本实用新型涉及轨道交通牵引控制技术领域，特别涉及一种智能多用型门极驱动单元。
背景技术：
门极驱动单元模块GDU(Gate Drive Unit)，是轨道交通列车牵引变流器及辅助逆变器中的核心部件之一，是用于驱动控制IGBT晶体管有效及高频通断的可编程电子设备。
该技术国内过去一直受限于国外厂家，但相对国外来说已比较成熟，国内外现在应用的案例也很多。但有一些产品已经沿用了10年甚至更久，这些技术可能从应用初期至现在一直未有更新或者优化，在长时间实际应用中，用户发现当门极驱动单元模块出现一些问题及漏洞时，然这些问题原厂已不会对其改善更新只会提供原产品继续使用或者直接就停产了。对于用户发现这些问题也就无法解决，随着时间推移这些小问题引起的一些偶发故障渐渐的变得频繁，甚至严重影响了车辆的正常工作，并且间接的扩大了运营成本。
技术实现要素：
本实用新型的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本实用新型的目的在于提出一种智能多用型门极驱动单元，可贴装于IGBT晶体管表面，不改变原有的牵引控制系统的安装方式及接口位置，便于拆卸更换，制造成本低。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种智能多用型门极驱动单元，包括：上PCB板、下PCB板，所述上PCB板为控制驱动单元，所述下PCB板为电气转接单元，所述上PCB板与下PCB板之间通过专用螺柱和配套螺丝连接；
所述下PCB板上安装电源接口、门极-发射极接口、集电极接口、发射极接口、高压监控电路、门极驱动电路；
所述上PCB板上安装控制芯片、光纤接收接口、光纤发送接口、接口监控电路；所述光纤发送接口、光纤接收接口分别与控制芯片连接，所述控制芯片与门极驱动电路连接，所述门极驱动电路与门极-发射极接口连接；所述门极-发射极接口通过门极监控单元与控制芯片连接，所述门极-发射极接口还与接口监控电路连接，所述发射极接口通过电压监控单元与接口监控电路连接，所述集电极接口与高压监控电路连接，所述高压监控电路与接口监控电路，所述接口监控电路与控制芯片连接。
进一步的，还包括电源模块，所述电源模块连接电源接口。
进一步的，所述高压监控电路至少包括过流保护电路、过压保护电路、短路保护电路。
进一步的，所述门极-发射极接口、集电极接口、发射极接口分别与IGBT晶体管对应的引脚连接。
进一步的，所述光纤接收接口、光纤发送接口与上位机连接。
进一步的，所述控制芯片选用CPLD芯片。
进一步的，所述门极驱动电路至少包括第一场效应管、第二场效应管、多个并联的电阻、多个与门，第一场效应管的源极与第二场效应管的漏极连接，且还与多个并联的电阻的一端连接，第一场效应管的栅极、第二场效应管的栅极、多个与门的输入端分别与控制芯片连接。
进一步的，还包括多个指示灯，多个指示灯分别与所述控制芯片连接。
进一步的，所述控制芯片还外接存储模块。
本实用新型具有以下有益效果：
1、本实用新型采用双层结构，便于拆卸和搭配组装，旨在兼容应用到原有的牵引控制系统中，在不改变安装方式及接口位置的情况下，在原有的驱动控制部分之下加装了下PCB板即电气转接单元，来驱动控制IGBT晶体管，并通过上位机可实现对IGBT晶体管的在线配置。
2、本实用新型的结构简单，易于安装，便于拆卸更换，各元器件少，制造成本低，可以大规模推广使用。
3、本实用新型的控制芯片通过光纤接收接口和光纤发送接口与光纤连接，通过光纤实现对驱动单元在线配置，无需拆卸亦可通过上位机下发配置文件，省去模块拆装的大量工作，并且可通过光纤上传历史故障数据，便于后期的车辆状态分析及技术优化。
4、本实用新型采用接口监控电路对与IGBT晶体管连接的各个接口进行监控，出现故障时，由控制芯片控制门极驱动电路断开并在监测故障未移除前拒绝响应上级光纤信号，同时利用指示灯报警。
5、本实用新型的高压监控电路中至少包括过流保护电路、过压保护电路、短路保护电路，进一步保护电路整体的安全，避免故障的发生，提高电路的使用寿命。
6、本实用新型的通用性强，不仅用于单一场合，还可以根据应用对象IGBT晶体管的不同对应配置不同参数适用多种车辆，并且其本身可贴装于IGBT晶体管表面，可满足多种机械结构及有限空间，也就更加强了其通用性及兼容性。
本实用新型附加的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，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/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：
图1为本实用新型的结构图；
图2为本实用新型的电路原理图；
图3为本实用新型的电源模块的电路原理图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
本实用新型提供一种智能多用型门极驱动单元，参考附图1-3所示，包括：上PCB板8、下PCB板9，上PCB板8为控制驱动单元，下PCB板9为电气转接单元，上PCB板8与下PCB板9之间通过专用螺柱和配套螺丝连接。
下PCB板9上安装电源接口X1、门极-发射极接口X2、集电极接口X3、发射极接口X6、高压监控电路5、门极驱动电路2。
上PCB板8上安装控制芯片1、光纤接收接口X4、光纤发送接口X5、接口监控电路6；光纤发送接口X5、光纤接收接口X4分别与控制芯片1连接，控制芯片1与门极驱动电路2连接，门极驱动电路2与门极-发射极接口X2连接；门极-发射极接口X2通过门极监控单元3与控制芯片1连接，门极-发射极接口X2还与接口监控电路6连接，发射极接口X6通过电压监控单元4与接口监控电路6连接，集电极接口X3与高压监控电路5连接，高压监控电路5与接口监控电路6，接口监控电路6与控制芯片1连接。
本实用新型还包括电源模块，电源模块连接电源接口，如图3所示。
进一步的，高压监控电路5至少包括过流保护电路、过压保护电路、短路保护电路，给电路整体提供安全保证，提高电路的使用寿命。
进一步的，门极-发射极接口X2、集电极接口X3、发射极接口X6分别与IGBT晶体管对应的引脚连接。
进一步的，光纤接收接口X4、光纤发送接口X5与上位机连接，由上位机给控制芯片1发送配置信息。
进一步的，控制芯片1选用CPLD芯片。
进一步的，门极驱动电路2至少包括第一场效应管、第二场效应管、多个并联的电阻、多个与门，第一场效应管的源极与第二场效应管的漏极连接，且还与多个并联的电阻的一端连接，第一场效应管的栅极、第二场效应管的栅极、多个与门的输入端分别与控制芯片连接。由门极驱动电路2控制IGBT晶体管工作。
进一步的，还包括多个指示灯，多个指示灯分别与所述控制芯片连接，用于报警提示。
进一步的，控制芯片1还外接存储模块，存储模块内部可以离线记录关键故障参数，对多种系统适用，可配合用户分析历史车辆状态，提供技术材料及资源储备。
工作原理：控制芯片1通过光纤接收接口X4、光纤发送接口X5与上位机连接，通过光纤接收接口X4接收到来自上位机的控制及配置信息后，控制芯片1将信号传输给门极驱动电路2，门极驱动电路2内的场效应管导通后将信号通过门极-发射极接口X2中的门极接口(X2：1)传输给IGBT晶体管的门极，同时，门极监控单元3实时监控门极-发射极接口X2中的门极接口(X2：1)和发射极接口(X2：2)，即门极监控单元3实时监控IGBT晶体管的门极和一个集电极，当IGBT晶体管的门极电压过大时，则门极监控单元3将信号反馈给控制芯片1，由控制芯片1控制门极驱动电路2不导通，进而控制IGBT晶体管工作；IGBT晶体管的集电极通过集电极接口X3接入高压监控电路5，再由高压监控电路5将信号传输给接口监控电路6，IGBT晶体管的另一发射极通过发射极接口X6接入高压监控电路5，由接口监控电路6将所有监控信号反馈给控制芯片1；控制芯片1将所有监控信号通过光纤发送接口X5传输给上位机。
本实用新型可贴装于IGBT晶体管表面，不改变原有的牵引控制系统的安装方式及接口位置，安装在原有的驱动控制部分之下，其制造成本低。采用双层结构，便于拆卸和搭配组装，当其故障时，可以随时拆卸更换，不影响原有的牵引控制系统的正常运行，保证车辆的正常工作，节约运营成本。
本实用新型可通过光纤实现在线配置，无需拆卸亦可通过上位机下发配置文件，省去模块拆装的大量工作，降低成本，并且可通过光纤上传历史故障数据，便于后期的车辆状态分析及技术优化。并且本实用新型外接存储模块可独立存储关键故障数据，在无信息交互模式的系统中不影响应用的同时记录关键数据，便于后期离线分析及技术维护，对多种系统适用，可配合用户分析历史车辆状态，提供技术材料及资源储备。
本实用新型可以通过上位机的人机界面可配置对应参数，应用于不同场合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本实用新型的范围由所附权利要求极其等同限定。