一种IGBT可靠导通电路、可靠导通方法及驱动器技术

本发明专利技术提供的一种IGBT可靠导通电路、可靠导通方法及驱动器，该电路包括：正常驱动支路、后备开通支路及控制电路，其中，正常驱动支路的第一输入端与控制电路的第一输出端连接，正常驱动支路的第二输入端外接驱动电源，正常驱动支路的第一输出端与目标IGBT的栅极连接；后备开通支路的第一输入端与控制电路的第二输出端连接，后备开通支路的第二输入端外接驱动电源，后备开通支路的第一输出端与目标IGBT的栅极连接。通过设置后备开通支路，在控制电路异常时，根据异常控制电路发送的持续的单一电平控制信号，控制目标IGBT开通，从而保证在控制电路出现通信丢失或异常、驱动电源欠压、控制芯片失效等情况时，IGBT依然导通。IGBT依然导通。IGBT依然导通。

【技术实现步骤摘要】
一种IGBT可靠导通电路、可靠导通方法及驱动器


[0001]本专利技术涉及电力电子
，具体涉及一种IGBT可靠导通电路、可靠导通方法及驱动器。

技术介绍

[0002]高压直流断路器是切除和隔离直流输电系统故障的开关，是直流输电向网络化发展、构建直流电网的必备设备。基于IGBT的混合式高压直流断路器包含三条并联支路：由快速机械开关和少数子模块单元构成的主支路、由多数子模块单元构成的转移支路、由多组非线性电阻串联构成的能量吸收支路。无论是主支路还是转移支路的子模块均串联在一起，因此当直流断路器要求该支路导通时，全部的子模块的IGBT必须同时全部导通；而若某一级子模块发生故障，也需要该级子模块的IGBT全部导通，否则未导通的子模块将会承受极高的电压从而导致IGBT器件过压击穿。因此，混合式高压直流断路器中的IGBT可靠导通非常重要。
[0003]栅极驱动器是直接控制IGBT导通或者关断的控制器，主要包括驱动电源和驱动电路。驱动电源为驱动电路提供开通关断IGBT需要的能量，并决定了稳态时IGBT栅极电压。驱动电路将接收到的控制信号转化为IGBT栅极的驱动功率信号，控制IGBT的开通和关断过程，同时也可以对IGBT进行状态监测和故障保护。
[0004]传统的驱动器对于IGBT的导通控制仅仅是听从上级控制器下发的驱动信号，如果出现通信丢失或异常、驱动电源欠压、控制芯片失效等情况，无法保证IGBT可靠导通。

技术实现思路

[0005]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中如果出现通信丢失或异常、驱动电源欠压、控制芯片失效等情况时，无法保证IGBT可靠导通的缺陷，从而提供一种IGBT可靠导通电路、可靠导通方法及驱动器。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供一种IGBT可靠导通电路，包括：正常驱动支路、后备开通支路及控制电路，其中，
[0008]所述正常驱动支路的第一输入端与所述控制电路的第一输出端连接，所述正常驱动支路的第二输入端外接驱动电源，所述正常驱动支路的第一输出端与目标IGBT的栅极连接；
[0009]所述后备开通支路的第一输入端与所述控制电路的第二输出端连接，所述后备开通支路的第二输入端外接驱动电源，所述后备开通支路的第一输出端与目标IGBT的栅极连接；
[0010]当所述控制电路正常工作时，所述控制电路输出第一控制信号至所述正常驱动支路，所述正常驱动支路根据所述第一控制信号控制目标IGBT开通或关断，同时所述控制电路输出第二控制信号至所述后备开通支路，所述后备开通支路根据所述第二控制信号输出
零电压；
[0011]当所述控制电路异常工作时，所述控制电路输出第三控制信号至所述正常驱动支路，所述正常驱动支路根据所述第三控制信号动作，同时所述控制电路输出持续的单一电平控制信号至所述后备开通支路，所述后备开通支路根据持续的单一电平控制信号控制目标IGBT开通。
[0012]可选地，所述后备开通支路，包括：单稳态触发器及第二开通支路，其中，
[0013]所述单稳态触发器的第一输入端与所述控制电路的第二输出端连接，所述单稳态触发器的第二输入端外接驱动电源，所述单稳态触发器的第一输出端与所述第二开通支路的输入端连接，所述第二开通支路的输出端与目标IGBT的栅极连接。
[0014]可选地，所述单稳态触发器的输出脉宽大于所述第二控制信号的周期。
[0015]可选地，IGBT可靠导通电路，还包括：驱动电源装置，所述驱动电源装置的第一条输电线路与所述正常驱动支路的第一输入端连接，所述驱动电源装置的第二条输电线路与所述后备开通支路的第一输入端连接。
[0016]可选地，所述正常驱动支路包括：第一开通支路及第一关断支路，其中，
[0017]所述第一开通支路根据所述第一控制信号控制目标IGBT开通；
[0018]所述第一关断支路根据所述第一控制信号控制目标IGBT关断。
[0019]可选地，IGBT可靠导通电路，还包括：第一二极管及第二二极管，其中，
[0020]所述第一二极管的阳极与所述第一开通支路的输出端连接，所述第一二极管的阴极与目标IGBT的栅极连接；
[0021]所述第二二极管的阳极与所述第二开通支路的输出端连接，所述第二二极管的阴极与目标IGBT的栅极连接。
[0022]第二方面，本专利技术实施例提供一种驱动器，包括：本专利技术实施例第一方面所述的IGBT可靠导通电路。
[0023]第三方面，本专利技术实施例提供一种IGBT可靠导通方法，基于本专利技术实施例第一方面所述的IGBT可靠导通电路，所述IGBT可靠导通方法，包括：
[0024]监测控制电路工作状态；
[0025]当所述控制电路正常工作时，获取所述控制电路输出的第一控制信号及第二控制信号，根据所述第一控制信号驱动正常驱动支路工作，进而控制目标IGBT开通或关断，同时根据所述第二控制信号切断后备开通支路；
[0026]当所述控制电路异常工作时，获取所述控制电路输出的持续的单一电平控制信号，根据持续的单一电平控制信号驱动后备开通支路工作，进而控制目标IGBT开通。
[0027]第四方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行本专利技术实施例第一方面所述的IGBT可靠导通方法。
[0028]第五方面，本专利技术实施例提供一种计算机设备，包括：存储器和处理器，所述存储器和所述处理器之间互相通信连接，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器通过执行所述计算机指令，从而执行本专利技术实施例第一方面所述的IGBT可靠导通方法。
[0029]本专利技术技术方案，具有如下优点：
[0030]本专利技术提供的一种IGBT可靠导通电路，包括：正常驱动支路、后备开通支路及控制
电路，其中，正常驱动支路的第一输入端与控制电路的第一输出端连接，正常驱动支路的第二输入端外接驱动电源，正常驱动支路的第一输出端与目标IGBT的栅极连接；后备开通支路的第一输入端与控制电路的第二输出端连接，后备开通支路的第二输入端外接驱动电源，后备开通支路的第一输出端与目标IGBT的栅极连接；当控制电路正常工作时，控制电路输出第一控制信号至正常驱动支路，正常驱动支路根据第一控制信号控制目标IGBT开通或关断，同时控制电路输出第二控制信号至后备开通支路，后备开通支路根据第二控制信号输出零电压；当控制电路异常工作时，控制电路输出第三控制信号至正常驱动支路，正常驱动支路根据第三控制信号动作，同时控制电路输出持续的单一电平控制信号至后备开通支路，后备开通支路根据持续的单一电平控制信号控制目标IGBT开通。通过设置后备开通支路，在控制电路异常时，根据异常控制电路发送的持续的单一电平控制信号，控制目标IGBT开通，从而保证在控制电路出现通信丢失或异常、驱动电源欠压、控制芯片失效等情况时，IGBT依然处于导通状态。有效保护混合式高本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种IGBT可靠导通电路，其特征在于，包括：正常驱动支路、后备开通支路及控制电路，其中，所述正常驱动支路的第一输入端与所述控制电路的第一输出端连接，所述正常驱动支路的第二输入端外接驱动电源，所述正常驱动支路的第一输出端与目标IGBT的栅极连接；所述后备开通支路的第一输入端与所述控制电路的第二输出端连接，所述后备开通支路的第二输入端外接驱动电源，所述后备开通支路的第一输出端与目标IGBT的栅极连接；当所述控制电路正常工作时，所述控制电路输出第一控制信号至所述正常驱动支路，所述正常驱动支路根据所述第一控制信号控制目标IGBT开通或关断，同时所述控制电路输出第二控制信号至所述后备开通支路，所述后备开通支路根据所述第二控制信号输出零电压；当所述控制电路异常工作时，所述控制电路输出第三控制信号至所述正常驱动支路，所述正常驱动支路根据所述第三控制信号动作，同时所述控制电路输出持续的单一电平控制信号至所述后备开通支路，所述后备开通支路根据持续的单一电平控制信号控制目标IGBT开通。2.根据权利要求1所述的IGBT可靠导通电路，其特征在于，所述后备开通支路，包括：单稳态触发器及第二开通支路，其中，所述单稳态触发器的第一输入端与所述控制电路的第二输出端连接，所述单稳态触发器的第二输入端外接驱动电源，所述单稳态触发器的第一输出端与所述第二开通支路的输入端连接，所述第二开通支路的输出端与目标IGBT的栅极连接。3.根据权利要求2所述的IGBT可靠导通电路，其特征在于，所述单稳态触发器的输出脉宽大于所述第二控制信号的周期。4.根据权利要求1所述的IGBT可靠导通电路，其特征在于，还包括：驱动电源装置，所述驱动电源装置的第一条输电线路与所述正常驱动支路的第一输入端连接，所述驱动电源装置的第二条输电线路与所述后备开通支路的第一输入端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：许航宇，贺之渊，客金坤，冯静波，李霄，王新颖，
申请(专利权)人：国网智能电网研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：