CN116203409B - 一种功率变换系统及其主开关短路检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种功率变换系统及其主开关短路检测方法。在该短路故障检测方法中，由于在功率变换系统中的全部第一侧主开关均未发生短路故障时，利用功率变换系统中的功率变换器对功率变换系统中的第二侧母线电容进行充电，所以在功率变换系统的第二侧电压等于零时，也可对第二母线电容进行充电，从而避免了第二母线电容的两端电压始终与第二侧电压保持一致，进而避免了在对第二侧主开关进行短路故障检测的过程中出现误判；又由于功率变换系统也可为直流变换系统，第二侧主开关也可为接触器，所以本申请提供的功率变换系统的主开关短路检测方法可以在直流变换系统的一侧电压等于零时，避免对在对该侧的接触器进行粘连故障检测的过程中出现误判。

Description

一种功率变换系统及其主开关短路检测方法

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种功率变换系统及其主开关短路检测方法。

背景技术

目前，为了保证直流变换系统的安全运行，会在直流变换系统启动之前，分别对直流变换系统两侧的接触器进行粘连故障检测；通常情况下，在对一侧的接触器进行粘连故障检测之前，需要利用直流变换系统的该侧电压对该侧母线电容进行充电。

但是，当直流变换系统的运行模式为恒母线电压运行模式时，由于直流变换系统的一侧电压等于零，所以无法实现直流变换系统的该侧母线电容的充电，从而导致该侧母线电容的两端电压始终与该侧电压保持一致，进而导致粘连故障检测发生误判，即直流变换系统无法正常启动。

因此，如何在直流变换系统的一侧电压等于零时，避免对在对该侧的接触器进行粘连故障检测的过程中出现误判，是亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种功率变换系统及其主开关短路检测方法，以在直流变换系统的一侧电压等于零时，避免对在对该侧的接触器进行粘连故障检测的过程中出现误判。

为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

本申请一方面提供一种功率变换系统的主开关短路检测方法，所述功率变换系统的第一侧连接有电源，所述功率变换系统的第二侧为直流侧；所述主开关短路检测方法，包括：

判断所述功率变换系统中的全部第一侧主开关是否均未发生短路故障；

若全部所述第一侧主开关均未发生短路故障，则利用所述功率变换系统的第一侧电压和所述功率变换系统中的功率变换器对所述功率变换系统中的第二侧母线电容进行充电；

在充电完成后，分次对每个所述第二侧主开关进行短路故障检测。

可选的，对一个所述第二侧主开关进行短路故障检测，包括：

通过对每个所述第二侧主开关的控制，使待检的所述第二侧主开关处于断开状态、使其余的所述第二侧主开关处于导通状态；

判断所述第二侧母线电容充电后的两端电压是否等于所述功率变换系统的第二侧电压；

若所述第二侧母线电容充电后的两端电压等于所述功率变换系统的第二侧电压，则判定待检的所述第二侧主开关发生短路故障。

可选的，若所述功率变换器作为电压源，则所述第二侧母线电容的两端电压被充电至第一预设值，所述第一预设值小于等于所述第二侧母线电容的设定电压值。

可选的，若所述功率变换器作为电流源，则所述第二侧母线电容的两端电压被充电至第二预设值；所述功率变换系统的第二侧电压减去所述第二预设值的差值小于等于第一预设过电压。

可选的，利用所述功率变换系统中的功率变换器对所述功率变换系统中的第二侧母线电容进行充电，包括：

将全部所述第一侧主开关均闭合，并控制所述功率变换器进行功率变换。

可选的，若所述功率变换系统的第一侧为直流侧且每个所述第一侧主开关均并联有缓启电路，则判断所述功率变换系统中的全部第一侧主开关是否均未发生短路故障，包括：

利用所述功率变换系统的第一侧电压和全部所述缓启电路，对所述功率变换系统中的第一侧母线电容进行充电；

在充电完成后，分次对每个所述第一侧主开关进行短路故障检测并得到相应检测结果；

若每个所述检测结果均为待检的所述第一侧主开关未发生短路故障，则执行利用所述功率变换系统中的功率变换器对所述功率变换系统中的第二侧母线电容进行充电的步骤。

可选的，对一个所述第一侧主开关进行短路故障检测，并得到相应检测结果，包括：

通过对每个所述第一侧主开关的控制，使待检的所述第一侧主开关处于断开状态，使其余所述第一侧主开关处于导通状态；

判断所述功率变换系统的第一侧电压是否等于所述第一侧母线电容充电后的两端电压；

若所述功率变换系统的第一侧电压不等于所述第一侧母线电容充电后的两端电压，则相应所述检测结果为待检的所述第一侧主开关未发生短路故障。

本申请另一方面提供一种功率变换系统，包括：控制器、功率变换器、第一侧母线电容、第二侧母线电容、至少一个第一侧主开关和至少一个第二侧主开关；其中：

所述第一侧母线电容连接在所述功率变换器的第一侧的两极之间；

所述第二侧母线电容连接在所述功率变换器的第二侧的两极之间；

所述功率变换器的第一侧与所述功率变换系统的第一侧相连，所述功率变换器的第二侧与所述功率变换系统的第二侧相连；

所述第一侧主开关设置于：所述功率变换器的第一侧的第一端口与所述功率变换系统的第一侧的第一端口之间，或者，所述功率变换器的第一侧的第二端口与所述功率变换系统的第一侧的第二端口之间；

所述第二侧主开关设置于：所述功率变换器的第二侧的正极与所述功率变换系统的第二侧的正极之间，或者，所述功率变换器的第二侧的负极与所述功率变换系统的第二侧的负极之间；

所述功率变换器、全部主开关均受控于所述控制器，所述控制器用于执行如本申请上一方面任一项所述的主开关短路检测方法。

可选的，所述功率变换系统的第一侧为直流侧或交流侧。

可选的，若所述功率变换系统的第一侧为直流侧，则所述功率变换系统，还包括：至少一个缓启电路；其中：

每个所述缓启电路连接在：一个相应的所述第一侧主开关的两端；

全部所述缓启电路均受控于所述控制器。

可选的，若所述功率变换系统的第一侧为直流侧，则所述第一侧主开关为断路器、接触器、MOS管或者IGBT；

若所述功率变换系统的第一侧为交流侧，则所述第一侧主开关为断路器或接触器。

可选的，所述第二侧主开关为断路器、接触器、MOS管或者IGBT。

由上述技术方案可知，本发明提供了一种功率变换系统的主开关短路检测方法，适用于第一侧连接有电源、第二侧为直流侧的功率变换系统。在该短路故障检测方法中，由于在功率变换系统中的全部第一侧主开关均未发生短路故障时，利用功率变换系统中的功率变换器对功率变换系统中的第二侧母线电容进行充电，所以在功率变换系统的第二侧电压等于零时，也可对第二母线电容进行充电，从而避免了第二母线电容的两端电压始终与第二侧电压保持一致，进而避免了在对第二侧主开关进行短路故障检测的过程中出现误判；又由于功率变换系统也可为直流变换系统，第二侧主开关也可为接触器，所以本申请提供的功率变换系统的主开关短路检测方法可以在直流变换系统的一侧电压等于零时，避免对在对该侧的接触器进行粘连故障检测的过程中出现误判。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的功率变换系统的主开关短路检测方法的一种实施方式的流程示意图；

图2为为本申请实施例提供的功率变换系统的主开关短路检测方法的一种具体示例的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的对一个第二侧主开关进行短路故障检测的一种具体实施方式的流程示意图；

图4为本申请实施例提供的功率变换系统的主开关短路检测方法的另一种实施方式的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的对一个第一侧主开关进行短路故障检测的一种具体实施方式的流程示意图；

图6为本申请实施例提供的功率变换系统的结构示意图。

图7和图8分别为本申请实施例提供的功率变换系统的两种具体示例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了在直流变换系统的一侧电压等于零时，避免对在对该侧的接触器进行粘连故障检测的过程中出现误判，本申请提供一种功率变换系统的主开关短路检测方法，适用于第一侧连接有电源、第二侧为直流侧的功率变换系统。

其中，功率变换系统包括两侧，分别记为第一侧和第二侧；可选的，功率变换系统的第一侧可以为直流侧，此时功率变换系统为直流变换系统，功率变换系统中的功率变换器为直流变换器；功率变换系统的第一侧还可以为交流侧，此时功率变换系统为ACDC变换系统，功率变换器为ACDC变换器；在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。

若功率变换系统的第一侧为直流侧，即功率变换系统为直流变换系统，则在功率变换系统中，第一侧母线电容连接在功率变换器的第一侧的两极之间；第二侧母线电容连接在功率变换器的第二侧的两极之间；第一侧主开关可以设置于：功率变换器的第一侧的正极与功率变换系统的第一侧的正极之间，或者，功率变换器的第一侧的负极与功率变换系统的第一侧的负极之间；第二侧主开关设置于：功率变换器的第二侧的正极与功率变换系统的第二侧的正极之间，或者，功率变换器的第二侧的负极与功率变换系统的第二侧的负极之间。

该率变换系统的主开关短路检测方法的具体流程如图1所示，具体包括以下步骤：

S110、判断功率变换系统中的全部第一侧主开关是否均未发生短路故障。

若全部第一侧主开关均未发生短路故障，则依次执行步骤S120、S130；若至少一个第一侧主开关发生短路故障，则停止执行该功率变换系统的主开关短路检测方法。

可选的，第一侧主开关可以为接触器或断路器等机械开关，也可以为MOS管或IGBT等电子开关，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。

需要注意的是，当功率变换系统为直流变换系统时，第一侧主开关既可以为机械开关，也可以为电子开关；当功率变换系统为ACDC变换系统时，第一侧主开关仅可以为机械开关。

在实际应用中，若第一侧主开关为机械开关，则第一侧主开关的短路故障通常是由机械开关中的触点发生粘连所导致；若第一侧主开关为电子开关，则第一侧主开关的短路故障通常是由电子开关中的PN结被破坏所导致。

S120、利用功率变换系统的第一侧电压和功率变换系统中的功率变换器对功率变换系统中的第二侧母线电容进行充电。

在实际应用中，步骤S120的具体实现方式为：将全部第一侧主开关均闭合，并控制功率变换器进行功率变换，即通过功率变换将第一侧电压转换为相应电压，为第二侧母线电容进行充电；具体而言，当功率变换系统为直流变换系统时，即功率变换器为直流变换器时，通过斩波为第二侧母线电容进行充电。

在一种具体示例中，功率变换系统的第二侧电压在启动前等于零，即功率变换器作为电压源，第二侧母线电容充电后的两端电压被充电至第一预设值，其中第一预设值小于等于第二侧母线电容的设定电压值；另外，若功率变换系统为直流变换系统，则此时功率变换系统的运行模式为恒母线电压运行模式。

其中，第二侧母线电容的设定电压值是根据实际需求预先设定的，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

需要说明的是，通常情况下，在确定全部第二侧主开关均没有发生短路故障后，该功率变换系统便会并网运行，因此为了后续可以直接并网运行，在实际应用中，会对第二侧母线电容充电后的两端电压设置下限值，此下限值是根据实际并网需求来设定，此处不做具体限定。

在另一种具体示例中，功率变换系统的第二侧电压在启动前不等于零，即功率变换器作为电流源，第二侧母线电容充电后的两端电压被充电至第二预设值，其中，功率变换系统的第二侧电压减去第二预设值的差值小于等于第一预设过电压；另外，若功率变换系统为直流变换系统，则此时功率变换系统的运行模式为恒电流运行模式或恒功率运行模式。

其中，第一预设过电压是根据第二侧主开关的实际工作要求以及第二侧母线电容所能承受的冲击能力范围所确定的，以避免第二侧主开关在合闸时产生较大冲击，即避免对第二侧主开关、第二侧母线电容造成损坏，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

S130、在充电完成后，分次对每个第二侧主开关进行短路故障检测。

比如，假设功率变换系统包括两个第二侧主开关，分别记为正极第二侧主开关和负极第二侧主开关，则分次对每个第二侧主开关进行短路故障检测，具体为：第一次对正极第二侧主开关进行短路故障检测，第二次对负极第二侧主开关进行短路故障检测。

此时，在一种示例中，如图2所示，步骤S130包括如下步骤；

S131、对正极第二侧主开关进行短路故障检测。

S132、对负极第二侧主开关进行短路故障检测。

可选的，第二侧主开关可以为接触器或断路器等机械开关，也可以为MOS管或IGBT等电子开关，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。

在实际应用中，若第二侧主开关为机械开关，则第二侧主开关的短路故障通常是由机械开关中的触点发生粘连所导致；若第二侧主开关为电子开关，则第二侧主开关的短路故障通常是由电子开关中的PN结被破坏所导致。

由于在功率变换系统中的全部第一侧主开关均未发生短路故障时，利用功率变换系统中的功率变换器对功率变换系统中的第二侧母线电容进行充电，所以在功率变换系统的第二侧电压等于零时，也可对第二母线电容进行充电，从而避免了第二母线电容的两端电压始终与第二侧电压保持一致，进而避免了在对第二侧主开关进行短路故障检测的过程中出现误判；又由于功率变换系统也可为直流变换系统，第二侧主开关也可为接触器，所以本申请提供的功率变换系统的主开关短路检测方法可以在直流变换系统的一侧电压等于零时，避免对在对该侧的接触器进行粘连故障检测的过程中出现误判。

本申请另一实施例提供对一个第二侧主开关进行短路故障检测的一种具体实施方式，其具体流程，如图3(图3仅以对一个第二侧主开关进行短路故障检测为例进行展示)所示，具体包括以下步骤：

S210、通过对每个第二侧主开关的控制，使待检的第二侧主开关处于断开状态、使其余的第二侧主开关处于导通状态。

比如，假设功率变换系统包括两个第二侧主开关，分别记为正极第二侧主开关和负极第二侧主开关，并且对正极第二侧主开关进行短路故障检测，则正极第二侧主开关即为待检的第二侧主开关。

在实际应用中，该主开关短路检测方法是在功率变换系统启动前进行的，因此，若此时进行的短路故障检测是第一次，则在进行短路故障检测之前，每个第二侧主开关均处于默认状态，即断开状态；若此时进行的短路故障检测不是第一次，则在进行短路故障检测之前，除上次待检的第二侧主开关处于断开状态，其他第二侧主开关处于导通状态。

在一种具体示例中，此时进行的短路故障检测是第一次，若功率变换系统包括的第二侧主开关的个数大于1，则通过控制待检的第二侧主开关保持当前状态、控制其余第二侧主开关闭合，即可使待检的第二侧主开关处于断开状态、使其余的第二侧主开关处于导通状态；若功率变换系统包括的第二侧主开关的个数等于1，则通过控制待测的第二侧主开关保持当前状态，即可使待检的第二侧主开关处于断开状态、使其余的第二侧主开关处于导通状态。

在一种具体示例中，此时进行的短路故障检测不是第一次，功率变换系统包括的第二侧主开关的个数大于1，通过控制待检的第二侧主开关断开、控制上次待检的第二侧主开关闭合、控制其他第二侧主开关保持当前状态，即可使待检的第二侧主开关处于断开状态、使其余的第二侧主开关处于导通状态。

S220、判断第二侧母线电容充电后的两端电压是否等于功率变换系统的第二侧电压。

若第二侧母线电容充电后的两端电压等于功率变换系统的第二侧电压，则执行步骤S230；若第二侧母线电容充电后的两端电压不等于功率变换系统的第二侧电压，则执行步骤S240。

S230、判定待检的第二侧主开关发生短路故障。

S240、判定待检的第二侧主开关未发生短路故障。

在此实施方式中，由于在执行步骤S210之后，第二侧母线电容充电后的两端电压不等于功率变换系统的第二侧电压，所以若第二侧母线电容充电后的两端电压等于功率变换系统的第二侧电压，则可以确定待检的第二侧主开关发生短路故障，因此此实施方式可以实现对待检的第二侧主开关的短路故障检测。

本申请提供步骤S110的一种具体实施方式，此实施方式适用于功率变换系统的第一侧为直流侧且每个第一侧主开关均并联有缓启电路的情况，即适用于功率变换系统为直流变换系统且每个第一侧主开关均并联有缓启电路的情况；此实施方式的具体流程可参见图4(仅在图1的基础上进行展示)，具体包括以下步骤：

S310、利用功率变换系统的第一侧电压和全部缓启电路，对功率变换系统中的第一侧母线电容进行充电。

第一侧母线电容的两端电压被充电至第三预设值；其中，功率变换系统的第一侧电压减去第三预设值的差值小于等于第二预设过电压。

另外，第二预设过电压是根据第一侧主开关的实际工作要求以及第一侧母线电容所能承受的冲击能力范围所确定的，以避免第一侧主开关在合闸时产生较大冲击，即避免对第一侧主开关、第一侧母线电容造成损坏，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内。

S320、在充电完成后，分次对每个第一侧主开关进行短路故障检测，并得到相应检测结果。

本实施例还提供对一个第一侧主开关进行短路故障检测并得到相应检测结果的一种具体实施方式，此实施方式的具体流程可参见图5(图5仅在图4的基础上，以对一个第一侧主开关进行短路故障检测为例进行展示)，具体包括以下步骤：

S410、通过对每个第一侧主开关的控制，使待检的第一侧主开关处于断开状态、其余第一侧主开关处于导通状态。

比如，假设功率变换系统包括两个第一侧主开关，分别记为正极第一侧主开关和负极第一侧主开关，并且对正极第一侧主开关进行短路故障检测，则正极第一侧主开关即为待检的第一侧主开关。

需要说明的是，使待检的第一侧主开关处于断开状态、其余第一侧主开关处于导通状态，与使待检的第二侧主开关处于断开状态、其余第二侧主开关处于导通状态相同，此处不再赘述。

S420、判断功率变换系统的第一侧电压是否等于第一侧母线电容充电后的两端电压。

若功率变换系统的第一侧电压不等于第一侧母线电容充电后的两端电压，则执行步骤S430；若功率变换系统的第一侧电压等于第一侧母线电容充电后的两端电压，则执行步骤S440。

S430、相应检测结果为待检的第一侧主开关未发生短路故障。

S440、相应检测结果为待检的第一侧主开关发生短路故障。

在此实施方式中，由于在执行步骤S410之后，功率变换系统的第一侧电压不等于第一侧母线电容充电后的两端电压，所以当功率变换系统的第一侧电压等于第一侧母线电容充电后的两端电压时，可以确定待检的第一侧主开关发生短路故障，从而实现对第一侧主开关的短路故障检测。

S330、在全部第一侧主开关均进行过短路故障检测后，判断每个检测结果是否均为待检的第一侧主开关未发生短路故障。

若每个检测结果均为待检的第一侧主开关未发生短路故障，则执行步骤S120；若每个检测结果不均为待检的第一侧主开关未发生短路故障，则停止执行该主开关短路检测方法。

上述仅为步骤S110的一种具体实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。

本申请提供一种功率变换系统，该功率变换系统的第二侧为直流侧，其具体结构可参见图6，具体包括：控制器(为了简化视图，并未在图6或图7中示出控制器)、功率变换器10、第一侧母线电容20、第二侧母线电容30、至少一个第一侧主开关S1(图6中仅以两个第一侧主开关S1为例进行展示)、至少一个第二侧主开关S2(图6中仅以两个第二侧主开关S2为例进行展示)和至少一个缓启电路40(图6中仅以两个缓启电路40为例进行展示)。

其中，功率变换系统的第一侧连接有电源，功率变换系统的第二侧为直流侧；在实际应用中，此电源可以为直流电源，也可以为交流电源，此处不做具体限定，可视具体情况而定；不过，此电源的类型要与第一侧的类型相匹配，比如，若第一侧为直流侧，则此电源为直流电源。

可选的，功率变换系统的第一侧可以为直流侧，此时功率变换系统为直流变换系统，功率变换系统中的功率变换器10为直流变换器；功率变换系统的第一侧还可以为交流侧，此时功率变换系统为ACDC变换系统，功率变换器10为ACDC变换器；在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。

可选的，第一侧主开关S1可以为接触器或断路器等机械开关，也可以为MOS管或IGBT等电子开关，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。

需要注意的是，当功率变换系统为直流变换系统时，第一侧主开关S1既可以为机械开关，也可以为电子开关；当功率变换系统为ACDC变换系统时，第一侧主开关S1仅可以为机械开关。

可选的，第二侧主开关S2可以为接触器或断路器等机械开关，也可以为MOS管或IGBT等电子开关，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。

其中，第一侧母线电容20和第二侧母线电容30均包括：一个电容，或者，至少两个串联连接的电容；此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内；在实际应用中，优选第一侧母线电容20和第二侧母线电容30均包括两个串联连接的电容，比如图6中的电容C1和C2。

缓启电路40采用现有技术中的缓启电路即可，比如，如图6所示，由缓启电阻与MOS管串联形成的结构，在现有技术中，缓启电路的实现方式有很多种，此处不再一一赘述。

各器件之间的连接关系具体如下所述：

第一侧母线电容20连接在功率变换器10的第一侧的两极之间；第二侧母线电容30连接在功率变换器10的第二侧的两极之间。

功率变换器10的第一侧与功率变换系统的第一侧相连，功率变换器10的第二侧与功率变换系统的第二侧相连。

第一侧主开关S1可以设置于：功率变换器10的第一侧的第一端口与功率变换系统的第一侧的第一端口之间，或者，功率变换器10的第一侧的第二端口与功率变换系统的第一侧的第二端口之间。

需要说明的是，若功率变换系统的第一侧可以为直流侧，则第一端口、第二端口分别为正极、负极。

第二侧主开关S2设置于：功率变换器10的第二侧的正极与功率变换系统的第二侧的正极之间，或者，功率变换器10的第二侧的负极与功率变换系统的第二侧的负极之间。

在实际应用中，第一侧主开关S1的个数、第二侧主开关S2的个数均可视具体情况而定，此处不做具体限定，均在本申请的保护范围内；优选第一侧主开关S1的个数等于2、第二侧主开关S2的个数等于2。

在一种具体示例中，如图6所示，第一侧主开关S1的个数等于2，一个第一侧主开关S1设置于功率变换器10的第一侧的正极与功率变换系统的第一侧的正极之间，记为正极第一侧主开关；另一个第一侧主开关S1设置于功率变换器10的第一侧的负极与功率变换系统的第一侧的负极之间，记为负极第一侧主开关。

在另一种具体示例中，如图6所示，第二侧主开关S2的个数等于2，一个第二侧主开关S2设置于功率变换器10的第二侧的正极与功率变换系统的第二侧的正极之间，记为正极第二侧主开关；另一个第二侧主开关S2设置于功率变换器10的第二侧的负极与功率变换系统的第二侧的负极之间，记为负极第二侧主开关。

每个缓启电路40连接在一个相应的第一侧主开关S1的两端。

在一种具体示例中，如图7所示，功率变换系统的两侧均为直流侧并且均连接有电源，两侧分别记为A侧和B侧，其中，功率变换系统的第一侧为A侧、第二侧为B侧，A侧设置有两个主开关，记为SA，B侧设置有两个主开关，记为SB，每个主开关SA的两端并联有一个缓启电路40。

在另一种具体示例中，如图8所示，功率变换系统的两侧均为直流侧并且均连接有电源，两侧分别记为A侧和B侧，其中，功率变换系统的第一侧为B侧、第二侧为A侧，A侧设置有两个主开关，记为SA，B侧设置有两个主开关，记为SB，每个主开关SB的两端并联有一个缓启电路40。

在实际应用中，若功率变换系统设置有缓启电路，则功率变换系统还设置有至少一个熔丝Fu，其中熔丝Fu与缓启电路设置在功率变换系统的同一侧；熔丝Fu的具体连接关系如下所述：

在一种具体示例中，如图7所示，功率变换系统设置有两个熔丝Fu，一个熔丝Fu设置在功率变换器10的A侧的正极与功率变换系统的A侧的正极之间，另一个熔丝Fu设置在功率变换器10的A侧的负极与功率变换系统的A侧的负极之间。

在另一种具体示例中，如图8所示，功率变换系统设置有两个熔丝Fu，一个熔丝Fu设置在功率变换器10的B侧的正极与功率变换系统的B侧的正极之间，另一个熔丝Fu设置在功率变换器10的B侧的负极与功率变换系统的B侧的负极之间。

功率变换器10、全部主开关、全部缓启电路40均受控于控制器，控制器用于执行如上述实施例提供的主开关短路检测方法。

需要说明的是，在实际应用中，控制器可以独立设置，也可以集成于功率变换器10，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。

在现有技术中，需要利用非板载电路才能在直流变换系统一侧的接触器的两端并联缓启电路，但是非板载线路存在接错的可能，比如，假设在直流变换系统中，该侧的正极接触器设置于：直流变换系统的该侧正极与直流变换系统中的直流变换变换器的该侧正极之间，该侧的负极接触器设置于直流变换系统的该侧负极与直流变换系统中的直流变换变换器的该侧负极之间，正极缓启电路的一端与直流变换器的该侧正极相连、另一端与直流变换变换器的该侧负极相连，负极缓启电路的一端与直流变换器的该侧负极相连、另一端与直流变换器的该侧正极相连；当发生上述错接时，若再利用现有技术中的短路故障检测方法对该侧的两个接触器进行短路故障检测，则该侧电压会直接施加在缓启电路的两端，从而导致缓启电路中的缓启电阻过热，进而导致PCB电路板报废，造成较大损失。

而在本申请提供的功率变换系统中，若将缓启电路设置在功率变换系统的第一侧，则可以解决上述非板载电路出现错接的问题，因此降低了经济损失，并且还优化了功率变换系统的整体成本，从而将缓启电路设置在功率变换系统的第一侧为优选实施方式。

对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (12)

1.一种功率变换系统的主开关短路检测方法，其特征在于，所述功率变换系统的第一侧连接有电源，所述功率变换系统的第二侧为直流侧；所述主开关短路检测方法，包括：

判断所述功率变换系统中的全部第一侧主开关是否均未发生短路故障；

若全部所述第一侧主开关均未发生短路故障，则利用所述功率变换系统的第一侧电压和所述功率变换系统中的功率变换器对所述功率变换系统中的第二侧母线电容进行充电；

在充电完成后，分次对每个第二侧主开关进行短路故障检测。

2.根据权利要求1所述的主开关短路检测方法，其特征在于，对一个所述第二侧主开关进行短路故障检测，包括：

通过对每个所述第二侧主开关的控制，使待检的所述第二侧主开关处于断开状态、使其余的所述第二侧主开关处于导通状态；

判断所述第二侧母线电容充电后的两端电压是否等于所述功率变换系统的第二侧电压；

若所述第二侧母线电容充电后的两端电压等于所述功率变换系统的第二侧电压，则判定待检的所述第二侧主开关发生短路故障。

3.根据权利要求1所述的主开关短路检测方法，其特征在于，若所述功率变换器作为电压源，则所述第二侧母线电容的两端电压被充电至第一预设值，所述第一预设值小于等于所述第二侧母线电容的设定电压值。

4.根据权利要求1所述的主开关短路检测方法，其特征在于，若所述功率变换器作为电流源，则所述第二侧母线电容的两端电压被充电至第二预设值；所述功率变换系统的第二侧电压减去所述第二预设值的差值小于等于第一预设过电压。

5.根据权利要求1至4任一项所述的主开关短路检测方法，其特征在于，利用所述功率变换系统中的功率变换器对所述功率变换系统中的第二侧母线电容进行充电，包括：

将全部所述第一侧主开关均闭合，并控制所述功率变换器进行功率变换。

6.根据权利要求1至4任一项所述的主开关短路检测方法，其特征在于，若所述功率变换系统的第一侧为直流侧且每个所述第一侧主开关均并联有缓启电路，则判断所述功率变换系统中的全部第一侧主开关是否均未发生短路故障，包括：

利用所述功率变换系统的第一侧电压和全部所述缓启电路，对所述功率变换系统中的第一侧母线电容进行充电；

在充电完成后，分次对每个所述第一侧主开关进行短路故障检测并得到相应检测结果；

若每个所述检测结果均为待检的所述第一侧主开关未发生短路故障，则执行利用所述功率变换系统中的功率变换器对所述功率变换系统中的第二侧母线电容进行充电的步骤。

7.根据权利要求6所述的主开关短路检测方法，其特征在于，对一个所述第一侧主开关进行短路故障检测，并得到相应检测结果，包括：

通过对每个所述第一侧主开关的控制，使待检的所述第一侧主开关处于断开状态，使其余所述第一侧主开关处于导通状态；

判断所述功率变换系统的第一侧电压是否等于所述第一侧母线电容充电后的两端电压；

若所述功率变换系统的第一侧电压不等于所述第一侧母线电容充电后的两端电压，则相应所述检测结果为待检的所述第一侧主开关未发生短路故障。

8.一种功率变换系统，其特征在于，包括：控制器、功率变换器、第一侧母线电容、第二侧母线电容、至少一个第一侧主开关和至少一个第二侧主开关；其中：

所述第一侧母线电容连接在所述功率变换器的第一侧的两极之间；

所述第二侧母线电容连接在所述功率变换器的第二侧的两极之间；

所述功率变换器的第一侧与所述功率变换系统的第一侧相连，所述功率变换器的第二侧与所述功率变换系统的第二侧相连；

所述第一侧主开关设置于：所述功率变换器的第一侧的第一端口与所述功率变换系统的第一侧的第一端口之间，或者，所述功率变换器的第一侧的第二端口与所述功率变换系统的第一侧的第二端口之间；

所述第二侧主开关设置于：所述功率变换器的第二侧的正极与所述功率变换系统的第二侧的正极之间，或者，所述功率变换器的第二侧的负极与所述功率变换系统的第二侧的负极之间；

所述功率变换器、全部主开关均受控于所述控制器，所述控制器用于执行如权利要求1至7任一项所述的主开关短路检测方法。

9.根据权利要求8所述的功率变换系统，其特征在于，所述功率变换系统的第一侧为直流侧或交流侧。

10.根据权利要求9所述的功率变换系统，其特征在于，若所述功率变换系统的第一侧为直流侧，则所述功率变换系统，还包括：至少一个缓启电路；其中：

每个所述缓启电路连接在：一个相应的所述第一侧主开关的两端；

全部所述缓启电路均受控于所述控制器。

11.根据权利要求9所述的功率变换系统，其特征在于，若所述功率变换系统的第一侧为直流侧，则所述第一侧主开关为断路器、接触器、MOS管或者IGBT；

若所述功率变换系统的第一侧为交流侧，则所述第一侧主开关为断路器或接触器。

12.根据权利要求8至11任一项所述的功率变换系统，其特征在于，所述第二侧主开关为断路器、接触器、MOS管或者IGBT。