一种串联功率模块制造技术

一种串联功率模块，包括第一功率单元、第二功率单元、供电单元、第一采样单元、第二采样单元、第一驱动保护电路、第二驱动保护电路、处理单元。相较于简单地将两个功率单元整合为一个功率单元，本实用新型专利技术实施例的串联功率模块将控制模块所需要的内部功能集成起来，实现了电路模块的自取电、自供电，对功率单元工作状态的监测和对功率单元中IGBT元件的驱动与保护。通过将两个采样单元、两个驱动保护电路共用一个处理单元，进一步到达了串联功率模块设计简化的效果，缩小了串联功率模块的装置体积，使得装置具有较好的经济性。使得装置具有较好的经济性。使得装置具有较好的经济性。

【技术实现步骤摘要】
一种串联功率模块


[0001]本技术涉及供配电领域，特别涉及一种串联功率模块。

技术介绍

[0002]级联多电平拓扑广泛的应用在中高压电网领域，例如无功补偿、变频器、直流配电网等电力、轨道交通以及新能源领域。为了简化设计，减小体积，往往需要把两个相同的功率单元串联并封装到一起。这种设计的优点在于：使装置的集成度高，功率单元结构紧凑，便于产品成套设计，减小产品成套体积。以往的串联功率模块只是简单的把两个完全相同的功率单元封装到一个外壳内，这种设计虽然满足使用要求，但其内部功能模块设计复杂，仍存在一定的改进空间。

技术实现思路

[0003]本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种串联功率模块，解决了现有串联功率模块内部功能模块设计复杂的问题。
[0004]根据本技术实施例的串联功率模块，包括：
[0005]串联的第一功率单元和第二功率单元；
[0006]供电单元，其输入端与所述第一功率单元中的直流电容和/或所述第二功率单元中的直流电容连接；
[0007]第一采样单元，至少用于获取所述第一功率单元的温度数据、电压数据；
[0008]第二采样单元，至少用于获取所述第二功率单元的温度数据、电压数据；
[0009]第一驱动保护电路，用于调整所述第一功率单元中的IGBT元件的工作状态；
[0010]第二驱动保护电路，用于调整所述第二功率单元中的IGBT元件的工作状态；
[0011]处理单元，分别与所述第一采样单元、所述第二采样单元、所述第一驱动保护电路、所述第二驱动保护电路连接。
[0012]根据本技术实施例的串联功率模块，至少具有如下有益效果：供电单元可以从第一功率单元与第二功率单元中的直流电容中直接获取电能，从而为功率单元以外的其他电路供电，因此串联功率模块无需其他外部电源；通过第一采样单元、第二采样单元分别采集第一功率单元、第二功率单元在工作时的温度数据、电压数据，可以起到实时监测两个功率单元工作状态的作用；通过第一驱动保护电路、第二驱动保护电路分别驱动两个功率单元中的IGBT元件工作，并反馈两个功率单元中IGBT元件的故障信息至处理单元，可以起到驱动、保护IGBT元件的作用。相较于简单地将两个功率单元整合为一个功率单元，本技术实施例的串联功率模块将控制模块所需要的内部功能集成起来，实现了电路模块的自取电、自供电，对功率单元工作状态的监测和对功率单元中IGBT元件的驱动与保护。通过将两个采样单元、两个驱动保护电路共用一个处理单元，进一步到达了串联功率模块设计简化的效果，缩小了串联功率模块的装置体积，使得装置具有较好的经济性。
[0013]根据本技术实施例的串联功率模块，所述供电单元包括：
[0014]取能单元，其输入端与所述第一功率单元中的直流电容和/或所述第二功率单元中的直流电容连接，输出端分别与所述第一驱动保护电路、所述第二驱动保护电路连接；
[0015]开关电源电路，其输入端与所述取能单元的输出端连接，输出端与所述处理单元连接。
[0016]根据本技术实施例的串联功率模块，所述取能单元包括：
[0017]第一取能电路，其输入端与所述第一功率单元中的直流电容连接，输出端分别与所述第一驱动保护电路、所述开关电源电路连接；
[0018]第二取能电路，其输入端与所述第二功率单元中的直流电容连接，输出端分别与所述第二驱动保护电路、所述开关电源电路连接。
[0019]根据本技术实施例的串联功率模块，所述第一取能电路、所述第二取能电路、所述第一驱动保护电路、所述第二驱动保护电路皆为隔离电路。
[0020]根据本技术实施例的串联功率模块，所述取能单元包括第三取能电路，所述第三取能电路的输入端与所述第一功率单元中的直流电容连接，所述第三取能电路的输出端分别与所述第一驱动保护电路、所述第二驱动保护电路、所述开关电源电路连接。
[0021]根据本技术实施例的串联功率模块，所述第一采样单元包括：
[0022]第一温度采样单元，与所述处理单元连接，用于获取所述第一功率单元的温度数据；
[0023]第一电压采样单元，与所述处理单元连接，用于获取所述第一功率单元的电压数据。
[0024]根据本技术实施例的串联功率模块，所述第二采样电路包括：
[0025]第二温度采样单元，与所述处理单元连接，用于获取所述第二功率单元的温度数据；
[0026]第二电压采样单元，与所述处理单元连接，用于获取所述第二功率单元的电压数据。
[0027]根据本技术实施例的串联功率模块，所述处理单元包括：
[0028]模数转换电路，其输入端分别与所述第一采样单元、所述第二采样单元连接；
[0029]控制电路，其输入端与所述模数转换电路的输出端连接，输出端分别与所述第一驱动保护电路、所述第二驱动保护电路连接。
[0030]根据本技术实施例的串联功率模块，还包括与所述处理单元连接的光纤收发单元。
[0031]本技术的附加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
[0032]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：
[0033]图1是本技术实施例提出的一种串联功率模块的电信号传输框图；
[0034]图2是本技术实施例提出的另一种串联功率模块的电信号传输框图；
[0035]图3是本技术实施例的串联功率模块的整体连接示意图。
[0036]附图标记：
[0037]第一功率单元100、第一温度传感器110、第一H桥电路中的四个IGBT元件120、第一H桥电路中的直流电容130、
[0038]第二功率单元200、第二温度传感器210、第二H桥电路中的四个IGBT元件220、第二H桥电路中的直流电容230、
[0039]第一驱动保护电路300、第二驱动保护电路400、开关电源电路510、第一取能电路521、第二取能电路522、第三取能电路523、第一温度采样单元610、第一电压采样单元620、第二温度采样单元710、第二电压采样单元720、模数转换电路810、控制电路820、逻辑电路830、光纤收发单元900。
具体实施方式
[0040]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，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
[0041]在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种串联功率模块，其特征在于，包括：串联的第一功率单元(100)和第二功率单元(200)；供电单元，其输入端与所述第一功率单元(100)中的直流电容和/或所述第二功率单元(200)中的直流电容连接；第一采样单元，至少用于获取所述第一功率单元(100)的温度数据、电压数据；第二采样单元，至少用于获取所述第二功率单元(200)的温度数据、电压数据；第一驱动保护电路(300)，用于调整所述第一功率单元(100)中的IGBT元件的工作状态；第二驱动保护电路(400)，用于调整所述第二功率单元(200)中的IGBT元件的工作状态；处理单元，分别与所述第一采样单元、所述第二采样单元、所述第一驱动保护电路(300)、所述第二驱动保护电路(400)连接。2.根据权利要求1所述的串联功率模块，其特征在于，所述供电单元包括：取能单元，其输入端与所述第一功率单元(100)中的直流电容和/或所述第二功率单元(200)中的直流电容连接，输出端分别与所述第一驱动保护电路(300)、所述第二驱动保护电路(400)连接；开关电源电路(510)，其输入端与所述取能单元的输出端连接，输出端与所述处理单元连接。3.根据权利要求2所述的串联功率模块，其特征在于，所述取能单元包括：第一取能电路(521)，其输入端与所述第一功率单元(100)中的直流电容连接，输出端分别与所述第一驱动保护电路(300)、所述开关电源电路(510)连接；第二取能电路(522)，其输入端与所述第二功率单元(200)中的直流电容连接，输出端分别与所述第二驱动保护电路(400)、所述开关电源电路(510)连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐元龙，彭国平，史奔，段博，梁亚宏，
申请(专利权)人：广东安朴电力技术有限公司，
类型：新型
国别省市：