[发明专利]一种IGBT元件运行状态监测装置

权利要求书

1.一种IGBT元件运行状态监测装置，所述装置包括控制单元和IGBT驱动器，所述IGBT驱动器设于驱动板卡上，所述控制单元通过光通讯接口与所述IGBT驱动器相连；其特征在于：所述控制单元以曼彻斯特编码的方式发送控制命令给所述IGBT驱动器，以使所述IGBT驱动器驱动IGBT元件开通或关断；所述IGBT驱动器检测所述IGBT元件在运行过程中的门极电压Vge、集电极-发射极电压Vce、IGBT元件开通时间、驱动板卡电源电压、驱动板卡运行环境温度和电源温度，并将检测到的信号以曼彻斯特编码的方式发送给所述控制单元；

所述IGBT驱动器包括逻辑控制模块，监测控制模块，光通讯接口，电源输入模块和短路检测模块；

所述逻辑控制模块包括逻辑控制器和门极控制电路，所述门极控制电路分别与IGBT元件的门极和发射极双向连接，所述逻辑控制器分别与所述短路检测模块、所述监测控制模块和所述光通讯接口双向连接，所述监测控制模块还与所述光通讯接口、所述电源输入模块、所述IGBT元件的集电极和门极双向连接，所述短路检测模块还与所述IGBT元件的集电极和所述监测控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种IGBT元件运行状态监测装置，其特征在于：

所述短路检测模块检测所述IGBT元件的短路故障，并将短路故障信息通过所述逻辑控制器回传给控制单元，实现IGBT元件的短路检测；

所述逻辑控制器在所述控制单元的控制下通过门极控制电路实现对IGBT元件的控制；

所述监测控制模块检测所述IGBT元件在运行过程中的门极电压Vge，集电极-发射极电压Vce，IGBT元件开通时间，驱动板卡电源电压，驱动板卡运行环境温度和电源温度，并将检测信息通过逻辑控制器回传给控制单元，实现IGBT元件运行状态的监测；

所述光通讯接口连接所述控制单元和所述IGBT驱动器，用于将所述控制单元发出的光信号转换为相应的电信号传输给逻辑控制器，并将所述逻辑控制器发出的电信号转化为相应的光信号返回给所述控制单元，实现所述控制单元和所述IGBT驱动器之间的控制反馈信息交换；

所述电源输入模块为所述逻辑控制器、所述监测控制模块和所述光通讯接口提供工作电源。

3.根据权利要求2所述的一种IGBT元件运行状态监测装置，其特征在于：

所述逻辑控制器包括内核顶层模块和光纤通讯模块；

所述内核顶层模块包括时钟采集模块、电压采集模块和电压信号处理模块；

所述时钟采集模块分别连接外部时钟电路和光纤通讯模块中的时钟分频模块，用于采集外部时钟电路提供的时钟信号，并将所述时钟信号输出给所述时钟分频模块进行时钟分频；

所述时钟采集模块还与所述电压采集模块相连，用于提供所述电压采集模块的时钟信号；

所述电压采集模块分别连接所述监测控制模块和所述电压信号处理模块，用于采集所述监测控制模块输入端接收的模拟电压信号，将所述模拟电压信号转换为数字信号后通过所述电压信号处理模块传输给所述光纤通讯模块中的控制保护单元；

所述电压信号处理模块分别连接所述监测控制模块和所述光纤通讯模块中的控制保护单元，用于接收所述监测控制模块输出的数字电压信号，将所述数字电压信号直接传输给所述光纤通讯模块中的控制保护单元，为控制保护单元的保护动作提供判据；

所述电压信号处理模块还与光纤通讯模块中的曼彻斯特编码发送模块相连，用于将所述数字电压信号传输给曼彻斯特编码发送模块，经所述曼彻斯特编码发送模块编码后发送给控制单元。