[发明专利]一种多管直接串联IGBT的控制系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种多管直接串联IGBT的控制系统，包括光纤收发模块，光纤收发模块与FPGA信号处理模块通讯连接，FPGA信号处理模块与栅极驱动模块通讯连接，栅极驱动模块与IGBT模块的栅极连接，IGBT模块的漏极和源极之间并联有漏源极静态均压模块和漏源极动态均压模块，IGBT模块的漏极通过漏源极信号测试模块连接至FPGA信号处理模块，IGBT模块的源极和栅极之间通过漏栅极反馈模块连接，IGBT模块的栅极通过栅极电压测试模块连接至FPGA信号处理模块，IGBT模块的外壳连接有IGBT温度监测模块，IGBT温度监测模块连接到FPGA信号处理模块。本发明还公开了一种多管直接串联IGBT的控制系统的控制方法。本发明采用了静态均压、动态均压以及温度监测保护技术，进一步提高了系统的可靠性。

技术领域

本发明涉及高压输电技术领域，尤其是一种多管直接串联IGBT的控制系统及其控制方法。

背景技术

在高压柔性直流输电系统以及高压变频器等高压电力电子装备中，需要能够承受高压的全控型换流阀，目前制造生产的单只IGBT耐压性无法满足此要求，因此需要将多只IGBT直流串联组成一个串联换流阀，串联换流阀中的每只IGBT需在静态和动态开断过程中都要随时均匀承受相同的电压。为了使每一只IGBT在静态和动态开断过程中都能保证处于SOA(安全工作区)内，需要一套专门的系统对其进行控制。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多管直接串联IGBT的控制系统及其控制方法，能够解决现有技术的不足，通过分离脉冲前沿信号和脉宽信号，能够改进现有技术中传输信号误差引起的动态不均压缺点，能够根据监测模块快速动态保护IGBT模块，并采用了静态均压技术和动态均压技术以及温度监测保护技术，进一步提高了系统的可靠性。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种多管直接串联IGBT的控制系统，包括光纤收发模块，光纤收发模块与FPGA信号处理模块通讯连接，FPGA信号处理模块与栅极驱动模块通讯连接，栅极驱动模块与IGBT模块的栅极连接，IGBT模块的漏极和源极之间并联有漏源极静态均压模块和漏源极动态均压模块，IGBT模块的漏极通过漏源极信号测试模块连接至FPGA信号处理模块，IGBT模块的源极和栅极之间通过漏栅极反馈模块连接，IGBT模块的栅极通过栅极电压测试模块连接至FPGA信号处理模块，IGBT模块的外壳连接有IGBT温度监测模块，IGBT温度监测模块连接到FPGA信号处理模块。

作为优选，所述漏源极静态均压模块、漏源极动态均压模块和漏栅极反馈模块内包括RCD网络。

作为优选，所述RCD网络包括二极管，二极管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，电容支路包括若干个串联连接的电容。

一种上述的多管直接串联IGBT的控制系统的控制方法，包括以下步骤：

光纤收发模块接收上位控制系统传来的PWM信号，传递给FPGA信号处理模块，FPGA信号处理模块将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，控制栅极驱动模块发出驱动电压电流，由此驱动IGBT模块开通或关断，同时采集漏源极信号测试模块反馈回来的电压信号，与FPGA信号处理模块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辅助调节IGBT静态承受电压，漏源极动态均压模块和漏栅极反馈模块辅助调节IGBT动态承受电压，IGBT温度监测模块监测IGBT模块壳体温度。

作为优选，在FPGA信号处理模块中预存目标电压曲线，用于实时动态控制。

作为优选，FPGA信号处理模块根据预存的参考控制曲线与漏源极信号测试模块反馈回来的漏源极信号进行对比，实时调节栅极驱动模块发出的驱动波形，控制IGBT漏源极之间电压曲线与预设定控制曲线一致。