本发明涉及变频器检测领域，尤其涉及一种变频器自检系统。
背景技术：
目前光伏变频器产品具有整流模块与逆变模块，随着高效率要求，三电平、五电平光伏变频器也缓慢出现在我们面前。对于igbt等功率模块需求越来越多的同时模块的安全性越来越被重视。目前光伏变频器，及一些其他使用功率模块产品尤其功率较大情况，在实际运行前都缺乏igbt模块自检功能，当长时间远距离运输，或者长时间不稳定运行后已经对模块造成损坏，直接运行设备很可能造成巨大安全事故；另一方面，系统在正常运行时对于igbt模块过流的检测精度需要提高。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术的变频器中的igbt损坏而导致运行时出现安全事故的技术问题，本发明提出一种变频器自检系统。
本发明实施例中，提供了一种变频器自检系统，其包括：
主控模块，用于发出用于控制变频器工作模式的模式信号mod、用于控制变频器igbt通断的驱动信号vg；
检测电路，其包括依次串联于高电平v1和igbt的源极之间的电阻r1、r2、r3及二极管d，电阻r1和r2之间连接有第一电压输出端，电阻r2、r3之间连接有第二电压输出端；
检测结果反馈模块，其包括检测电压判断模块及第一异或逻辑模块，
所述电压判断模块，分别与所述第一电压输出端和所述第二电压输出端相连接，用于根据所述第一电压输出端和所述第二电压输出端的电压输出相应的逻辑电平vout；
所述第一异或逻辑模块，用于对所述逻辑电平vout和所述驱动信号vg进行异或运算，输出故障反馈信号warn给所述主控模块。
本发明实施例中，所述的变频器自检系统，还包括过流检测控制模块，用于控制所述变频器在正常工作模式时所述变频器自检系统对igbt是否过流进行检测，所述过流检测控制模块包括：
反相器，用于将所述驱动信号vg进行反相；
第二异或逻辑模块，用于将所述反相器的输出电平与所述模式信号mod进行异或运算；
三极管q1，基极与所述第二异或逻辑模块的输出端相连接，集电极与所述检测电路的第二电压输出端相连接，发射极接地。
本发明实施例中，当所述模式信号mod为低电平时，所述变频器运行在测试模式，当所述模式信号为高电平时，所述变频器运行在正常工作模式。
本发明实施例中，当所述模式信号mod为低电平，且驱动信号vg为低电平时，
如果所述第一电压小于设定的第一设定电压，且所述第二电压小于第二设定电压，则所述电压判断模块输出的逻辑电平vout为高电平，所述故障反馈信号warn为高电平，否则所述电压判断模块输出的逻辑电平vout为低电平，所述故障反馈信号warn为低电平。
本发明实施例中，当所述模式信号mod为低电平，且驱动信号vg为高电平时，
如果所述第一电压小于设定的第一设定电压，且所述第二电压小于第二设定电压，则所述电压判断模块输出的逻辑电平vout为高电平，所述故障反馈信号warn为高电平，所述主控模块将故障标志位设置位1，否则所述电压判断模块输出的逻辑电平vout为低电平，所述故障反馈信号warn为低电平。
本发明实施例中，当所述模式信号mod为高电平，且驱动信号vg为低电平时，三极管q1导通，所述第一电压和所述第二电压为低电平，所述电压判断模块输出的逻辑电平vout为低电平，所述故障反馈信号warn为低电平。
本发明实施例中，当所述模式信号mod为高电平，且驱动信号vg为高电平时，三极管q1断开，所述电压判断模块对所述第一电压和所述第二电压进行检测，从而判断所述igbt是否存在过流。
本发明实施例中，当所述第一电压大于第一设定电压时，所述电压判断模块输出的逻辑电平vout为高电平，所述故障反馈信号warn为高电平。
本发明实施例中，所述电压判断模块采用555计时器。
本发明实施例中，所述第一电压输出端与555计时器的引脚thres相连接，所述第二电压输出端与555计时器的引脚vthres相连接，所述第一设定电压为2/3vdd，所述第二设定电压为1/3vdd，vdd为555计时器的供电电压。
与现有技术相比较，在本发明的变频器自检系统中，通过逻辑电路将模式信号mod及用于控制变频器igbt通断的驱动信号vg提供到第一异或模块及对应的igbt模块，使得所述检测结果反馈模块可以产生用于反映在相应模式下igbt是否出现故障的故障反馈信号warn，可以对igbt模块进行上电前自检,还可以在igbt正常运行时进行过流监测，并将故障反馈信号warn反馈至主控模块，主控模块可以根据故障反馈信号warn对变频器采取相应的保护措施，从而有效的保护了变频器所应用的系统电路。
附图说明
图1是本发明实施例的变频器自检系统应用环境的示意图。
图2是本发明实施例的变频器自检系统的电路图。
图3是本发明实施例的变频器自检系统的工作流程示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明实施例的变频器自检系统用于对分别位于电网侧和电机侧的两个变频器中的每一个igbt进行检测。图1中，断路器k1设置于电网侧断路器，断路器k2设置于母线中。主控模块1用于发出用于控制变频器工作模式的模式信号mod、用于控制变频器igbt通断的驱动信号vg，并接受故障反馈信号warn，根据所述故障反馈信号warn控制断路器k1和断路器k2的通断，从而对变频器进行保护。
如图2所示，本发明实施例的变频器自检系统还包括检测电路2、检测结果反馈模块3及过流检测控制模块4。需要说明的是，一个变频器通常具有6个igbt，本实施例中以对其中一个igbt的检测进行说明。
所述检测电路2，其包括依次串联于高电平v1和igbt的源极之间的电阻r1、r2、r3及二极管d1、d2、d3，电阻r1和r2之间连接有第一电压输出端p1，电阻r2、r3之间连接有第二电压输出端p2。二极管d1、d2、d3的作用是为了对左侧的电路进行保护，防止igbt在工作时，源极的大电压反流造成提供高电平v1的电源损坏，因此，也可采用一个、两个或者更多个二极管进行替代，本发明对此不进行限制。
所述检测结果反馈模块3，包括检测电压判断模块31及第一异或逻辑模块32。
所述电压判断模块31，分别通过电阻r4、r5与所述第一电压输出端p1和所述第二电压输出端p2相连接，用于根据所述第一电压输出端p1和所述第二电压输出端p2的电压输出相应的逻辑电平vout。本实施例中，所述电压判断模块31采用555计时器。所述第一电压输出端p1与555计时器的引脚thres相连接，所述第二电压输出端p2与555计时器的引脚vthres相连接，555计时器的引脚vdd采用电压v2供电。
所述第一异或逻辑模块32，用于对所述逻辑电平vout和所述驱动信号vg进行异或运算，输出故障反馈信号warn给所述主控模块。
所述过流检测控制模块4，用于控制所述变频器在正常工作模式时所述变频器自检系统对igbt是否过流进行检测，所述过流检测控制模块包括：
反相器u2，用于将所述驱动信号vg进行反相；
第二异或逻辑模块u1，用于将所述反相器u2的输出电平与所述模式信号mod进行异或运算；
三极管q1，基极通过电阻r6与所述第二异或逻辑模块u1的输出端相连接，集电极与所述检测电路1的第二电压输出端p2相连接，发射极接地。
如图3所示，本发明实施例中，所述变频器自检系统的工作过程如下：
系统启动，主控模块1得电，系统初始化k1与k2保持断开状态;igbt1、igbt2…、igbt12对应故障标志位为0,进入自检模式;
主控模块1将模式信号mod为低电平，igbt1、igbt2…、igbt12开关管全部断开脉冲，主控模块1检测对应vwarn~vwarn2信号。
以igbt1为例（igbt驱动信号为±12v）：
此时电路图2中，mod=0，vg为低电平,，u1输出低电平，q1处于断开状态，此时，igb正常断开
v（thres）=v1；
v（trig）=v1；
设计时v1电压≥v2电压，v1与v2电压设计影响电阻r1、r2、r3的配比
555计时器输出vout为低电平，vout与vg异或后输出vwarn为低电平。所述控制模块1中的对应故障标志位保持不变。
若igbt模块故障导通，则
vd1表示自检时igbt模块、d1、d2、d3导通压降之和，不同igbt模块的导通压降不一致，自检时电流比较小，导通压降很低。根据实际需求选择r1、r2、r3阻值，保证此时
555计时器输出vout为高电平，vout与vg异或后输出vwarn为高电平。所述控制模块1中的对应故障标志位。
所述控制模块1采用同样的方式完成所有igbt的断开检测。
所述控制模块1检测所有igbt断开检测完成后，开始进行所有igbt的导通测试。
此时，igbt驱动脉冲vg= 12v（高电平）；vq1为高电平，u1输出低电平，q1处于断开状态。
igbt正常导通时，
vd1表示自检时igbt模块、d1、d2、d3导通压降之和，此时
555计时器输出vout为高电平，即vout与vg异或后输出vwarn为低电平。所述控制模块1中的对应故障标志位保持不变。
如果igbt出现故障断开时，
v（thres）=v1；
v（trig）=v1；
设计时v1电压≥v2电压，v1与v2电压设计影响电阻r1、r2、r3的配比
555计时器输出vout为低电平，即vo1低电平与vq1高电平异或逻辑输出vwarn为高电平。所述控制模块1中的对应故障标志位设置为1。
自检结束，系统分析故障，有故障时禁止电网光伏接入k1、k2保持断开状态；封锁所有igbt脉冲，并告警提示。
系统自检无故障，进入准备运行模式。
系统正常运行时mod信号为高电平，此时q1在vq1信号高电平断开，在vq1信号低电平时导通，即系统在igbt导通时通过555计时器对过流信号进行检测。
正常运行系统时，igbt的基极和发射极之间导通压降vce随着流过模块电流增大而增加，根据模块该特性设计合理过流保护值就可以用vce的压降来表示流过电流大小。
vd2表示正常运行时igbt模块、d1、d2、d3导通压降之和，小电流时vd2较小
555计时器输出vout为高电平，vq1高电平与之异或vwarn为低电平，系统正常运行。
当电流逐渐增大，vd2较大超过预设值v（thres）=
当电流逐渐增大，vd2较大超过预设值v（thres）=
555计时器输出vout为低电平，逻辑异或输出vwarn为高电平，系统报过流故障，进行过流保护，封锁igbt模块脉冲信号，断开模块，及时切断电网与光伏的接入，系统提示过流故障。
综上所述，在本发明的变频器自检系统中，通过逻辑电路将模式信号mod及用于控制变频器igbt通断的驱动信号vg提供到第一异或模块及对应的igbt模块，使得所述检测结果反馈模块可以产生用于反映在相应模式下igbt是否出现故障的故障反馈信号warn，可以对igbt模块进行上电前自检,还可以在igbt正常运行时进行过流监测，并将故障反馈信号warn反馈至主控模块，主控模块可以根据故障反馈信号warn对变频器采取相应的保护措施，从而有效的保护了变频器所应用的系统电路。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种变频器自检系统，其特征在于，包括：
主控模块，用于发出用于控制变频器工作模式的模式信号mod、用于控制变频器的igbt通断的驱动信号vg；
检测电路，其包括依次串联于高电平v1和igbt的源极之间的电阻r1、r2、r3及二极管d，电阻r1和r2之间连接有第一电压输出端，电阻r2、r3之间连接有第二电压输出端；
检测结果反馈模块，其包括检测电压判断模块及第一异或逻辑模块，
所述电压判断模块，分别与所述第一电压输出端和所述第二电压输出端相连接，用于根据所述第一电压输出端和所述第二电压输出端的电压输出相应的逻辑电平vout；
所述第一异或逻辑模块，用于对所述逻辑电平vout和所述驱动信号vg进行异或运算，输出故障反馈信号warn给所述主控模块。
2.如权利要求1所述的变频器自检系统，其特征在于，当所述模式信号mod为低电平时，所述变频器运行在测试模式，当所述模式信号为高电平时，所述变频器运行在正常工作模式。
3.如权利要求1所述的变频器自检系统，其特征在于，还包括：过流检测控制模块，用于控制所述变频器在正常工作模式时所述变频器自检系统对igbt是否过流进行检测，所述过流检测控制模块包括：
反相器，用于将所述驱动信号vg进行反相；
第二异或逻辑模块，用于将所述反相器的输出电平与所述模式信号mod进行异或运算；
三极管q1，基极与所述第二异或逻辑模块的输出端相连接，集电极与所述检测电路的第二电压输出端相连接，发射极接地。
4.如权利要求2所述的变频器自检系统，其特征在于，当所述模式信号mod为低电平，且驱动信号vg为低电平时，
如果所述第一电压小于设定的第一设定电压，且所述第二电压小于第二设定电压，则所述电压判断模块输出的逻辑电平vout为高电平，所述故障反馈信号warn为高电平，否则所述电压判断模块输出的逻辑电平vout为低电平，所述故障反馈信号warn为低电平。
5.如权利要求2所述的变频器自检系统，其特征在于，当所述模式信号mod为低电平，且驱动信号vg为高电平时，
如果所述第一电压小于设定的第一设定电压，且所述第二电压小于第二设定电压，则所述电压判断模块输出的逻辑电平vout为高电平，所述故障反馈信号warn为高电平，否则所述电压判断模块输出的逻辑电平vout为低电平，所述故障反馈信号warn为低电平。
6.如权利要求2所述的变频器自检系统，其特征在于，当所述模式信号mod为高电平，且驱动信号vg为低电平时，三极管q1导通，所述第一电压和所述第二电压为低电平，所述电压判断模块输出的逻辑电平vout为低电平，所述故障反馈信号warn为低电平。
7.如权利要求6所述的变频器自检系统，其特征在于，当所述模式信号mod为高电平，且驱动信号vg为高电平时，三极管q1断开，所述电压判断模块对所述第一电压和所述第二电压进行检测，从而判断所述igbt是否存在过流。
8.如权利要求7所述的变频器自检系统，其特征在于，当所述第一电压大于第一设定电压时，所述电压判断模块输出的逻辑电平vout为高电平，所述故障反馈信号warn为高电平。
9.如权利要求1或8任一项所述的变频器自检系统，其特征在于，所述电压判断模块采用555计时器。
10.如权利要求9所述的变频器自检系统，其特征在于，所述第一电压输出端与555计时器的引脚thres相连接，所述第二电压输出端与555计时器的引脚vthres相连接，所述第一设定电压为2/3vdd，所述第二设定电压为1/3vdd，vdd为555计时器的供电电压。
技术总结