[实用新型]基于门极电荷Qg的大功率IGBT故障诊断及保护装置

权利要求书

1.一种基于门极电荷Q_g的大功率IGBT故障诊断及保护装置，其特征在于，包括：

PWM输入模块，其与FPGA/CPLD逻辑处理模块相连，用于接收电力电子装置主控制器的IGBT触发信号传送给FPGA/CPLD逻辑处理模块；

故障输出模块，其与FPGA/CPLD逻辑处理模块相连，用于将FPGA/CPLD逻辑处理模块监测到的IGBT故障信息发送至主控制器；

推挽电路，其与FPGA/CPLD逻辑处理模块相连，用于完成IGBT的正常开关处理；

电流采集电路，其一端与推挽电路相连，另一端通过门极电流采样电阻R_g,shunt与推挽电路相连，用于将采集到的IGBT门极电流信号传递给积分电路；

积分电路，其一端与电流采集电路相连，另一端与高速AD采集模块相连，用于将门极电流信号进行积分和复位运算，得不同开关区间的门极电荷Q_g模拟信号；

高速AD采集模块，其一端与积分电路电路相连，另一端与FPGA/CPLD逻辑处理模块相连，用于将门极电荷模拟信号转换为数字信号传送至FPGA/CPLD逻辑处理模块；以及

FPGA/CPLD逻辑处理模块，用于将主控制器发送来的PWM信号经过推挽电路触发IGBT，同时给出控制积分电路的复位信号，并将采集到的IGBT的不同开关区间的门极电荷，与正常开关状态下相应开关区间的门极电荷进行对比，根据比较结果判断出具体的故障类型，并输出故障类型信息。

2.根据权利要求1所述的基于门极电荷Q_g的大功率IGBT故障诊断及保护装置，其特征在于：所述积分电路为可复位的积分电路。

3.根据权利要求2所述的基于门极电荷Q_g的大功率IGBT故障诊断及保护装置，其特征在于：所述可复位的积分电路由放大器OP2、积分电阻R_int、积分电容C_int以及复位开关S1组成；

其中,电阻R_int的一侧连接放大器OP2的输出端，另一侧连接放大器OP2的负输入端；积分电容C_int与R_int并联，C_int的两端子分别连接R_int的两端，复位开关S1与C_int并联；放大器OP2的负输入端连接OP1的输出端；放大器OP2的正输入端接地；放大器OP2的输出端电压信号为V_Qg，代表门极电荷信号。

4.根据权利要求3所述的基于门极电荷Q_g的大功率IGBT故障诊断及保护装置，其特征在于：所述复位开关S1开关采用的是电子开关，且具备双向电流控制作用。

5.根据权利要求1所述的基于门极电荷Q_g的大功率IGBT故障诊断及保护装置，其特征在于：所述电流采集电路采用差分电路。

6.根据权利要求5所述的基于门极电荷Q_g的大功率IGBT故障诊断及保护装置，其特征在于：所述差分电路由放大器OP1以及电阻R_diff1、电阻R_diff2、电阻R_diff3和电阻R_diff4组成；

其中，电阻R_diff1的一侧连接放大器OP1的输出端，另一侧连接放大器OP1的负输入端；电阻R_diff2的一侧连接放大器OP1的负输入端，另一侧连接门极采样电阻R_g,shunt的电流输入端；电阻R_diff3的一侧连接放大器OP1的正输入端，另一侧连接门极采样电阻R_g,shunt的电流输出端；电阻R_diff4的一侧连接放大器OP1的正输入端，另一侧接地。