[实用新型]一种电力电子功率模块控制电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子设备技术领域，具体涉及一种电力电子功率模块控制电路。

背景技术

当今社会，电力电子技术已经在能源、交通运输、军事等领域获得了广泛的应用，而基于电力电子的变流器技术是电力电子应用的核心技术之一。而攻克以变流器为核心构成的诸如SVG装置、SSSC装置、UPFC装置、高压大功率变频器、轻型直流输电、大功率电力机车、大功率风力发电用变流器的最核心技术，可以使这些装置无需变压器直接接入35kV及以下的电压等级，具有体积小、效率高、成本低等诸多优点，对提升我国电力电子技术产业的整体技术水平具有重要作用，具有广泛的市场前景。

实用新型内容

有鉴于此，有必要针对背景技术部分所述，提供一种以控制IGBT模块为核心的电力电子功率模块控制电路，该控制电路能够实现IGBT模块的触发控制、状态检测、故障保护闭锁等功能。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种电力电子功率模块控制电路，其由主控模块及均与所述主控模块电路连接的外围电路组成，所述外围电路包括电源模块、AD采样与保护模块、光纤IO电路、数字IO电路以及用于与IGBT驱动板连接的IGBT驱动板接口。

所述主控模块采用FPGA作为主控芯片。

所述电源模块分别与所述AD采样与保护模块、光纤IO电路、数字IO电路及IGBT驱动板接口电路连接，其输入端连接220V交流电源输入，其包括两个AC/DC电源模块，其中一个电源模块提供正5伏与正负12伏输出，为所述主控模块、AD采样与保护模块、光纤IO部分、数字IO电路提供工作电源；另一个电源模块提供正15伏输出，通过所述IGBT驱动板接口为IGBT驱动板提供工作电源。

所述AD采样与保护电路采用串行12位精度的AD芯片。

所述光纤IO电路共包括6路光纤IO，分别定义为：模块状态返回ST、串口通讯TX、串口通讯RX、脉冲闭锁FT、左桥臂PWM脉冲、右桥臂PWM脉冲。

所述数字IO电路上提供了开入开出通道，其与旁路开出电路、温度继电器以及旁路状态开入电路连接，所述开入通道用于接收温度继电器发回的过温信号、旁路确认，所述开出通道用于控制旁路接触器。

与现有技术相比，本实用新型具备如下优点：

本实用新型功能完善、通用性强，适合多种型号IGBT的控制；保护功能丰富，包括模块过压、过温、IGBT故障等多种器件级保护；控制速度快，纳秒级可调节的脉冲驱动电路，确保串联的IGBT链中各器件开通关断具有非常好的一致性，即各器件驱动脉冲的同时性在纳秒级上保持一致，IGBT驱动信号、故障信号、控制信号采用专用通道，故障响应速度在几个纳秒内；抗干扰能力强，与上级控制器通信全部通过光纤通道进行。

附图说明

图1是本实用新型实施例之模块结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实施例之电力电子功率模块控制电路主要由主控模块及均与所述主控模块电路连接的外围电路组成，所述外围电路包括电源模块、AD采样与保护模块、光纤IO电路、数字IO电路以及用于与IGBT驱动板连接的IGBT驱动板接口。

所述主控模块采用FPGA（现场可编程门阵列Field－Programmable Gate Array）作为主控芯片，主要实现以下功能：

(1) 本地直流电容过压、模块过温等保护；

(2) 通过串口通讯将直流电容电压以及模块状态上送至主控制器；

(3) 接收主控制器发送的故障复归、模块旁路等指令。

所述电源模块分别与所述AD采样与保护模块、光纤IO电路、数字IO电路及IGBT驱动板接口电路连接，其输入端连接220V交流电源输入，其包括两个AC/DC电源模块，其中一个电源模块提供正5伏与正负12伏输出，为所述主控模块、AD采样与保护模块、光纤IO部分、数字IO电路提供工作电源；另一个电源模块提供正15伏输出，通过所述IGBT驱动板接口为IGBT驱动板提供工作电源。

所述AD采样与保护电路采用串行12位精度的AD芯片。

所述光纤IO电路一共包括6路光纤IO，分别定义如下：模块状态返回ST、串口通讯TX、串口通讯RX、脉冲闭锁FT、左桥臂PWM脉冲、右桥臂PWM脉冲。

所述数字IO电路上提供了开入开出通道，其与旁路开出电路、温度继电器以及旁路状态开入电路相连。所述开入通道用于接收温度继电器发回的过温信号、旁路确认，所述开出通道用于控制旁路接触器。

所述IGBT驱动板接口用于与即插即用的IGBT驱动板相连，其具体为根据选用的即插即用IGBT驱动板，在模块控制电路上安装的相应的扁平电缆接口，为即插即用IGBT驱动板提供工作电源、PWM信号以及接收IGBT故障反馈。