功率模块驱动系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提出一种功率模块驱动系统及控制方法。该驱动系统包括：主节点：数量为一，包括第一处理器，第二处理器；所述第一处理器被配置为产生功率驱动信号，第二处理器被配置为接收第一处理器产生的功率驱动信号，对其编码并发送；从节点单元：可与主节点进行数据通信，包括至少一个从节点，每个从节点均包括第三处理器和功率模块；第三处理器被配置为获取第二处理器编码发送的功率驱动信号，对其解码执行后，发给功率模块。该控制方法基于单光纤环网通信，改进信息传输方案实现功率模块的驱动控制，有效降低故障率，提高信息传输效率，利于高频化发展。

【技术实现步骤摘要】
功率模块驱动系统及控制方法
本专利技术属于电力电子控制领域，尤其涉及一种功率模块驱动系统及控制方法。
技术介绍
变流器是一种复杂的电力电子设备,其技术涉及电力电子技术、电子技术、控制技术、结构设计、电气设计等多学科,是一种多学科交叉产品。功率模块是变流器的核心部件,主要起到交流变直流或是直流变交流的重要作用，在变流器中承载高压电流的开关变换功能。目前变流器的功率模块的驱动多采用纯模拟电路的方式实现，功率模块接收主控系统信号，给驱动器提供控制信号；驱动器被动的接收控制信号指令并检测驱动故障、传递故障信息，以此实现功率模块的驱动控制。为提高信号控制的稳定性，现有功率模块多采用光纤通信来传输驱动和反馈信号，该通信方式尽管解决了抗干扰问题，但仍存在数据传输量低、驱动系统故障率高，信息传输中同步控制、故障检测处理等可靠性低，以及信息传输效率低的问题，不符合大数据的设备健康管理趋势。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种功率模块驱动系统及控制方法，该驱动系统及控制方法基于单光纤环网通信，改进数据通信方案实现功率模块的驱动控制，有效降低故障率，提高信息传输效率，利于高频化发展。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种功率模块驱动系统，包括主节点：数量为一，包括第一处理器，第二处理器；所述第一处理器被配置为产生功率驱动信号，第二处理器被配置为接收第一处理器产生的功率驱动信号，对其编码并发送；从节点单元：可与主节点进行数据通信，包括至少一个从节点，每个从节点均包括第三处理器和功率模块；第三处理器被配置为获取第二处理器编码发送的功率驱动信号，对其解码执行后，发给功率模块。优选地，所述第一处理器的数量与从节点数量对应，每个第一处理器对应产生一个从节点功率模块的功率驱动信号，可传递至对应从节点的功率模块。优选地，第二处理器包括中断模块，用于产生中断信号，所述第一处理器根据中断信号产生功率驱动信号，并将其发送至第二处理器。优选地，所述主节点进一步包括主节点光纤接收接口及主节点光纤发射接口；所述从节点进一步包括从节点光纤接收接口及从节点光纤发射接口；若从节点数量为一：则所述主节点光纤发射接口与从节点光纤接收接口连接，从节点光纤发射接口与主节点光纤接收接口连接；若从节点数量为多个：所述从节点单元包括首从节点、尾从节点和中间从节点，主节点光纤发射接口与首从节点光纤接收接口连接，首从节点光纤发射接口与和其相邻的中间从节点光纤接收接口连接；主节点光纤接收接口与尾从节点光纤发射接口连接，尾从节点光纤接收接口与和其相邻的中间从节点光纤发射接口连接；所述中间从节点光纤发射接口依次与相邻的中间从节点光纤接收接口连接。优选地，所述第三处理器进一步被配置为：获取与其连接的前一节点传输的功率驱动信号，提取所述第三处理器所在从节点功率模块的功率驱动信号并解码，后加入自身的反馈信息，发送至与其相邻的下一节点。优选地，所述第二处理器进一步被配置为获取第三处理器传输的数据信息，对其解码，并发送至第一处理器。本专利技术还提供了一种功率模块驱动控制方法，该方法包括：主节点第一处理器进行功率模块PWM调制算法的计算，产生功率驱动信号，发送给第二处理器；第二处理器接收功率驱动信号，对其编码并发送给从节点第三处理器；所述第三处理器接收功率驱动信号，对其解码，下发给功率模块，用于功率模块的驱动控制。优选地，所述主节点与从节点单元之间通过光纤实现数据通信；所述从节点单元内的从节点与从节点之间通过光纤实现数据通信；所述数据通信采用曼彻斯特编码，其数据帧包括主节点收发标志位、所有从节点收发信息和数据收发校验位。优选地，主节点第一处理器的数量与从节点数量对应，所述第一处理器产生功率驱动信号，发送至第二处理器，存入对应的从节点收发信息数据段中，并形成数据收发标志位，第二处理器进行编码发送。优选地，若从节点数量为多个：首从节点的第三处理器接收到第二处理器传输的功率驱动信号后，从对应的从节点收发信息数据段中提取数据解码并进行数据校验，然后将自身的反馈信息载入该从节点收发信息数据段中，更新校验位，更新后的数据帧发送至相邻中间从节点；中间从节点的第三处理器接收数据后，从对应的从节点收发信息数据段中提取数据解码并进行数据校验，然后将自身的反馈信息载入该从节点收发信息数据段中，更新校验位，更新后的数据帧发送至下一个相邻从节点；尾从节点的第三处理器接收数据后，从对应的从节点收发信息数据段中提取数据解码并进行数据校验，然后将自身的反馈信息载入该从节点收发信息数据段中，更新校验位，更新后的数据帧发送至主节点；主节点第二处理器接收数据后，分别从所有的从节点收发信息数据段中提取数据信息并解码，校验无误后，分别发送给对应的第一处理器。优选地，第二处理器产生中断信号后，第一处理器根据该中断信号产生功率驱动信号，发送给第二处理器，第二处理器接收后编码发送给第三处理器；第三处理器根据接收到的功率驱动信号产生中断信号，并更新数据帧，在未装载该中断信号前，实时更新功率驱动信号，装载该中断信号后，将功率驱动信号下发至功率模块，控制功率模块的驱动输出；第三处理器将产生的中断信号编码发送，第二处理器接收该中断信号后，从更新后的数据帧内的所有从节点收发信息数据段中提取数据并解码，分别发送给对应的第一处理器，待第一处理器接收到数据后，根据该数据进行PWM调制计算，更新功率驱动信号。与现有技术相比，本专利技术的优点和积极效果在于：1、本专利技术中的数据通信采用曼彻斯特编码，且从节点之间的数据通信采用地址自增方式，在接收到主节点第二处理器发出的功率驱动信号后，自动从对应的数据段中提取数据解码，无论从硬件方面还是软件方面，都增加了从节点接入的便捷性和智能化，同时减少了接线，在一定程度上有助于故障率的降低；2、本专利技术采用基于从节点的帧内数据段复用方式，提升了信息传输效率，有利于高频化发展。附图说明图1为本专利技术光纤通讯拓扑结构图；图2为本专利技术实施例中主、从节点处理器配置结构图；图3为本专利技术功率模块的结构示意图；图4为本专利技术驱动系统的状态机规划图；图5为本专利技术驱动系统的状态机流程图；图6为本专利技术数据帧帧结构示意图；图7为本专利技术以PWM参数为信息的信息传输框图；图8为本专利技术以PWM参数为信息的信息传输示意图。具体实施方式以下，结合附图对本专利技术的具体实施方式进行进一步的描述。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。本专利技术首先提供了一种功率模块驱动系统，该系统包括：主节点：数量为一，包括第一处理器，第二处理器；所述第一处理器被配置为产生功率驱动信号，第二处理器被配置为接收第一处理器产生的功率驱动信号，对其编码并发送；从节点单元：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.功率模块驱动系统，其特征在于：包括：/n主节点：数量为一，包括第一处理器，第二处理器；所述第一处理器被配置为产生功率驱动信号，第二处理器被配置为接收第一处理器产生的功率驱动信号，对其编码并发送；/n从节点单元：可与主节点进行数据通信，包括至少一个从节点，每个从节点均包括第三处理器和功率模块；第三处理器被配置为获取第二处理器编码发送的功率驱动信号，对其解码执行后，发给功率模块。/n

【技术特征摘要】
1.功率模块驱动系统，其特征在于：包括：
主节点：数量为一，包括第一处理器，第二处理器；所述第一处理器被配置为产生功率驱动信号，第二处理器被配置为接收第一处理器产生的功率驱动信号，对其编码并发送；
从节点单元：可与主节点进行数据通信，包括至少一个从节点，每个从节点均包括第三处理器和功率模块；第三处理器被配置为获取第二处理器编码发送的功率驱动信号，对其解码执行后，发给功率模块。


2.如权利要求1所述的功率模块驱动系统，其特征在于：所述第一处理器的数量与从节点数量对应，每个第一处理器对应产生一个从节点功率模块的功率驱动信号，可传递至对应从节点的功率模块。


3.如权利要求1所述的功率模块驱动系统，其特征在于：第二处理器包括中断模块，用于产生中断信号，所述第一处理器根据中断信号产生功率驱动信号，并将其发送至第二处理器。


4.如权利1或2所述的功率模块驱动系统，其特征在于：
所述主节点进一步包括主节点光纤接收接口及主节点光纤发射接口；
所述从节点进一步包括从节点光纤接收接口及从节点光纤发射接口；
若从节点数量为一：
则所述主节点光纤发射接口与从节点光纤接收接口连接，从节点光纤发射接口与主节点光纤接收接口连接；
若从节点数量为多个：
所述从节点单元包括首从节点、尾从节点和中间从节点，主节点光纤发射接口与首从节点光纤接收接口连接，首从节点光纤发射接口与和其相邻的中间从节点光纤接收接口连接；主节点光纤接收接口与尾从节点光纤发射接口连接，尾从节点光纤接收接口与和其相邻的中间从节点光纤发射接口连接；所述中间从节点光纤发射接口依次与相邻的中间从节点光纤接收接口连接。


5.如权利要求1所述的功率模块驱动系统，其特征在于：所述第三处理器进一步被配置为：获取与其连接的前一节点传输的功率驱动信号，提取所述第三处理器所在从节点功率模块的功率驱动信号并解码，后加入自身的反馈信息，发送至与其相邻的下一节点。


6.如权利要求5所述的功率模块驱动系统，其特征在于：所述第二处理器进一步被配置为获取第三处理器传输的数据信息，对其解码，并发送至第一处理器。


7.功率模块驱动控制方法，其特征在于，该方法包括：
主节点第一处理器进行功率模块PWM调制算法的计算，产生功率驱动信号，发送给第二处理器；第二处理器接收功率驱动信号，对其编码并发送给从节点第三处理器...

【专利技术属性】
技术研发人员：林显琦，孙伟，张新宇，
申请(专利权)人：中车青岛四方车辆研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37