[发明专利]一种多管直接串联IGBT的控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种多管直接串联IGBT的控制系统，其特征在于：包括光纤收发模块(1)，光纤收发模块(1)与FPGA信号处理模块(2)通讯连接，FPGA信号处理模块(2)与栅极驱动模块(3)通讯连接，栅极驱动模块(3)与IGBT模块(10)的栅极连接，IGBT模块(10)的漏极和源极之间并联有漏源极静态均压模块(4)和漏源极动态均压模块(5)，IGBT模块(10)的漏极通过漏源极信号测试模块(6)连接至FPGA信号处理模块(2)，IGBT模块(10)的源极和栅极之间通过漏栅极反馈模块(7)连接，IGBT模块(10)的栅极通过栅极电压测试模块(8)连接至FPGA信号处理模块(2)，IGBT模块(10)的外壳连接有IGBT温度监测模块(9)，IGBT温度监测模块(9)块连接到FPGA信号处理模块(2)。

2.一种多管直接串联IGBT的控制系统，其特征在于：所述漏源极静态均压模块(4)、漏源极动态均压模块(5)和漏栅极反馈模块(7)内包括RCD网络。。

3.根据权利要求1所述的多管直接串联IGBT的控制系统，其特征在于：所述RCD网络包括二极管(D)，二极管(D)的负极并联设置有电阻支路和电容支路，电阻支路包括若干个串联连接的电阻(R)，电容支路包括若干个串联连接的电容(C)。

4.一种上述权利要求1-3任意一项所述的多管直接串联IGBT的控制系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：

光纤收发模块(1)接收上位控制系统传来的PWM信号，传递给FPGA信号处理模块(2)，FPGA信号处理模块(2)将PWM信号的脉冲前沿信号与脉宽信号分离，按照预先设定好的驱动控制曲线，控制栅极驱动模块(3)发出驱动电压电流，由此驱动IGBT模块(10)开通或关断，同时采集漏源极信号测试模块(6)反馈回来的电压信号，与FPGA信号处理模块(2)内部设置好的参考控制曲线信号动态对比，实时控制反馈调节，保证IGBT模块(10)在动态开关过程中一直处于安全工作区中；

漏源极静态均压模块(4)辅助调节IGBT静态承受电压，漏源极动态均压模块(5)和漏栅极反馈模块(7)辅助调节IGBT动态承受电压，IGBT温度监测模块(9)监测IGBT模块(10)壳体温度。

5.根据权利要求4所述的多管直接串联IGBT的控制系统的控制方法，其特征在于：在FPGA信号处理模块(2)中预存目标电压曲线，用于实时动态控制。

6.根据权利要求4所述的多管直接串联IGBT的控制系统的控制方法，其特征在于：FPGA信号处理模块(2)根据预存的参考控制曲线与漏源极信号测试模块(6)反馈回来的漏源极信号进行对比，实时调节栅极驱动模块(3)发出的驱动波形，控制IGBT漏源极之间电压曲线与预设定控制曲线一致。

7.根据权利要求4所述的多管直接串联IGBT的控制系统的控制方法，其特征在于：FPGA信号处理模块(2)预存至少两种控制曲线，每一种控制曲线对应一种控制策略和一种IGBT工况，实现多管IGBT串联工作中根据不同工况快速切换控制策略。

8.根据权利要求4所述的多管直接串联IGBT的控制系统的控制方法，其特征在于：FPGA信号处理模块(2)采用棒棒控制模式,划分出IGBT工作的安全边界。

9.根据权利要求4所述的多管直接串联IGBT的控制系统的控制方法，其特征在于：采用快速短路的方式进行保护IGBT模块(10)。

10.根据权利要求9所述的多管直接串联IGBT的控制系统的控制方法，其特征在于：当测试到IGBT模块(10)漏源极之间电压偏离于预设定控制曲线一定边界值，则快速输出信号控制IGBT模块(10)短路，从而保护IGBT模块(10)的安全，同时通过光纤收发模块上报给上位控制系统。