本發(fā)明屬于電力電子領(lǐng)域，特別是涉及一種數(shù)字式的智能igbt(insulatedgatebipolartransistor，絕緣柵雙極型晶體管)驅(qū)動方法及其系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電力電子系統(tǒng)由主電路和控制電路構(gòu)成。主電路由igbt等開關(guān)器件構(gòu)成，大功率igbt運行的環(huán)境一般都比較惡劣，其承受的電壓可高至千伏以上，一旦發(fā)生故障而未得到及時處理，會引起非常嚴(yán)重的后果，甚至安全事故。驅(qū)動電路是主電路和控制電路之間的接口，其性能的好壞直接影響整個系統(tǒng)的工作性能。因此，一款好的驅(qū)動電路，不僅能使igbt工作在較為理想的開關(guān)狀態(tài)，而且對整個系統(tǒng)的安全運行至關(guān)重要。

傳統(tǒng)igbt驅(qū)動由分立元器件、純模擬器件組成，能夠?qū)崿F(xiàn)的保護功能有限，而且即使發(fā)生故障，驅(qū)動電路也是通過向控制電路發(fā)送高低電平或一定寬度的脈沖來報告故障，并將系統(tǒng)所有功能關(guān)閉以保護igbt，而沒有對故障信息進行記錄，因此不能將故障原因進行分析，以針對性的解決故障問題。此外，對于傳統(tǒng)的igbt驅(qū)動，每一款驅(qū)動器只適用于對應(yīng)型號的igbt，兼容性較差。

近些年來，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)字式igbt驅(qū)動，它不僅解決了上述問題，還能夠控制igbt的通斷，減小開關(guān)延遲和米勒平臺時間，減小開關(guān)損耗。但目前現(xiàn)有的數(shù)字式驅(qū)動仍存在如下不足：

(1)僅作為邏輯處理，對于不同系列、不同型號的igbt模組，并不能都在設(shè)定的時間內(nèi)，以與預(yù)設(shè)值相符的dv/dt和di/dt進行開通和關(guān)斷，故而不能完全達到其宣稱的智能化。

(2)對于igbt模組的串聯(lián)及并聯(lián)應(yīng)用，仍然是有針對性的分開論述，或是雖放在一起，但仍需要事先選擇單管、串聯(lián)或并聯(lián)方式才能實現(xiàn)相應(yīng)的串并聯(lián)應(yīng)用，且要求使用同一廠家、同一批次的igbt模組，這無疑對igbt模組的串并聯(lián)應(yīng)用有所限制。

以上背景技術(shù)內(nèi)容的公開僅用于輔助理解本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思及技術(shù)方案，其并不必然屬于本專利申請的現(xiàn)有技術(shù)，在沒有明確的證據(jù)表明上述內(nèi)容在本專利申請的申請日已經(jīng)公開的情況下，上述背景技術(shù)不應(yīng)當(dāng)用于評價本申請的新穎性和創(chuàng)造性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提出一種數(shù)字式的智能igbt驅(qū)動方法及其系統(tǒng)，其中，本發(fā)明提出一種數(shù)字式的智能igbt驅(qū)動方法，用于控制igbt模組在上電與斷電之間以一個固定的時間開通或關(guān)斷，包括以下步驟：

s1：上電后，檢測一個開通或關(guān)斷時間段內(nèi)第n個小時間段的di/dt數(shù)據(jù)和dv/dt數(shù)據(jù)；

s2：根據(jù)獲得的所述di/dt數(shù)據(jù)和所述dv/dt數(shù)據(jù)，在第n個小時間段內(nèi)判斷所述di/dt數(shù)據(jù)和所述dv/dt數(shù)據(jù)是否與預(yù)設(shè)值相符；

s3：根據(jù)判斷結(jié)果在第n個小時間段內(nèi)對可變門極電阻的陣列模式進行調(diào)整，相應(yīng)控制igbt模組的開通或關(guān)斷時間的長短，并對此時間段的可變門極電阻對應(yīng)的陣列模式進行記憶存儲；

s4：檢測第n+1個小時間段的di/dt數(shù)據(jù)和dv/dt數(shù)據(jù)，再次執(zhí)行步驟s2和步驟s3，以此循環(huán)m次，直至所述di/dt數(shù)據(jù)和所述dv/dt數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)值相符；

s5：在后續(xù)開通或關(guān)斷時間段內(nèi)，根據(jù)步驟s1至步驟s4的m次循環(huán)中記憶存儲的各小時間段的可變門極電阻的陣列模式進行開通或關(guān)斷，直至斷電；

di/dt為電流變化率；dv/dt為電壓變化率；n＝1，2，3……，n；m＝1，2，3……，m。

優(yōu)選地，本發(fā)明還可以具有如下技術(shù)特征：

還包括以下步驟：

1)通過vce檢測電路檢測集射極電壓vce；

2)根據(jù)預(yù)設(shè)好的不同的vce閾值電壓值，將獲取到的所述集射極電壓vce與不同所述vce閾值電壓值進行比對，得到所述集射極電壓vce所處閾值電壓區(qū)間；

3)根據(jù)所處的閾值電壓區(qū)間將比對結(jié)果以數(shù)字信號的形式進行分析所述igbt模組的短路狀態(tài)。

還包括以下步驟：所述vce閾值電壓值包括第一vce閾值電壓值、第二vce閾值電壓值、第三vce閾值電壓值和第四vce閾值電壓值，所述第一vce閾值電壓值<所述第二vce閾值電壓值<所述第三vce閾值電壓值<所述第四vce閾值電壓值；當(dāng)所述集射極電壓vce<第一vce閾值電壓值時，判斷igbt模組處于正常狀態(tài)；當(dāng)?shù)谝籿ce閾值電壓值<集射極電壓vce<第二vce閾值電壓值時，判斷igbt模組發(fā)生二類短路；當(dāng)?shù)诙ce閾值電壓值<集射極電壓vce<第三vce閾值電壓值、第三vce閾值電壓值<集射極電壓vce<第四vce閾值電壓值或集射極電壓vce>第四vce閾值電壓值時，判斷igbt模組發(fā)生一類短路，且所述集射極電壓vce越大則說明一類短路越嚴(yán)重。

整個開通過程分為n個時間段：ton0～ton1、ton1～ton2、┅、tonn-1～tonn，對應(yīng)開通數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)值dv/dton和di/dton分別為一組1*n的矩陣，即：{dv/dton1，dv/dton2，┅，dv/dtonn}和{di/dton1，di/dton2，┅，di/dtonn}，相應(yīng)的第n個開通數(shù)據(jù)dv/dtonn和di/dtonn，分別代表第n個時間段對應(yīng)的dv/dton預(yù)設(shè)值和di/dton預(yù)設(shè)值。

整個關(guān)斷過程分為n個時間段：toff0～toff1、toff1～toff2、┅、toffn-1～toffn，對應(yīng)關(guān)斷數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)值dv/dtoff和di/dtoff分別為一組1*n的矩陣，即：{dv/dtoff1，dv/dtoff2，┅，dv/dtoffn}和{di/dtoff1，di/dtoff2，┅，di/dtoffn}，相應(yīng)的第n個關(guān)斷數(shù)據(jù)dv/dtoffn和di/dtoffn，分別代表第n個時間段對應(yīng)的dv/dtoff預(yù)設(shè)值和di/dtoff預(yù)設(shè)值。

根據(jù)vce檢測電路和di/dt檢測電路來區(qū)分igbt模組短路的狀態(tài)，即：當(dāng)di/dt檢測電路傳給數(shù)字控制芯片模塊低電平時，代表發(fā)生短路故障，同時再根據(jù)vce檢測電路傳回的四組信號，來判斷igbt模組發(fā)生的是一類短路或二類短路，并通過選擇對應(yīng)的方式關(guān)斷igbt。

在上電后，首先判斷外部控制器是否給定相應(yīng)的開通和關(guān)斷數(shù)據(jù)；如果給定，則以外部控制器給定的數(shù)據(jù)來控制igbt模組的通斷；否則，以上次斷電時系統(tǒng)所存儲的數(shù)據(jù)來控制igbt模組的通斷。

本發(fā)明還提出了一種數(shù)字式的智能igbt驅(qū)動系統(tǒng)，用于實現(xiàn)上述任一項所述數(shù)字式的智能igbt驅(qū)動方法，包括檢測igbt模組工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)檢測電路、轉(zhuǎn)換電路、數(shù)字控制芯片、驅(qū)動電路、可變門極電阻、存儲器和外部控制器，所述數(shù)字控制芯片用于判斷igbt的工作狀態(tài)，在所述驅(qū)動電路和被所述數(shù)字控制芯片實時控制下的所述可變門極電阻來驅(qū)動igbt；所述數(shù)據(jù)檢測電路包括dv/dt檢測電路和di/dt檢測電路，所述dv/dt檢測電路檢測的信號通過所述轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后供所述數(shù)字控制芯片模塊分析；所述di/dt檢測電路檢測的信號經(jīng)所述轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號供所述數(shù)字控制芯片模塊分析，同時將所述di/dt檢測電路檢測的信號經(jīng)比較處理后直接傳給數(shù)字控制芯片模塊分析；所述存儲器用于存儲開通或關(guān)斷數(shù)據(jù)；外部控制器，用于在上電后根據(jù)存儲器存儲的開通或關(guān)斷數(shù)據(jù)，或者外部控制器給定的開通或關(guān)斷數(shù)據(jù)控制igbt模組進行通斷。

優(yōu)選地，還包括vce檢測電路，所述vce檢測電路檢測的信號不經(jīng)所述轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換直接供所述數(shù)字控制芯片模塊分析，所述vce檢測電路包括四個預(yù)設(shè)好的不同的vce閾值電壓值的比較器。

優(yōu)選地，還包括欠壓檢測電路、過溫檢測電路、有源嵌位acl電路和\或信號指示模塊。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果包括：當(dāng)igbt模組并聯(lián)或串聯(lián)使用時，無需事先選擇igbt模組的工作方式(單管、串聯(lián)、并聯(lián))，亦無須嚴(yán)格要求所用igbt模組均為同一廠家甚至同一批次，只需保證每個igbt模組的開通和關(guān)斷時間固定，即保證在開通和關(guān)斷過程中的各個時間段內(nèi)dv/dt和di/dt相同，就可以實現(xiàn)igbt的串聯(lián)均壓或并聯(lián)均流，從而更加智能的實現(xiàn)igbt模組的串聯(lián)均壓或并聯(lián)均流。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例一的流程圖一；

圖2是本發(fā)明實施例二的流程圖二；

圖3是本發(fā)明實施例一、二對于igbt開通過程的具體流程圖；

圖4是本發(fā)明中實施例一、二對于igbt關(guān)斷過程的具體流程圖；

圖5是本發(fā)明實施例一、二對于igbt在開通過程中第n(n＝1,2,…,n)個時間段的具體調(diào)整圖；

圖6是本發(fā)明實施例一、二關(guān)于vce檢測的流程圖；

圖7是實施例一、二vce檢測電路的具體判斷方法；

圖8是本發(fā)明實施例三、四、五中數(shù)字式的智能igbt驅(qū)動的電路示意圖；

圖9是本發(fā)明實施例三、四、五中可變門極電阻的一種實施方式；

圖10是本發(fā)明實施例三、四、五中vce檢測的電路圖；

圖11是本發(fā)明實施例三、四、五中di/dt檢測的電路圖；

圖12是本發(fā)明實施例四中應(yīng)用于n個igbt串聯(lián)時的電路圖；

圖13本發(fā)明實施例五中應(yīng)用于n個igbt并聯(lián)時的電路圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式并對照附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。應(yīng)該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用。

參照以下附圖1-13，將描述非限制性和非排他性的實施例，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，除非另外特別說明。

實施例一：

本實施例提出了一種數(shù)字式的智能igbt驅(qū)動方法，用于控制igbt模組在上電與斷電之間以一個固定的時間開通或關(guān)斷，如圖1所示，包括以下步驟：

s1：上電后，檢測一個開通或關(guān)斷時間段內(nèi)第n個小時間段的di/dt數(shù)據(jù)和dv/dt數(shù)據(jù)；

s2：根據(jù)獲得的所述di/dt數(shù)據(jù)和所述dv/dt數(shù)據(jù)，在第n個小時間段內(nèi)判斷所述di/dt數(shù)據(jù)和所述dv/dt數(shù)據(jù)是否與預(yù)設(shè)值相符；

s3：根據(jù)判斷結(jié)果在第n個小時間段內(nèi)對可變門極電阻的陣列模式進行調(diào)整，相應(yīng)控制igbt模組的開通或關(guān)斷時間的長短，并對此時間段的可變門極電阻對應(yīng)的陣列模式進行記憶存儲；

s4：檢測第n+1個小時間段的di/dt數(shù)據(jù)和dv/dt數(shù)據(jù)，再次執(zhí)行步驟s2和步驟s3，以此循環(huán)m次，直至所述di/dt數(shù)據(jù)和所述dv/dt數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)值相符；

s5：在后續(xù)開通或關(guān)斷時間段內(nèi)，根據(jù)步驟s1至步驟s4的m次循環(huán)中記憶存儲的各小時間段的可變門極電阻的陣列模式進行開通或關(guān)斷，直至斷電；

di/dt為電流變化率；dv/dt為電壓變化率；n＝1，2，3……，n；m＝1，2，3……，m。

如圖3所示，在igbt模組開通過程中，檢測第n個時間段的dv/dt和di/dt，并判斷是否與相應(yīng)第n個時間段預(yù)設(shè)的dv/dtonn和di/dtonn相符，若不相符，則判斷是大于還是小于該時間段的預(yù)設(shè)值。如果大于該時間段的預(yù)設(shè)值，則在相應(yīng)開通時間段調(diào)整開通可變門極電阻以增大門極開通電阻；如果小于預(yù)設(shè)值，則在相應(yīng)開通時間段調(diào)整開通可變門極電阻以減小門極開通電阻，待igbt模組下一次開通時再次對該時間段進行檢測、判斷、調(diào)整，如此循環(huán)，直到該時間段內(nèi)的dv/dt、di/dt與相應(yīng)時間段的開通預(yù)設(shè)值dv/dtonn和di/dtonn相符為止。此后，在igbt模組開通過程中的第n個時間段，便以該時間段調(diào)整好的可變門極電阻對igbt模組進行開通。

如圖4所示，在igbt模組關(guān)斷過程中，檢測第n個時間段的dv/dt和di/dt，并判斷是否與相應(yīng)第n個時間段預(yù)設(shè)的dv/dtoffn和di/dtoffn相符，若不相符，則判斷是大于還是小于該時間段的預(yù)設(shè)值。如果大于該時間段的預(yù)設(shè)值，則在相應(yīng)關(guān)斷時間段調(diào)整關(guān)斷可變門極電阻以增大門極關(guān)斷電阻；如果小于預(yù)設(shè)值，則在相應(yīng)關(guān)斷時間段調(diào)整關(guān)斷可變門極電阻以減小門極關(guān)斷電阻，待igbt模組下一次關(guān)斷時再次對該時間段進行檢測、判斷、調(diào)整，如此循環(huán)，直到該時間段內(nèi)的dv/dt、di/dt與相應(yīng)時間段的關(guān)斷預(yù)設(shè)值dv/dtoffn和di/dtoffn相符為止。此后，在igbt模組關(guān)斷過程中的第n個時間段，便以該時間段調(diào)整好的可變門極電阻對igbt模組進行關(guān)斷。

如圖5所示，在igbt模組第一次開通過程中，檢測該時間段的dv/dt、di/dt，分別為：dv/dton1和di/dton1，經(jīng)判斷后小于該時間段的預(yù)設(shè)值dv/dton1和di/dton1，調(diào)整該開通時間段對應(yīng)的開通可變門極電阻以減小門極開通電阻值；在第二次開通過程中，檢測該時間段的dv/dt、di/dt，分別為：dv/dton2和di/dton2，經(jīng)判斷后大于該時間段的預(yù)設(shè)值dv/dton1和di/dton1，調(diào)整該開通時間段對應(yīng)的開通可變門極電阻以增大門極開通電阻值；如此循環(huán)，直至第m次開通過程中，檢測到該時間段的dv/dt、di/dt和預(yù)設(shè)值相符為止。此后，在igbt模組開通過程中的第n個時間段，便以該時間段調(diào)整好的可變門極電阻對igbt模組進行開通。

igbt模組在關(guān)斷過程中第n(n＝1,2,…,n)個時間段的調(diào)整過程同開通過程類似，不再贅述。

本實施例中，整個開通過程分為n個時間段：ton0～ton1、ton1～ton2、┅、tonn-1～tonn，對應(yīng)開通數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)值dv/dton和di/dton分別為一組1*n的矩陣，即：{dv/dton1，dv/dton2，┅，dv/dtonn}和{di/dton1，di/dton2，┅，di/dtonn}，相應(yīng)的第n個開通數(shù)據(jù)dv/dtonn和di/dtonn，分別代表第n個時間段對應(yīng)的dv/dton預(yù)設(shè)值和di/dton預(yù)設(shè)值。

整個關(guān)斷過程分為n個時間段：toff0～toff1、toff1～toff2、┅、toffn-1～toffn，對應(yīng)關(guān)斷數(shù)據(jù)的預(yù)設(shè)值dv/dtoff和di/dtoff分別為一組1*n的矩陣，即：{dv/dtoff1，dv/dtoff2，┅，dv/dtoffn}和{di/dtoff1，di/dtoff2，┅，di/dtoffn}，相應(yīng)的第n個關(guān)斷數(shù)據(jù)dv/dtoffn和di/dtoffn，分別代表第n個時間段對應(yīng)的dv/dtoff預(yù)設(shè)值和di/dtoff預(yù)設(shè)值。

上述中提出的智能驅(qū)動方式，通過在一個開通或關(guān)斷時間的若干個小時間段對igbt的開通和關(guān)斷時間進行調(diào)整，可迅速逼近預(yù)設(shè)值，由于igbt的開通和關(guān)斷一般在μs級，通過檢測dv/dt、di/dt的數(shù)據(jù)，并將dv/dt、di/dt與預(yù)設(shè)值進行對比，可以實現(xiàn)在一個更小時間段內(nèi)判斷和分析，實現(xiàn)多次循環(huán)，以快速逼近預(yù)設(shè)值。

本實施例中，如圖6所示，還包括以下步驟：

1)通過vce檢測電路檢測集射極電壓vce(vce)；

2)根據(jù)預(yù)設(shè)好的不同的vce閾值電壓值，將獲取到的所述集射極電壓vce與不同所述vce閾值電壓值進行比對，得到所述集射極電壓vce所處閾值電壓區(qū)間；

3)根據(jù)所處的閾值電壓區(qū)間將比對結(jié)果以數(shù)字信號的形式進行分析所述igbt模組的短路狀態(tài)。

如圖7所示，其中，0代表低電平，1代表高電平，0，1是數(shù)字控制芯片可以識別的信號；所述vce閾值電壓值包括第一vce閾值電壓值(vceref1)、第二vce閾值電壓值(vceref2)、第三vce閾值電壓值(vceref3)和第四vce閾值電壓值(vceref4)，vceref1～vceref4分別為事先設(shè)置好的vce的不同閾值電壓，且vceref1<vceref2<vceref3<vceref4，通過檢測vce所處的范圍并將判斷結(jié)果vce1～vce4傳給數(shù)字控制芯片以判斷igbt處于何種狀態(tài)。當(dāng)然，僅在igbt開通時才對vce(集射極電壓vce)進行檢測，關(guān)斷時不會對其進行檢測。當(dāng)vce<vceref1時，判斷igbt處于正常狀態(tài)；當(dāng)vceref1<vce<vceref2時，判斷igbt發(fā)生二類短路；當(dāng)vceref2<vce<vceref3、vceref3<vce<vceref4或vce>vceref4時，判斷igbt發(fā)生一類短路，且vce越大則說明一類短路越嚴(yán)重。

本實施例的短路檢測是通過采集集射極電壓經(jīng)多個比較器進行判斷的，根據(jù)判斷得到數(shù)字信號經(jīng)數(shù)字控制芯片控制完成短路的判斷，當(dāng)然，本實施例中也可以僅采用一個比較器進行比較，用于判斷單一類型的短路，本實施例不做限制；通過上述檢測方法，不需要將檢測到集射極電壓經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后再送至數(shù)字控制芯片，提高了判斷的速度，此處的比較器可以為高速型的，以減少延遲。

實施例二

如圖2所示，本實施例與實施例一的區(qū)別是：本實施例在上電后有兩種工作方式：①以外部控制器給定的開通和關(guān)斷數(shù)據(jù)進行工作；②以上次斷電時所存儲的開通和關(guān)斷數(shù)據(jù)進行工作。系統(tǒng)上電后，首先判斷外部控制器是否給定相應(yīng)的開通和關(guān)斷數(shù)據(jù)。如果給定，則以外部控制器給定的數(shù)據(jù)來控制igbt模組的通斷；否則，以上次斷電時系統(tǒng)所存儲的數(shù)據(jù)來控制igbt模組的通斷。此后，在每一次開通和關(guān)斷過程中均檢測各個時間段內(nèi)的igbt集電極電壓變化率dv/dt以及集電極電流變化率di/dt，并將各個時間段對應(yīng)的數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后實時傳給數(shù)字控制芯片，以判斷是否與芯片內(nèi)部各個時間段內(nèi)預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)相符。若相符，則直接以該值對igbt模組進行開通和關(guān)斷，使得igbt模組在設(shè)定的開通與關(guān)斷時間以與預(yù)設(shè)值相符的dv/dt、di/dt開通和關(guān)斷；否則，實時檢測各個時間段內(nèi)igbt的dv/dt及di/dt，自適應(yīng)調(diào)整可變門極電阻，通過改變開通和關(guān)斷電阻阻值，最終使igbt模組能夠在規(guī)定的開通和關(guān)斷時間內(nèi)，以與各個時間段預(yù)設(shè)值相符的dv/dt及di/dt運行。此后，便以該值對igbt模組進行開通和關(guān)斷，并在系統(tǒng)斷電時將相應(yīng)數(shù)據(jù)進行存儲，以備下次上電時使用。

本實施例中，當(dāng)發(fā)生短路故障時，系統(tǒng)可以根據(jù)vce檢測電路以及di/dt檢測電路來區(qū)分igbt短路的狀態(tài)，即：當(dāng)di/dt檢測電路傳給數(shù)字控制芯片低電平時，代表發(fā)生短路故障，同時再根據(jù)vce檢測電路傳回的四組信號，來判斷igbt模組發(fā)生的是一類短路或二類短路，并通過選擇對應(yīng)的方式關(guān)斷igbt，以避免關(guān)斷時出現(xiàn)的電壓尖峰超出igbt的安全工作區(qū)。相比以往區(qū)分igbt短路的方法，本發(fā)明所提區(qū)分法對于短路狀態(tài)判斷的可靠性相對更高。

實施例三

圖8為本實施例一種數(shù)字式的智能igbt驅(qū)動系統(tǒng)的電路示意圖，包括檢測igbt模組工作狀態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)檢測電路、轉(zhuǎn)換電路4、數(shù)字控制芯片5、驅(qū)動電路、可變門極電阻10、外部控制器12以及存儲器13；所述數(shù)據(jù)檢測電路包括dv/dt檢測電路1和di/dt檢測電路3，所述di/dt檢測電路3的輸入端與igbt模組的集電極相連，輸出端與轉(zhuǎn)換電路4的輸入端相連；di/dt檢測電路3的輸入端與igbt的功率發(fā)射極和輔助發(fā)射極相連，輸出端分別與轉(zhuǎn)換電路4及數(shù)字控制芯片5的輸入端相連。

轉(zhuǎn)換電路4的輸出端與數(shù)字控制芯片5的輸入端相連，將所采集到的igbt模組的dv/dt和di/dt實時輸出給數(shù)字控制芯片5以供其分析igbt模組的狀態(tài)，并將所要執(zhí)行的結(jié)果經(jīng)驅(qū)動電路9傳給可變門極電阻10，通過改變可變門極電阻10的阻值來實現(xiàn)igbt模組在固定的開通和關(guān)斷時間內(nèi)，以設(shè)定好的dv/dt和di/dt開通和關(guān)斷；數(shù)字控制芯片5的輸出端與存儲器13的輸入端相連，以將相應(yīng)的數(shù)據(jù)存入存儲器13，方便下次上電時使用。

圖9為本實施例中可變門極電阻10的一種實施方式，該電路由開關(guān)器件和對應(yīng)的電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。圖中，開關(guān)s11～開關(guān)s1n的一端與igbt模組的開通電壓vcc相連，另一端分別與開通電阻rgon1～rgonn的一端相連，而開通電阻rgon1～rgonn的另一端則接至igbt模組的基極，通過控制n個開關(guān)s11～s1n的通斷(1代表相應(yīng)開關(guān)開通，0代表相應(yīng)開關(guān)關(guān)斷)來控制對應(yīng)開通電阻的接入與否，從而可以控制開通電阻的阻值，接入的開關(guān)越多，開通電阻越小，相應(yīng)開通可變門極電阻10的控制方法共有：種；開關(guān)s21～開關(guān)s2n的一端與igbt的關(guān)斷電壓vee相連，另一端則分別與關(guān)斷電阻rgoff1～rgoffn的一端相連，而關(guān)斷電阻rgoff1～rgoffn的另一端則接至igbt模組的基極，通過控制n個開關(guān)s21～s2n的通斷(1代表相應(yīng)開關(guān)開通，0代表相應(yīng)開關(guān)關(guān)斷)來控制對應(yīng)關(guān)斷電阻的接入與否，從而控制關(guān)斷電阻的阻值，接入的開關(guān)越多，關(guān)斷電阻越小，相應(yīng)關(guān)斷可變門極電阻10的控制方法共有：種。本實施例主要通過實時檢測不同時間段內(nèi)的dv/dt和di/dt，并對應(yīng)調(diào)整可變門極電阻10，改變開通和關(guān)斷電阻的阻值，使igbt模組能夠在規(guī)定的開通和關(guān)斷時間內(nèi)，以與預(yù)設(shè)值相符的dv/dt和di/dt開通和關(guān)斷。因此，可變門極電阻10最終形成的是兩個矩陣，即：與開通時間相關(guān)的開通門極電阻矩陣以及與關(guān)斷時間相關(guān)的關(guān)斷門極電阻矩陣。

如圖10所示，還包括vce檢測電路2，所述vce檢測電路2的輸入端與igbt模組的集電極相連，輸出端與數(shù)字控制芯片5的輸入端相連；

通過將降壓處理后的vce與四組不同的閾值電壓比較，得到傳給數(shù)字控制芯片5的四組數(shù)字信號，對于圖11所示的di/dt檢測的電路圖，通過將降壓處理后的di/dt與閾值電壓veref比較，得到傳給數(shù)字控制芯片5的信號。當(dāng)di/dt>veref時，比較器輸出低電平，傳給數(shù)字控制芯片5，判斷igbt模組發(fā)生短路故障；當(dāng)di/dt<veref時，比較器輸出低電平，傳給數(shù)字控制芯片5，判斷igbt模組為正常狀態(tài)。

如圖8所示，本實施例還可包括有源鉗位acl電路11，當(dāng)igbt集射極電壓vce超過有源鉗位acl電路11的允許值時，有源鉗位acl電路11動作，將igbt模組集射極電壓vce鉗位在系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)。

如圖8所示，本實施例還可包括信號指示模塊5，系統(tǒng)會通過信號指示模塊5輸出相應(yīng)的igbt模組的狀態(tài)信號，尤其在igbt模組發(fā)生故障時能夠及時的傳送給外界，從而實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的保護。

當(dāng)然，如圖8所示，本實施例還可包括欠壓檢測電路6，過溫檢測電路7，欠壓檢測電路6和過溫檢測電路7以及外部控制器12的輸出端均與數(shù)字控制芯片5的輸入端相連，以將輸入電壓信號及溫度信號傳給數(shù)字控制芯片5。

實施例四

當(dāng)igbt模組并聯(lián)或串聯(lián)使用時，無需事先選擇igbt模組的工作方式(單管、串聯(lián)、并聯(lián))，亦無須嚴(yán)格要求所用igbt模組均為同一廠家甚至同一批次，只需保證每個igbt模組的開通和關(guān)斷時間固定，即保證在開通和關(guān)斷過程中的各個時間段內(nèi)dv/dt和di/dt相同，就可以實現(xiàn)igbt的串聯(lián)均壓或并聯(lián)均流，從而更加智能的實現(xiàn)igbt模組的串聯(lián)均壓或并聯(lián)均流。

圖12所示為將本發(fā)明所提一種數(shù)字式的智能igbt驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)用于n個igbt模組串聯(lián)時的電路圖。在圖9中，每個igbt模組均需一個本發(fā)明所提的數(shù)字式智能igbt驅(qū)動，用以控制相應(yīng)igbt模組在固定時間開通/關(guān)斷，從而使每一個igbt模組都能以恒定的時間開通/關(guān)斷，最終實現(xiàn)串聯(lián)均壓。

實施例五

圖13所示為將本實施例所提一種數(shù)字式的智能igbt驅(qū)動應(yīng)用于n個igbt模組并聯(lián)時的電路圖。在圖13中，每個igbt模組均需一個本發(fā)明所提的數(shù)字式智能igbt驅(qū)動，用以控制相應(yīng)igbt模組在固定時間開通/關(guān)斷，從而使每一個igbt模組都能以恒定的時間開通/關(guān)斷，最終實現(xiàn)并聯(lián)均流。

因此，相比以往的數(shù)字驅(qū)動，本實施例所提一種數(shù)字式的智能igbt驅(qū)動系統(tǒng)的智能化程度更高，可靠性更高，適用性更強。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，對以上描述做出眾多變通是可能的，所以實施例僅是用來描述一個或多個特定實施方式。

盡管已經(jīng)描述和敘述了被看作本發(fā)明的示范實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會明白，可以對其作出各種改變和替換，而不會脫離本發(fā)明的精神。另外，可以做出許多修改以將特定情況適配到本發(fā)明的教義，而不會脫離在此描述的本發(fā)明中心概念。所以，本發(fā)明不受限于在此披露的特定實施例，但本發(fā)明可能還包括屬于本發(fā)明范圍的所有實施例及其等同物。