本發(fā)明屬于固態(tài)斷路器領(lǐng)域，尤其涉及一種固態(tài)斷路器故障檢測(cè)裝置和包含其的固態(tài)斷路器。

背景技術(shù)：

1、斷路器是指能夠關(guān)合(也稱導(dǎo)通)、承載和開斷(也稱關(guān)斷)正?；芈窏l件下的電流并能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)關(guān)合、承載和開斷異?；芈窏l件下的電流的開關(guān)裝置，異常回路條件例如短路、過載或其它緊急情況。

2、固態(tài)斷路器(sscb)是斷路器智能化形式之一，其能夠代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械斷路器進(jìn)行電路保護(hù)。固態(tài)斷路器是無觸點(diǎn)開關(guān)設(shè)備，與傳統(tǒng)斷路器有所不同，其導(dǎo)通與關(guān)斷通過對(duì)半導(dǎo)體功率器件(也稱為“功率半導(dǎo)體”)內(nèi)部的載流子以及載流子的通道的控制來實(shí)現(xiàn)。在導(dǎo)通狀態(tài)，器件內(nèi)部形成載流子通道，載流子被大量激發(fā)，器件導(dǎo)通電流的能力增強(qiáng)；在關(guān)斷狀態(tài)，器件內(nèi)部的載流子通道消失，器件阻隔電流的流通。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種用于固態(tài)斷路器的故障檢測(cè)裝置，所述固態(tài)斷路器包括功率半導(dǎo)體，所述故障檢測(cè)裝置包括比較器，其中，所述比較器的正輸入端被配置為連接至所述功率半導(dǎo)體的輸入端，所述比較器的負(fù)輸入端經(jīng)由電流路徑連接至參考電壓，所述電流路徑被配置為能夠?yàn)樗霰容^器的負(fù)輸入端提供第一閾值電壓，其中，所述第一閾值電壓對(duì)應(yīng)于所述功率半導(dǎo)體導(dǎo)通的情況下發(fā)生過流過溫故障時(shí)所述功率半導(dǎo)體兩端的電壓，所述比較器輸出用于指示所述功率半導(dǎo)體發(fā)生故障的信號(hào)。

2、根據(jù)本發(fā)明的故障檢測(cè)裝置，優(yōu)選地，所述電流路徑還被配置為能夠?yàn)樗霰容^器的負(fù)輸入端提供第二閾值電壓，其中，所述第二閾值電壓對(duì)應(yīng)于所述功率半導(dǎo)體關(guān)斷的情況下發(fā)生擊穿故障時(shí)所述功率半導(dǎo)體兩端的電壓。

3、根據(jù)本發(fā)明的故障檢測(cè)裝置，優(yōu)選地，所述電流路徑包括晶體管，所述晶體管控制所述比較器的負(fù)輸入端的輸入電壓為所述第一閾值電壓或者所述第二閾值電壓。

4、根據(jù)本發(fā)明的故障檢測(cè)裝置，優(yōu)選地，當(dāng)所述晶體導(dǎo)通時(shí)，所述比較器的負(fù)輸入端的輸入電壓為所述第一閾值電壓；以及當(dāng)所述晶體管關(guān)斷時(shí)，所述比較器的負(fù)輸入端的輸入電壓為所述第二閾值電壓。

5、根據(jù)本發(fā)明的故障檢測(cè)裝置，優(yōu)選地，所述晶體管的控制極連接至所述功率半導(dǎo)體的柵極。

6、根據(jù)本發(fā)明的故障檢測(cè)裝置，優(yōu)選地，還包括第一電阻、第二電阻和第三電阻，其中，所述第二電阻和所述第三電阻串聯(lián)連接在輔助電源和所述參考電壓之間，所述第二電阻和所述第三電阻之間的節(jié)點(diǎn)連接至所述比較器的負(fù)輸入端，所述晶體管與所述第一電阻串聯(lián)并且并聯(lián)連接至所述第三電阻。

7、根據(jù)本發(fā)明的故障檢測(cè)裝置，優(yōu)選地，所述晶體管為三極管，所述第一電阻連接至所述三極管的發(fā)射極。

8、根據(jù)本發(fā)明的故障檢測(cè)裝置，優(yōu)選地，所述晶體管為三極管，所述第一電阻連接至所述三極管的集電極。

9、根據(jù)本發(fā)明的故障檢測(cè)裝置，優(yōu)選地，還包括二極管和上拉電阻，所述二極管反向設(shè)置在所述比較器的正輸入端和所述功率半導(dǎo)體的輸入端之間，以及所述上拉電阻設(shè)置在所述比較器的正輸入端和所述二極管的陽(yáng)極之間的節(jié)點(diǎn)與所述輔助電源之間。

10、本發(fā)明還提供了一種固態(tài)斷路器，包括：

11、功率半導(dǎo)體，其能夠被設(shè)置在電流回路中以導(dǎo)通或斷開電流；

12、能量吸收器，其并聯(lián)至所述功率半導(dǎo)體；

13、驅(qū)動(dòng)器，其用于驅(qū)動(dòng)所述功率半導(dǎo)體的導(dǎo)通和關(guān)斷；

14、輔助電源，其被配置為給所述驅(qū)動(dòng)器供電；和

15、根據(jù)本發(fā)明的故障檢測(cè)裝置。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的故障檢測(cè)裝置能夠檢測(cè)功率半導(dǎo)體導(dǎo)通過程中的過溫和過熱故障以及功率半導(dǎo)體關(guān)斷過程中的擊穿故障，從而保證功率半導(dǎo)體的正常工作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便。

技術(shù)特征：

1.一種用于固態(tài)斷路器的故障檢測(cè)裝置，所述固態(tài)斷路器包括功率半導(dǎo)體，所述故障檢測(cè)裝置包括比較器，其中，所述比較器的正輸入端被配置為連接至所述功率半導(dǎo)體的輸入端，所述比較器的負(fù)輸入端經(jīng)由電流路徑連接至參考電壓，所述電流路徑被配置為能夠?yàn)樗霰容^器的負(fù)輸入端提供第一閾值電壓，其中，所述第一閾值電壓對(duì)應(yīng)于所述功率半導(dǎo)體導(dǎo)通的情況下發(fā)生過流過溫故障時(shí)所述功率半導(dǎo)體兩端的電壓，所述比較器輸出用于指示所述功率半導(dǎo)體發(fā)生故障的信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障檢測(cè)裝置，其中，所述電流路徑還被配置為能夠?yàn)樗霰容^器的負(fù)輸入端提供第二閾值電壓，其中，所述第二閾值電壓對(duì)應(yīng)于所述功率半導(dǎo)體關(guān)斷的情況下發(fā)生擊穿故障時(shí)所述功率半導(dǎo)體兩端的電壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的故障檢測(cè)裝置，所述電流路徑包括晶體管，所述晶體管控制所述比較器的負(fù)輸入端的輸入電壓為所述第一閾值電壓或者所述第二閾值電壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的故障檢測(cè)裝置，其中，當(dāng)所述晶體導(dǎo)通時(shí)，所述比較器的負(fù)輸入端的輸入電壓為所述第一閾值電壓；以及當(dāng)所述晶體管關(guān)斷時(shí)，所述比較器的負(fù)輸入端的輸入電壓為所述第二閾值電壓。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的故障檢測(cè)裝置，其中，所述晶體管的控制極連接至所述功率半導(dǎo)體的柵極。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的故障檢測(cè)裝置，還包括第一電阻、第二電阻和第三電阻，其中，所述第二電阻和所述第三電阻串聯(lián)連接在輔助電源和所述參考電壓之間，所述第二電阻和所述第三電阻之間的節(jié)點(diǎn)連接至所述比較器的負(fù)輸入端，所述晶體管與所述第一電阻串聯(lián)并且并聯(lián)連接至所述第三電阻。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的故障檢測(cè)裝置，其中，所述晶體管為三極管，所述第一電阻連接至所述三極管的發(fā)射極。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的故障檢測(cè)裝置，其中，所述晶體管為三極管，所述第一電阻連接至所述三極管的集電極。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的故障檢測(cè)裝置，還包括二極管和上拉電阻，所述二極管反向設(shè)置在所述比較器的正輸入端和所述功率半導(dǎo)體的輸入端之間，以及所述上拉電阻設(shè)置在所述比較器的正輸入端和所述二極管的陽(yáng)極之間的節(jié)點(diǎn)與所述輔助電源之間。

10.一種固態(tài)斷路器，包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種用于固態(tài)斷路器的故障檢測(cè)裝置以及包含故障檢測(cè)裝置的固態(tài)斷路器，所述固態(tài)斷路器包括功率半導(dǎo)體，所述故障檢測(cè)裝置包括比較器，其中，所述比較器的正輸入端被配置為連接至所述功率半導(dǎo)體的輸入端，所述比較器的負(fù)輸入端經(jīng)由電流路徑連接至參考電壓，所述電流路徑被配置為能夠?yàn)樗霰容^器的負(fù)輸入端提供第一閾值電壓，其中，所述第一閾值電壓對(duì)應(yīng)于所述功率半導(dǎo)體導(dǎo)通的情況下發(fā)生過流過溫故障時(shí)所述功率半導(dǎo)體兩端的電壓，所述比較器輸出用于指示所述功率半導(dǎo)體發(fā)生故障的信號(hào)。

技術(shù)研發(fā)人員：金東鑫,劉海晨,王騁,羅成
受保護(hù)的技術(shù)使用者：伊頓電力設(shè)備有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19