CN111308232A - 用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***，包括：可调电感模块，其用于提供标准电感值；可调电容模块，其用于提供标准电容值；电流采集模块，其与可调电感模块连接，用于在待测试电流回路启动时，获取谐振电路的第一谐振电流；数据处理模块，其用于从该谐振电流中提取正、负半波电流的周期，根据标准电感值或标准电容值，得到在该正半波电流流过的第一回路对应的杂散参数，以及在该负半波电流流过的第二回路对应的杂散参数，用以表征当前待测试电流回路的杂散参数。本发明在低压环境下实现，可满足不同精度等级的杂散参数的测取，工作效率高。

Description

用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***及方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，尤其是涉及一种用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***及方法。

背景技术

在电力电气行业，大功率变流器/模块的可靠性受到很多因素的制约，如：电路拓扑、元件特性、运行工况等等，同时变流器杂散参数不可避免的存在于变流器中。大功率变流器/模块电路拓扑复杂、容量大，电压、电流高，由此导致大量母排的使用，同时在高开关频率、高开关速率的情况下，变流器电流回路中的杂散参数易对器件开关特性产生较大影响，进一步影响变流器的安全可靠运行。由于杂散参数在变流过程中产生电磁辐射，对变流器EMI造成重要影响。因此，提取变流器电流回路的杂散参数，一直是变流器性能、可靠性评估的关键。

对于电路中的电感和电容参数，一般可采用相应的仪器设备，如LRC表，电桥，电感、电容测试仪等，可以达到较高的精度，测试的前提是要保证电路是通路，并且针对无源的单一回路。但在变流器中，全控型功率器件(IGBT、IGCT等)一般处于断态，要测试电流回路电感、电容参数，必须施加一定的电压或电流，控制其导通后才能形成电流回路。因此，普通的测试仪器不适用。在现有技术中，虽然一些已有专利中直接通过LC电路的振荡周期来计算得到杂散参数，但相应方法对测试时的电容精度要求较高，并且忽略了电容本身所产生的寄生电感，难以达到较高的测取精度。还有一些技术方案是通过获取器件开关时的电流变化率和直接获取电流回路两端的电压参数，来得到变流器电流回路的杂散电感值，这种方式一方面难以准确读取电流变化值，另一方面电压信号易受器件开关影响，从而造成较大读取和计算误差。另外，在变流器级因无法单独施加高压和进行大电流试验，因此，该方法并不适用于变流器级的杂散参数的测取。

发明内容

本发明需要提供一种对电容和电感器件的精度、以及电容的寄生电感要求均不高的测取***，并且适用于变流器或变流模块级别的测取方法，以解决该类测试对象的杂散参数测取问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***，所述测取***包括：可调电感模块，其第一端与待测试电流回路的第一端连接，用于提供已设置好的测试所需的标准电感值；可调电容模块，其第一端与所述可调电感模块的第二端连接，第二端与所述待测试电流回路的第二端连接，用于提供已设置好的测试所需的标准电容值；电流采集模块，其与所述可调电感模块连接，用于在所述待测试电流回路启动的情况下，获取所述可调电感模块和所述可调电容模块构成的谐振电路的第一谐振电流；数据处理模块，其与所述电流采集模块连接，用于从所述第一谐振电流中分别提取正、负半波电流的周期，根据所述标准电感值或所述标准电容值，得到该正半波电流流过的包括所述谐振电路和所述待测试电流回路中全控功率器件通路的第一回路对应的杂散参数，以及该负半波电流流过的包括所述谐振电路和所述待测试电流回路中续流管通路的第二回路对应的杂散参数，进一步由第一回路杂散参数得到针对所述全控功率器件通路的第一杂散参数，并由第二回路杂散参数得到针对所述续流管通路的第二杂散参数，用以表征当前待测试电流回路的杂散参数。

优选地，所述第一/第二杂散参数包括：第一/第二杂散电感值，其中，所述数据处理模块，其用于根据第一谐振电流正/负半波周期和所述谐振电路的固有谐振周期的平方差，由所述标准电容值得到所述第一/第二杂散电感值。

优选地，所述第一/第二杂散参数还包括：第一/第二杂散电容值，其中，所述数据处理模块，其还用于根据第一谐振电流正/负半波周期和所述谐振电路的固有谐振周期的平方差，由所述标准电感值得到所述第一/第二杂散电容值。

优选地，在所述待测试电流回路两端分别通过结构相同的第一待测试母排、第二待测试母排与所述测取***连接的情况下，进一步对所述第一/第二待测试母排的杂散参数进行测量，其中，所述电流采集模块，其还用于在接入所述第一待测试母排和所述第二待测试母排的情况下，采集所述谐振电路的第二谐振电流；所述数据处理模块，其还用于从所述第二谐振电流中提取正半波电流的周期，根据所述标准电感值或所述标准电容值，得到该正半波电流流过的包括所述第一回路、所述第一待测试母排和所述第二待测试母排的第三回路对应的杂散参数，进一步由第三回路杂散参数得到针对所述全控功率器件通路、所述第一待测试母排和所述第二待测试母排的第三杂散参数，基于此，利用所述第三杂散参数与所述第一杂散参数的差值得到所述第一/第二待测试母排的杂散参数。

优选地，所述测取***还包括：直流电源，其中，所述直流电源，其接入所述可调电容模块两端，用于为所述可调电容模块充电，以为所述可调电容模块提供相应的用于构成所述谐振电路的电压源。

优选地，所述测取***还包括：测取控制模块，其中，所述测取控制模块，其连接在所述可调电容模块和所述直流电源之间，用于接收并利用充电启动信号或充电停止信号，控制其输入端和输出端的通断，以通过所述直流电源为所述可调电容模块充电。

优选地，所述测取***还包括：器件触发模块，其中，所述器件触发模块，其与所述待测试电流回路中的全控功率器件的触发端口连接，用于在接收并利用脉冲启动信号后，向所述待测试电流回路内的所有所述全控功率器件提供触发信号，以驱动所述待测试电流回路内的所有所述全控功率器件均导通，使得所述待测试电流回路产生电流，从而测取相应的杂散参数。

优选地，所述测取***还包括：信息配置及测试结果生成模块，其中，所述信息配置及测试结果生成模块执行如下步骤：获取标准电容配置信息和标准电感配置信息，并将其分别转发至所述可调电容模块和所述可调电感模块，以配置测试所需的所述标准电容值和所述标准电感值；向所述测取控制模块发送所述充电启动信号，使得所述直流电源为所述可调电容模块充电；在充电完成后，向所述测取控制模块发送所述充电停止信号，以结束充电；向所述器件触发模块发送所述脉冲启动信号，使得所述待测试电流回路产生电流；获取通过所述数据处理模块发送的所述第一杂散参数和所述第二杂散参数。

另一方面，提供了一种用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取方法，所述方法利用如上述所述的测取***测量待测试电流回路中的杂散参数，其中，所述方法包括：步骤一、在待测试电流回路启动的情况下，电流采集模块获取用于提供已设置好的测试所需的标准电感值的可调电感模块和用于提供已设置好的测试所需的标准电容值的可调电容模块构成的谐振电路的第一谐振电流；步骤二、数据处理模块从所述第一谐振电流中分别提取正、负半波电流的周期，根据所述标准电感值或所述标准电容值，得到该正半波电流流过的包括所述谐振电路和所述待测试电流回路中全控功率器件通路的第一回路对应的杂散参数，以及该负半波电流流过的包括所述谐振电路和所述待测试对象电流回路中续流管通路的第二回路对应的杂散参数；步骤三、所述数据处理模块进一步由第一回路杂散参数得到针对所述全控功率器件通路的第一杂散参数，并由第二回路杂散参数得到针对所述续流管通路的第二杂散参数，用以表征当前待测试电流回路的杂散参数。

优选地，所述步骤三包括：所述数据处理模块根据第一谐振电流正/负半波周期和所述谐振电路的固有谐振周期的平方差，由所述标准电容值得到第一/第二杂散电感值，其中，所述第一/第二杂散参数包括：第一/第二杂散电感值。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

本发明采用增量式提取方式，将杂散参数视为参考标准的标准电感值和标准电容值的增加量，在可调电感器和可调电容器的精度不高的情况下也可完成高精度的杂散参数的测取。本发明无需读取电流变化值，通过低压环境下实现测试，实现变流器级的参数提取。另外，实现了一体化操作模式，提高了参数测试提取***的工作效率，能够进行标准电感值、标准电容值可调，可依据待测试电流回路的不同而调节，使测量计算达到较高的精度。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***的结构示意图。

图2是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***中待测试对象为两电平相模块时的一个具体示例的结构示意图。

图3是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***中待测试对象为三电平相模块时的一个具体示例的结构示意图。

图4是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***中测取待测试电流回路101杂散参数的一个具体示例的结构示意图。

图5是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***中测取待测试母排102杂散参数的一个具体示例的结构示意图。

图6是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***中数据处理模块30计算杂散参数的原理示意图。

图7是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***中信息配置及测试结果生成模块70的工作流程图。

图8是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取方法的步骤图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

为了克服上述现有技术中的不足，本实施例提出了一种适用于大功率变流器或变流模块的电流回路杂散参数的测取***及方法。该方法和***通过合理选择电感器的电感值和电容器的电容值，将待测试变流器电流回路接入由电感器和电容器构成的LC电路后，使待测试电流回路导通，并利用上述LC电路的谐振作用，采集当前的谐振电流，通过提取谐振电流正、负半波的周期参数分别与固有谐振周期进行求差计算的方式，分别得到相应的待测试电流回路中全控功率器件通路和续流管通路的杂散参数。进一步，在上述待测试对象的电流回路杂散参数测取完成后，还能够对接入变流器/模块的母排，再次利用LC电路的谐振作用采集当前的(接入母排后)谐振电流，通过提取谐振电流正半波的周期参数与上述全控功率器件通路的杂散参数的差值，进一步得到待测试母排的杂散参数。

上述通过与固有谐振周期求差的方式得到的杂散电感排除了电容器和电感器自身寄生参数对测取精度的影响，直接获取到在待测试电流回路的作用下谐振周期的变化。这种测取方式方便、灵活，通过调节不同参数的电感器和电容器，能够实现对不同变流器电流回路杂散参数级别的测取。另外，上述整个测取***仅通过低压直流电源即可完成，无需单独施加高压并进行大电流试验。

实施例一

图1是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***的结构示意图。如图1所示，本发明实施例中的测取***至少包括可调电容模块10、可调电感模块20、电流采集模块60和数据处理模块30。其中，可调电感模块20的第一端与待测试电流回路101的第一端连接。可调电感模块20用于提供已设置好的测试所需的标准电感值。可调电感模块20为可调节的电感器，通过获取相应的标准电感配置信息，自动调节为测取测试所需的标准电感值，以为测取测试提供LC电路的中的相应的电感值。可调电容模块10的第一端与可调电感模块20的第二端连接，可调电容模块10的第二端与待测试电流回路101的第二端连接。可调电容模块10用于提供已设置好的测试所需的标准电容值。可调电容模块10为可调节的电容器，通过获取相应的标准电容配置信息，自动调节为测取测试所需的标准电容值，以为测取测试提供LC电路的中的相应的电容值。本发明实施例中涉及的可调电感模块20的可调节范围在10nH到10uH之间，可调电容模块10的可调节范围在10nF到20uH之间，使得测试的杂散参数范围可从nH/nF～uH/uF级，并且杂散参数的精度可控制在5％左右。

需要说明的是，待测试对象的电流回路(也称“待测试电流回路”)101是指待测试对象(未图示)内所有可形成的电流通路的回路，其中，待测试对象为大功率变流器或者大功率的变流模块。通常，待测试对象内的任意两个电平端口处可形成电流通路的回路，根据测试需要将待测试对象内的任意两个电平端口作为待测试电流回路101，接入上述可调电容模块10和可调电感模块20构成的谐振电路的两端。其中，本发明对待测试对象内的电平端口的数量、以及待测试电流回路中所对应的全控功率器件及续流管器件的数量不作具体限定。

在一个实施例中，若待测试对象为两电平相模块，将该模块的DC+、及DC-的电平端口分别接入上述可调电容模块10和可调电感模块20构成的谐振电路的两端，并直接将该测试对象作为待测试电流回路101。图2是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***中待测试对象为两电平相模块时的一个具体示例的结构示意图。如图2所示，该两电平相模块，由图如2a所示的一个全控功率器件V₁和一个续流二极管D₁构成、或者由如图2b所示的两个串联的全控功率器件V₁、V₂和分别与每个全控功率器件并联的两个续流二极管D₁、D₂构成、或者由如图2c所示的由多个全控功率器件V₁、V₂…V_N串联不断延伸的方式，和与每个全控功率器件并联后，串联而成的与续流二极管D₁、D₂…D_N构成的相模块。其中，这种情况下的待测试电流回路101的DC+和DC-两端口之间对应有一条全控功率器件通路(包括多个串联的全控功率器件)和一条续流管通路(包括多个串联的续流管器件)，这样，从DC+经过全控功率器件通路DC-，或者从DC-经过续流管通路到DC+，对应的两电平端口处形成为待测试电流回路101。

在一个实施例中，若待测试对象为三电平相模块，将该模块的DC+和NP、NP和DC-、或者DC+和DC-的任意两个电平端口分别接入上述可调电容模块10和可调电感模块20构成的谐振电路的两端，并相应端口所对应的器件通路作为待测试电流回路101。图3是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***中待测试对象为三电平相模块时的一个具体示例的结构示意图。如图3所示，在当前三电平相模块中，可构成从DC+经过多个全控功率器件V₁、V₂、V₃到钳位二极管D₆再到NP的一个待测试电流回路101，此时，可将DC+与NP端口接入上述谐振电路的两端进行杂散参数测取测试；还可构成从NP经过钳位二极管D₅到多个全控功率器件V₂、V₃、V₄再到DC-的一个待测试电流回路101，此时，可将DC-与NP端口接入上述谐振电路的两端进行杂散参数测取测试；还可构成从DC+经过多个全控功率器件V₁、V₂、V₃、V₄到DC-的一个待测试电流回路101，此时，可将DC+与DC-端口接入上述谐振电路的两端进行杂散参数测取测试。其中，每个待测试电流回路101中对应有相应的全控功率器件通路和续流管通路。

再次需要说明的是，上述待测试对象的相模块的具体结构不局限于上述图2和图3两种形式，而待测试电流回路101是指待测试对象内的相模块内所有可构成的电流回路。进一步，通过下述器件触发模块80将待测试对象的电流回路101两个端口所对应的全控功率器件全部处于导通状态(将构成待测试电流回路101对应的全控功率通路内的全部的全控功率器件处于导通状态)，使得待测试电流回路101启动，将不属于当前待测试对象电流回路101内的全控功率器件处于断开状态，这样便构成了对应于待测试对象电流回路101两端口的电流通路。

再次参考图1，电流采集模块60与可调电感模块20连接，用于在待测试电流回路101启动的情况下，获取可调电感模块20和可调电容模块10构成的谐振电路(LC电路)的第一谐振电流。数据处理模块30与上述电流采集模块60连接，用于从第一谐振电流中分别提取正、负半波电流的周期，根据标准电容值或标准电感值，得到该正半波电流流过的包括谐振电路和待测试电流回路101中全控功率器件通路的第一回路对应的杂散参数，以及该负半波电流流过的包括谐振电路和待测试电流回路101中续流管通路的第二回路对应的杂散参数，由第一回路杂散参数得到针对待测试电流回路101中全控功率器件通路的第一杂散参数，并由第二回路杂散参数得到针对待测试电流回路101中续流管通路的第二杂散参数，进而得到待测试对象内所有电流回路的杂散参数，用以表征当前待测试电流回路的杂散参数。需要说明的是，此处的第一谐振电流是指接入待测试电流回路101后，谐振电路所产生的谐振电流。另外，由于在变流器或变流模块的实际应用过程中，其杂散参数是在全控功率器件均处于导通状态下产生的，因此，若获得更接近实际应用过程中的杂散参数，则需要在测取过程中保证待测试电流回路101内对应的全控功率器件均处于导通状态，即在待测试电流回路101启动的情况下进行杂散参数的测取测试。

图6是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***中数据处理模块30计算杂散参数的原理示意图。如图6所示，由可调电感模块20和可调电容模块10构成的谐振电路，利用已设置好的标准电感值和标准电容值，该谐振电路在未接入待测试电流回路101时所形成的固有谐振电流曲线为曲线L。在按上述所述的安装方式接入待测试电流回路101后，由于受到待测试电流回路101的杂散参数的影响，使得谐振电路所形成的谐振电流的周期和幅值均产生变化，如图6中的曲线L+L_ss所示。这样，谐振电流的正电流半波、负电流半波可分别作用于待测试对象电流回路101内的全控功率器件通路和续流管通路。

图4是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***中测取待测试电流回路101杂散参数的一个具体示例的结构示意图。如图4所示，在待测试电流回路101对应的全部全控功率器件启动即处于导通状态下，当谐振电流的正电流半波作用于待测试电流回路101，相当于为待测试电流回路101中的第一回路通入正向电流。其中，第一回路至少包括：可调电感模块20、待测试电流回路101中的全控功率器件通路和可调电容模块10。杂散参数包括杂散电感或杂散电容。在接入待测试电流回路101后谐振电流正半波的周期相较于固有谐振周期而言的变化，是由待测试电流回路101中的第一回路内的全功率器件通路的全控功率器件和该器件通路内的连接部件的杂散参数引起的。因此，第一谐振电流中的正电流半波的周期参数中含有待测试电流回路101中整个全控功率器件通路(全控功率器件和该器件通路内的连接部件)的杂散参数信息。这样，通过测取第一谐振电流中的正电流半波的周期参数，便可以得到整个第一回路下的杂散参数(杂散电感或杂散电容)，进一步，得到待测试电流回路101中的第一回路内的全控功率器件和该器件通路内的连接部件对应的杂散参数(杂散电感L_SS1或杂散电容C_SS1)，为第一杂散参数。也就是说，根据谐振电路的标准电感值或标准电容值，由第一回路杂散参数到相应的第一杂散参数。

另外，参考图4，在待测试电流回路101对应的全部全控功率器件启动即处于导通状态下，当谐振电流的负电流半波作用于待测试对象电流回路101，相当于为待测试对象电流回路101中的第二回路通入反向电流。其中，第二回路至少包括：可调电容模块10、待测试电流回路101中的续流管通路和可调电感模块20。在接入待测试电流回路101后谐振电流负半波的周期相较于固有谐振周期而言的变化，是由待测试电流回路101中的第二回路内的续流管通路的(续流管)器件和该器件通路的连接部件的杂散参数引起的。因此，第一谐振电流中的负电流半波的周期参数中含有待测试电流回路101中整个续流管通路(续流管器件和该器件通路内的连接部件)的杂散参数信息。这样，通过测取第一谐振电流中的负电流半波的周期参数，便可以得到整个第二回路下的杂散参数(杂散电感或杂散电容)，进一步，得到待测试电流回路中的第二回路内的续流管通路内的器件和该器件通路的连接部件的杂散参数(杂散电感L_SS2或杂散电容C_SS2)，为第二杂散参数。也就是说，根据谐振电路的标准电感值或标准电容值，由第二回路杂散参数得到相应的第二杂散参数。

具体地，上述第一杂散参数包括第一杂散电感值。数据处理模块30用于在计算第一杂散电感值时，利用如下表达式(1)，根据第一谐振电流正半波周期和谐振电路的固有谐振周期的平方差，由当前标准电容值得到第一杂散电感值。其中，表达式(1)如下所示：

在式(1)中，T表示谐振电路的固有谐振周期，C表示可调电容模块10的当前已设置好的标准电容值，L表示可调电感模块20的当前已设置好的标准电感值，T_S1表示第一谐振电流正半波周期，L_SS1表示第一杂散电感值。

进一步，在本发明实施例中的杂散参数还包括杂散电容值。也就是说，上述第一杂散参数还包括第一杂散电容值。数据处理模块30用于在计算第一杂散电容值时，利用如下表达式(2)，根据第一谐振电流正半波周期和谐振电路的固有谐振周期的平方差，由当前标准电感值得到第一杂散电容值。其中，表达式(2)如下所示：

在式(2)中，C_SS1表示第一杂散电容值。

另外，具体地，上述第二杂散参数包括第二杂散电感值。数据处理模块30用于在计算第二杂散电感值时，利用如下表达式(3)，根据第一谐振电流负半波周期和谐振电路的固有谐振周期的平方差，由当前标准电容值得到第二杂散电感值。其中，表达式(3)如下所示：

在式(3)中，T_S2表示第一谐振电流负半波周期，L_SS2表示第二杂散电感值。

进一步，在本发明实施例中的杂散参数还包括杂散电容值。也就是说，上述第二杂散参数还包括第二杂散电容值。数据处理模块30用于在计算第二杂散电容值时，利用如下表达式(4)，根据第一谐振电流负半波周期和谐振电路的固有谐振周期的平方差，由当前标准电感值得到第二杂散电容值。其中，表达式(4)如下所示：

在式(4)中，C_SS2表示第二杂散电容值。

综上所述，本发明实施例采用增量式提取方式，将标准电容值或标准电感值作为原始谐振电路(未接入待测试电流回路101)的参考标准，进一步将待测试电流回路101中的杂散参数视为参考标准的增加量。在求取杂散参数时，只需求取接入待测试电流回路101后的谐振电路的谐振电流对应的整个第一回路和第二回路对应的谐振周期，便可得到针对待测试电流回路101的杂散参数。这样，有效减少了原始谐振电路中的电容、电感的寄生参数对杂散参数测取过程的影响，提高了对本发明实施例的测取结果的精度，可完成较为准确的针对不同精度等级的杂散参数的测取。

实施例二

在本发明实施例中，不仅可以通过上述方式获得表征待测试电流回路101杂散参数信息的第一杂散参数和/或第二杂散参数，还能够将待测试电流回路101中的连接线路较长的母排作为待测试母排102进行杂散参数的测取。

图5是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***中测取待测试母排102杂散参数的一个具体示例的结构示意图。如图5所示，在通过上述实施例一所述的测试过程，对待测试对象电流回路101的杂散参数进行测取后，还可以在实施例一的基础上按照如图5所示的方式，将与待测试母排102结构相同的两个母排(第一待测试母排102和第二待测试母排102)分别接入待测试对象电流回路101与谐振电路之间。参考图5，ab、cd分别表示具有相同结构的待测试母排102，将第一待测试母排ab接入待测试电流回路101与谐振电路的一个连接点处，并将第二待测试母排cd接入待测试电流回路101与谐振电路的另一个连接点处。

具体地，在待测试电流回路101两端按照上述方式分别通过结构相同的第一待测试母排102和第二待测试母排102，与测取***连接，进一步对第一待测试母排102(或第二待测试母排102)的杂散参数进行测量。进一步的，电流采集模块60还用于在接入第一待测试母排102和第二待测试母排102后并且待测试电流回路101启动的情况下，采集可调电感模块20和可调电容模块10构成的谐振电路的第二谐振电流。数据处理模块30还用于从第二谐振电流中提取正半波电流的周期，根据标准电容值或标准电感值，得到该正半波电流流过的包括第一回路、第一待测试母排和第二待测试母排的第三回路对应的杂散参数，进一步根据标准电感值或标准电容值，由第三回路杂散参数得到针对全控功率器件通路、第一待测试母排和第二待测试母排对应的第三杂散参数，基于此，利用第三杂散参数与第一杂散参数的差值，得到第一待测试母排102或第一待测试母排102(也就是待测试母排)的杂散参数。其中，此处的第一杂散参数是利用上述实施例一所示的过程，在未接入第一待测试母排102和第二待测试母排102的情况下，在对待测试电流回路101进行杂散参数测取时，利用表达式(1)和/或表达式(2)，通过获取第一谐振周期得到的。此处的第二谐振电流是指接入待测试电流回路101、第一待测试母排102和第二待测试母排102后，谐振电路所产生的谐振电流。其中，第三回路至少包括：可调电感模块20、第一待测试母排102(ab)、待测试电流回路101中的全控功率器件通路、第二待测试母排102(cd)和可调电容模块10。由于在接入第一待测试母排102和第二待测试母排102后谐振电流正半波的周期相较于固有谐振周期而言的变化，是由待测试电流回路101中的第一待测试母排102、第二待测试母排102和第一回路内的全控功率器件及该器件通路内的连接部件的杂散参数共同引起的。因此，第二谐振电流中的正电流半波的周期参数中含有待测试电流回路101中(整个)全控功率器件通路、第一待测试母排102和第二待测试母排102的杂散参数信息。这样，通过测取谐振电流中的正电流半波的周期参数，便可以得到整个第三回路下的第三回路杂散参数(杂散电感L_SS3或杂散电容C_SS3)，得到了待测试电流回路101中的第三回路内的第一待测试母排102、第二待测试母排102和第一回路内的全控功率器件及该器件通路内的连接部件的杂散参数(杂散电感L_SS3或杂散电容C_SS3)，即第三杂散参数。更进一步的，将第三杂散参数减去第一杂散参数，便得到了仅针对第一待测试母排102和第二待测试母排102的杂散参数(杂散电感L_SSM或杂散电容C_SSM)，即第一待测试母排与第二待测试母排的杂散参数之和。最后，由于第一待测试母排102和第二待测试母排102具有相同的结构，从而得到了第一待测试母排102或第二待测试母排102的杂散参数。

具体地，首先，上述第三杂散参数包括第三杂散电感值。数据处理模块30用于在计算第三杂散电感值时，利用如下表达式(5)、表达式(7)，根据第二谐振电流正半波周期和谐振电路的固有谐振周期的平方差，由当前标准电容值得到第三杂散电感值，进一步利用第一杂散电感值得到针对待测试母排的杂散参数。其中，表达式(5)如下所示：

在式(5)中，T_S3表示第二谐振电流正半波周期，L_SS3表示第三杂散电感值。

进一步，在本发明实施例中的杂散参数还包括杂散电容值。也就是说，上述第三杂散参数还包括第三杂散电容值。数据处理模块30用于在计算第三杂散电容值时，利用如下表达式(6)，根据第二谐振电流正半波周期和谐振电路的固有谐振周期的平方差，由当前标准电感值得到第三杂散电容值，进一步利用第一杂散电容值得到针对待测试母排的杂散参数。其中，表达式(6)如下所示：

在式(6)中，C_SS3表示第三杂散电容值。

进一步，通过表达式(7)和/或表达式(8)能够得到第一待测试母排102和第二待测试母排的102杂散参数。其中，表达式(7)、(8)如下所示：

L_SSM＝L_SS3-L_SS1 (7)

C_SSM＝C_SS3-C_SS1 (8)

式(7)、(8)中，L_SSM表示第一待测试母排102和第二待测试母排102的杂散电感值，C_SSM表示第一待测试母排102和第二待测试母排102的杂散电容值。

实施例三

除此之外，再次参考图1，上述本发明实施例中的测取***还包括：直流电源40、测取控制模块50、电流采集模块60、信息配置及测试结果生成模块70和器件触发模块80。

具体地，直流电源40接入可调电容模块10两端。优选地，直流电源40的正电源端与可调电容模块10的第一端连接，直流电源40的负电源端与可调电容模块10的第二端连接。直流电源40用于为可调电容模块10充电，以为可调电容模块10提供相应的用于构成上述谐振电路的电压源。这样，直流电源40为测取***内的谐振电路提供了低压直流驱动电源部件，直接利用该低压电源40便可使得谐振电路发挥其谐振作用，来对大功率变流器或变流模块的电流回路的杂散参数进行测取。

测取控制模块50连接在上述直流电源40与可调电容模块10之间。测取控制模块50用于接收并利用充电启动信号或充电停止信号，控制其输入端和输出端的通断状态，以控制直流电源40为可调电容模块10充电。具体地，测取控制模块50用于接收并检测充电启动信号或充电停止信号，在检测到充电启动信号有效时，控制测取控制模块50的输入端和输出端处于导通状态，使得通过直流电源40为可调电容模块10充电，进一步，可调电容模块10处于充电状态。进一步，测取控制模块50在检测到充电停止信号时，控制测取控制模块50的输入端和输出端处于断开状态，使得无法通过直流电源40为可调电容模块10充电，直流电源40与可调电容模块10断开连接，进一步，可调电容模块10处于放电状态，此时，其与可调电感模块20构成的谐振电路能够完成对待测试电流回路101的杂散参数测取过程。

电流采集模块60设置在可调电感模块20和数据处理模块30之间。电流采集模块60用于实时采集谐振电流信号，并将该信号传输至数据处理模块30中。其中，电流采集模块60可包括采集可调电感模块20处的谐振电流的电流传感器(未图示)或示波器(未图示)、用于进行模数转换的AD转换单元(未图示)等。这样，数据处理模块30用于实时获得针对谐振电流信号数字量数据，进一步根据获取到的谐振电流信号数字量数据进行正、负电流半波周期的提取，并得到相应的第一谐振电流正半波周期(参数)、和第一谐振电流负半波周期(参数)、和/或第二谐振电流正半波周期(参数)。

进一步，上述测取***还包括器件触发模块80。器件触发模块80与待测试电流回路101中对应的所有全控功率器件的触发端口连接。器件触发模块80用于在接收并利用脉冲启动信号后，向构成待测试电流回路101对应的全控功率器件通路内的所有全控功率器件提供触发信号，以驱动待测试电流回路101内的所有全控功率器件均导通的情况下，使得待测试电流回路101产生电流，也就使得待测试电流回路101启动，从而测取杂散参数。需要说明的是，器件触发模块80包括多个输出端口，该模块80的输出端口与待测试电流回路101中的每个全控功率器件的触发口(驱动信号输入端)对应连接，输出端口所需数量与待测试电流回路101对应的全控功率器件的数量一致。

最后，对信息配置及测试结果生成模块70进行说明。信息配置及测试结果生成模块70按照如下步骤执行。图7是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***中信息配置及测试结果生成模块70的工作流程图。如图7所示，首先，在步骤S701中信息配置及测试结果生成模块70用于获取标准电容配置信息和标准电感配置信息，并将其分别转发至可调电容模块10和可调电感模块20内，以分别为可调电容模块10和可调电感模块20配置测试所需的标准电容值和标准电感值。然后，在步骤S702中信息配置及测试结果生成模块70用于向测取控制模块50发送充电启动信号，以控制测取控制模块50的输入端和输出端处于导通状态，使得直流电源40为可调电容模块10充电。

而后，在步骤S703中信息配置及测试结果生成模块70用于在充电完成后，先向测取控制模块50发送充电停止信号，以结束充电。其中，信息配置及测试结果生成模块70还用于检测可调电容模块10的端电压，在当前端电压达到可调电容模块10额定电压时，充电完成，生成充电停止信号。在当前端电压未达到可调电容模块10额定电压时，充电未完成，生成充电启动信号，以利用直流电源40实现为可调电容模块10进行充电。

接着，在步骤S704中信息配置及测试结果生成模块70用于进一步向器件触发模块80发送有效的脉冲启动信号，以通过器件触发模块80使得待测试电流回路101产生电流，从而实现待测试电流回路101的启动并处于导通状态。进一步，通过电流采集模块60采集当前的谐振电流信号，而后通过数据处理模块30获取当前谐振电流信号的数字量数据并提取相应的谐振周期参数。

最后，在步骤S705中信息配置及测试结果生成模块70用于根据数据处理模块30得到的待测试电流回路101和/或待测试母排102的杂散参数测量结果后，获取通过数据处理模块30发送的包括第一谐振电流正半波周期、第一杂散参数、第一谐振电流负半波周期和第二杂散参数在内的针对待测试对象电流回路101的杂散参数测量结果，进一步，通过与信息配置及测试结果生成模块70连接的显示设备(未图示)对上述杂散参数测量结果进行展示。或者信息配置及测试结果生成模块70用于获取通过数据处理模块30发送的包括第一谐振电流正半波周期、第一杂散参数、第一谐振电流负半波周期、第二杂散参数和待测试母排杂散参数在内的针对待测试对象电流回路101和待测试母排102的杂散参数测量结果，进一步，通过与信息配置及测试结果生成模块70连接的显示设备(未图示)对上述杂散参数测量结果进行展示。

进一步，上述可调电感模块20、可调电容模块10、数据处理模块30、直流电源40、测取控制模块50、电流采集模块60内的AD转换单元(未图示)、信息配置及测试结果生成模块70和器件触发模块80均可集成于一块电路板内。

实施例四

另一方面，本发明实施例还提出了一种用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取方法，该方法利用上述测取***测量待测试电流回路101和/或待测试母排102的杂散参数，其中，本方法所涉及的各个模块、设备等均具备上述测取***中相应设备的功能。

图8是本申请实施例的用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取方法的步骤图。如图8所示，首先，在步骤S810中在待测试电流回路101启动的情况下，电流采集模块60获取用于提供已设置好的测试所需的标准电感值的可调电感模块20和用于提供已设置好的测试所需的标准电容值的可调电容模块10构成的谐振电路的第一谐振电流。其中，在步骤S810中还需要通过上述信息配置及测试结果生成模块70按照上述方式执行步骤S701～S704所述的过程使得待测试电流回路101启动，即使得待测试电流回路101对应的全控功率器件均处于导通状态。具体地，在步骤S701中信息配置及测试结果生成模块70获取标准电容配置信息和标准电感配置信息，并将其分别转发至可调电容模块10和可调电感模块20，以配置测试所需的标准电容值和标准电感值。而后，在步骤S702中信息配置及测试结果生成模块70向测取控制模块50发送充电启动信号，使得直流电源40为可调电容模块10充电。接着，在步骤S703中在充电完成后，信息配置及测试结果生成模块70向测取控制模块50发送充电停止信号，以结束充电。最后，在步骤S704中信息配置及测试结果生成模块70向器件触发模块80发送脉冲启动信号，使得待测试电流回路101产生电流，以获得当前的谐振电流。

参考图8，在步骤S820中，数据处理模块30从电流采集模块60中采集到的第一谐振电流中分别提取正、负半波电流的周期，根据标准电容值或标准电感值，得到该正半波电流流过的包括谐振电路和待测试电流回路101中全控功率器件通路的第一回路对应的杂散参数，以及该负半波电流流过的包括谐振电路和待测试电流回路101中续流管通路的第二回路对应的杂散参数。

进一步，在步骤S830中，数据处理模块30进一步根据标准电容值或标准电感值，通过上述表达式(1)、表达式(2)，由第一回路杂散参数得到针对上述当前待测试电流回路101中全控功率器件通路的第一杂散参数，并通过上述表达式(3)、表达式(4)，由第二回路杂散参数得到针对上述当前待测试电流回路101中续流管通路的第二杂散参数，用以表征当前待测试电流回路101的杂散参数。具体地，通过上述表达式(1)根据第一谐振电流正半波周期和谐振电路的固有谐振周期的平方差，由标准电容值得到第一杂散电感值，其中，第一杂散参数包括第一杂散电感值。通过上述表达式(2)根据第一谐振电流正半波周期和谐振电路的固有谐振周期的平方差，由标准电感值得到第一杂散电容值，其中，第一杂散参数还包括第一杂散电容值。通过上述表达式(3)根据第一谐振电流负半波周期和谐振电路的固有谐振周期的平方差，由标准电容值得到第二杂散电感值，其中，第二杂散参数包括第二杂散电感值。通过上述表达式(4)根据第一谐振电流负半波周期和谐振电路的固有谐振周期的平方差，由标准电感值得到第二杂散电容值，其中，第二杂散参数还包括第二杂散电容值。

另外，在步骤S830中还需要通过上述信息配置及测试结果生成模块70按照上述方式执行步骤S705所述的过程使得待测试电流回路101获取杂散参数测试结果。具体地，在步骤S705中信息配置及测试结果生成模块70根据数据处理模块30得到的待测试电流回路101杂散参数测量结果后，获取数据处理模块30发送的包括第一谐振电流正半波周期、第一杂散参数、第一谐振电流负半波周期和第二杂散参数在内的针对待测试电流回路101的杂散参数测量结果，进一步，通过与信息配置及测试结果生成模块70连接的显示设备(未图示)对上述杂散参数测量结果进行展示。

实施例五

此外，在通过实施例四中的步骤S810～S830获得待测试电流回路101的杂散参数后，还可以需要按照上述实施例二中所述的安装方式接入与待测母排结构相同的第一待测母排和第二待测母排，来测取待测母排的杂散参数。而后通过上述步骤S810利用电流采集模块60在接入第一待测试母排和第二待测试母排后并且待测试对象电流回路101启动的情况下，采集谐振电路的第二谐振电流。数据处理模块30通过步骤S820从第二谐振电流中提取正半波电流的周期，根据标准电容值或标准电感值，得到该正半波电流流过的包括第一回路、第一待测试母排和第二待测试母排的第三回路的杂散参数。数据处理模块30通过步骤S830进一步根据标准电感值或标准电容值，利用表达式(5)、表达式(6)，由第三回路杂散参数得到针对上述全控功率器件通路、第一待测试母排和第二待测试母排的第三杂散参数，基于此，利用表达式(7)、表达式(8)，根据第三杂散参数与第一杂散参数的差值，得到第一待测试母排和第二待测试母排的杂散参数，从而得到待测试母排的杂散参数。

进一步，信息配置及测试结果生成模块70获取通过数据处理模块30发送的包括第一谐振周期、第一杂散参数、第二谐振周期、第二杂散参数和待测试母排杂散参数在内的针对待测试对象电流回路101和待测试母排102的杂散参数测量结果，从而通过与信息配置及测试结果生成模块70连接的显示设备(未图示)对上述杂散参数测量结果进行展示。

本发明实施例提出了一种大功率变流器或变流模块的电流回路杂散参数的测取***及方法。该***及方法选择合理的标准电感值和标准电容值，采用增量式提取方式，将待测试电流回路或待测试母排的杂散参数视为参考标准的标准电感值或标准电容值的增加量，在可调电感器和可调电容器的精度不高的情况下也可完成较为准确的杂散参数的测取。这种采用求差计算的方式，适用于对电感、电容的精度及和电容的寄生电感要求均不高的测试条件环境。该***及方法采用低压环境下实现测试，可以通过一个集成电路板实现，构建测取***方式灵活多样，并能在大功率变流器或变流模块端实现参数提取。另外，本发明通过信息配置及测试结果生成模块实现了一体化操作模式，提高了参数测试提取***的工作效率，能够进行标准电感值、标准电容值可调，可依据待测试对象电流回路的不同而调节，使测量计算达到较高的精度。此外，还能够对周期或频率、杂散参数可直接显示。

虽然本发明所披露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取***，其特征在于，所述测取***包括：

可调电感模块，其第一端与待测试电流回路的第一端连接，用于提供已设置好的测试所需的标准电感值；

可调电容模块，其第一端与所述可调电感模块的第二端连接，第二端与所述待测试电流回路的第二端连接，用于提供已设置好的测试所需的标准电容值；

电流采集模块，其与所述可调电感模块连接，用于在所述待测试电流回路启动的情况下，获取所述可调电感模块和所述可调电容模块构成的谐振电路的第一谐振电流；

数据处理模块，其与所述电流采集模块连接，用于从所述第一谐振电流中分别提取正、负半波电流的周期，根据所述标准电感值或所述标准电容值，得到该正半波电流流过的包括所述谐振电路和所述待测试电流回路中全控功率器件通路的第一回路对应的杂散参数，以及该负半波电流流过的包括所述谐振电路和所述待测试电流回路中续流管通路的第二回路对应的杂散参数，进一步由第一回路杂散参数得到针对所述全控功率器件通路的第一杂散参数，并由第二回路杂散参数得到针对所述续流管通路的第二杂散参数，用以表征当前待测试电流回路的杂散参数。

2.根据权利要求1所述的测取***，其特征在于，所述第一/第二杂散参数包括：第一/第二杂散电感值，其中，

所述数据处理模块，其用于根据第一谐振电流正/负半波周期和所述谐振电路的固有谐振周期的平方差，由所述标准电容值得到所述第一/第二杂散电感值。

3.根据权利要求1或2所述的测取***，其特征在于，所述第一/第二杂散参数还包括：第一/第二杂散电容值，其中，

所述数据处理模块，其还用于根据第一谐振电流正/负半波周期和所述谐振电路的固有谐振周期的平方差，由所述标准电感值得到所述第一/第二杂散电容值。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的测取***，其特征在于，在所述待测试电流回路两端分别通过结构相同的第一待测试母排和第二待测试母排，与所述测取***连接的情况下，进一步对所述第一/第二待测试母排的杂散参数进行测量，其中，

所述电流采集模块，其还用于在接入所述第一待测试母排和所述第二待测试母排的情况下，采集所述谐振电路的第二谐振电流；

所述数据处理模块，其还用于从所述第二谐振电流中提取正半波电流的周期，根据所述标准电感值或所述标准电容值，得到该正半波电流流过的包括所述第一回路、所述第一待测试母排和所述第二待测试母排的第三回路对应的杂散参数，进一步由第三回路杂散参数得到针对所述全控功率器件通路、所述第一待测试母排和所述第二待测试母排的第三杂散参数，基于此，利用所述第三杂散参数与所述第一杂散参数的差值得到所述第一/第二待测试母排的杂散参数。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的测取***，其特征在于，所述测取***还包括：直流电源，其中，

所述直流电源，其接入所述可调电容模块两端，用于为所述可调电容模块充电，以为所述可调电容模块提供相应的用于构成所述谐振电路的电压源。

6.根据权利要求5所述的测取***，其特征在于，所述测取***还包括：测取控制模块，其中，

所述测取控制模块，其连接在所述可调电容模块和所述直流电源之间，用于接收并利用充电启动信号或充电停止信号，控制其输入端和输出端的通断，以通过所述直流电源为所述可调电容模块充电。

7.根据权利要求6所述的测取***，其特征在于，所述测取***还包括：器件触发模块，其中，

所述器件触发模块，其与所述待测试电流回路中的全控功率器件的触发端口连接，用于在接收并利用脉冲启动信号后，向所述待测试电流回路内的所有所述全控功率器件提供触发信号，以驱动所述待测试电流回路内的所有所述全控功率器件均导通，使得所述待测试电流回路产生电流，从而测取相应的杂散参数。

8.根据权利要求7所述的测取***，其特征在于，所述测取***还包括：信息配置及测试结果生成模块，其中，所述信息配置及测试结果生成模块执行如下步骤：

获取标准电容配置信息和标准电感配置信息，并将其分别转发至所述可调电容模块和所述可调电感模块，以配置测试所需的所述标准电容值和所述标准电感值；

向所述测取控制模块发送所述充电启动信号，使得所述直流电源为所述可调电容模块充电；

在充电完成后，向所述测取控制模块发送所述充电停止信号，以结束充电；

向所述器件触发模块发送所述脉冲启动信号，使得所述待测试电流回路产生电流；

获取通过所述数据处理模块发送的所述第一杂散参数和所述第二杂散参数。

9.一种用于大功率变流模块电流回路杂散参数的测取方法，其特征在于，所述方法利用如权利要求1～8中任一项所述的测取***测量待测试电流回路中的杂散参数，其中，所述方法包括：

步骤一、在待测试电流回路启动的情况下，电流采集模块获取用于提供已设置好的测试所需的标准电感值的可调电感模块和用于提供已设置好的测试所需的标准电容值的可调电容模块构成的谐振电路的第一谐振电流；

步骤二、数据处理模块从所述第一谐振电流中分别提取正、负半波电流的周期，根据所述标准电感值或所述标准电容值，得到该正半波电流流过的包括所述谐振电路和所述待测试电流回路中全控功率器件通路的第一回路对应的杂散参数，以及该负半波电流流过的包括所述谐振电路和所述待测试电流回路中续流管通路的第二回路对应的杂散参数；

步骤三、所述数据处理模块进一步由第一回路杂散参数得到针对所述全控功率器件通路的第一杂散参数，并由第二回路杂散参数得到针对所述续流管通路的第二杂散参数，用以表征当前待测试电流回路的杂散参数。

10.根据权利要求9所述的测取方法，其特征在于，所述步骤三包括：

所述数据处理模块根据第一谐振电流正/负半波周期和所述谐振电路的固有谐振周期的平方差，由所述标准电容值得到第一/第二杂散电感值，其中，所述第一/第二杂散参数包括：第一/第二杂散电感值。

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