[發明專利]具備數據采集功能的功率半導體器件驅動裝置及系統

有效

• 申請號: 201710069258.0
• 申請日: 2017-02-08
• 公開（公告）號: CN108400780B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 楊樂樂;楊濤;李彥涌;謝舜蒙;魏海山;歐陽柳;唐威;張東輝;蔣林;馬龍昌
• 申請（專利權）人: 中車株洲電力機車研究所有限公司
• 主分類號: H03K17/567
• 分類號: H03K17/567
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 趙洪

1.一種具備數據采集功能的功率半導體器件驅動系統，其特征在于，包括：驅動板(1)，及與所述驅動板(1)相連的采集板(2)、脈沖板(3)和檢測板(4)；所述驅動板(1)的下級連接所述檢測板(4)和功率半導體器件(5)，所述驅動板(1)將所述檢測板(4)采集到的所述功率半導體器件(5)的狀態信息傳送至所述采集板(2)；所述驅動板(1)的上級連接所述采集板(2)、脈沖板(3)，所述驅動板(1)接收所述脈沖板(3)下發的PWM脈沖信號，并根據該PWM脈沖信號為所述功率半導體器件(5)提供開通或關斷驅動信號；所述脈沖板(3)將接收到的所述功率半導體器件(5)的故障信號傳送至所述采集板(2)；所述驅動板(1)上設置有控制單元(11)、數據采集單元(12)、脈沖信號接收與故障反饋單元(13)和驅動單元(14)；所述控制單元(11)分別與所述數據采集單元(12)、脈沖信號接收與故障反饋單元(13)、驅動單元(14)相連；所述數據采集單元(12)在所述控制單元(11)的控制下，獲取來自于外部的檢測板(4)采集的功率半導體器件(5)的狀態信息；所述控制單元(11)將所述數據采集單元(12)采集到的所述功率半導體器件(5)的狀態信息傳送至外部的采集板(2)；所述控制單元(11)通過所述脈沖信號接收與故障反饋單元(13)接收來自于外部的脈沖板(3)的脈沖信號，對脈沖信號進行處理后再通過所述驅動單元(14)向外部的功率半導體器件(5)發送驅動信號；所述控制單元(11)通過所述脈沖信號接收與故障反饋單元(13)將所述功率半導體器件(5)的故障信號傳送至所述脈沖板(3)；所述驅動單元(14)中還進一步包括檢測電路，所述檢測電路獲取所述功率半導體器件(5)的故障信號，并將所述故障信號發送至所述控制單元(11)；所述驅動板(1)通過驅動單元(14)中的檢測電路獲取所述功率半導體器件(5)的故障信號，所述驅動板(1)同時向所述脈沖板(3)反饋所述功率半導體器件(5)的故障信號。

2.根據權利要求1所述的具備數據采集功能的功率半導體器件驅動系統，其特征在于：所述功率半導體器件驅動裝置還包括為所述控制單元(11)、數據采集單元(12)和驅動單元(14)提供電源的電源單元(15)。

3.根據權利要求2所述的具備數據采集功能的功率半導體器件驅動系統，其特征在于：所述電源單元(15)進一步包括隔離變壓器(151)、第一BUCK電路(152)、第二BUCK電路(153)、第三BUCK電路(154)、低壓線性穩壓器(155)、升壓電荷泵(156)和反向電荷泵(157)；所述驅動板(1)內的電源通過所述隔離變壓器(151)的次邊繞組輸出DC±15V電源，DC-15V電源為所述驅動單元(14)供電，一路DC+15V電源經所述升壓電荷泵(156)為所述驅動單元(14)中的檢測電路提供DC+30V電源，另一路DC+15V電源經所述第一BUCK電路(152)轉換為DC+5V電源；DC+5V電源經所述第二BUCK電路(153)為所述控制單元(11)提供DC+3.3V電源，DC+5V電源經所述第三BUCK電路(154)為所述控制單元(11)提供DC+1.2V電源，DC+5V電源經所述低壓線性穩壓器(155)為所述數據采集單元(12)提供DC+2.5V電源，DC+5V電源經所述反向電荷泵(157)為所述數據采集單元(12)提供DC-2.5V電源。

4.根據權利要求1、2或3所述的具備數據采集功能的功率半導體器件驅動系統，其特征在于：所述驅動單元(14)進一步包括信號處理電路(143)、PMOS(144)和NMOS(145)；由所述控制單元(11)輸出的PWM脈沖信號經所述信號處理電路(143)進行電平轉換和信號放大處理后，再輸出至由所述PMOS(144)和NMOS(145)構成的功率半導體器件驅動單元驅動所述功率半導體器件(5)實現開通或關斷。

5.根據權利要求4所述的具備數據采集功能的功率半導體器件驅動系統，其特征在于：所述數據采集單元(12)還在所述控制單元(11)的控制下，獲取來自于所述驅動板(1)內部的溫度信息。