[發明專利]門極驅動電路板、門極驅動單元及其驅動方法

有效

• 申請號: 201510035566.2
• 申請日: 2015-01-20
• 公開（公告）號: CN104617753B
• 公開（公告）日: 2017-06-16
• 發明（設計）人: 呂正文;張志康;曹雙喜;鄧本樂;周宏兵
• 申請（專利權）人: 江蘇廣義牽引技術研究所有限公司
• 主分類號: H02M1/092
• 分類號: H02M1/092
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種門極驅動單元，采用門極驅動電路板，門極驅動電路板用以驅動控制大功率IGBT晶體管，門極驅動電路板包括CPLD主控芯片、初級低壓PCB、次級高壓PCB、隔離驅動變壓器及高壓分壓PCB，所述初級低壓PCB、次級高壓PCB之間通過隔離驅動變壓器連接，所述CPLD主控芯片、高壓分壓PCB固定在次級高壓PCB上，其特征在于，門極驅動單元包括：

電源模塊，接收外部直流供電電壓，并將電壓轉換成各邏輯器件所需的電壓及IGBT的驅動控制電壓；

高壓分壓模塊，連接不同電壓等級的IGBT集電極，通過分壓電路按比例縮小V_CE并實時監控，確定IGBT工作狀態及正常與否；

短路保護模塊，連接IGBT的門極-發射極，用于監控IGBT門極和發射極電流，并判斷是否啟動或關斷IGBT；

故障顯示模塊，與電源模塊、高壓分壓模塊、短路保護模塊連接，指示電源模塊狀態，實時監測高壓分壓模塊、短路保護模塊，并將故障信號報錯顯示；

故障反饋模塊，與故障顯示模塊連接，將故障信號反饋給上級DCU；

自檢自恢復模塊，與高壓分壓模塊、短路保護模塊連接，故障移除后進行自檢，確認各功能狀態正常后自動復位進入正常工作狀態；

光纖啟動模塊，與自檢自恢復模塊連接，自檢正常后按上級DCU給定信號開關IGBT。

2.如權利要求1所述的門極驅動單元，其特征在于：所述初級低壓PCB上設置有電源接口，所述次級高壓PCB上設置有門極接口和發射極接口集合體、集電極接口、發射極接口、CPLD主控芯片程序下載接口和測試接口、光纖接收接口及光纖發送接口。

3.如權利要求1所述的門極驅動單元，其特征在于：所述高壓分壓PCB采用基材S1141。

4.如權利要求1所述的門極驅動單元，其特征在于：所述次級高壓PCB上設置有狀態指示燈。

5.如權利要求1所述的門極驅動單元，其特征在于：所述短路保護模塊中，短路電流限制在290mA，超過即判定為短路進入保護狀態，關斷IGBT的同時鎖定開信號，直到故障移除電流監測在正常范圍內恢復正常工作狀態。

6.如權利要求5所述的門極驅動單元，其特征在于：所述短路保護模塊中還設置有IGBT發射極E_main監控模塊，用于監控IGBT發射極狀態，監測IGBT的E_main＝＞E_kelvin的電流變化超過5kA/ms，電壓變化量超過150V時，判定為短路保護，及時關斷IGBT并鎖定開信號，直到故障移除自檢通過后恢復正常工作狀態。

7.一種采用如權利要求6所述的門極驅動單元的驅動方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)根據所選IGBT型號參數配置正確的CPLD程序并固件加載；

(2)將該門極驅動單元與IGBT連接；

(3)上電，發送啟動信號，門極驅動單元通過自檢并進入正常工作模式；

(4)工作過程中檢測門極驅動單元及IGBT各參數性能，發生過壓、過流故障時關斷IGBT并指示報錯；

(5)故障時信號反饋于上級DCU，并鎖定啟動信號，直到故障排查移除；

(6)等待故障移除后，自檢通過，延時復位進入正常工作狀態。