一种基于Vce检测的三电平变流器及其驱动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于Vce检测的三电平变流器及其驱动电路。
【背景技术】
[0002]对于变流器中的驱动而言，连接着控制回路与主回路，其主要的功能是将控制信号放大至一定程度，满足电力电子器件正常的工作需求，然而驱动保护部分是变流器的一个重要的环节，对装置的性能有很大的影响。
[0003]变流器装置中，主要开关元器件IGBT所构成的三电平逆变电路发生负载短路或直通时，母线电压直接加在IGBT的C、E端，IGBT集电极上流过的电流急剧增加，此时需立马切断驱动信号、封锁脉冲，对确保装置的安全性、可靠性有着重要的影响。
[0004]对于IGBT在短路的情况下，所能承受过流时间比较短，大致为1us左右。如果在IGBT所能承受过流的时间内无法检测出故障并封锁脉冲，那么直接会影响装置的正常运行，并可能会出现器件损坏的现象发生。
[0005]现有技术中，利用霍尔传感器检测电流;A、B、C各相均有一个电流霍尔采集电流信号，采集到的电流信号经过运放电路后，传送至DSP，DSP对当前电流峰值进行对比，当某一相的电流峰值超出所设定的保护阈值时，判定为系统出现过流的情况，立即封锁脉冲，使系统停止工作。
[0006]上述方案的缺点在于:某相出现过流时，即所有脉冲全部封锁掉，保护了整个装置的可靠性，但不明确三电平拓扑中，此相的哪个IGBT出现了问题，导致系统出现故障。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的是提供一种基于Vce检测的三电平变流器的驱动电路，用以解决现有技术中无法明确故障相的问题。
[0008]为实现上述目的，本实用新型的方案包括:
[0009]一种基于Vce检测的三电平变流器的驱动电路，包括DSP，以及每个IGBT均设有一个Vce检测回路，Vce检测回路包括一个连接DSP的、用于输出告警状态的告警输出端。
[0010]进一步的，所述检测回路包括ACPL-332J，ACPL-332J的DESAT管脚检测Vce。
[0011 ]进一步的，所述告警输出端为ACPL-332J的Fault管脚，Fault管脚连接DSP。
[0012]进一步的，ACPL-332J的Vout管脚输出驱动连接IGBT。
[0013]同时，本实用新型还提供了一种基于Vce检测的三电平变流器，其驱动电路包括DSP，其特征在于，还包括每个IGBT对应设置的Vce检测回路，每个Vce检测回路均包括一个连接DSP的、用于输出告警状态的告警输出端。
[0014]所述检测回路包括ACPL-332J，ACPL-332J的DESAT管脚检测Vce。
[0015]所述告警输出端为ACPL-332J的Fault管脚，Fault管脚连接DSP。
[0016]ACPL-332J的Vout管脚输出驱动连接IGBT。
[0017]本实用新型中，每个IGBT对应一个Vce检测回路，当其中一个IGBT出现问题时，对应回路上送故障信号，封锁全部脉冲，可以明确到某相的某个IGBT出现故障。
【附图说明】
[0018]图1是三电平变流器电路拓扑图；
[0019]图2是驱动板的驱动信号的给定及Vce检测部分。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
[0021]三电平变流器实施例
[0022]三电平拓扑如图1所示，每相有四个IGBT，本实施例中，四个IGBT由两块驱动板来完成驱动，其中一块驱动板由两路独立的驱动信号组成。
[0023]变流器的驱动板包括两个部分:一个部分为开关电源、一个部分为驱动信号的给定及Vce检测部分。
[0024]对于开关电源部分，主要是为驱动IGBT提供门极的开通电压与关断电压，开关电源的芯片部分使用UC2845B，通过开关电源的输出，得到15V的正压与9V的负压。此部分电路为现有技术，因此不进行具体阐述。
[0025]驱动信号的给定及Vce检测部分，此部分核心器件为ACPL-332J，该光耦具有2.5A输出电流驱动能力，集成了很多功能模块，如Vce检测，IGBT软关断及有源米勒钳位等，其主要具备:
[0026]I)直接使用GaAsp LED驱动，直接耦合到功率输出级，省去了缓冲器；
[0027]2)更低的传输延时，在整个温度范围内，最大的传输延时时间为250ns;
[0028]3)更低的脉宽失真，最大的脉宽失真为10ns ；
[0029 ] 4)集成了有源米勒钳位功能。
[0030]该部分实现两方面内容:第一个方面为驱动信号的给定，DSP发出的驱动信号传输给ACPL-332J的ANODE端，经过光耦的隔离，由VOUT端输出，由此来驱动IGBT。第二方面为Vce检测，ACPL-332J的VOUT管脚在为IGBT提供驱动信号。ACPL-332J同时监控着IGBT的Vce电压，当IGBT不存在问题时，ACPL-332J的Fault管脚为高电平。如果有短路或者很大的电流流过IGBT的情况，IGBT就会退饱和，Vce电压被拉高，当DESAT管脚检测到Vce电压值高于6.5V时，Vout输出电平逐渐降低，开始软关断IGBT，同时Fault管脚电平跳变为低，此低电平传输至DSP，封锁脉冲。
[0031]关于驱动电路实施例，由于在以上实施例中已经进行了详细介绍，故不再赘述。
[0032]以上给出了本实用新型涉及的【具体实施方式】，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。在本实用新型给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本实用新型中的相应技术手段基本相同、实现的实用新型目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于Vce检测的三电平变流器的驱动电路，包括DSP，其特征在于，还包括每个IGBT对应设置的Vce检测回路，每个Vce检测回路均包括一个连接DSP的、用于输出告警状态的告警输出端。2.根据权利要求1所述的一种基于Vce检测的三电平变流器的驱动电路，其特征在于，所述检测回路包括ACPL-332J，ACPL-332J的DESAT管脚检测Vce。3.根据权利要求2所述的一种基于Vce检测的三电平变流器的驱动电路，其特征在于，所述告警输出端为ACPL-332J的Fault管脚，Fault管脚连接DSP。4.根据权利要求3所述的一种基于Vce检测的三电平变流器的驱动电路，其特征在于，ACPL-332J的Vout管脚输出驱动连接IGBT。5.—种基于Vce检测的三电平变流器，其驱动电路包括DSP，其特征在于，还包括每个IGBT对应设置的Vce检测回路，每个Vce检测回路均包括一个连接DSP的、用于输出告警状态的告警输出端。6.根据权利要求5所述的一种基于Vce检测的三电平变流器，其特征在于，所述检测回路包括 ACPL-332J，ACPL-332J 的 DESAT 管脚检测 Vce。7.根据权利要求6所述的一种基于Vce检测的三电平变流器，其特征在于，所述告警输出端为ACPL-332J的Fault管脚，Fault管脚连接DSP。8.根据权利要求7所述的一种基于Vce检测的三电平变流器，其特征在于，ACPL-332J的Vout管脚输出驱动连接IGBT。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于Vce检测的三电平变流器及其驱动电路，包括DSP，还包括每个IGBT对应设置的Vce检测回路，每个Vce检测回路均包括一个连接DSP的、用于输出告警状态的告警输出端。每个IGBT对应一个Vce检测回路，当其中一个IGBT出现问题时，对应回路上送故障信号，封锁全部脉冲，可以明确到某相的某个IGBT出现故障。
【IPC分类】H02H7/122, G01R19/165
【公开号】CN205265240
【申请号】CN201520951187
【发明人】于浩然, 马骏, 高鹏, 于文斌, 陈天锦, 曹智慧, 刘超, 李新元, 胡丽明
【申请人】许继电源有限公司, 许继电气股份有限公司, 许继集团有限公司, 国家电网公司
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年11月25日