[发明专利]一种用于IGBT的驱动信号数字处理电路级联系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于IGBT模块栅极驱动信号的产生与处理的电路系统，可实现驱动信号处理、故障处理和使能控制等功能，并完成多驱动板的级联信号处理。

背景技术

随着我国经济的快速发展，对电力电子设备的需求日益加大。IGBT是具有高速开关特性和低导通电压特性的电力电子器件，在电力电子设备中已成为重要的器件。对IGBT需要驱动电路来控制其通断，驱动电路将控制电路产生的PWM脉冲放大到足以驱动功率器件。驱动电路具有在电气上隔离高压主电路与低压控制电路的作用，且对IGBT有保护功能。

常规的IGBT驱动电路与信号处理控制电路相互独立，当特定功能的控制参数需要更改时，需要改动多个设备器件的设置，调整起来较为不便。各个IGBT的驱动数字信号处理电路相互独立，因而上层控制器对其的监控较为复杂。常规驱动电路针对IGBT短路过流故障或者驱动板过压欠压情况，无法将故障状态反馈至控制芯片，因此不能对故障情况进行分析及处理，也不能将故障信息输出进而对故障进行进一步分析处理。

发明内容

鉴于现有技术的以上不足，本发明目的是提供一种集成化的IGBT驱动信号数字处理电路级联系统，使之具有驱动信号数字处理电路结构简单、成本低，可反馈IGBT故障，各单板级联，调整参数方便的优点。

本发明的目的是通过如下的手段实现的。

一种用于IGBT驱动和信号数字处理的电路系统，用于检测和向控制芯片反馈IGBT的工作状态，由级联的多个单板电路组成：单板电路主要包括驱动电路1、数字信号处理及控制电路2及相应的信号通道。

单板电路中：

a、由信号处理芯片和相应信号通道构成的数字信号处理及控制电路2的信号处理芯片经复位电路与驱动电路1的驱动芯片复位端VL/Reset连接；驱动电路1的输出端口G1、G2分别与IGBT1、IGBT2栅极相连控制其通断；驱动电路1的IGBT状态检测端口E1、C1分别与IGBT1集电极与射极相连，IGBT2连接方式相同；

b、数字信号处理及控制电路2的信号处理芯片端口M、端口EN1、端口ER1与光纤输入通道3连接，端口EN2、端口ER2与光纤输出通道6连接；信号处理芯片的PWM信号输出端口PWM1、PWM2与驱动芯片端口PWM1、端口PWM2连接传送一对IGBT的驱动信号；端口SO1、端口SO2与驱动芯片端口SO1、端口SO2连接用于接受IGBT故障状态反馈信号；数字信号处理及控制电路2与电源工作电压检测模块4连接用于接受单板电源模块状态信息；数字信号处理及控制电路2与下载接口7连接；

各个驱动信号数字处理单元通过光纤输入通道3和光纤输出通道6级联。

采用如上的设计，上层控制器输出的一路PWM调制信号经过光纤传递到驱动控制板的光纤输入通道3，驱动控制板通过数字信号处理及控制电路2生成两路互斥的PWM信号，加入死区时间设置，并完成最小脉宽封锁等处理，输出给驱动电路1，产生驱动IGBT1和IGBT2的隔离信号。

当IGBT发生短路或过流故障，驱动电路1将故障状态反馈至数字信号处理及控制电路2；同时，电源工作电压检测模块4监控板载电源模块5的状态，如有异常将其反馈给数字信号处理及控制电路2。驱动控制板数字信号处理及控制电路2根据上述故障情况作进一步处理，并将处理结果经光纤输出通道6输出到下一电路板。

驱动控制板数字信号处理及控制电路2通常采用可编程器件，因此，最小脉宽、死区时间、故障处理逻辑等都是可重新编程、修改参数并通过下载接口重新配置。

级联相同的多个单板电路构成可驱动多个相关IGBT的驱动系统。该系统的各个单板电路通过光纤信号输入和输出通道级联，各个单板电路的信号数字处理电路由光纤信号输入通道接收上一级驱动信号数字处理电路输出，经过处理后输出至下一级驱动信号数字处理电路。级联的光纤通道可以传输驱动使能、故障和单板状态等信号，系统中各单板均可获知上级单板的状态。级联的最后一块单板电路的光纤输出接入上层控制器，因此，上层控制器可用较少的光纤通道获得级联的多个驱动板的相关信息回馈。