驱动信号检测装置、方法和变流器控制器制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种驱动信号检测装置、方法和变流器控制器。该装置包括：逻辑控制模块，将针对并联连接的多个压控型半导体器件的开关控制信号转化为多个触发动作信号；每一栅极驱动模块，将一个触发动作信号转化为栅极驱动信号，将栅极驱动信号输送至对应的压控型半导体器件的栅极驱动模块；每一信号检测模块，检测连接的压控型半导体器件的栅极电压值，根据栅极电压值是否满足预设的栅极开通条件，输出对应的栅极反馈信号；逻辑控制模块比对栅极反馈信号和开关控制信号，确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障。根据本发明专利技术实施例提供的装置，可以在并联的多个压控型半导体器件中，快速定位出现信号故障的压控型半导体器件。体器件。体器件。

【技术实现步骤摘要】
驱动信号检测装置、方法和变流器控制器


[0001]本专利技术涉及电路安全
，尤其涉及一种驱动信号检测装置、方法和变流器控制器。

技术介绍

[0002]压控型半导体器件是风电变流器实现电能转换的核心器件，其可靠运行决定了整个变流器系统的运行稳定性。目前的大功率低压变流器系统，通常采用压控型半导体器件并联的方式实现功率提升。
[0003]为保障电路单元，可以利用压控型半导体器件的退保和特征，通过对压控型半导体器件进行退保和监测的方法，实现压控型半导体器件开关动作的监测，判断压控型半导体器件是否正常开通或关闭。
[0004]但是，退保和监测的方法只能应用于单个压控型半导体器件的开关动作的监测，当变流器系统中存在并联的压控型半导体器件时，退保和监测的方法无法监测到每个压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障，从而影响变流器系统的安全运行。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种驱动信号检测装置、方法和变流器控制器，可以监测并联的压控型半导体器件中每个压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障，快速定位发生栅极脉冲丢失故障的压控型半导体器件，保障变流器系统的安全运行。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种驱动信号检测装置，包括：
[0007]逻辑控制模块，用于将接收的针对多个压控型半导体器件的开关控制信号，转化为多个触发动作信号，多个压控型半导体器件之间为并联连接；
[0008]多个栅极驱动模块的输入端与逻辑控制模块连接，多个栅极驱动模块的输出端分别一一对应连接多个压控型半导体器件的栅极，每一栅极驱动模块用于将接收的触发动作信号转化为栅极驱动信号，并将栅极驱动信号输送至对应的压控型半导体器件的栅极；
[0009]多个信号检测模块的输入端分别一一对应连接多个压控型半导体器件的栅极，多个信号检测模块的输出端连接逻辑控制模块，每一信号检测模块用于检测对应连接的压控型半导体器件的栅极电压值，并根据栅极电压值是否满足预设的栅极开通条件，输出对应的栅极反馈信号；
[0010]逻辑控制模块，还用于比对各栅极驱动模块发送的栅极反馈信号和开关控制信号，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障。
[0011]第二方面，本专利技术实施例提供一种驱动信号检测方法，用于检测多个并联连接的压控型半导体器件的栅极驱动信号是否异常；该驱动信号检测方法包括：
[0012]接收针对多个压控型半导体器件的开关控制信号，并将开关控制信号转化为多个触发动作信号，多个触发动作信号用于一一对应转换为多个压控型半导体器件的栅极驱动信号；
[0013]接收多个压控型半导体器件的栅极反馈信号，每一压控型半导体器件的栅极反馈信号根据对应压控型半导体器件的栅极电压值与预设的栅极开通条件生成；
[0014]比对多个压控型半导体器件的栅极反馈信号和开关控制信号，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障。
[0015]根据本专利技术实施例中的驱动信号检测装置、方法和变流器控制器，通过比对各栅极驱动模块发送的栅极反馈信号和所述开关控制信号，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障，从而快速检测出并联IGBT驱动信号丢失的情况，精准定位故障，减少故障排查时间，保障变流器系统的安全运行。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1示出根据本专利技术实施例中通用的IGBT栅极驱动电路中变压器副边部分的电路框架示意图；
[0018]图2示出根据本专利技术一个实施例的驱动信号检测装置的结构示意图；
[0019]图3示出根据本专利技术另一实施例的驱动信号检测装置的结构示意图；
[0020]图4示出根据本专利技术示例性实施例的驱动信号监测装置的电路结构示意图；
[0021]图5示出根据本专利技术实施例的驱动信号检测方法的流程示意图；
[0022]图6是示出能够实现根据本专利技术实施例的驱动信号检测方法和装置的计算设备的示例性硬件架构的结构图。
具体实施方式
[0023]下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本专利技术，并不被配置为限定本专利技术。对于本领域技术人员来说，本专利技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本专利技术的示例来提供对本专利技术更好的理解。
[0024]需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0025]在本专利技术实施例中，压控型半导体器件例如可以是绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)或金氧半场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET)，实际应用时不做具体限定。在本说明书下述实施例的描述中，以压控型半导体器件是IGBT为例，说明本专利技术实施例中的驱动信
号检测装置，压控型半导体器件是MOSFET时对应的驱动信号检测装置，与压控型半导体器件是IGBT时对应的驱动信号检测装置，具有相同的结构。
[0026]图1示出了根据本专利技术实施例中通用的IGBT栅极驱动电路中变压器副边部分的电路框架示意图。如图1所示，栅极驱动变压器副边部分电路可以包括：IGBT栅极驱动电路U1、IGBT退保和监测电路U2、以及逻辑控制电路U3。
[0027]如图1所示，逻辑控制电路U3可以将接收的IGBT开通信号IGBT on_signal转化为触发动作信号IGBT_ctrl。
[0028]IGBT栅极驱动电路U1位于逻辑控制电路U3与IGBT的栅极之间，可以用于对触发动作信号IGBT_ctrl进行信号放大处理，得到栅极驱动信号IGBT_G，从而利用栅极驱动信号IGBT_G为IGBT栅极提供开通电流。
[0029]IGBT退保和监测电路U2，用于利用IGBT的退保和特性，监测IGBT集电极的电压信号IGBT_C，输出IGBT集电极的电压Vce_sat。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种驱动信号检测装置，其特征在于，所述驱动信号检测装置包括：逻辑控制模块、多个栅极驱动模块和多个信号检测模块；其中，逻辑控制模块，用于将接收的针对多个压控型半导体器件的开关控制信号，转化为多个触发动作信号，所述多个压控型半导体器件之间为并联连接；所述多个栅极驱动模块的输入端与逻辑控制模块连接，所述多个栅极驱动模块的输出端分别一一对应连接所述多个压控型半导体器件的栅极，每一栅极驱动模块用于将接收的触发动作信号转化为栅极驱动信号，并将所述栅极驱动信号输送至对应的压控型半导体器件的栅极；所述多个信号检测模块的输入端分别一一对应连接所述多个压控型半导体器件的栅极，所述多个信号检测模块的输出端连接所述逻辑控制模块，每一信号检测模块用于检测对应连接的压控型半导体器件的栅极电压值，并根据所述栅极电压值是否满足预设的栅极开通条件，输出对应的栅极反馈信号；所述逻辑控制模块，还用于比对各栅极驱动模块发送的栅极反馈信号和所述开关控制信号，根据比对结果确定对应的压控型半导体器件是否发生栅极脉冲丢失故障。2.根据权利要求1所述的驱动信号检测装置，其特征在于，所述信号检测模块包括：依次连接在所述压控型半导体器件的栅极与所述逻辑控制模块之间的开关单元和电压转换单元；其中，所述开关单元，用于在所述检测到的栅极电压值大于预设电压阈值时导通；所述电压转换单元，用于在所述开关单元导通时，将所述栅极电压值转化为预设的导通状态值。3.根据权利要求2所述的驱动信号检测装置，其特征在于，所述开关单元包括瞬态抑制二极管；所述瞬态抑制二极管的负极连接于所述栅极驱动模块的输出端，所述瞬态抑制二极管的正极连接于所述电压转换单元的第一端；所述电压转换单元的第二端连接于所述逻辑控制模块，所述电压转换单元的第三端连接于负电压供电端。4.根据权利要求3所述的驱动信号检测装置，其特征在于，所述电压转换单元包括：第一电阻、三极管、第二电阻和第三电阻；所述第一电阻的一端连接于所述瞬态抑制二极管的正极，所述第一电阻的另一端连接于所述三极管的基极；所述三极管的发射极连接于负电压供电端，所述三极管的集电极连接于所述第二电阻的第一端和所述第三电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接于正电压供电端，以及所述第三电阻的第二端连接于所述逻辑控制模块。5.根据权利要求1所述的驱动信号检测装置，其特征在于，所述逻辑控制模块，具体还用于如果所述开关控制信号为用于指示开通所述多个压控型半导体器件的信号，且所述压控型半导体器件的栅极反馈信号表征对应的压控型半导体器件未导通，则确定所述对应的栅极驱动模块发生栅极脉冲丢失故障；以及如果所述开关控制信号为用于指示关闭所述多个压控型半导体器件的信号，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王猛，高保峰，高绪华，
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：