[發(fā)明專利]一種數(shù)字化驅(qū)動的IGBT電流檢測系統(tǒng)及其檢測方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510705435.0 | 申請日： | 2015-10-27 |
| 公開（公告）號： | CN106610445B | 公開（公告）日： | 2019-07-12 |
| 發(fā)明（設計）人： | 白建成;客金坤;賀之淵;魏曉光;張升;高陽;楊兵建;周萬迪;陳龍龍 | 申請（專利權(quán)）人： | 全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院 |
| 主分類號： | G01R19/00 | 分類號： | G01R19/00 |
| 代理公司： | 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271 | 代理人： | 徐國文 |
| 地址： | 102209 北京市昌平*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 數(shù)字化 驅(qū)動 igbt 電流 檢測 系統(tǒng) 及其 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種數(shù)字化驅(qū)動的IGBT電流檢測系統(tǒng)及其檢測方法，所述系統(tǒng)包括主控制模塊；所述主控制模塊包括可編程邏輯模塊和控制模塊；所述可編程邏輯模塊用于IGBT模塊的故障檢測、故障保護、多段式驅(qū)動邏輯及信息回報；所述控制模塊用于完成IGBT導通電流和IGBT模塊結(jié)溫的檢測，并將導通電流和結(jié)溫檢測的計算結(jié)果通過高速總線傳輸給所述可編程邏輯模塊。本發(fā)明技術(shù)方案相比模擬驅(qū)動更加靈活，具有多段式開通方式，多段退飽和保護，短路保護和信息回報。
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子器件領(lǐng)域，更具體涉及一種數(shù)字化驅(qū)動的IGBT電流檢測系統(tǒng)及其檢測方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字驅(qū)動近些年來成為IGBT驅(qū)動發(fā)展的新趨勢，而且在功率大的IGBT器件上優(yōu)勢更加明顯。數(shù)字驅(qū)動相對模擬驅(qū)動來具有靈活性高，可以通過更新程序?qū)崿F(xiàn)不同控制特性；控制精確，精確的時序控制，完美的關(guān)鍵保護；一致性和環(huán)境穩(wěn)定性好，數(shù)字驅(qū)動控制特性不受RC參數(shù)差異影響，不受溫度變化影響。
現(xiàn)今的IGBT驅(qū)動板，無論是數(shù)字驅(qū)動還是模擬驅(qū)動都沒有集成IGBT電流檢測功能，通常的IGBT電流檢測方法采用電流傳感器，雖然該方法測量精確，但是存在眾多缺點，比如電流傳感器的成本高，體積大，安裝不方便。對于高壓大功率多IGBT系統(tǒng)，比如模塊化多電平變換器(MMC)，該系統(tǒng)可能需要幾百個大功率IGBT，用電流傳感器檢測這么多IGBT電流不現(xiàn)實。綜上所述，直接通過數(shù)字化驅(qū)動板估測IGBT的導通電流將是很好的選擇。
發(fā)明內(nèi)容：
本發(fā)明的目的是提供一種數(shù)字化驅(qū)動的IGBT電流檢測系統(tǒng)及其檢測方法，比模擬驅(qū)動更加靈活，具有多段式開通方式和更多保護方式。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種數(shù)字化驅(qū)動的IGBT電流檢測系統(tǒng)，包括主控制模塊；所述主控制模塊包括可編程邏輯模塊和控制模塊；
所述可編程邏輯模塊用于IGBT模塊的故障檢測、故障保護、多段式驅(qū)動邏輯及信息回報；
所述控制模塊用于完成IGBT導通電流和IGBT模塊結(jié)溫的檢測，并將導通電流和結(jié)溫檢測的計算結(jié)果通過高速總線傳輸給所述可編程邏輯模塊。
所述可編程邏輯模塊包括故障檢測模塊、保護邏輯模塊、驅(qū)動邏輯模塊、門極驅(qū)動陣列模塊和傳輸模塊；所述故障檢測模塊用于完成IGBT模塊的故障檢測；所述保護邏輯模塊對處于故障的所述IGBT模塊進行保護；所述驅(qū)動邏輯模塊用于驅(qū)動IGBT模塊；所述門級驅(qū)動陣列模塊用于實現(xiàn)IGBT的多段式開通關(guān)斷；所述傳輸模塊用于將所述IGBT模塊的導通電流，結(jié)溫和工作狀態(tài)反饋至上位控制模塊。
所述控制模塊包括電壓檢測模塊、溫度檢測模塊和電流檢測模塊；所述電壓檢測模塊用于獲取IGBT模塊的導通壓降Vce信息；所述溫度檢測模塊獲取IGBT模塊散熱片的溫度信息；所述電流檢測模塊用于獲取所述溫度信息和導通壓降Vce信息；計算IGBT模塊流過的電流和所述結(jié)溫并將所述電流和結(jié)溫傳送至所述可編程邏輯模塊。
所述主控制模塊還包括數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、電壓采集模塊和溫度采集模塊，用于將IGBT模塊散熱片的溫度的模擬量以及IGBT模塊的導通壓降Vce的模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信息，將轉(zhuǎn)換結(jié)果發(fā)送給所述控制模塊；所述電壓采集模塊用于采集所述IGBT模塊的導通壓降Vce的模擬量；所述溫度采集模塊用于采集所述IGBT模塊散熱片的溫度的模擬量。
所述可編程邏輯模塊為現(xiàn)場可編程門陣列FPGA；所述控制模塊為微控制器，選用同時集成兩者功能的、高穩(wěn)定性的、高安全性的microsemi公司最新一代FPGA。
一種數(shù)字化驅(qū)動的IGBT電流檢測系統(tǒng)的檢測方法，包括：
獲取IGBT模塊散熱片的溫度Theatsink模擬量信息；
獲取IGBT模塊導通壓降Vce模擬量信息；
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