触发阈值调整单元317和功率触发单元318，振荡单元315连接独立电源的正极、负极，振荡单元315的输出端连接功率触发单元318的输入端，电流检测单元316连接功率触发单元318输出端和过流触发阈值调整单元317输入端，过流触发阈值调整单元317输出端连接功率触发单元318的输入端，功率触发单元318的负极与独立电源的负极连接，功率触发单元318的输出端和独立电源负极作为过流检测模块的两个电流检测端子，如应用于附图2中时，将功率触发单元318的输出端连接A点、将独立电源负极连接B点，因为过流检测模块为包括两个电流检测端子的具有自复位功能的过流保护电路，且过流检测模块的过流检测阈值可调，当流过过流检测模块的电流超过所设定的过流检测阈值时，过流检测模块截止切断测试中的功率驱动电路的电流，保证了在测试时，如果被测试的功率驱动电路不带有过流保护功能也不会被测试所损坏，因此本发明的“过流检测模块”可以对待测功率驱动电路做无损检测。

[0032] 此外，本发明技术方案可以用于对新能源汽车驱动电机控制器、对燃油汽车的发电机电压调节器均可以进行是否具有过流保护功能的检测，实践证明简单易行、可靠性高。

[0033] 通过上述描述得知，本发明的技术方案是对检测判断电机控制器、励磁控制器等功率驱动电路是否具备过流保护功能、过流保护功能是否可靠、发生过流保护后需要关机并重新启动还是可以不需要关机自动恢复正常运转，以及对这些电机及其控制器的是否具有过流保护功能及其动作类型进行检测、判断，可以甄别电机控制装置的性能类别，且为无损检测方法。

[0034] 本发明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，不是对本发明的限制，通过等同代换及非创造性劳动所得到的其他实施例或其他组合所得到的实施例均落入本发明保护范围，本发明的保护范围由权利要求书限定。