[發明專利]一種高電壓等級IGBT識別篩選與柵極保護系統

在審

• 申請號: 202011255319.0
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112751320A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 曹哲強;闞京波;叢巍;劉云龍;朱琳;黃琳琳
• 申請（專利權）人: 中車大連機車研究所有限公司
• 主分類號: H02H7/12
• 分類號: H02H7/12;H02H7/20;H02H1/00;H02M1/08
• 代理公司: 大連至誠專利代理事務所(特殊普通合伙) 21242
• 代理人: 涂文詩;鄧珂

1.一種高電壓等級IGBT識別篩選與柵極保護系統，其特征在于，包括：IGBT識別篩選單元、柵極信號監控單元、柵極能量釋放單元、主控單元、故障信息記錄單元；

其中，所述IGBT識別篩選單元分別與IGBT器件、主控單元電連接，該IGBT識別篩選單元能夠采集IGBT驅動信號作用下，IGBT器件的柵極反饋信號并與預設的第一基準電位比較后生成IGBT識別篩選信號；所述柵極信號監控單元分別與IGBT器件、主控單元電連接，該柵極信號監控單元能夠將柵極驅動信號與預設的第二基準電位、預設的第三基準電位、預設的第四基準電位分別比較后，獲取對應的柵極驅動信號監控評估信息；所述柵極能量釋放單元分別與IGBT器件、主控單元電連接，該柵極能量釋放單元能夠在主控單元確定出柵極驅動信號的開通電平超過預設值時，停止維持開通電平的電源工作，并利用能量釋放電路加速釋放開通電平能量。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述IGBT識別篩選單元包括IGBT識別篩選子單元、第一基準電位子單元、柵極反饋子單元；其中，所述柵極反饋子單元與IGBT器件的柵極電連接，該柵極反饋子單元能夠采集IGBT驅動信號作用下，IGBT器件的柵極反饋信號；所述IGBT識別篩選子單元的正反饋輸入端與柵極反饋子單元電連接，其負反饋輸入端與第一基準電位子單元電連接，其輸出端與主控單元電連接，其能夠通過所述第一基準電位子單元對柵極反饋信號與第一基準電位子單元內預設的第一基準電位進行比較，并生成IGBT識別篩選信號。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述柵極信號監控單元包括：驅動信號處理子單元、第二基準電位輸出及比較子單元、第三基準電位輸出及比較子單元和第四基準電位輸出及比較子單元；其中，所述驅動信號處理子單元分別與IGBT器件、主控單元電連接，該驅動信號處理子單元能夠對IGBT驅動信號進行縮放處理；所述第二基準電位輸出及比較子單元與主控單元電連接，該二基準電位輸出及比較子單元能夠獲取處理后的柵極驅動信號與第二基準電位經由比較器比較處理后所輸出的數據，并確定出柵極驅動信號的實際輸出時間量是否符合預值，所述第三基準電位輸出及比較子單元與主控單元電連接，該三基準電位輸出及比較子單元能夠獲取處理后的柵極驅動信號與第三基準電位經由比較器比較處理后所輸出的數據，并確定出柵極驅動信號的實際輸出幅值量是否符合預值，所述第四基準電位輸出及比較子單元與主控單元電連接，該四基準電位輸出及比較子單元能夠獲取處理后的柵極驅動信號與第四基準電位經由比較器比較處理后所輸出的數據，并確定出柵極驅動信號的實際最大輸出幅值是否符合預值。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述柵極能量釋放單元包括柵極能量釋放電路，所述柵極能量釋放電路包括：第一電路、第二電路、第三電路，其中，第一電路包括：第一電容CA3和第七電阻RA30，所述第一電容CA3一側連接IGBT器件的柵極，另一側連接第七電阻RA30；所述第七電阻RA30連接至正電源側；第二電路包括：第二電容CA5和第八電阻RA40，所述第二電容CA5一側連接IGBT器件的柵極，另一側連接第八電阻RA40；所述第八電阻RA40連接至負電源側；第三電路包括：雙向瞬態抑制二極管D2、二極管D1、第一MOS管Q3、第二MOS管Q4、瞬變二極管Q5、第九電阻RA31、第十電阻RA34、第十一電阻RA41、第三電容CA4、第一電子器件Q2；所述雙向瞬態抑制二極管D2一側連接接IGBT器件的柵極，另一側連接第二MOS管Q4的源極；所述二極管D1一側連接接IGBT器件的柵極，另一側連接第一MOS管Q3的漏極；所述第一MOS管Q3的柵極連接第二MOS管Q4的漏極，且該第一MOS管Q3的漏極與源極之間設置兩個反向串聯的穩壓二極管；所述瞬變二極管Q5一側連接第一MOS管Q3的柵極，另一側接地；所述第一電子器件Q2一側經由第九電阻RA31連接第十電阻RA34，該第一電子器件Q2另一側經由第三電容CA4連接第十電阻RA34；所述第十電阻RA34連接至第二MOS管Q4的漏極；所述第十一電阻RA41一側連接第二MOS管Q4的柵極，另一側接地。

5.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述故障信息記錄單元包括故障存儲子單元、光纖通信子單元、通信配置子單元、程序存儲子單元；其中，所述故障存儲子單元主控單元電連接，該故障存儲子單元能夠存儲IGBT器件的故障信息，所述故障信息至少包括故障發生時間、故障解除時間和故障發生時比較判斷變量位的狀態；所述光纖通信子單元分別與主控單元、通信配置子單元電連接，該光纖通信子單元能夠提供光纖接口及其配合電路；所述通信配置子單元分別與主控單元、光纖通信子單元、程序存儲子單元電連接，該通信配置子單元能夠為主控單元提供供其調用的主控單元控制文件與光纖通訊文件；所述程序存儲子單元與所述通信配置子單元電連接，該程序存儲子單元能夠存儲主控單元內所應用的程序文件。