[發明專利]電力電子功率模塊的驅動控制系統及其取能電源

在審

• 申請號: 201710687309.6
• 申請日: 2017-08-08
• 公開（公告）號: CN107317467A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 孟昭鶴;張群;高緒華;王國梁;馬永述
• 申請（專利權）人: 北京金風科創風電設備有限公司
• 主分類號: H02M1/088
• 分類號: H02M1/088;H02M1/096
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司11286
• 代理人: 張川緒,王兆賡

技術領域

本發明涉及電力電子技術領域。更具體地講，涉及一種電力電子功率模塊的驅動控制系統及其取能電源。

背景技術

現有技術中，對于大功率電力電子模塊，如靜止無功發生器(Static Var Generator，SVG)、風電變流器、模塊化多電平變換器(Modular Multilevel Converter，MMC)等，其功率模塊的主要包括由絕緣柵雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)組成的半橋、兩相全橋或三相全橋，并配有母線支撐電容。功率模塊的控制系統包括：開關電源、電壓采樣板、驅動裝置及主控制器。開關電源從功率模塊的母線上取電，將高壓電轉換成低壓電給驅動裝置供電，驅動裝置負責接收主控制器的命令，給功率模塊發送控制命令，同時將模塊信息上傳給主控制器。電壓采樣板對母線電壓進行采樣，并將采樣信號傳送給驅動控制板。

目前電壓采樣板從母線引入配線用于電壓采樣，直接將電壓采樣結果輸出給驅動裝置，采集精度不高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種包括電壓采樣功能的電力電子功率模塊的驅動控制系統及其取能電源，以提高采樣精度。

本發明提供一種電力電子功率模塊的取能電源，所述取能電源包括開關電源和母線電壓采樣裝置，其中，所述開關電源，用于從母線獲取第一電壓信號，將獲取的第一電壓信號轉換為第二電壓信號，并且將所述第二電壓信號輸出給所述電力電子功率模塊的驅動裝置和所述母線電壓采樣裝置，所述第一電壓信號的值大于第二電壓信號的值；所述母線電壓采樣裝置，用于采集所述母線的電壓信號，將采集的電壓信號轉換為方波信號，并將所述方波信號傳輸給所述驅動裝置，所述方波信號用于所述驅動裝置確定所述母線的電壓值。

可選地，所述母線電壓采樣裝置包括壓頻轉換電路。

可選地，所述母線電壓采樣裝置還包括光電轉換器，所述光電轉換器將所述壓頻轉換器輸出的所述方波信號由電信號轉換為光信號，并將所述光信號輸出到所述驅動裝置。

可選地，所述開關電源和所述母線電壓采樣裝置集成設置在同一塊電路板上。

可選地，還包括外部輸入端，所述外部輸入端與所述母線連接，所述開關電源以及所述母線電壓采樣裝置通過所述外部輸入端與所述母線連接。

可選地，所述第二電壓信號包括第三電壓信號和第四電壓信號，所述第三電壓信號用于為所述驅動裝置供電，所述第四電壓信號用于為所述母線電壓采樣裝置供電，所述第三電壓信號的值大于所述第四電壓信號的值。

可選地，所述開關電源包括DC/DC轉換器，并且所述開關電源從母線獲取的第一電壓信號是直流電；或者，所述開關電源包括AC/DC轉換器，并且所述開關電源從母線獲取的第一電壓信號是交流電。

本發明的另一方面提供一種電力電子功率模塊的驅動裝置，所述驅動裝置與上述的取能電源連接，所述驅動裝置包括：電源單元，用于接收所述取能電源中開關電源輸出的所述第二電壓信號；信號輸入單元，用于接收所述取能電源中母線電壓采樣裝置輸出的方波信號；處理單元，用于根據所述信號輸入單元接收的方波信號的頻率計算所述母線的電壓值。

本發明的另一方面提供一種電力電子功率模塊的驅動控制系統，該驅動控制系統包括如上所述的取能電源以及如上所述的驅動裝置，所述取能電源與所述驅動裝置連接。

本發明的另一方面提供一種變流器功率模塊的驅動控制系統，所述驅動控制系統包括如上所述的取能電源以及如上所述的驅動裝置，所述取能電源與所述變流器功率模塊的直流母線及所述驅動裝置連接，所述驅動裝置與所述變流器功率模塊連接。

根據本發明的實施例的電力電子功率模塊的驅動控制系統及其取能電源可減少電路板占用的空間，以及節省母線到母線電壓采樣板的配線，并且將采集的電壓信號轉換為方波信號，溫漂小，采樣精度較高，性價比高。

將在接下來的描述中部分闡述本發明另外的方面和/或優點，還有一部分通過描述將是清楚的，或者可以經過本發明的實施而得知。

附圖說明

通過下面結合附圖進行的詳細描述，其中：

圖1是示出根據本發明的實施例的電力電子功率模塊的驅動控制系統的結構框圖；

圖2是示出根據本發明的實施例的取能電源的結構框圖。

具體實施方式

下面參照附圖詳細描述本發明的實施例。