一种高压大功率IGBT驱动器及其创建方法技术

本申请公开了一种高压大功率IGBT驱动器及其创建方法，包括：确定驱动主板和包括故障检测电路的有源适配板；将所述有源适配板安装在IGBT器件的控制端子上，将所述驱动主板安装在变流器模块的其他位置；其中，所述驱动主板通过接收外部电源为所述有源适配板提供隔离电源，并通过所述有源适配板进行所述IGBT器件的驱动。本申请可以充分利用高压大功率IGBT器件控制端子的安装空间，降低了IGBT驱动电路在高压隔离电气间隙和爬电距离方面的设计难度，有利于减小IGBT驱动电路的体积，提高变流器模块设计中IGBT驱动主板安装的自由度，有利于变流器模块的小型化和高功率密度设计。

A High Voltage and High Power IGBT Driver and Its Creation Method

This application discloses a high voltage and high power IGBT driver and its creation method, including: determining the driving motherboard and an active adapter board including a fault detection circuit; installing all the active adapter boards on the control terminal of the IGBT device, and installing the driving motherboard in other positions of the converter module; wherein the driving motherboard adapts all the sources by receiving an external power supply. The board provides an isolated power supply and drives the IGBT device through the active adapter board. This application can make full use of the installation space of control terminals of high-voltage and high-power IGBT devices, reduce the design difficulty of IGBT driving circuit in high-voltage isolation electrical gap and creepage distance, help to reduce the volume of IGBT driving circuit, improve the freedom of IGBT driving motherboard installation in converter module design, and facilitate the miniaturization and high power density design of converter module.

【技术实现步骤摘要】
一种高压大功率IGBT驱动器及其创建方法
本专利技术涉及IGBT器件领域，特别涉及一种高压大功率IGBT驱动器及其创建方法。
技术介绍
IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，缘栅双极晶体管)是第三代电力电子器件，它集GTR(GiantTransistor，功率晶体管)和MOSFET(Metal-OxideSemiconductorField-EffectTransistor，绝缘栅场效应管)的优点于一身，具有易于驱动、电流容量大、关断可控、开关频率高的特点，是目前发展最为迅速的新一代电力电子器件。广泛应用于工业传动、新能源与轨道交通等电力电子装置中。IGBT的驱动和保护是其应用中的关键技术。目前，高压大功率IGBT驱动器通常有两种：一种IGBT驱动电路主要包括IGBT驱动主板和IGBT适配板，IGBT适配板为无源适配板，通常包括门极钳位TVS(TransientVoltageSuppressor，瞬态二极管)和IGBT端电压钳位TVS，IGBT驱动主板包括隔离电源、故障检测电路、驱动控制电路和功率放大电路。这种方式门极钳位效率不高，对于高压IGBT二类短路的保护效果不佳。另外故障检测电路需要引入IGBT集电极，使得IGBT驱动主板需要考虑集电极和发射极的电气间隙与爬电距离，导致一般驱动板主板都比较大，不利于IGBT驱动小型化设计与变流器模块的高功率密度设计。另外一种IGBT驱动电路直接安装在IGBT器件上，由于IGBT器件控制端子安装空间有限，而且高压大功率IGBT要求的电气间隙与爬电距离较大，IGBT驱动器尺寸往往大于IGBT器件控制端子的安装空间，限制了变流器模块IGBT之间的最小间距，不利于变流器模块的小型化与高功率密度设计。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种有利于变流器模块的小型化与高功率密度设计的高压大功率IGBT驱动器及其创建方法。其具体方案如下：一种高压大功率IGBT驱动器的创建方法，包括：确定驱动主板和包括故障检测电路的有源适配板；将所述有源适配板安装在IGBT器件的控制端子上，将所述驱动主板安装在变流器模块的其他位置；其中，所述驱动主板通过接收外部电源为所述有源适配板提供隔离电源，并通过所述有源适配板进行所述IGBT器件的驱动。优选的，所述驱动主板包括电源隔离电路、信号隔离电路及驱动控制电路；所述有源适配板还包括功率放大电路。优选的，所述驱动主板包括电源隔离电路、信号隔离电路、驱动控制电路及功率放大电路。优选的，所述有源适配板还包括：IGBT过压抑制电路和/或IGBT门极过压抑制电路。优选的，所述确定驱动主板和包括故障检测电路的有源适配板的过程包括：确定一个驱动主板和多个包括故障检测电路的有源适配板；相应的，所述将所述有源适配板安装在IGBT器件的控制端子的过程包括：将多个所述有源适配板对应安装在多个IGBT器件的控制端子上，以进行多个所述IGBT器件的并联驱动。优选的，所述确定驱动主板和包括故障检测电路的有源适配板的过程包括：确定总集成板和多个包括故障检测电路的有源适配板；其中，所述总集成板由多个所述驱动主板的电路集成得到，所述有源适配板和所述驱动主板一一对应。相应的，本专利技术还公开了一种高压大功率IGBT驱动器，包括驱动主板和包括故障检测电路的有源适配板；其中，所述有源适配板安装在IGBT器件的控制端子上；其中，所述驱动主板安装在变流器模块的其他位置，用于接收外部电源为所述有源适配板提供隔离电源，并通过所述有源适配板进行所述IGBT器件的驱动。优选的，所述驱动主板包括电源隔离电路、信号隔离电路及驱动控制电路；所述有源适配板还包括功率放大电路；其中：所述电源隔离电路接收所述外部电源对所述信号隔离电路、所述驱动控制电路及所述有源适配板供电；所述信号隔离电路传输上位机与所述驱动控制电路之间的信号；所述驱动控制电路根据所述上位机的控制信号、所述故障检测电路发送的故障信号及电源状态生成驱动信号，并通过所述功率放大电路将所述驱动信号传输至所述IGBT器件，以驱动所述IGBT器件。优选的，所述驱动主板包括电源隔离电路、信号隔离电路、驱动控制电路及功率放大电路；其中：所述电源隔离电路接收所述外部电源对所述信号隔离电路、所述驱动控制电路、所述功率放大电路及所述有源适配板供电；所述信号隔离电路传输上位机与所述驱动控制电路之间的信号；所述驱动控制电路根据所述上位机的控制信号、所述故障检测电路发送的故障信号及电源状态生成驱动信号，并通过所述功率放大电路将所述驱动信号传输至所述IGBT器件，以驱动所述IGBT器件。优选的，所述有源适配板还包括：IGBT过压抑制电路和/或IGBT门极过压抑制电路。本专利技术公开了一种高压大功率IGBT驱动器的创建方法，包括：确定驱动主板和包括故障检测电路的有源适配板；将所述有源适配板安装在IGBT器件的控制端子上，将所述驱动主板安装在变流器模块的其他位置；其中，所述驱动主板通过接收外部电源为所述有源适配板提供隔离电源，并通过所述有源适配板进行所述IGBT器件的驱动。本专利技术可以充分利用高压大功率IGBT器件控制端子的安装空间，降低了IGBT驱动电路在高压隔离电气间隙和爬电距离方面的设计难度，有利于减小IGBT驱动电路的体积，提高变流器模块设计中IGBT驱动主板安装的自由度，有利于变流器模块的小型化和高功率密度设计。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为一种高压大功率IGBT驱动器的创建方法的步骤流程图；图2为一种高压大功率IGBT驱动器的结构分布图；图3为一种具体的高压大功率IGBT驱动器的结构分布图；图4为一种具体的高压大功率IGBT驱动器的结构分布图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了一种高压大功率IGBT驱动器的创建方法，参见图1所示，包括：S1：确定驱动主板和包括故障检测电路的有源适配板；S2：将所述有源适配板安装在IGBT器件的控制端子上，将所述驱动主板安装在变流器模块的其他位置；其中，所述驱动主板通过接收外部电源为所述有源适配板提供隔离电源，并通过所述有源适配板进行所述IGBT器件的驱动。其中，有关驱动主板和有源适配板中的具体电路由多个电路模块组成，一般有以下两种组合方式：一种是所述驱动主板包括电源隔离电路、信号隔离电路及驱动控制电路；所述有源适配板包括故障检测电路和功率放大电路；另一种是所述驱动主板包括电源隔离电路、信号隔离电路、驱动控制电路及功率放大电路，所述有源适配板只包括故障检测电路。当然，还可以有其他的电路模块安排方式。进一步的，所述有源适配板还可以包括：IGBT过压抑制电路和/或IGBT门极过压抑制电路。这两个电路模块能够保证本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压大功率IGBT驱动器的创建方法，其特征在于，包括：确定驱动主板和包括故障检测电路的有源适配板；将所述有源适配板安装在IGBT器件的控制端子上，将所述驱动主板安装在变流器模块的其他位置；其中，所述驱动主板通过接收外部电源为所述有源适配板提供隔离电源，并通过所述有源适配板进行所述IGBT器件的驱动。

【技术特征摘要】
1.一种高压大功率IGBT驱动器的创建方法，其特征在于，包括：确定驱动主板和包括故障检测电路的有源适配板；将所述有源适配板安装在IGBT器件的控制端子上，将所述驱动主板安装在变流器模块的其他位置；其中，所述驱动主板通过接收外部电源为所述有源适配板提供隔离电源，并通过所述有源适配板进行所述IGBT器件的驱动。2.根据权利要求1所述创建方法，其特征在于，所述驱动主板包括电源隔离电路、信号隔离电路及驱动控制电路；所述有源适配板还包括功率放大电路。3.根据权利要求1所述创建方法，其特征在于，所述驱动主板包括电源隔离电路、信号隔离电路、驱动控制电路及功率放大电路。4.根据权利要求3所述创建方法，其特征在于，所述有源适配板还包括：IGBT过压抑制电路和/或IGBT门极过压抑制电路。5.根据权利要求1至4任一项所述创建方法，其特征在于，所述确定驱动主板和包括故障检测电路的有源适配板的过程包括：确定一个驱动主板和多个包括故障检测电路的有源适配板；相应的，所述将所述有源适配板安装在IGBT器件的控制端子的过程包括：将多个所述有源适配板对应安装在多个IGBT器件的控制端子上，以进行多个所述IGBT器件的并联驱动。6.根据权利要求1至4任一项所述创建方法，其特征在于，所述确定驱动主板和包括故障检测电路的有源适配板的过程包括：确定总集成板和多个包括故障检测电路的有源适配板；其中，所述总集成板由多个所述驱动主板的电路集成得到，所述有源适配板和所述驱动主板一一对应。7.一种高压大功率IGBT驱动器，其特征在于，包括驱动主板和包...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢舜蒙，李彦涌，朱武，魏海山，欧阳柳，杨涛，杨乐乐，马龙昌，唐威，田伟，
申请(专利权)人：中车株洲电力机车研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43