输用户数据。
[0086]2) IGBT控制-被用于直接控制所述(一个或多个)功率栈。这可以包含针对每个IGBT驱动器的触发器开或关信息。参考图6，其针对IGBT控制包的实例。
[0087]3) IGBT状态-被用于报告像温度测量值的IGBT信息。参考图7，其针对IGBT状态包的实例。
[0088]4) IGBT错误-被用于报告IGBT故障状况和特定的IGBT器件。例如特定的IGBT器件上的高温故障。参考图9，其针对IGBT错误包的实例。
[0089]5)中断-被用于报告需要立即注意的从主到次或从次到主的任何高优先级信息。例如，关闭所有IGBT器件。参考图10，其针对中断包的实例。
[0090]串行接口包速率。为了控制的目的而被发送的主控制单元(204)串行接口包可以是周期性的或可变的。通常，这些包可以以固定的采样速率而被发送并且代表在其中用以控制所述功率栈的固定的时间周期。例如，所述控制包可以以50Khz速率(每20微秒)而被发送并且代表基于在所述包内发送的时间戳的针对20微秒周期的用于所述功率栈的控制数据。在此包内，所述控制信息可以指示IGBT在相对于在所述控制包内发送的时间戳的I微秒时间处打开以及在10微秒时间处关闭。参考图11，其针对用于当其关于所述时间戳和所述主(全局)时钟时的一个IGBT触发器的数据的实例。
[0091]如下也是可能的:用于所述功率栈的控制数据代表更长的时间周期，因为其完全取决于所述IGBT控制数据如何被编码。这暗示了可以以可变的采样速率发送所述包，在其中仅当期望对所述功率栈的改变将最优化系统性能时发送包。如上面所记述的，这完全取决于所述主控制单元(204)如何编码所述IGBT控制数据。例如，可以使用开/关时隙格式直接编码所述IGBT控制数据或者可以以止回至零格式或任何其他编码方案编码所述IGBT控制数据。
[0092]可变包速率的主要优势是:其可以减小所述串行接口的带宽并且空出可以被用于其他目的的时间。
[0093]用于所述串行接口包速率的基本计算实例。这些实例计算提供了关于当在串行接口电缆上使用时钟同步协议时能够针对所述IGBT触发器而被实现的时间精度的一些一般指南。
[0094]存在一些影响在所述IGBT控制包中发送的IGBT触发器的分辨率的因素:
串行接口包速率-所述IGBT控制包被传送的速率
串行协议-以太网、USB、RS232、RS422等时钟同步协议-1EEE 1588
时钟同步协议实现-仅软件、硬件/软件组合、仅硬件针对所述实例计算，我们可以进行下面的假设:
用仅硬件实现使用IEEE 1588时钟协议，其可以支持最精确的主/从时钟校准。
[0095]忽略所述串行协议需要的任何开支-例如以太网闸、报头、头部等信息。
[0096]包采样速率可以是50Khz (20微秒周期)
使用以太网和标称的数据速率(即，在时钟公差内不会计入因素)。
[0097]实例1-1OOMbit以太网
所述标称的包速率是每秒10Mbits或每秒12.5兆字节。
[0098]采样速率是50Khz (20微秒)
每包的总数据负载字节=12.5兆字节/50Khz 每包的总数据负载字节=250字节
针对6个IGBT触发器，这可以是大约每个触发器40字节或每个触发器320比特触发器分辨率=20微秒/每个触发器320比特触发器分辨率=60晕微秒(大约)
实例2-千兆位以太网
所述标称的包速率是每秒100Mbits或每秒125兆字节。
[0099]采样速率是50Khz (20微秒)
每包的总数据负载字节=125兆字节/50Khz 每包的总数据负载字节=2500字节
针对6个IGBT触发器，这可以是大约每个触发器400字节或每个触发器3200比特触发器分辨率=20微秒/每个触发器3200比特触发器分辨率=6 _微秒(大约)
串行接口时钟粒度。所述系统中的时钟粒度可以依赖于所述串行接口实现-例如RS232、RS422、以太网、USB以及所挑选的实际接口硬件。针对以太网实现，所述时钟粒度可以处在8至40毫微秒的范围内。优选地，时钟粒度将处在10至20毫微秒的范围内。
[0100]当在此处所使用的范围针对诸如分子重量的物理特性或诸如化学式的化学特性时，意在包括针对其中的特定实施例的范围的所有组合和子组合。
[0101]每个发明、发明申请以及本文档中所引用或所描述的公开文献的公开由此以引用的方式被整体并入此处。
[0102]本领域技术人员将理解:可以对本发明的优选实施例进行许多改变和修改并且这样的改变和修改可以被进行，而不背离本发明的精神。因此，其意在于:随附的权利要求将所有这样的等同变体涵盖为落入本发明的真实精神和范围中。
【主权项】
1.一种功率桟控制系统，包括: 串行接口连接，所述串行接口连接与多个功率栈串行电通信，所述多个功率栈包括至少一个接口板和至少一个IGBT驱动板，所述至少一个接口板与至少一个IGBT驱动板并行通信。2.根据权利要求1所述的功率栈控制系统，进一步包括功率电缆，其向至少一个功率找提供电功率。3.根据权利要求1所述的功率栈控制系统，其中，所述串行接口连接包括支持下面的串行接口标准中的一个或多个的串行接口:RS232、RS422、RS485、以太网、PCIe、火线以及USB04.根据权利要求1所述的功率栈控制系统，进一步包括主控制单元，其经由所述串行接口连接与所述接口板串行通信。5.根据权利要求4所述的功率栈控制系统，其中，所述串行接口连接被特征化为是全双工模式。6.根据权利要求1所述的功率栈控制系统，所述多个功率栈进一步包括与IGBT驱动板电通信的至少一个IGBT。7.根据权利要求4所述的功率栈控制系统，所述多个功率栈进一步包括与所述IGBT驱动板中的一个电通信的IGBT。8.根据权利要求1所述的功率栈控制系统，在星型构造中包括多个独立的串行接口连接和多个独立的接口板，其中所述独立的串行接口连接中的每个与所述独立的接口板中的每个串行电通信，其中所述独立的接口板中的每个能够与独立的IGBT驱动板并行通信。9.根据权利要求1所述的功率栈控制系统，在雏菊链构造中包括多个独立的串行接口连接和多个独立的接口板，其中所述独立的串行接口连接中的两个与所述独立的接口板中的两个串行电通信，所述两个接口板进一步与一个其他的接口板串行电通信，并且可选的附加独立串行接口板与两个其他的接口板串行通信，其中所述独立的接口板中的每个能够与独立的IGBT驱动板并行通信。10.根据权利要求1所述的功率栈控制系统，其中，所述功率栈中的一个或多个包括本地(从)时钟以支持与主时钟的时钟同步。11.根据权利要求4所述的功率栈控制系统，其中，所述主控制单元包括主时钟，并且所述功率栈中的一个或多个包括本地(从)时钟以支持与所述主时钟的时钟同步。12.根据权利要求1所述的功率栈控制系统，其中，所述串行接口连接针对由主控制单元发送至所述功率栈中的一个或多个的控制信息支持变化的串行数据包结构。13.根据权利要求12所述的功率栈控制系统，其中，所述变化的串行数据包结构编码由所述功率栈中的一个或多个发送至主控制单元的状态/错误信息。14.根据权利要求13所述的功率栈控制系统，其中，所述主控制单元以固定的采样速率或可变的采样速率、或两者来发送所述变化的串行数据包结构。15.根据权利要求4所述的功率栈控制系统，其中，所述串行接口连接针对由所述主控制单元发送至所述功率栈中的一个或多个的控制信息支持变化的串行数据包结构。16.根据权利要求15所述的功率栈控制系统，其中，所述变化的串行数据包结构编码由所述功率栈中的任一个发送至所述主控制单元的状态/错误信息。17.根据权利要求16所述的功率栈控制系统，其中，所述主控制单元以固定的采样速率、或可变的采样速率、或两者来将所述变化的串行数据包结构发送至所述一个或多个功率栈。18.根据权利要求1所述的功率栈控制系统，其中，所述功率栈中的一个或两个能够数据记录以支持所述一个或多个功率栈的故障分析、或针对潜在的故障功率栈抢先维护，或者两者。19.根据权利要求4所述的功率栈控制系统，其中，所述功率栈中的一个或两个能够数据记录以支持所述一个或多个功率栈的故障分析、或针对潜在的故障功率栈抢先维护，或者两者。20.根据权利要求1所述的功率栈控制系统，其中，所述IGBT接口包括微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、或两者，以提供与主控制单元的实时通信接口。21.根据权利要求2所述的功率栈控制系统，其中，所述IGBT接口包括微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、或两者，以提供与所述主控制单元的实时通信接口。22.根据权利要求1所述的功率栈控制系统，其中，所述串行接口能够被连接至网络以向用户提供远程访问，以便控制、监视或控制并监视所述功率栈中的一个或多个或整个功率栈控制系统的状态。23.根据权利要求22所述的功率栈控制系统，其中，所述网络包括局域网(LAN)、广域网(WAN)或因特网。24.根据权利要求22所述的功率栈控制系统，其中，所述串行接口无线地、有线地或光学地连接至所述网络。
【专利摘要】所公开的发明涉及功率控制电子设备的领域。更特别地，所公开的发明涉及功率栈控制系统，其被用于控制从DC或AC输入电压产生AC功率。所公开的功率栈控制系统包括串行接口连接，所述串行接口连接与多个功率栈串行电通信，所述多个功率栈包括至少一个接口板和至少一个IGBT驱动板，所述至少一个接口板与至少一个IGBT驱动板并行通信。
【IPC分类】G06F13/40
【公开号】CN105144131
【申请号】CN201380072698
【发明人】A.沙尔庞捷, A.K.史密斯, R.L.韦伯
【申请人】灵敏开关有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2013年12月9日
【公告号】EP2932395A2, US8984197, US20140164668, WO2014093208A2, WO2014093208A3