[发明专利]一种中高压IGBT通用智能驱动板

说明书

技术领域

本发明涉及交流驱动技术领域，尤其涉及一种中高压IGBT通用智能驱动板。

背景技术

牵引变流系统作为机车的核心部件承载主功率的传输，由于机车应用现场复杂，变流器功率模块或者部件有较高的故障几率。在大功率变流器的检修和维护升级时常常遭遇供应链问题，在需要备件的时候买不到或是成本非常高。另一方面，由于机车车型多样、变流器供应商繁杂，目前的变流器检修方案不具有通用性，每一种变流器功率模块的检修仅成为个案，每一次都需要进行重新设计与开发，大大加长了检修周期，增加了检修成本。

随着机车使用年限的增加，IGBT模块和驱动板更换带来的挑战成为机车维护和运用的最主要问题，直接影响到维护成本和运行机车的使用性。

具体表现如下：

针对不同电压等级与不同型号的IGBT，一是电压等级不同导致驱动板的电气特性要求不同，需要重新设计驱动板硬件电路；二是IGBT器件参数与开关特性不同需要不同的驱动参数配置；因此单一的驱动板很难做到兼容，导致每一个案例都要重新进行驱动板硬件与软件开发，开发周期较长和成本较高。

发明内容

本发明提供一种中高压IGBT通用智能型驱动板，以克服上述技术问题。

智能核心板、至少一个通用适配板和通用直流电源；

所述智能核心板分别与所述通用适配板、所述通用直流电源连接；

所述通用适配板包括：V_ce电压检测电路和有源钳位电路，所述V_ce电压检测电路用于根据检测到的IGBT的V_ce电压对所述IGBT进行退饱和分级短路保护，所述有源钳位电路用于抑制IGBT集电极电压尖峰，利用瞬态二极管进行过电压保护，并将有源钳位状态送给智能核心板；

所述V_ce电压检测电路一端与所述IGBT的集电极连接，另一端与智能核心板的电压比较电路连接，所述有源钳位电路一端与所述IGBT的集电极连接，另一端与所述IGBT的门极连接；

所述V_ce电压检测电路和所述有源钳位电路的耐高压部分均采用多组瞬态二极管串联；所述多组瞬态二极管的连接路线为直线或者折线或者由所述直线和所述折线共同组成的三角形。

进一步地，所述通用直流电源的输入端为直流电压或者交流电压，输出端为稳压直流，所述通用直流电源，包括：

耐高压高频隔离变压器电路和输出电压控制电路；

所述耐高压高频隔离变压器电路一端与直流/交流电源连接，另一端与所述输出电压口控制电路连接，所述输出电压控制电路的另一端与所述智能核心板连接。

进一步地，所述耐高压高频隔离变压器电路包括：

H桥方波调制单元和隔离变压器；

所述H桥方波调制单元与所述隔离变压的原边连接，用于使所述隔离变压器原、副边产生高频方波以减小变压器的体积，所述隔离变压器用于隔离电源输入、输出间的高压。

进一步地，所述输出电压控制电路包括：

二极管不控整流桥和稳压电路；

所述二极管不控整流桥用于将所述隔离变压器副边的交流方波电压整流为直流电压，所述稳压电路将该直流电压通过升/降压电路闭环调整为目标直流电压值。

进一步地，所述智能核心板包括：光纤端口、FPGA逻辑芯片、输出放大电路、可编程门极电阻阵列、输入输出接口以及所述FPGA芯片的外围电路；

所述FPGA芯片分别与所述输出放大电路、所述可编程门极电阻阵列、所述输入输出接口以及所述外围电路连接，所述输出放大电路的另一端与门极电阻阵列的输入端连接，所述可编程门极电阻阵列的另一端与IGBT的门极连接，所述输入输出接口的另一端与光纤收发器连接。

进一步地，所述外围电路包括：

电源电路、检测信号输入电路、故障输出电路、报警指示LED电路以及时钟电路。

本发明中高压IGBT通用智能型驱动板的通用性与智能性表现在当驱动不同电压和电流等级的IGBT时，不需要重新设计通用适配板的电路。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明高压IGBT通用智能驱动板结构示意图；