一种双控门极驱动装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种双控门极驱动装置，包括：初级低压侧接插件与电源单元和上位机连接；隔离变压器的初级端与初级低压侧接插件连接，隔离变压器的次级端与第一驱动逻辑板、第二驱动逻辑板连接；第一驱动逻辑板进一步与第一次级高压侧接插件和连接，第一次级高压侧接插件连接至第一IGBT单元的控制端，第二驱动逻辑板进一步与第二次级高压侧接插件和连接，第二次级高压侧接插件连接至第二IGBT单元的控制端，以在高压直流信号的供电下，根据PWM信号驱动控制第二IGBT单元。本实用新型专利技术配置有两块独立的驱动逻辑板，独立设置便于模块化分割，便于后期的维护及固件升级。

【技术实现步骤摘要】
一种双控门极驱动装置
本技术涉及轨道交通牵引控制
，特别涉及一种双控门极驱动装置。
技术介绍
门极驱动单元模块GDU(GateDriveUnit)，是轨道交通列车牵引变流器及辅助逆变器中的核心部件之一，是用于驱动控制IGBT晶体管有效及高频通断的可编程电子设备。在过去的10年里，国内外动车、地铁等车辆的牵引控制系统中所使用的几家主流的品牌，有BOMBARDIER、SIEMENS、ALSTOM等。此类公司的产品凭借其成熟的技术，稳定的性能及在业内深远的影响占据了主要市场。该部件长期以来基本都依赖进口，采购周期长，成本高，技术上也受制于国外供应商。由于技术的垄断，最终客户急切希望找到国产的可替代产品，降低车辆的维护成本及故障处理的速度。现在用的很多车辆都是10年前或者更久前的进口产品，早就已经过保甚至很多核心部件皆已停产，原厂家已不对用户负责，这就使得最终客户的所处地位更为尴尬，急需有相关经验的专业团队来解决这些问题。
技术实现思路
本技术的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。为此，本技术的目的在于提出一种双控门极驱动装置。为了实现上述目的，本技术的实施例提供一种双控门极驱动装置，包括：初级低压侧接插件、第一次级高压侧接插件、第二次级高压侧接插件、电源单元、隔离变压器、第一驱动逻辑板、第二驱动逻辑板，其中，所述初级低压侧接插件与所述电源单元和上位机连接，以接收来自所述电源单元的低压直流信号，以及接收来自所述上位机的PWM信号；所述隔离变压器的初级端与所述初级低压侧接插件连接，所述隔离变压器的次级端与所述第一驱动逻辑板、第二驱动逻辑板连接，以其较高的绝缘耐压特性隔离转换为所述第一驱动逻辑板、第二驱动逻辑板所需电位；所述第一驱动逻辑板进一步与所述第一次级高压侧接插件和连接，所述第一次级高压侧接插件连接至第一IGBT单元的控制端，以在所述高压直流信号的供电下，根据PWM信号驱动控制所述第一IGBT单元；所述第二驱动逻辑板进一步与所述第二次级高压侧接插件和连接，所述第二次级高压侧接插件连接至第二IGBT单元的控制端，以在所述高压直流信号的供电下，根据PWM信号驱动控制所述第二IGBT单元。进一步，所述电源单元输出15V直流电。进一步，所述双控门极驱动装置可处理的有效驱动PWM信号的频率为0.1～2KHz。进一步，所述隔离变压器有效隔离次级侧可引入的为750V高压直流信号。进一步，所述初级低压侧接插件包括：直流电源供电正极直流电源供电负极端、故障反馈信号端、A通道PWM信号正极输入端、A通道PWM信号负极输入端、B通道PWM信号正极输入端和B通道PWM信号负极输入端。进一步，所述第一次级高压侧接插件和第二次级高压侧接插件均包括：Emitter端和Gate端，所述Emitter端与相应的IGBT单元的发射极控制端连接，所述Gate端与相应的IGBT单元的门极控制端连接。根据本技术实施例的双控门极驱动装置，具有以下有益效果：(1)在设计过程中确保功能完全替代的情况以最新进口贴片元器件代替原插装方案，并增加故障指示功能，便于使用及维护；外部结构及端口连接方式完全兼容原装接口，可直接安装牵引模块对应位置替代使用。(2)在功能上实现了可直接1:1替换原装进口产品应用于实际车辆；在技术上突破了进口封锁，以独有的技术方案打破原装定制(隔离变压器、驱动延时控制等)局限；在应用场合及潜力上实现替代的基础上脱离了原一对一应用模式，在不改变硬件结构的基础上通过改变硬件配置以使用多厂家型号的IGBT，打破其专用型的限制做到通用性设计，做到了硬件兼容且极限冗余，为以后的维修、升级改造等做技术储备。(3)作为列车控制核心部件，长期以来基本都依赖进口，采购周期长，成本高，技术上也受制于国外供应商，由于技术的垄断，给最终客户带来很多不便。并且该型号原装产品即将面临停产，提前技术储备避免更大的受限，想客户所未想，力求帮客户解决问题是为研发的初衷。(4)本技术可以直接以国产化替代方案为客户提供经济及技术的方便，降低车辆的维护成本及提高故障处理效率。通过研究亦可以对进口故障件进行维修复原，脱离国外的技术限制。另外在成功应用的基础上可以为后续整个牵引国产化替代打下技术基础，在研究的过程中可积累经验为后续可能出现的故障进行优化、改造。本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本技术实施例的双控门极驱动装置的结构图；图2为根据本技术实施例的双控门极驱动装置的示意图；图3为根据本技术实施例的双控门极驱动装置的工艺流程图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。本技术提供一种双控门极驱动装置，主要功能是对IGBT门极的驱动控制及对IGBT各项电性能监控，由其功能命名为门极驱动单元(GDU：gatedriveunit)。本技术的双控门极驱动装置可以适用于以下型号的IGBT单元：FZ1200R17KF6CB2(三相)和FZ800R33KF2C。本技术将同时适用原装IGBT和最新Infineon的IGBT，出厂配置对应型号分别为FZ1200R17HP4(三相)和FZ800R33KF2C。本技术可以适用于列车控制核心部件。如图1-2所示，本技术实施例的双控门极驱动装置，包括：初级低压侧接插件1、第一次级高压侧接插件6、第二次级高压侧接插件7、电源单元2、隔离变压器3、第一驱动逻辑板4、第二驱动逻辑板5。本技术采用双控GDU，通过第一驱动逻辑板4、第二驱动逻辑板5分别控制驱动两个IGBT单元。具体的，初级低压侧接插件1与电源单元2和上位机10连接，以接收来自电源单元2的低压直流信号，以及接收来自上位机10的PWM信号。在本技术的一个实施例中，电源单元2输出15V直流电。初级低压侧接插件1为本技术的双控门极驱动装置供电及数据交互端，控制电源DC15V对GDU直接供电。由上位机10下发驱动控制的PWM信号到该端口经过双控门极驱动装置的驱动控制控制电路实施对IGBT的实时驱动控制。另外双控门极驱动装置配置的状态监视及保护电路实施的对IGBT单元及双控门极驱动装置本身监测，并通过该端口实时向上级反馈状态，故障时反馈故障信号。序号名称说明1+15V15V直流电源供电正极20V15V直流电源供电负极3OK故障反馈信号4+15V15V直流电源供电正极50V15V直流电源供电负极6本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双控门极驱动装置，其特征在于，包括：初级低压侧接插件、第一次级高压侧接插件、第二次级高压侧接插件、电源单元、隔离变压器、第一驱动逻辑板、第二驱动逻辑板，其中，所述初级低压侧接插件与所述电源单元和上位机连接，以接收来自所述电源单元的低压直流信号，以及接收来自所述上位机的PWM信号；所述隔离变压器的初级端与所述初级低压侧接插件连接，所述隔离变压器的次级端与所述第一驱动逻辑板、第二驱动逻辑板连接，以其较高的绝缘耐压特性隔离转换为至所述第一驱动逻辑板、第二驱动逻辑板所需电位；所述第一驱动逻辑板进一步与所述第一次级高压侧接插件和连接，所述第一次级高压侧接插件连接至第一IGBT单元的控制端，以在高压直流信号的供电下，根据PWM信号驱动控制所述第一IGBT单元；所述第二驱动逻辑板进一步与所述第二次级高压侧接插件和连接，所述第二次级高压侧接插件连接至第二IGBT单元的控制端，以在所述高压直流信号的供电下，根据PWM信号驱动控制所述第二IGBT单元。

【技术特征摘要】
1.一种双控门极驱动装置，其特征在于，包括：初级低压侧接插件、第一次级高压侧接插件、第二次级高压侧接插件、电源单元、隔离变压器、第一驱动逻辑板、第二驱动逻辑板，其中，所述初级低压侧接插件与所述电源单元和上位机连接，以接收来自所述电源单元的低压直流信号，以及接收来自所述上位机的PWM信号；所述隔离变压器的初级端与所述初级低压侧接插件连接，所述隔离变压器的次级端与所述第一驱动逻辑板、第二驱动逻辑板连接，以其较高的绝缘耐压特性隔离转换为至所述第一驱动逻辑板、第二驱动逻辑板所需电位；所述第一驱动逻辑板进一步与所述第一次级高压侧接插件和连接，所述第一次级高压侧接插件连接至第一IGBT单元的控制端，以在高压直流信号的供电下，根据PWM信号驱动控制所述第一IGBT单元；所述第二驱动逻辑板进一步与所述第二次级高压侧接插件和连接，所述第二次级高压侧接插件连接至第二IGBT单元的控制端，以在所述高压直流信号的供电下，根据PWM信号驱动控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕正文，曹双喜，李娜，
申请(专利权)人：江苏广义牵引技术研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32