CN113567877A - 一种isop型直流变压器功率模块测试电路及测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路，包括升压模块和交流直流转换模块；升压模块的输入端连接电源，升压模块的输出端连接交流直流转换模块的交流输入端，交流直流转换模块的直流输出端连接ISOP型直流变压器功率模块的输出端。同时公开了相应的测试方法。本发明实现了一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路，通过升压模块和交流直流转换模块给待测功率模块充电，实现功率模块的检测，结构简单便携性好，方便在工程现场对功率模块进行上电测试，便于快速找出运输过程中可能损坏的功率模块。

Description

一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路及测试方法
技术领域
本发明涉及一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路及测试方法，属于电力电子技术领域。
背景技术
随着可再生能源的大量接入和直流负荷比重不断提高，直流配网近年来成为研究热点。作为其中的关键设备，直流变压器大多采用ISOP型（输入串联输出并联）拓扑结构，需要使用数量众多的功率模块，任一功率模块的运行状况均会影响直流变压器的整体运行。
目前常见的测试方法主要用于功率模块的带载测试，耗时长且接线复杂，一般在设备出厂前完成。但在设备运往工程现场的过程中功率模块可能受到损坏，因此如何在工程现场便捷地对ISOP型直流变压器功率模块进行上电测试，快速找出运输过程中可能损坏的功率模块，是当前亟待解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路及测试方法，解决了背景技术中披露的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路，包括升压模块和交流直流转换模块；升压模块的输入端连接电源，升压模块的输出端连接交流直流转换模块的交流输入端，交流直流转换模块的直流输出端连接ISOP型直流变压器功率模块的输出端。
交流直流转换模块的直流正输出端通过充电电阻连接ISOP型直流变压器功率模块的正输出端，交流直流转换模块的直流负输出端连接ISOP型直流变压器功率模块的负输出端。
充电电阻的阻值为100Ω。
交流直流转换模块为不控整流桥。
不控整流桥的整流二极管采用反向重复峰值电压800V以上、正向平均工作电流10A以上的整流二极管。
升压模块的输入端通过空气开关连接电源。
电源为单相220V交流电。
升压模块为隔离变压器。
隔离变压器的变比至少为220V:500V。
一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路的测试方法，包括，
将待测功率模块的输出侧功率单元和输入侧功率单元均设定为上电自动输出驱动脉冲，将未开展测试的功率模块与输出侧母线断开；
采用ISOP型直流变压器功率模块测试电路向待测功率模块充电；
若一段时间后，待测功率模块的输出侧功率单元和输入侧功率单元均正常输出驱动脉冲，则待测功率模块正常。
本发明所达到的有益效果：本发明实现了一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路，通过升压模块和交流直流转换模块给待测功率模块充电，实现功率模块的检测，结构简单便携性好，方便在工程现场对功率模块进行上电测试，便于快速找出运输过程中可能损坏的功率模块。
附图说明
图1为本发明测试电路的示意图；
图2为本发明测试方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路，包括升压模块和交流直流转换模块；升压模块的输入端连接电源，电源采用交流电，升压模块对交流电进行升压；升压模块的输出端连接交流直流转换模块的交流输入端，交流直流转换模块的直流输出端连接ISOP型直流变压器功率模块（后续简称“功率模块”）的输出端，交流直流转换模块用以将交流电转换成直流电，给功率模块充电。
该电路通过升压模块和交流直流转换模块给待测功率模块充电，实现功率模块的检测，结构简单，可进行一体封装，便携性好，方便在工程现场对功率模块进行上电测试，便于快速找出运输过程中可能损坏的功率模块。
电源为供电单元，采用单相220V交流电，该电源可以包含在测试电路中，也可以外接，具体可根据实际情况而定。
为了控制测试电路，升压模块的输入端通过空气开关连接电源，空气开关用于分合测试电路以及故障保护，可选用标准C32系列。
升压模块采用常见的隔离变压器，用于提升交流电压等级，即升压，对于额定输出电压为750V的功率模块，变比至少为220V:500V。
交流直流转换模块为不控整流桥，不控整流桥用于将交流电转换为直流电，便于输入功率模块，不控整流桥选用反向重复峰值电压800V以上、正向平均工作电流10A以上的整流二极管。
为了防止流向功率模块的电流过大，交流直流转换模块的直流正输出端通过充电电阻连接功率模块的正输出端，交流直流转换模块的直流负输出端连接功率模块的负输出端；通过充电电阻限制充电电流，建议阻值为100Ω。
ISOP型直流变压器需要使用多个功率模块，每个待测功率模块包括两个H桥功率单元和一个高频变压器，功率模块为输入侧串联输出侧并联的拓扑结构，上述一个测试电路仅能施加在一个待测功率模块的输出侧。
待测功率模块的驱动板设置为自取能供电方式，即功率模块一次侧充电后驱动板即可得电，当驱动板产生驱动脉冲时，功率单元能通过高频变压器给对侧功率单元充电；同时开展测试的功率模块数受测试电路充电能力限制，建议不超过4组，由于所有待测功率模块输出侧并联，对于未开展测试的功率模块需要断开与输出侧母线的连接。
基于上述测试电路的测试方法，包括：
1）将待测功率模块的输出侧功率单元和输入侧功率单元均设定为上电自动输出驱动脉冲，将未开展测试的功率模块与输出侧母线断开；
对于所有的待测功率模块：更新驱动程序，即将输出侧功率单元和输入侧功率单元驱动板的控制程序设定为上电自动输出驱动脉冲；驱动脉冲占空比不能太大，否则会产生电流过冲，建议采用5%的窄脉冲，对角IGBT交替导通；
对于所有未开展测试的功率模块：断开与输出侧母线的连接。
2）采用ISOP型直流变压器功率模块测试电路向待测功率模块充电；
各待测功率模块，根据图1的连接方式进行连接，电源可共用一个电源，闭合空气开关，给待测功率模块的输出侧功率单元充电；
3）若一段时间后，待测功率模块的输出侧功率单元和输入侧功率单元均正常输出驱动脉冲，则待测功率模块正常；
输出侧功率单元得电后自动输出驱动脉冲给输入侧功率单元充电，观察驱动板上的指示灯，若输出侧功率单元无异常则输入侧功率单元得电，指示灯常亮，若有异常则，输入侧功率单元不得电，指示灯闪烁；
输入侧功率单元得电后自动输出驱动脉冲，观察驱动板上的指示灯，若常亮则输入侧功率单元正常，若闪烁则输入侧功率单元异常，测试完成。
具体过程如图2所示：
A）更新驱动程序；未开展测试的功率模块，断开与输出侧母线的连接；
B）输出侧功率单元充电；
C）输出侧功率单元自动输出驱动脉冲，观察输出侧功率单元驱动板上的指示灯；若闪烁，则输出侧功率单元损坏；若常亮，转至D）；
D）输入侧功率单元充电；
E）输入侧功率单元自动输出驱动脉冲，观察输入侧功率单元驱动板上的指示灯；若闪烁，则输入侧功率单元损坏；若常亮，该功率模块完好。
基于上述测试电路的测试方法，具有多组并联测试、上电自动触发等特点，测试效率高，能够在较短时间内完成数量众多的功率模块的测试。
本发明提供的ISOP型直流变压器功率模块测试电路及测试方法，能够有效降低直流变压器在工程现场运行失败的风险，具有十分重要的工程意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路，其特征在于：包括升压模块和交流直流转换模块；升压模块的输入端连接电源，升压模块的输出端连接交流直流转换模块的交流输入端，交流直流转换模块的直流输出端连接ISOP型直流变压器功率模块的输出端。
2.根据权利要求1所述的一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路，其特征在于：交流直流转换模块的直流正输出端通过充电电阻连接ISOP型直流变压器功率模块的正输出端，交流直流转换模块的直流负输出端连接ISOP型直流变压器功率模块的负输出端。
3.根据权利要求2所述的一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路，其特征在于：充电电阻的阻值为100Ω。
4.根据权利要求1或2所述的一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路，其特征在于：交流直流转换模块为不控整流桥。
5.根据权利要求4所述的一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路，其特征在于：不控整流桥的整流二极管采用反向重复峰值电压800V以上、正向平均工作电流10A以上的整流二极管。
6.根据权利要求1所述的一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路，其特征在于：升压模块的输入端通过空气开关连接电源。
7.根据权利要求1或6所述的一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路，其特征在于：电源为单相220V交流电。
8.根据权利要求1或6所述的一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路，其特征在于：升压模块为隔离变压器。
9.根据权利要求8所述的一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路，其特征在于：隔离变压器的变比至少为220V:500V。
10.基于权利要求1~9任意一项所述的一种ISOP型直流变压器功率模块测试电路的测试方法，其特征在于：包括，
将待测功率模块的输出侧功率单元和输入侧功率单元均设定为上电自动输出驱动脉冲，将未开展测试的功率模块与输出侧母线断开；
采用ISOP型直流变压器功率模块测试电路向待测功率模块充电；
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