IGBT短路检测功能在模块化UPS系统中的应用

背景

模块化UPS系统中，当系统中的某一个功率模块发生故障，该功率故障模块需要及时退出系统，以减少该故障功率模块对模块化UPS系统的影响，从而保证输出电压的稳定。

英威腾电源在模块化UPS的研发过程中，会进行多种单一故障测试，以保障UPS功率模块在发生单一故障时，能够保证模块化UPS系统的稳定运行。其中逆变IGBT短路单一故障对模块化UPS系统的输出稳定性提出了较大的挑战。

只有1个功率模块的模块化UPS系统在逆变IGBT短路下的工作状态

当模块化UPS机柜中只插入一个功率模块，该功率模块的逆变IGBT发生短路时，输出电压及电流都下降，功率模块判断出逆变故障后，间断切换到旁路供电，输出电压恢复稳定。此过程输出间断时间小于20mS。

有2个功率模块的模块化UPS系统在逆变IGBT短路下的工作状态

当模块化UPS机柜中插入两个功率模块，其中一个功率模块的逆变IGBT发生短路时，输出电压，另一个功率模块的输出电流反灌入故障的功率模块，剩余的一个功率模块输出电流能量有限，无法将故障模块的输出保险熔断。直到故障模块检测出逆变故障退出系统，系统存在一定风险间断切旁路供电，此过程输出间断小于20mS。

INVT独有的IGBT短路检测功能

针对上述问题，英威腾电源加入了独有的IGBT短路检测功能电路，结合软件算法，能够快速的检测出IGBT短路状态，主动控制功率模块退出系统，从而保证模块化UPS系统在单一功率模块逆变IGBT短路故障发生时，能够维持逆变供电，无需切换到旁路供电模式。并且间断时间小于10mS。

有2个功率模块的模块化UPS系统(具有IGBT短路检测功能)在逆变IGBT短路下的输出电压波形。

将具有IGBT短路检测功能的两个UPS模块插入UPS机柜，短路其中一个功率模块的逆变IGBT，利用功率模块的故障录播功能，功率模块在发生逆变IGBT短路时自动保存逆变IGBT短路时刻前后的输出电压波形。该波形如下图所示：

根据故障录波的波形显示，输出的间断时间为8mS。大大降低了负载掉电的风险。