[发明专利]一种基于数字滤波的IGBT综合过电流保护方法及系统

权利要求书

1.一种基于数字滤波的IGBT综合过电流保护方法，其特征在于：

通过主控单元实时采集交流电流信号，并计算得到电流有效值，在每个计算周期内将电流有效值与预设的IGBT电流限值比较，当电流有效值大于IGBT电流限值而小于短路阀值电流时，由主控单元的系统过流保护发出指令给驱动单元来关断IGBT；

当IGBT电流大于短路阀值电流时，通过IGBT驱动单元直接判断，并关断IGBT；判断原则为，IGBT驱动单元实时采集驱动电压，当驱动电压大于电压限值时，则关断IGBT；

主控单元控制的过电流保护的判断包括以下步骤：

1-1)、主控单元将采集交流电流信号i，通过数字滤波器滤波，使得电流采样值相位按时间变化减少方向，移相八分之一信号周期，同时把电流信号大小衰减至倍，得到iβ；

1-2)、原电流信号i,减去iβ,得到iα；

1-3)、计算交流电流信号i的有效值为

1-4)、把IGBT的电流限值Imax与有效值比较，Imax连续3点小于输出闭锁标志Blk，同时通过光纤传递给IGBT驱动单元；

由驱动单元实现的IGBT短路过电流保护的判断包括以下步骤：

2-1)电压限值Vmax的确定：当有触发信号时，在驱动电压Vce监视使能逻辑的作用下，电压限值Vmax为恒定的值；当无触发信号时，驱动电压Vce监视使能逻辑在延迟约1μs后使能电压限值Vmax，此时电压限值Vmax由外部RC回路决定；

2-2)驱动单元将采集到的驱动电压Vce与电压限值Vmax进行比较，驱动电压Vce大于电压限值Vmax，则输出闭锁标志Blk_s；

驱动单元通过光纤接收到主控单元发送的闭锁信号Blk正跳变，或者驱动单元自己判断出闭锁标志Blk_s正跳变，立即启动闭锁逻辑，按照预定关断策略，闭锁IGBT，实现IGBT过电流保护。

2.一种基于数字滤波的IGBT综合过电流保护系统，其特征在于，包括：

主控单元，用以实时采集交流电流信号，并计算得到电流有效值，在每个计算周期内将电流有效值与预设的IGBT电流限值比较，当电流有效值大于IGBT电流限值而小于短路阀值电流时，由主控单元的系统过流保护发出指令给驱动单元来关断IGBT；

驱动单元，用以实时采集驱动电压，当驱动电压大于电压限值时，则关断IGBT；

主控单元实现基于数字滤波的系统过电流保护，驱动单元完成短路过电流保护，二者过流保护的电流定值采用高低配置，联合完成IGBT全范围的快速过电流保护功能；

主控单元中系统过电流保护的实现方法，使用全通数字滤波器对电流瞬时采样值进行精确移相与幅值衰减，实现单相交流量CLARK变换，得到电流信号的矢量值，根据矢量值计算出电流有效值和相位，实现IGBT快速过电流逻辑。