一种电能控制型交联型功率开关驱动控制装置的制作方法

本技术涉及逆变电路功率开关控制，具体涉及一种电能控制型交联型功率开关驱动控制装置。

背景技术：

1、近几年来 ,多电平逆变器成为人们研究的热点课题.三电平逆变器是多电平逆变器中最简单又最实用的一种电路 .三电平逆变器与传统的两电平逆变器相比较,主要优点是:器件具有2倍的正向阻断电压能力 ,并能减少谐波和降低开关频率,从而使系统损耗减小。

2、目前的三相多电平逆变电路的功率开关管的控制策略较为复杂且受拓扑空间的限制，在缺少电 气隔离设备的电气应用场景中还存在较大的安全隐患。

技术实现思路

1、本实用新型旨在提供一种电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，提供一种可同时适配于npc 型（二极管钳位型）和 fc 型（飞跨电容型）多相三电平逆变电路的交联型功率驱动装置，在减少电路整体功耗和pcb面积的同时，可以促进控制策略的优化与简便。

2、所述的电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，包括控制芯片、相电路模块；

3、所述的相电路模块设有2-9组；所述的相电路模块包括驱动模块ⅰ、驱动模块ⅱ、驱动模块ⅲ、驱动模块ⅳ、辅助供电模块、四组i/o接口；驱动模块ⅰ、驱动模块ⅱ、驱动模块ⅲ、驱动模块ⅳ并联，并联后一端与控制芯片电连接，另一端与辅助供电模块电连接，驱动模块ⅰ、驱动模块ⅱ、驱动模块ⅲ、驱动模块ⅳ分别与一组i/o接口连接。

4、所述的电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，还包括过压过流保护电路，控制芯片通过过压过流保护电路后与电源端口连接。

5、所述的电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，还包括数显模块和温度保护电路，数显模块经过温度保护电路与控制芯片电连接。

6、所述的相电路模块设有3组。

7、所述的电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，还包括噪声防护电路，噪声防护电路与控制芯片电连接。

8、所述的噪声防护电路包括两组麦克风单阵列模块和两组多阶巴特沃斯低通滤波器，两组麦克风单阵列模块连接后作为两组多阶巴特沃斯低通滤波器的信号的输入端。

9、所述的驱动模块包括逆变单桥臂电路和驱动电路，逆变单桥臂电路安装于驱动电路上，所述的驱动电路的两端分别与控制芯片和辅助供电模块电连接。

10、所述的逆变单桥臂电路为单桥臂飞跨电容型电路或单桥臂二极管钳位型电路。

11、所述的单桥臂飞跨电容型电路包括集合式散热片、mos管ⅰ、mos管ⅱ、mos管ⅲ、mos管ⅳ、电容；

12、所述的mos管ⅰ、mos管ⅱ、mos管ⅲ、mos管ⅳ串联，其串联电路的正负极分别与驱动电路的正极和负极连接；电容的一端与mos管ⅰ和mos管ⅱ之间的线路连接，另一端与mos管ⅲ和mos管ⅳ之间的线路连接；mos管ⅱ和mos管ⅲ之间的接点输出逆变后的交流电压，各个mos管的栅极驱动电压由i/o接口提供，其线路与i/o接口连接。

13、所述的单桥臂二极管钳位型电路包括集合式散热片、mos管ⅴ、mos管ⅵ、mos管ⅶ、mos管ⅷ、二极管ⅰ、二极管ⅱ；

14、所述的mos管ⅴ、mos管ⅵ、mos管ⅶ、mos管ⅷ串联，其串联电路的正负极分别与驱动电路的正极和负极连接；所述的二极管设有两组，组成二极管钳位型电路，二极管钳位型电路的正极与mos管ⅴ和mos管ⅵ之间的线路连接，二极管钳位型电路的负极与mos管ⅶ和mos管ⅷ之间的线路连接；mos管ⅵ和mos管ⅶ之间的接点输出逆变后的交流电压，各个mos管的栅极驱动电压由i/o接口提供，其线路与i/o接口连接；两组二极管之间的线路上设有中点平衡端口。

15、所述的电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，还包括多层印刷电路板，所述的控制芯片、相电路模块均设置于多层印刷电路板上。

16、所述的辅助供电模块的型号可以选择h621xl系列芯片，如h6211l、h6212l、h6213l。

17、所述的过压过流保护电路的型号可以选择lp5300芯片等芯片。

18、所述的数显模块的型号可以选择桥田、希崖等品牌数字电流电压双显示0-100v10a板。

19、所述的温度保护电路的型号可以选择芯港微rc01st52a sot23-5等芯片。

20、所述的驱动电路的型号可以选择ucc21520碳化硅mos管栅极驱动电路。

21、本实用新型设计原理如下：

22、本实用新型为一种可将直流母线电压通过交联耦合结构的多相逆变电路及控制系统转换成相邻相位间距120°、工作频率为50hz±5-10%的多相正弦交流电的电路结构。

23、本实用新型优选方案为三电平逆变电路，每一逆变桥臂各具有四个功率开关管作为逆变电路的主要功率器件。三电平多相逆变的驱动板的供电由板载电源端口输入，经过板载过压过流保护装置后提供合适的电压电流给arm架构的32位智能主控芯片；温度保护电路在系统装置工作中运用pid控制原理对系统装置电路和控制板及主控芯片的正常工作进行温度的精准调控；辅助电源为功率开关管驱动模块供电；噪声防护电路通过滤波器原理将外界可能对电路各元件造成危害的噪声进行滤除和吸收，以保证系统装置的正常工作。

24、本实用新型的有益效果为：

25、本实用新型提供了一种可支持多相多电平逆变电路的具有交联化耦合型结构的功率开关管隔离驱动装置，基于独特的创新性设计的多驱动模块、多i/o接口组合结构，能够在较大程度上节省pcb面积和减少电路整体功耗的同时，大幅减小电气高压性的潜在威胁，最终实现控制策略的更为优化，控制过程更为简便。既可以实现更高的效率，又能提高系统的稳定性和可靠性。

技术特征：

1.一种电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，包括控制芯片、相电路模块；其特征在于：

2.如权利要求1所述的电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，其特征在于：还包括过压过流保护电路，控制芯片通过过压过流保护电路后与电源端口连接；还包括数显模块和温度保护电路，数显模块经过温度保护电路与控制芯片电连接。

3.如权利要求1所述的电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，其特征在于：所述的相电路模块设有3组。

4.如权利要求1所述的电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，其特征在于：还包括噪声防护电路，噪声防护电路与控制芯片电连接。

5.如权利要求4所述的电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，其特征在于：所述的噪声防护电路包括两组麦克风单阵列模块和两组多阶巴特沃斯低通滤波器，两组麦克风单阵列模块连接后作为两组多阶巴特沃斯低通滤波器的信号的输入端。

6.如权利要求1所述的电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，其特征在于：所述的驱动模块包括逆变单桥臂电路和驱动电路，逆变单桥臂电路安装于驱动电路上，所述的驱动电路的两端分别与控制芯片和辅助供电模块电连接。

7.如权利要求6所述的电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，其特征在于：所述的逆变单桥臂电路为单桥臂飞跨电容型电路或单桥臂二极管钳位型电路。

8.如权利要求7所述的电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，其特征在于：所述的单桥臂飞跨电容型电路包括集合式散热片、mos管ⅰ、mos管ⅱ、mos管ⅲ、mos管ⅳ、电容；

9.如权利要求7所述的电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，其特征在于：

10.如权利要求1所述的电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，其特征在于：还包括多层印刷电路板，所述的控制芯片、相电路模块均设置于多层印刷电路板上。

技术总结
本技术旨在提供一种电能控制型交联型功率开关驱动控制装置，包括控制芯片、相电路模块；所述的相电路模块设有2‑9组；所述的相电路模块包括驱动模块Ⅰ、驱动模块Ⅱ、驱动模块Ⅲ、驱动模块Ⅳ、辅助供电模块、四组I/O接口；驱动模块Ⅰ、驱动模块Ⅱ、驱动模块Ⅲ、驱动模块Ⅳ并联，并联后一端与控制芯片电连接，另一端与辅助供电模块电连接，驱动模块Ⅰ、驱动模块Ⅱ、驱动模块Ⅲ、驱动模块Ⅳ分别与一组I/O接口连接。本技术提供一种可同时适配于NPC型（二极管钳位型）和FC型（飞跨电容型）多相三电平逆变电路的交联型功率驱动装置，在减少电路整体功耗和PCB面积的同时，可以促进控制策略的优化与简便。

技术研发人员：徐骁楠,王晨,谭晓,杨岸岸,田崇睿,黄榆稀,何茵,钟仁麒
受保护的技术使用者：徐骁楠
技术研发日：20230223
技术公布日：2024/1/12