电力电子功率模块的驱动控制系统及其取能电源技术方案

本发明专利技术提供一种电力电子功率模块的驱动控制系统及其取能电源，所述取能电源包括开关电源和母线电压采样装置，开关电源用于从母线获取第一电压信号，将获取的第一电压信号转换为第二电压信号，并且将所述第二电压信号输出给所述电力电子功率模块的驱动装置和所述母线电压采样装置；所述母线电压采样装置用于采集所述母线的电压信号，将采集的电压信号转换为方波信号，并将所述方波信号传输给所述驱动装置。根据本发明专利技术的实施例的电力电子功率模块的驱动控制系统及其取能电源，可减少电路板占用的空间，以及节省母线到母线电压采样板的配线，并且将采集的电压信号转换为方波信号，温漂小，采样精度较高，性价比高。

【技术实现步骤摘要】
电力电子功率模块的驱动控制系统及其取能电源
本专利技术涉及电力电子
更具体地讲，涉及一种电力电子功率模块的驱动控制系统及其取能电源。
技术介绍
现有技术中，对于大功率电力电子模块，如静止无功发生器(StaticVarGenerator，SVG)、风电变流器、模块化多电平变换器(ModularMultilevelConverter，MMC)等，其功率模块的主要包括由绝缘栅双极晶体管(InsulatedGateBipolarTransistor，IGBT)组成的半桥、两相全桥或三相全桥，并配有母线支撑电容。功率模块的控制系统包括：开关电源、电压采样板、驱动装置及主控制器。开关电源从功率模块的母线上取电，将高压电转换成低压电给驱动装置供电，驱动装置负责接收主控制器的命令，给功率模块发送控制命令，同时将模块信息上传给主控制器。电压采样板对母线电压进行采样，并将采样信号传送给驱动控制板。目前电压采样板从母线引入配线用于电压采样，直接将电压采样结果输出给驱动装置，采集精度不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种包括电压采样功能的电力电子功率模块的驱动控制系统及其取能电源，以提高采样精度。本专利技术提供一种电力电子功率模块的取能电源，所述取能电源包括开关电源和母线电压采样装置，其中，所述开关电源，用于从母线获取第一电压信号，将获取的第一电压信号转换为第二电压信号，并且将所述第二电压信号输出给所述电力电子功率模块的驱动装置和所述母线电压采样装置，所述第一电压信号的值大于第二电压信号的值；所述母线电压采样装置，用于采集所述母线的电压信号，将采集的电压信号转换为方波信号，并将所述方波信号传输给所述驱动装置，所述方波信号用于所述驱动装置确定所述母线的电压值。可选地，所述母线电压采样装置包括压频转换电路。可选地，所述母线电压采样装置还包括光电转换器，所述光电转换器将所述压频转换器输出的所述方波信号由电信号转换为光信号，并将所述光信号输出到所述驱动装置。可选地，所述开关电源和所述母线电压采样装置集成设置在同一块电路板上。可选地，还包括外部输入端，所述外部输入端与所述母线连接，所述开关电源以及所述母线电压采样装置通过所述外部输入端与所述母线连接。可选地，所述第二电压信号包括第三电压信号和第四电压信号，所述第三电压信号用于为所述驱动装置供电，所述第四电压信号用于为所述母线电压采样装置供电，所述第三电压信号的值大于所述第四电压信号的值。可选地，所述开关电源包括DC/DC转换器，并且所述开关电源从母线获取的第一电压信号是直流电；或者，所述开关电源包括AC/DC转换器，并且所述开关电源从母线获取的第一电压信号是交流电。本专利技术的另一方面提供一种电力电子功率模块的驱动装置，所述驱动装置与上述的取能电源连接，所述驱动装置包括：电源单元，用于接收所述取能电源中开关电源输出的所述第二电压信号；信号输入单元，用于接收所述取能电源中母线电压采样装置输出的方波信号；处理单元，用于根据所述信号输入单元接收的方波信号的频率计算所述母线的电压值。本专利技术的另一方面提供一种电力电子功率模块的驱动控制系统，该驱动控制系统包括如上所述的取能电源以及如上所述的驱动装置，所述取能电源与所述驱动装置连接。本专利技术的另一方面提供一种变流器功率模块的驱动控制系统，所述驱动控制系统包括如上所述的取能电源以及如上所述的驱动装置，所述取能电源与所述变流器功率模块的直流母线及所述驱动装置连接，所述驱动装置与所述变流器功率模块连接。根据本专利技术的实施例的电力电子功率模块的驱动控制系统及其取能电源可减少电路板占用的空间，以及节省母线到母线电压采样板的配线，并且将采集的电压信号转换为方波信号，温漂小，采样精度较高，性价比高。将在接下来的描述中部分阐述本专利技术另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本专利技术的实施而得知。附图说明通过下面结合附图进行的详细描述，其中：图1是示出根据本专利技术的实施例的电力电子功率模块的驱动控制系统的结构框图；图2是示出根据本专利技术的实施例的取能电源的结构框图。具体实施方式下面参照附图详细描述本专利技术的实施例。图1是示出根据本专利技术的实施例的电力电子功率模块的驱动控制系统的结构框图。根据本专利技术的实施例的电力电子功率模块可以是各种大功率电力电子器件(例如SVG、变流器、MMC等)的功率模块。根据本专利技术的实施例的电力电子功率模块的驱动控制系统可包括取能电源20和驱动装置30。取能电源20与所述驱动装置连接30连接。驱动装置30与电力电子功率模块(即IGBT模块10)连接。在上述电力电子功率模块是变流器功率模块的情况下，变流器功率模块的驱动控制系统包括取能电源10和驱动装置30，取能电源20与变流器功率模块的直流母线及驱动装置30连接，驱动装置30与变流器功率模块(即IGBT模块10)连接。具体说来，取能电源20包括开关电源21和母线电压采样装置22。开关电源21用于从IGBT模块10后端的母线获取第一电压信号，将获取的第一电压信号转换为第二电压信号，并且将第二电压信号输出给驱动装置30和母线电压采样装置22，以给驱动装置30和母线电压采样装置22提供电源。具体说来，开关电源21的输入端与母线连接从而从母线获取第一电压信号。开关电源21的多个输出端分别与驱动装置30的电源输入端以及母线电压采样装置22的电源输入端连接，从而向驱动装置30和母线电压采样装置22供电。此外，由于驱动装置30和母线电压采样装置22的供电电压可能不同，因此，所述第二电压信号包括第三电压信号和第四电压信号，所述第三电压信号用于为所述驱动装置供电，所述第四电压信号用于为所述母线电压采样装置供电，所述第三电压信号的值大于所述第四电压信号的值。也就是说，在驱动装置30和母线电压采样装置22的供电电压不同的情况下，开关电源21将获取的第一电压信号转换为电压不同的第三电压信号和第四电压信号，以向供电电压不同的驱动装置30和母线电压采样装置22供电。母线电压采样装置22采集母线的电压信号，将采集的电压信号转换为方波信号，并将方波信号传输给驱动装置30，所述方波信号用于驱动装置30确定母线的电压值，从而驱动装置30可根据母线的电压值驱动IGBT模块10。由于方波信号的频率与母线的电压值成正比，驱动装置30可通过测量方波信号的频率，来确定母线的电压值。具体说来，由于开关电源21的输入端与母线进行了连接，因此，母线电压采样装置22的输入端可通过与母线连接的开关电源21的输入端连接来采集母线的电压信号。此外，取能电源20还可设置连接到母线的外部输入端，开关电源21以及母线电压采样装置22可通过外部输入端来与母线连接。也就是说，开关电源21的输入端以及母线电压采样装置22的输入端与取能电源20的外部输入端。这样，母线电压采样装置22可通过与开关电源21的输入端或取能电源20的外部输入端连接来获取母线的电压信号，省去了母线到母线电压采样装置22的配线，简化了系统配线。母线电压采样装置22通过信号输出端将方波信号传输至驱动装置30，从而驱动装置30根据方波信号确定母线的电压值。由于开关电源21和母线电压采样装置22被设置在取能电源20中，开关电源21和母线电压采样装置22可被集成在同一块电路板上，与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力电子功率模块的取能电源，其特征在于，包括开关电源和母线电压采样装置，其中，所述开关电源，用于从母线获取第一电压信号，将获取的第一电压信号转换为第二电压信号，并且将所述第二电压信号输出给所述电力电子功率模块的驱动装置和所述母线电压采样装置，所述第一电压信号的值大于第二电压信号的值；所述母线电压采样装置，用于采集所述母线的电压信号，将采集的电压信号转换为方波信号，并将所述方波信号传输给所述驱动装置，所述方波信号用于所述驱动装置确定所述母线的电压值。

【技术特征摘要】
1.一种电力电子功率模块的取能电源，其特征在于，包括开关电源和母线电压采样装置，其中，所述开关电源，用于从母线获取第一电压信号，将获取的第一电压信号转换为第二电压信号，并且将所述第二电压信号输出给所述电力电子功率模块的驱动装置和所述母线电压采样装置，所述第一电压信号的值大于第二电压信号的值；所述母线电压采样装置，用于采集所述母线的电压信号，将采集的电压信号转换为方波信号，并将所述方波信号传输给所述驱动装置，所述方波信号用于所述驱动装置确定所述母线的电压值。2.根据权利要求1所述的取能电源，其特征在于，所述母线电压采样装置包括压频转换电路。3.根据权利要求2所述的取能电源，其特征在于，所述母线电压采样装置还包括光电转换器，所述光电转换器将所述压频转换器输出的所述方波信号由电信号转换为光信号，并将所述光信号输出到所述驱动装置。4.根据权利要求1-3中任一项所述的取能电源，其特征在于，所述开关电源和所述母线电压采样装置集成设置在同一块电路板上。5.根据权利要求4所述的取能电源，其特征在于，还包括外部输入端，所述外部输入端与所述母线连接，所述开关电源以及所述母线电压采样装置通过所述外部输入端与所述母线连接。6.根据权利要求5所述的取能电源，其特征在于，所述第二电压信号包括第三电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟昭鹤，张群，高绪华，王国梁，马永述，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11