一種全功能igbt數(shù)字驅(qū)動器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及數(shù)字驅(qū)動器技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種全功能IGBT數(shù)字驅(qū)動器。
【背景技術(shù)】
[0002]IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)具有高頻率、高電壓、大電流、尤其是容易開通和關(guān)斷的性能特點，是國際上公認(rèn)的電力電子技術(shù)第三次革命的最具代表性的產(chǎn)品，至今已經(jīng)發(fā)展到第六代，商業(yè)化已發(fā)展到第五代。目前，IGBT已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各行業(yè)中。
[0003]隨著大功率IGBT模塊的廣泛應(yīng)用，作為控制系統(tǒng)與功率系統(tǒng)的關(guān)鍵紐帶的IGBT驅(qū)動器，得到了很大的發(fā)展，但在保護(hù)功能上仍在不斷的完善(目前驅(qū)動器產(chǎn)品可以提供的保護(hù)包括:欠壓保護(hù)、Vce過壓保護(hù)、短路保護(hù)、柵極過壓保護(hù))。用戶在應(yīng)用中首先需要廠商幫助進(jìn)行IGBT模塊與驅(qū)動器的適配試驗(試驗?zāi)康?獲得用戶使用的IGBT模塊工作過程中的參數(shù)，然后廠商通過硬件做在PCB板上)，試驗的周期在3到6個月，這種驅(qū)動器產(chǎn)品的使用模式會很大程度延緩產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)一的技術(shù)方案
[0005]針對驅(qū)動器的保護(hù)功能來說，目前大功率IGBT模塊應(yīng)用中，廠商可以提供的保護(hù)功能包括:欠壓保護(hù)、Vce過壓保護(hù)、短路保護(hù)(一類短路)、柵極過壓保護(hù)。在應(yīng)用中，用戶需要將使用的IGBT模塊發(fā)送到驅(qū)動器廠商，由廠商提取IGBT工作時的參數(shù)，然后硬件實現(xiàn)在PCB板上。
[0006]驅(qū)動器的串并聯(lián)應(yīng)用，廠商主要是利用控制電路使IGBT柵極同步，從而達(dá)到使多個IGBT串并聯(lián)同步的目的。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)一的缺點
[0008](I)驅(qū)動器保護(hù)功能不夠全面，對第二類短路保護(hù)和過流保護(hù)不全面；
[0009](2)用戶不掌握驅(qū)動保護(hù)功能參數(shù)，對參數(shù)調(diào)整和驅(qū)動器的運(yùn)行狀態(tài)不了解；
[0010](3)廠商的適配試驗周期長，延緩產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度；
[0011 ] (4) IGBT的串并聯(lián)應(yīng)用中，串聯(lián)需要多個IGBT模塊集射極電壓Vce同步，并聯(lián)應(yīng)用需要多個IGBT模塊電流IC同步，現(xiàn)有的驅(qū)動器的串并聯(lián)功能是直接控制IGBT模塊的柵極同步，而不是直接控制Vce和Ic同步，這屬于等效控制，由于IGBT模塊之間存在細(xì)微差異，柵極同步后，Vce和Ic有可能存在不同步的現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明目的是提供一種全功能IGBT數(shù)字驅(qū)動器，其實現(xiàn)了與電腦通信，用戶可以通過軟件界面將自己的IGBT工作參數(shù)下載至驅(qū)動器，驅(qū)動器重新上電后即可執(zhí)行新的IGBT運(yùn)行參數(shù)，用戶也可以在軟件中選擇驅(qū)動器的工作模式為單管、并聯(lián)、串聯(lián)，驅(qū)動器會根據(jù)用戶設(shè)置進(jìn)行工作，利用同步控制器，可以在并聯(lián)或串聯(lián)應(yīng)用中，自動調(diào)節(jié)并聯(lián)IGBT使之動態(tài)均流或串聯(lián)IGBT使之動態(tài)均壓，驅(qū)動器默認(rèn)設(shè)置為單管驅(qū)動。
[0013]為了實現(xiàn)上述目的，發(fā)明采用了以下的技術(shù)方案:一種全功能IGBT數(shù)字驅(qū)動器，包括同步控制器，所述同步控制器上連接多個驅(qū)動器，所述每個驅(qū)動器上均連接IGBT，所述驅(qū)動器采用數(shù)字控制器，實現(xiàn)用戶通過軟件界面對驅(qū)動器運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行修改，同時，驅(qū)動器內(nèi)集成有PCB式電流傳感器和電壓檢測電路，可以對集電極電流(Ic)和集射極之間電壓(Vce)進(jìn)行檢測。
[0014]本發(fā)明提供一種全功能型大功率IGBT驅(qū)動器，包括了欠壓保護(hù)、Vce過壓保護(hù)、短路保護(hù)、柵極過壓保護(hù)等保護(hù)功能，同時加入了 di/dt保護(hù)和內(nèi)部集成過流保護(hù)，使得驅(qū)動器保護(hù)功能更加全面，同時，又可以應(yīng)用在串聯(lián)、并聯(lián)、單管的各種工況，用戶可以根據(jù)自己的應(yīng)用需求進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，不需要廠商為各個產(chǎn)品進(jìn)行適配試驗，不僅可以加快產(chǎn)品開發(fā)進(jìn)度，使得客戶可以將自己的產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整至最佳。
[0015]本專利在多個IGBT模塊串聯(lián)或并聯(lián)應(yīng)用中采用了一種新的控制方式，不需要對使用的IGBT模塊進(jìn)行動態(tài)適配，直接檢測輸出電壓Vce或者電流Ic，使電壓Vce或者電流Ic達(dá)到更好的同步性。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:采用上述驅(qū)動器后，具備以下優(yōu)勢:
[0017]1、用戶可以根據(jù)自己的需求非常靈活修改驅(qū)動器的運(yùn)行參數(shù)，同時加入了過流保護(hù)，驅(qū)動器可以更好的保護(hù)IGBT模塊的運(yùn)行；
[0018]2、在串聯(lián)或者并聯(lián)應(yīng)用中，通過對電壓和電流的直接同步控制可以達(dá)到更好的效果;
[0019]3、在串聯(lián)或者并聯(lián)應(yīng)用中，用戶不需要進(jìn)行對IGBT模塊進(jìn)行特定的動態(tài)參數(shù)選擇，本驅(qū)動器可以在幾毫秒內(nèi)自動完成系統(tǒng)同步調(diào)整，并記錄同步參數(shù)。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對-實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本發(fā)明的電路圖。
【具體實施方式】
[0022]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023]如圖1所示的一種全功能IGBT數(shù)字驅(qū)動器，包括同步控制器，所述同步控制器上連接多個驅(qū)動器，所述每個驅(qū)動器上均連接IGBT模塊，所述驅(qū)動器內(nèi)集成有PCB式電流傳感器和電壓檢測電路，可以對每個IGBT模塊集電極電流(Ic)和集射極之間電壓(Vce)進(jìn)行檢測，同步控制器利用這些檢測信息，自動調(diào)整每個驅(qū)動器的工作狀態(tài)，實現(xiàn)并聯(lián)應(yīng)用中IGBT模塊的動態(tài)均流，或者串聯(lián)應(yīng)用中IGBT模塊的動態(tài)均壓。
[0024]由于同步控制器內(nèi)集成了 PCB式電流傳感器，可以實時監(jiān)測IGBT工作過程中的電流Ic，用戶可以設(shè)定IGBT的工作電流保護(hù)值，當(dāng)IGBT工作電流超出電流保護(hù)值時，驅(qū)動器采用軟關(guān)斷方式保護(hù)IGBT模塊(過流保護(hù)功能)。同時，在并聯(lián)應(yīng)用中，驅(qū)動器將各個IGBT的電流信息傳送至同步控制器，同步控制器會計算各個IGBT之間的電流Ic是否同步，根據(jù)計算結(jié)果，調(diào)整各個驅(qū)動器的輸出柵極電壓的時間，最終達(dá)到每個并聯(lián)IGBT電流Ic自動同步的目標(biāo)，此時各個IGBT模塊的柵極電壓不一定是同步的。同步控制器會記錄此時系統(tǒng)中每個IGBT模塊的同步參數(shù)，如果更換了 IGBT模塊，系統(tǒng)可以在系統(tǒng)初始運(yùn)行的幾毫秒內(nèi)自動完成同步參數(shù)調(diào)整。
[0025]由于同步控制器內(nèi)內(nèi)部集成Vce電壓檢測電路，可以檢測IGBT工作過程中的電壓Vce，在串聯(lián)應(yīng)用中，驅(qū)動器將各個IGBT的電壓Vce信息傳送至同步控制器，同步控制器會計算各個IGBT之間的電壓是否同步，根據(jù)計算結(jié)果，調(diào)整各個驅(qū)動器的輸出柵極電壓時間，最終達(dá)到每個串聯(lián)IGBT自動同步電壓Vce的目標(biāo)。同步控制器會記錄此時系統(tǒng)中每個IGBT t旲塊的問步參數(shù)，如果更換了 IGBT t旲塊，系統(tǒng)可以在系統(tǒng)初始運(yùn)彳丁的幾暈秒內(nèi)自動完成同步參數(shù)調(diào)整。
[0026]本發(fā)明還具備以下技術(shù)優(yōu)勢:
[0027]1、內(nèi)部集成電流傳感器，在原有保護(hù)功能基礎(chǔ)上加入過流保護(hù)功能；
[0028]2、驅(qū)動器結(jié)構(gòu)中采用了數(shù)字控制器，可與電腦通信，用戶可以直接通過電腦軟件界面設(shè)置驅(qū)動器的運(yùn)行參數(shù)；
[0029]3、驅(qū)動器采用檢測電流檢測和電壓檢測，利用同步控制器的工作方式，使多個IGBT用于并聯(lián)時的動態(tài)均流效果和串聯(lián)時的動態(tài)均壓效果都有了很大提升。
[0030]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種全功能IGBT數(shù)字驅(qū)動器，其特征在于：包括同步控制器，所述同步控制器上連接多個驅(qū)動器，所述每個驅(qū)動器上均連接IGBT，所述驅(qū)動器內(nèi)集成有PCB式電流傳感器和集射極電壓（Vce)檢測電路。
【專利摘要】本發(fā)明涉及數(shù)字驅(qū)動器技術(shù)領(lǐng)域，具體公開一種全功能IGBT數(shù)字驅(qū)動器，包括同步控制器，所述同步控制器上連接多個驅(qū)動器，所述每個驅(qū)動器上均連接IGBT，所述驅(qū)動器內(nèi)集成有PCB式電流傳感器和電壓檢測電路。本發(fā)明優(yōu)點是，其實現(xiàn)了與電腦通信，用戶可以通過軟件界面將自己的IGBT工作參數(shù)下載至驅(qū)動器，驅(qū)動器重新上電后即可執(zhí)行新的IGBT運(yùn)行參數(shù)，用戶也可以在軟件中選擇驅(qū)動器的工作模式為單管、并聯(lián)、串聯(lián)，驅(qū)動器會根據(jù)用戶設(shè)置進(jìn)行工作，并聯(lián)或串聯(lián)應(yīng)用中，驅(qū)動器可以自動調(diào)節(jié)并聯(lián)IGBT使之動態(tài)均流或串聯(lián)IGBT使之動態(tài)均壓，驅(qū)動器默認(rèn)設(shè)置為單管驅(qū)動。
【IPC分類】H02M1-088
【公開號】CN104795977
【申請?zhí)枴緾N201510170086
【發(fā)明人】張振興
【申請人】張振興
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年4月10日