[发明专利]一种基于罗氏线圈的IGCT阳极电流检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于罗氏线圈的IGCT阳极电流检测装置，IGCT包括GCT(100)和门驱单元(2)，其特征在于，所述门驱单元(2)采用多层结构的PCB板(15)，所述PCB板(15)包括顶层(16)、底层(21)，以及位于所述顶层(16)与底层(21)之间的至少两个中间层，所述罗氏线圈(1)布置于所述PCB板(15)的两个中间层；所述装置包括：

布置于所述门驱单元(2)与所述GCT(100)接口处的罗氏线圈(1)，所述罗氏线圈(1)以所述GCT(100)的中心为基点，从进线端围绕所述GCT(100)走线一周后从出线端引出，所述罗氏线圈(1)在围绕所述GCT(100)走线的同时通过设置于两个中间层之间的线圈埋孔(8)来回穿插过渡于两个中间层；

设置于所述门驱单元(2)上的电流检测电路(4)，所述电流检测电路(4)与所述罗氏线圈(1)相连，当所述电流检测电路(4)检测到IGCT阳极电流出现过流，则由所述门驱单元(2)向所述GCT(100)发出关断信号；

所述门驱单元(2)上还设置有控制电路(3)，以及与所述控制电路(3)相连的开通电路(22)和关断电路(23)；所述控制电路(3)接收外部的IGCT开关控制信号，并通过所述开通电路(22)开通所述GCT(100)，或通过所述关断电路(23)关断所述GCT(100)；

所述电流检测电路(4)进一步包括依次相连的积分器(5)、放大器(6)和比较器(7)；所述罗氏线圈(1)输出的IGCT阳极电流感应信号经过所述积分器(5)进行积分处理后由所述放大器(6)进行放大处理；放大处理后的信号经所述比较器(7)与设定的参考电压进行比较后输出信号至所述控制电路(3)；当检测到IGCT阳极电流过流时，由所述控制电路(3)通过所述关断电路(23)实现IGCT过流关断功能；

在所述积分器(5)的运算放大器的输入正端与输出端之间设置有积分电容(Cc)，在所述运算放大器的输入正端连接有积分保持开关(SW1)，在所述积分电容(Cc)的两端并联有复位开关(SW2)；所述积分保持开关(SW1)用于实现积分电容保持，在IGCT阳极电流出现过流时使所述门驱单元(2)保持过流状态，所述复位开关(SW2)用于实现积分电容清零；

所述控制电路(3)开始工作后判断复位信号(RESET)是否有效，如果所述复位信号(RESET)有效，则连通所述积分保持开关(SW1)，并断开所述复位开关(SW2)；如果所述复位信号(RESET)无效，则判断IGCT开通有效信号(CS_ok)是否有效；如果IGCT开通有效信号(CS_ok)有效，则断开所述积分保持开关(SW1)，并连通所述复位开关(SW2)；如果IGCT开通有效信号(CS_ok)无效，则连通所述积分保持开关(SW1)，并断开所述复位开关(SW2)。

2.根据权利要求1所述的基于罗氏线圈的IGCT阳极电流检测装置，其特征在于：所述门驱单元(2)与所述GCT(100)的门极(14)和阴极(12)集成在一起，IGCT阳极电流贯穿所述门驱单元(2)的接口内部，所述门驱单元(2)与所述阴极(12)保持同一电势。

3.根据权利要求1或2所述的基于罗氏线圈的IGCT阳极电流检测装置，其特征在于：所述罗氏线圈(1)从出线端引出后，再次以所述GCT(100)的中心为基点，从所述出线端反向围绕所述GCT(100)一周后从进线端引出形成回线，以减小所述罗氏线圈(1)外电流的垂直干扰，使所述罗氏线圈(1)与所述GCT(100)之间的互感保持恒定。

4.根据权利要求3所述的基于罗氏线圈的IGCT阳极电流检测装置，其特征在于：所述两个中间层包括第二中间层(18)，以及位于所述第二中间层(18)下部的第三中间层(19)；所述罗氏线圈(1)布置于所述门驱单元(2)与所述GCT(100)接口处的圆环形区域，所述罗氏线圈(1)从进线端进入，自位于所述第二中间层(18)，并临近于所述圆环形区域的外圈(25)的起始点(A)经过一次折弯到达拐点(B)，并从所述拐点(B)沿所述GCT(100)的径向延伸至临近于所述圆环形区域的内圈(24)的过渡点(C)，再从所述过渡点(C)经所述线圈埋孔(8)穿孔至所述第三中间层(19)后沿所述过渡点(C)与拐点(B)之间的路径反向折回至与所述起始点(A)位于同一外圈(25)的第二起始点(D)，使得所述罗氏线圈(1)环绕所述GCT(100)一周。