Система и способ диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором

Изобретение относится к области контроля биполярных транзисторов. Система диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором включает систему формирования импульсов, выполненную для формирования входного сигнала устройства ввода сигнала и вывода первого сигнала прямоугольной формы высокого уровня и второго сигнала прямоугольной формы низкого уровня, когда входной сигнал находится на высоком уровне; и вывода первого сигнала прямоугольной формы низкого уровня и второго сигнала прямоугольной формы высокого уровня, когда входной сигнал находится на низком уровне; систему сравнения, включающую первый триод, второй триод, первый компаратор и второй компаратор, при этом первый триод использован для включения, когда первый сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне, первый компаратор соединен с первым триодом и выполнен для сравнения первого предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда первый триод включен и когда первое предварительно заданное напряжение больше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, и вывода низкого уровня; второй триод использован для включения второго сигнала прямоугольной формы второй компаратор, соединенный со вторым триодом и выполненный для сравнения второго предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда второй триод включен и, когда второе предварительно заданное напряжение меньше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, вывода низкого уровня, и систему вывода сигнала о неисправности затвора, когда система сравнения выводит низкий уровень. Также предложены способ диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором и электротранспортное средство, содержащее систему диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором. Настоящее изобретение обеспечивает возможность обнаружения неисправности затвора биполярного транзистора с изолированным затвором. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет заявки на патент на изобретение Китая с Заявкой № 201911190671.8, поданной 28 ноября 2019 г., озаглавленной «система обнаружения затвора биполярного транзистора с изолированным затвором», содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящая заявка относится к области техники электронных систем и, более конкретно, к системе диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0003] Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) представляет собой составное полностью управляемое полупроводниковое мощное устройство, приводимое в действие напряжением, состоящее из биполярного триода и управляемого полем транзистора с изолированным затвором. Блоки IGBT, выполненные для приведения в действие, снабжены множеством IGBT, и когда один из затворов подвергается пробою, другие IGBT также могут быть повреждены. Однако в настоящее время не существует технологии для обнаружения неисправностей затвора IGBT.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] Ввиду этого настоящая заявка направлена на предоставление системы диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором для обнаружения неисправности затвора биполярного транзистора с изолированным затвором.

[0005] Для достижения вышеупомянутой цели техническая система настоящей заявки реализована следующим образом.

[0006] Система диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, при этом система диагностики затвора содержит: систему формирования импульсов, систему сравнения и систему вывода сигнала о неисправности; система формирования импульсов выполнена для формирования входного сигнала устройства ввода сигнала и вывода первого сигнала прямоугольной формы высокого уровня и второго сигнала прямоугольной формы низкого уровня, когда входной сигнал находится на высоком уровне; и вывода первого сигнала прямоугольной формы низкого уровня и второго сигнала прямоугольной формы высокого уровня, когда входной сигнал находится на низком уровне; система сравнения выполнена для: сравнения первого предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда первый сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне, и вывода низкого уровня, когда первое предварительно заданное напряжение больше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором; и сравнения второго предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда второй сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне, и вывода низкого уровня, когда второе предварительно заданное напряжение меньше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором; и система вывода сигнала о неисправности выполнена для вывода сигнала о неисправности затвора, когда система сравнения выводит низкий уровень.

[0007] Кроме того, система сравнения содержит: первый триод, выполненный с возможностью включения, когда первый сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне; второй триод, выполненный с возможностью включения, когда второй сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне; первый компаратор, соединенный c первым триодом и выполненный для сравнения первого предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда первый триод включен; и второй компаратор, соединенный со вторым триодом и выполненный для сравнения второго предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда второй триод включен.

[0008] Кроме того, система диагностики затвора дополнительно содержит: систему развязки с помощью оптрона, соединенную между устройством ввода сигнала и системой формирования импульсов и выполненную для оптоэлектронной развязки входного сигнала.

[0009] Кроме того, система диагностики затвора дополнительно содержит: систему усиления импульсов, соединенную между системой формирования импульсов и биполярным транзистором с изолированным затвором и выполненную для усиления первого сигнала прямоугольной формы для приведения в действие биполярного транзистора с изолированным затвором.

[0010] Кроме того, система диагностики затвора дополнительно содержит: систему деления напряжения, соединенную с системой сравнения и выполненную для преобразования напряжения источника питания в первое предварительно заданное напряжение и второе предварительно заданное напряжение.

[0011] Кроме того, система диагностики затвора дополнительно содержит: систему источника питания для диагностики, содержащую:

[0012] диод, отрицательный электрод которого соединен с затвором биполярного транзистора с изолированным затвором, а положительный электрод соединен с системой сравнения; и

[0013] первый резистор, один конец которого соединен с анодом диода, а другой конец соединен с положительной клеммой вывода питания источника питания.

[0014] Кроме того, источник питания выводит положительный источник питания +15 В и отрицательный источник питания -5 В.

[0015] Кроме того, первое предварительно заданное напряжение составляет 7,5 В, а второе предварительно заданное напряжение составляет -2,5 В.

[0016] Кроме того, система сравнения дополнительно выполнена для: вывода высокого уровня, когда первое предварительно заданное напряжение меньше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, в случае если первый сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне; и вывода высокого уровня, когда второе предварительно заданное напряжение больше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, в случае если второй сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне.

[0017] Кроме того, система вывода сигнала о неисправности дополнительно выполнена так, чтобы не выводить сигнал о неисправности, когда система компаратора выводит высокий уровень.

[0018] По сравнению с известным уровнем техники система диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, описанного в настоящей заявке, имеет следующие преимущества.

[0019] Использование системы формирования импульсов, системы сравнения и системы вывода сигнала о неисправности, причем система формирования импульсов выполнена с возможностью вывода первого сигнала прямоугольной формы высокого/низкого уровня и второго сигнала прямоугольной формы высокого/низкого уровня; и использование системы сравнения для сравнения первого предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором или сравнения второго предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, и для вывода низкого уровня, когда первое предварительно заданное напряжение больше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, или второе предварительно заданное напряжение меньше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором; и, наконец, система вывода сигнала о неисправности выводит сигнал о неисправности затвора, когда система сравнения выводит низкий уровень; следовательно, может быть обнаружена неисправность затвора биполярного транзистора с изолированным затвором.

[0020] Настоящая заявка дополнительно предоставляет способ диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором для обнаружения неисправности затвора биполярного транзистора с изолированным затвором.

[0021] Для достижения вышеупомянутой цели техническая система настоящей заявки реализована следующим образом.

[0022] Способ диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, причем способ включает: формирование входного сигнала устройства ввода сигнала посредством системы формирования импульсов и вывод первого сигнала прямоугольной формы высокого уровня и второго сигнала прямоугольной формы низкого уровня, когда входной сигнал находится на высоком уровне; и вывод первого сигнала прямоугольной формы низкого уровня и второго сигнала прямоугольной формы высокого уровня, когда входной сигнал находится на низком уровне; сравнение посредством системы сравнения первого предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда первый сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне, и вывод низкого уровня, когда первое предварительно заданное напряжение больше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором; и сравнение посредством системы сравнения второго предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда второй сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне, и вывод низкого уровня, когда второе предварительно заданное напряжение меньше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором; и вывод посредством системы вывода сигнала о неисправности сигнала о неисправности затвора, когда система сравнения выводит низкий уровень.

[0023] Кроме того, способ дополнительно включает: вывод высокого уровня, когда первое предварительно заданное напряжение меньше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, в случае если первый сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне; и вывод высокого уровня, когда второе предварительно заданное напряжение больше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, в случае если второй сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне.

[0024] Преимущества способа диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, описанного выше, аналогичны преимуществам системы диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, описанного выше, и они не будут повторяться в настоящем документе.

[0025] Настоящая заявка дополнительно предоставляет электротранспортное средство для обнаружения неисправности затвора биполярного транзистора с изолированным затвором.

[0026] Для достижения вышеупомянутой цели техническая система настоящей заявки реализована следующим образом.

[0027] Электротранспортное средство, причем электротранспортное средство содержит систему диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, описанную выше.

[0028] Преимущества электротранспортного средства, описанного выше, аналогичны преимуществам системы диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, описанного выше, и они не будут повторяться в настоящем документе.

[0029] Другие признаки и преимущества настоящей заявки будут подробно описаны в нижеследующем подробном описании.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

[0030] Прилагаемые графические материалы, составляющие часть настоящей заявки, используются для обеспечения дальнейшего понимания настоящей заявки, а систематические варианты осуществления настоящей заявки и их описания используются для объяснения настоящей заявки и не составляют ненадлежащее ограничение настоящей заявки. На графических материалах:

[0031] на фиг. 1 представлена структурная блок-система системы диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, предоставленного вариантом осуществления настоящей заявки;

[0032] на фиг. 2 представлена структурная блок-система системы диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, предоставленного другим вариантом осуществления настоящей заявки;

[0033] на фиг. 3 представлено систематическое изображение системы диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, предоставленного вариантом осуществления настоящей заявки;

[0034] на фиг. 4 представлено систематическое изображение источника питания, предоставленного вариантом осуществления настоящей заявки; и

[0035] на фиг. 5 представлено систематическое изображение системы деления напряжения, предоставленной вариантом осуществления настоящей заявки.

[0036] Ниже перечислены следующие ссылочные позиции:

1 - система формирования импульсов;

2 - система сравнения;

3 - система вывода сигнала о неисправности;

4 - система развязки с помощью оптрона;

5 - система усиления импульсов;

6 - система деления напряжения; и

7 - система источника питания для диагностики.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[0037] Следует отметить, что варианты осуществления настоящей заявки и признаки вариантов осуществления могут быть объединены друг с другом при условии отсутствия конфликта.

[0038] Настоящая заявка будет подробно описана ниже со ссылкой на прилагаемые графические материалы и в сочетании с вариантами осуществления.

[0039] На фиг. 1 представлена структурная блок-система системы диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором согласно варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 1, система содержит: систему 1 формирования импульсов, систему 2 сравнения и систему 3 вывода сигнала о неисправности.

[0040] Система 1 формирования импульсов выполнена для формирования входного сигнала устройства ввода сигнала и вывода первого сигнала прямоугольной формы высокого уровня и второго сигнала прямоугольной формы низкого уровня, когда входной сигнал находится на высоком уровне; и вывода первого сигнала прямоугольной формы низкого уровня и второго сигнала прямоугольной формы высокого уровня, когда входной сигнал находится на низком уровне.

[0041] В частности, устройство ввода сигнала представляет собой, например, контроллер привода электродвигателя электротранспортного средства, и входной сигнал представляет собой, например, сигнал модуляции ширины импульсов (PWM) платы привода, но оно не ограничивается ими. Система 1 формирования импульсов может формировать входной сигнал в прямоугольную волну и выводить комплементарные первый сигнал прямоугольной формы и второй сигнал прямоугольной формы в разных состояниях уровней согласно разным состояниям уровней входного сигнала, и состояния уровней первого сигнала прямоугольной формы и второго сигнала прямоугольной формы могут оказывать воздействие на то, какое предварительно заданное напряжение использует система 2 сравнения для сравнения.

[0042] Система 2 сравнения выполнена для: сравнения первого предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда первый сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне, и вывода низкого уровня, когда первое предварительно заданное напряжение больше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором; и сравнения второго предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда второй сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне, и вывода низкого уровня, когда второе предварительно заданное напряжение меньше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором.

[0043] В частности, система 2 сравнения может использовать два предварительно заданных напряжения для сравнения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, поскольку состояние уровня входного сигнала варьируется с устройством ввода сигнала, причем обычный биполярный транзистор с изолированным затвором также будет иметь два состояния включения и выключения, так что напряжение затвора также будет отличаться. Например, если предположить, что он находится под действием внешнего источника питания с 15 В, когда входной сигнал находится на высоком уровне, напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором может составлять 15 В, и когда входной сигнал находится на низком уровне, напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором может составлять -5 В. В дополнение, когда затвор биполярного транзистора с изолированным затвором отказывает, напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором составляет 0 В. В связи с этим первое предварительно заданное напряжение может быть установлено на значении 7,5 В, а второе предварительно заданное напряжение может быть установлено на значении -2,5 В, чтобы эффективно определять, что биполярный транзистор с изолированным затвором будет иметь неисправности затвора как во включенном, так и в выключенном состоянии. Можно понять, что приведенные выше данные являются лишь примером (то же самое ниже), который не ограничивается настоящей заявкой. Например, первое предварительно заданное напряжение может представлять собой напряжение, составляющее больше чем 0 и меньше чем 15 В, и второе предварительно заданное напряжение также может представлять собой напряжение, составляющее больше чем -5 В и меньше чем -2,5 В.

[0044] Система 3 вывода сигнала о неисправности выполнена с возможностью вывода сигнала о неисправности затвора, когда система 2 сравнения выводит низкий уровень.

[0045] В частности, неисправность затвора в вариантах осуществления настоящей заявки представляет собой, например, пробой затвора. Система 3 вывода сигнала о неисправности выводит сигнал о неисправности затвора в устройство ввода сигнала, когда система 2 компаратора выводит низкий уровень.

[0046] На фиг. 2 представлена структурная блок-система системы диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором согласно другому варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 2, система дополнительно содержит:

[0047] систему 4 развязки с помощью оптрона, соединенную между устройством ввода сигнала и системой 1 формирования импульсов и выполненную для оптоэлектронной развязки входного сигнала;

[0048] систему 5 усиления импульсов, соединенную между системой 1 формирования импульсов и биполярным транзистором с изолированным затвором и выполненную для усиления первого сигнала прямоугольной формы для приведения биполярного транзистора с изолированным затвором;

[0049] систему 6 деления напряжения, соединенную с системой 2 сравнения и выполненную для преобразования напряжения источника питания в первое предварительно заданное напряжение и второе предварительно заданное напряжение;

[0050] систему 7 источника питания для диагностики, соединенную с системой 2 сравнения и затвором биполярного транзистора с изолированным затвором и выполненную для предоставления внешнего источника питания для системы 2 сравнения и затвора биполярного транзистора с изолированным затвором.

[0051] Более конкретные функции вышеупомянутых частей будут подробно описаны ниже посредством подробных компонентов системы.

[0052] На фиг. 3 представлено систематическое изображение системы диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором согласно варианту осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 3,

[0053] S+ и S- представляют входные сигналы PWM платы привода.

[0054] U1 представляет оптрон развязки системы 4 развязки с помощью оптрона, которая осуществляет роль развязки сигнала и может быть соединена с источником питания, таким как положительный источник питания +15 В и отрицательный источник питания -5 В. Резистор R1 представляет собой токоограничивающий резистор на стороне входа оптрона U1 развязки.

[0055] U2 представляет формирователь импульсов системы 1 формирования импульсов, который формирует выходной сигнал оптрона U1 развязки в прямоугольную волну и выводит два комплементарных сигнала PH и PL.

[0056] U3 представляет двухтактную систему 5 усиления импульсов, которая может усиливать сигнал PH для приведения в действие биполярного транзистора с изолированным затвором во включенное состояние.

[0057] Резистор Rg представляет собой резистор затвора биполярного транзистора с изолированным затвором. На фигуре G соединен с затвором G биполярного транзистора с изолированным затвором, VE соединен с излучателем E биполярного транзистора с изолированным затвором, а резистор Rge представляет собой резистор системы защиты от самопроизвольного открытия, соединенный параллельно между терминалами G и E биполярного транзистора с изолированным затвором.

[0058] Диод D1 и резистор R3 составляют систему 7 источника питания для диагностики. Катод диода D1 соединен с затвором биполярного транзистора с изолированным затвором, анод соединен с системой 2 компаратора, один конец резистора R3 соединен с анодом диода D1, а другой конец соединен с положительной клеммой вывода питания источника питания, положительного источника питания, такого как +15 В.

[0059] Первый триод Q1, второй триод Q2, первый компаратор U6 и второй компаратор U7 состоят из системы 2 сравнения. Среди них первый триод Q1 выполнен с возможностью включения, когда первый сигнал PH прямоугольной формы находится на высоком уровне; второй триод Q2 выполнен с возможностью включения, когда второй сигнал PL прямоугольной формы находится на высоком уровне; первый компаратор U6 соединен с первым триодом Q1 и выполнен для сравнения первого предварительно заданного напряжения (например, 7,5 В) с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда первый триод Q1 включен, и вывода низкого уровня, когда первое предварительно заданное напряжение больше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, вывода высокого уровня, когда первое предварительно заданное напряжение меньше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором; второй компаратор U7 соединен со вторым триодом Q2 и выполнен для сравнения второго предварительно заданного напряжения (например, -2,5 В) с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда второй триод Q2 включен, и вывода низкого уровня, когда второе предварительно заданное напряжение меньше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, вывода высокого уровня, когда второе предварительно заданное напряжение больше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором.

[0060] U5 представляет собой общий оптрон системы 3 вывода сигнала о неисправности, которая может быть соединена с положительным источником питания +15 В. Резистор R2 представляет собой токоограничивающий резистор оптрона U5. Когда система 2 компаратора выводит низкий уровень, выводятся сигналы GZ+ и GZ- о неисправности затвора.

[0061] На фиг. 4 представлено систематическое изображение источника питания, предоставленного вариантом осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 4, U4 представляет источник питания, и источник питания может выводить положительный источник питания +15 В и отрицательный источник питания -5 В. Конденсаторы C1-C3 представляют собой фильтрующие конденсаторы источника питания, а терминал VE соединен с излучателем E биполярного транзистора с изолированным затвором.

[0062] На фиг. 5 представлено систематическое изображение системы деления напряжения, предоставленной вариантом осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 5, система 6 деления напряжения принимает положительный источник питания +15 В и отрицательный источник питания -5 В, выведенные источником питания, и разделяет напряжение через R4-R7 для выведения первых предварительно заданных напряжений +7,5 В и второго предварительно заданного напряжения -2,5 В на систему 2 сравнения. Схожим образом, терминал VE соединен с излучателем E биполярного транзистора с изолированным затвором.

[0063] Рабочий процесс системы диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором согласно настоящей заявке подробно описан ниже.

[0064] Когда входной сигнал PWM находится на высоком уровне, оптрон U1 развязки включается, первый сигнал PH прямоугольной формы равен 1 (высокий уровень), второй сигнал PL прямоугольной формы равен 0 (низкий уровень), напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором обычно составляет 15 В, первый триод Q1 включается, второй триод Q2 выключается, контакт-5 первого компаратора U6 составляет 15 В, первое предварительно заданное напряжение составляет 7,5 В, что меньше, чем 15 В, вывод контакта-1 первого компаратора U6 находится на высоком уровне, вывод контакта-1 второго компаратора U7 закрыт, оптрон U5 выключается, и сигнал о неисправности не выводится; в это время, если затвор биполярного транзистора с изолированным затвором подвергается пробою, напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором уменьшается до VE (0 В), после этого контакт-5 первого компаратора U6 составляет 0 В, что меньше, чем первое предварительно заданное напряжение 7,5 В, и вывод контакта-1 первого компаратора U6 находится на низком уровне, оптрон U5 включается, и сигнал о неисправности выводится.

[0065] Когда входной сигнал PWM находится на низком уровне, оптрон U1 развязки выключается, первый сигнал PH прямоугольной формы равен 0 (низкий уровень), второй сигнал PL прямоугольной формы равен 1 (высокий уровень), и напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором обычно составляет -5 В, первый триод Q1 выключается, второй триод Q2 включается, контакт-4 первого компаратора U6 составляет -5 В, что меньше, чем второе предварительно заданное напряжение -2,5 В, вывод контакта-1 компаратора U7 находится на высоком уровне, вывод контакта-1 первого компаратора U6 закрыт, оптрон U5 выключается, и сигнал о неисправности не выводится; в это время, если затвор биполярного транзистора с изолированным затвором подвергается пробою, напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором увеличивается до VE (0 В), контакт-4 второго компаратора U7 составляет 0 В, что больше, чем второе предварительно заданное напряжение -2,5 В, и вывод контакта-1 второго компаратора U7 находится на низком уровне, включается оптрон U5, и выводится сигнал о неисправности.

[0066] Система обнаружения неисправности затвора биполярного транзистора с изолированным затвором согласно настоящей заявке может обнаруживать затвор биполярного транзистора с изолированным затвором в режиме реального времени независимо от того, включен или выключен биполярный транзистор с изолированным затвором, после возникновения отказа затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, вызвавшего выведение из строя, так что можно вовремя обнаружить такое выведение из строя, чтобы избежать повреждения других биполярных транзисторов с изолированным затвором.

[0067] Настоящая заявка также предоставляет способ диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, причем способ включает: формирование входного сигнала устройства ввода сигнала посредством системы формирования импульсов и вывод первого сигнала прямоугольной формы высокого уровня и второго сигнала прямоугольной формы низкого уровня, когда входной сигнал находится на высоком уровне; и вывод первого сигнала прямоугольной формы низкого уровня и второго сигнала прямоугольной формы высокого уровня, когда входной сигнал находится на низком уровне; сравнение посредством системы первого предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда первый сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне, и вывод низкого уровня, когда первое предварительно заданное напряжение больше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором; и сравнение посредством системы сравнения второго предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда второй сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне, и вывод низкого уровня, когда второе предварительно заданное напряжение меньше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором; и вывод посредством системы вывода сигнала о неисправности сигнала о неисправности затвора, когда система сравнения выводит низкий уровень.

[0068] Кроме того, способ дополнительно включает: вывод высокого уровня, когда первое предварительно заданное напряжение меньше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, в случае если первый сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне; и вывод высокого уровня, когда второе предварительно заданное напряжение больше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, в случае если второй сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне.

[0069] Настоящая заявка также предоставляет электротранспортное средство, содержащее систему диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, описанного выше.

[0070] Приведенные выше описания являются лишь предпочтительными вариантами осуществления настоящей заявки и не предназначены для ограничения настоящей заявки. Любые модификации, эквивалентные замены, улучшения и т. д., выполненные в рамках принципов настоящей заявки, должны быть включены в объем правовой охраны настоящей заявки.

1. Система диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, при этом система диагностики затвора, включающая

систему формирования импульсов, выполненную для формирования входного сигнала устройства ввода сигнала; и

вывода первого сигнала прямоугольной формы высокого уровня и второго сигнала прямоугольной формы низкого уровня, когда входной сигнал находится на высоком уровне; и

вывода первого сигнала прямоугольной формы низкого уровня и второго сигнала прямоугольной формы высокого уровня, когда входной сигнал находится на низком уровне;

систему сравнения, включающую первый триод, второй триод, первый компаратор и второй компаратор, при этом первый триод использован для включения, когда первый сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне, первый компаратор соединен с первым триодом и выполнен для сравнения первого предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда первый триод включен и когда первое предварительно заданное напряжение больше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, и вывода низкого уровня; второй триод использован для включения второго сигнала прямоугольной формы второй компаратор, соединенный со вторым триодом и выполненный для сравнения второго предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда второй триод включен и, когда второе предварительно заданное напряжение меньше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, вывода низкого уровня, и

систему вывода сигнала о неисправности затвора, когда система сравнения выводит низкий уровень.

2. Система диагностики по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит:

систему развязки с помощью оптрона, включенную между устройством ввода сигнала и системой формирования импульсов и выполненную для оптоэлектронной развязки входного сигнала.

3. Система диагностики по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит:

систему усиления импульсов, включенную между системой формирования импульсов и биполярным транзистором с изолированным затвором и выполненную для усиления первого сигнала прямоугольной формы для приведения в действие биполярного транзистора с изолированным затвором.

4. Система диагностики по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит:

систему деления напряжения, соединенную с системой сравнения и выполненную для преобразования напряжения источника питания в первое предварительно заданное напряжение и второе предварительно заданное напряжение.

5. Система диагностики по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит:

систему источника питания для диагностики, содержащую:

диод, отрицательный электрод которого соединен с затвором биполярного транзистора с изолированным затвором, а положительный электрод соединен с системой сравнения; и

первый резистор, один конец которого соединен с анодом диода, а другой конец соединен с положительной клеммой вывода питания источника питания.

6. Система диагностики по п. 4 или 5, отличающаяся тем, что источник питания выводит положительный источник питания +15 В и отрицательный источник питания -5 В.

7. Система диагностики по п. 1, отличающаяся тем, что первое предварительно заданное напряжение составляет 7,5 В, а второе предварительно заданное напряжение составляет -2,5 В.

8. Система диагностики по п. 1, отличающаяся тем, что система сравнения дополнительно выполнена с возможностью:

вывода высокого уровня, когда первое предварительно заданное напряжение меньше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, в случае если первый сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне; и

вывода высокого уровня, когда второе предварительно заданное напряжение больше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, в случае если второй сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне.

9. Система диагностики по п. 8, отличающаяся тем, что система вывода сигнала о неисправности дополнительно выполнена так, чтобы не выводить сигнал о неисправности, когда система компаратора выводит высокий уровень.

10. Способ диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, включающий:

формирование входного сигнала устройства ввода сигнала посредством системы формирования импульсов и вывод первого сигнала прямоугольной формы высокого уровня и второго сигнала прямоугольной формы низкого уровня, когда входной сигнал находится на высоком уровне; и вывод первого сигнала прямоугольной формы низкого уровня и второго сигнала прямоугольной формы высокого уровня, когда входной сигнал находится в низком уровне;

посредством системы сравнения, включающей первый триод, второй триод, первый компаратор и второй компаратор, при этом первый триод использован для включения, когда первый сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне, первый компаратор соединенный с первым триодом сравнение первого предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда первый триод включен и когда первое предварительно заданное напряжение больше, чем напряжение затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, и вывода низкого уровня; второй триод, использован для включения второго сигнала прямоугольной формы, когда сигнал прямоугольной формы находится на высоком уровне, второй компаратор, соединенный со вторым триодом; и

сравнение второго предварительно заданного напряжения с напряжением затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, когда второй триод включен и когда второе предварительно заданное напряжение ниже напряжения затвора биполярного транзистора с изолированным затвором, вывод низкого уровня; и

вывод сигнала о неисправности затвора посредством системы вывода сигнала о неисправности затвора, когда система сравнения выводит низкий уровень.

11. Электротранспортное средство, содержащее систему диагностики затвора биполярного транзистора с изолированным затвором по любому из пп. 1-9.