專利名稱：一種絕緣柵雙極晶體管控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種IGBT控制系統(tǒng)，特別是涉及一種可以保證較多的IGBT模塊 的開通和關(guān)斷都能實現(xiàn)同頻、同步、同相位，保證逆變成功，防止IGBT模塊損壞的控制系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有的大功率和超大功率的逆變器為了擴(kuò)大電流容量均使用多個絕緣柵雙極 晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,簡稱IGBT)并聯(lián)的方法。但是如果并聯(lián)的 多個IGBT沒有在同一時刻開通或關(guān)斷，則先開通和后關(guān)斷的IGBT將要承受過電流而被燒 壞。因此需要所有并聯(lián)的IGBT的開通、關(guān)斷嚴(yán)格同步。 大功率和超大功率逆變器中的IGBT的開關(guān)頻率非常高，開通和關(guān)斷的電流非常 大，所以會形成很強烈的電磁干擾，會對驅(qū)動脈沖形成嚴(yán)重的干擾。另外IGBT的安裝空間 比較大、所以驅(qū)動脈沖傳輸線路很長，所以干擾的情況更嚴(yán)重。 因為高頻脈沖在導(dǎo)線中傳輸時會產(chǎn)生"傳輸延遲"，就是在較大的空間內(nèi)長度不一 致的連接IGBT的導(dǎo)線的傳輸延遲是無法控制的，導(dǎo)線位置和形狀的變化會導(dǎo)致傳輸延遲 的變化，嚴(yán)重時會造成驅(qū)動脈沖的明顯不同步。另外、驅(qū)動脈沖經(jīng)導(dǎo)線傳輸?shù)絀GBT后其功 率會有不同程度的衰減，嚴(yán)重時不能可靠、及時打開IGBT，造成IGBT不能同步開通，導(dǎo)致 IGBT燒壞。 逆變器中每相橋臂的IGBT按照規(guī)定的時序，步調(diào)整齊的快速開通與關(guān)斷，才能使 逆變成功。因驅(qū)動脈沖紊亂會導(dǎo)致逆變失敗、IGBT燒壞。 在大功率和超大功率逆變器中連接驅(qū)動脈沖的導(dǎo)線形成的傳輸延遲使相應(yīng)的 IGBT不能同步導(dǎo)通，強烈的電磁干擾會造成驅(qū)動脈沖的紊亂；傳輸線的損耗會降低驅(qū)動脈 沖的功率。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種IGBT控制系統(tǒng)，用以解決IGBT不能同步開通和關(guān)斷從而 導(dǎo)致IGBT燒壞，以及強烈電磁干擾的問題。 本實用新型IGBT控制系統(tǒng)包括包括一個集中的逆變控制器、控制所有的分布在 較大空間的數(shù)個驅(qū)動裝置和數(shù)個絕緣柵雙極晶體管模塊； 所述逆變控制器與所述數(shù)個驅(qū)動裝置由光纖連接，所述數(shù)個驅(qū)動裝置的每個驅(qū)動
裝置與對應(yīng)的數(shù)個絕緣柵雙極晶體管模塊中的一個絕緣柵雙極晶體管模塊電連接，在每個
驅(qū)動裝置控制下該模塊開通或關(guān)斷。所述每個驅(qū)動裝置直接安裝與所述對應(yīng)絕緣柵雙極晶
體管模塊電連接，就近驅(qū)動該模塊。 所述逆變控制器具有第一光纖頭。 所述驅(qū)動裝置具體包括驅(qū)動裝置光纖頭和驅(qū)動電路板，所述驅(qū)動電路板與所述第 二光纖頭光纖連接，而所述驅(qū)動電路板包括驅(qū)動輸出。
3[0012] 所述逆變控制器利用所述第一光纖頭通過光纖傳輸驅(qū)動脈沖與所述數(shù)個驅(qū)動裝 置的第二光纖頭光纖連接。 所述每個驅(qū)動裝置直接安裝在所述對應(yīng)絕緣柵雙極晶體管模塊上，與所述對應(yīng)絕 緣柵雙極晶體管模塊電連接。 所述的所有絕緣柵雙極晶體管模塊的驅(qū)動和關(guān)斷脈沖都能實現(xiàn)同頻、同步、同相 位。 本實用新型有益效果如下解決了大功率、超大功率逆變器中驅(qū)動脈沖的傳輸和 驅(qū)動的難題，保證了驅(qū)動脈沖同步、整齊的傳輸和驅(qū)動，所有的IGBT按時序步調(diào)整齊的快 速開通與關(guān)斷，保證了逆變成功。

圖1為本實用新型IGBT控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為了實現(xiàn)用于大功率和超大功率逆變器的所有并聯(lián)的IGBT模塊的開通、關(guān)斷嚴(yán) 格同步，本實用新型提供了一種IGBT控制系統(tǒng)，解決了大功率、超大功率逆變器中驅(qū)動脈 沖的傳輸和驅(qū)動的難題，保證了驅(qū)動脈沖同步、整齊的傳輸和驅(qū)動，所有的IGBT按時序步 調(diào)整齊的快速開通與關(guān)斷，保證了逆變成功。 如圖1所示為本實用新型IGBT控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，該控制系統(tǒng)包括一個集 中的逆變控制器1、控制所有的分布在較大空間的數(shù)個驅(qū)動裝置2和數(shù)個IGBT模塊3 ;所述 逆變控制器1與所述數(shù)個驅(qū)動裝置由光纖連接，所述數(shù)個驅(qū)動裝置的每個驅(qū)動裝置2與對 應(yīng)的數(shù)個IGBT模塊中的一個IGBT模塊3電連接。所述逆變控制器1具有驅(qū)動脈沖光纖發(fā) 送和接收光纖頭(即第一光纖頭)11。所述驅(qū)動裝置2具體包括驅(qū)動裝置光纖頭(即第二 光纖頭)21和驅(qū)動電路板22，所述驅(qū)動電路板22與所述驅(qū)動裝置光纖頭21光纖連接，而所 述驅(qū)動電路板22包括驅(qū)動輸出221。所述逆變控制器利用驅(qū)動脈沖光纖發(fā)送和接收光纖頭 11通過驅(qū)動脈沖傳輸光纖4傳輸驅(qū)動脈沖與所述數(shù)個驅(qū)動裝置的驅(qū)動裝置光纖頭21光纖 連接。所述每個驅(qū)動裝置2直接安裝在所述對應(yīng)IGBT模塊3上，與其電連接，就近驅(qū)動該 模塊，在每個驅(qū)動裝置控制下該IGBT模塊開通或關(guān)斷。圖中示出了 12個驅(qū)動裝置2和12 個IGBT模塊，每一個驅(qū)動裝置2與對應(yīng)的一個IGBT模塊3連接。因此，該系統(tǒng)采用了一個 集中的控制器，控制的是分布在較大空間內(nèi)的較多的IGBT模塊；該系統(tǒng)為大功率、超大功 率逆變器的集中控制器，用于控制分布在較大空間內(nèi)的最多達(dá)24只IGBT模塊。 圖中的附圖標(biāo)記，為了簡便，相同的部件省略了重復(fù)標(biāo)注，例如驅(qū)動裝置2只標(biāo)示 了一個驅(qū)動裝置的所有部件的附圖標(biāo)記，為了簡便，圖上其他的相同的驅(qū)動裝置2省略了 附圖標(biāo)記，還例如驅(qū)動脈沖光纖發(fā)送和接收光纖頭11只標(biāo)注了一處。所有絕緣柵雙極晶體 管模塊的驅(qū)動和關(guān)斷脈沖都能實現(xiàn)同頻、同步、同相位。 因此，本實用新型采用"集中控制、分布驅(qū)動、光纖傳輸技術(shù)"解決了上述難題，實 現(xiàn)了中壓(660V) 1500kW 3000kW逆變器IGBT的驅(qū)動脈沖的同步、同相、滿功率驅(qū)動和可 靠的抗干擾特性。做到了驅(qū)動脈沖可靠傳輸，IGBT可靠開通和關(guān)斷，保證了逆變成功和逆 變器長期可靠的工作。[0021] 本實用新型集中控制、分布驅(qū)動、光纖傳輸技術(shù)特點所有的驅(qū)動脈沖由一個逆變 控制器發(fā)出，保證了十幾路 幾十路驅(qū)動脈沖的一致性；所有的功率驅(qū)動電路板(即驅(qū)動 裝置)都直接安裝在IGBT模塊上(即驅(qū)動裝置2直接安裝與所述對應(yīng)IGBT模塊3電連 接)，避免了因傳輸線造成的功率衰減；所有的驅(qū)動脈沖信號都使用光纖傳輸，用光纖將驅(qū) 動脈沖信號從逆變控制器傳輸功率驅(qū)動電路板，分布驅(qū)動的方式保證了對IGBT模塊的滿 功率驅(qū)動，有效地消除了因?qū)Ь€幾何形狀的變化產(chǎn)生的脈沖傳輸延遲及其變化；有效地消 除了強烈的電磁干擾對驅(qū)動脈沖的影響。本技術(shù)解決了大功率逆變器對驅(qū)動脈沖的嚴(yán)格 要求，保證了驅(qū)動脈沖的同步、同相、滿功率，且不受電磁干擾，提高了大功率逆變器的可靠 性；保證了驅(qū)動脈沖同步、同相、整齊的送給所有的IGBT模塊。 顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本實用新型進(jìn)行各種改動和變型而不脫離本實用 新型的精神和范圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬于本實用新型權(quán)利要求及 其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求一種絕緣柵雙極晶體管控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括一個集中的逆變控制器、數(shù)個驅(qū)動裝置和數(shù)個絕緣柵雙極晶體管模塊；所述逆變控制器與所述數(shù)個驅(qū)動裝置由光纖連接，所述數(shù)個驅(qū)動裝置的每個驅(qū)動裝置與對應(yīng)的數(shù)個絕緣柵雙極晶體管模塊中的一個絕緣柵雙極晶體管模塊電連接，在每個驅(qū)動裝置控制下所述絕緣柵雙極晶體管模塊開通或關(guān)斷。
2. 如權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管控制系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變控制器具 有第一光纖頭。
3. 如權(quán)利要求2所述的絕緣柵雙極晶體管控制系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動裝置具體 包括驅(qū)動裝置光纖頭和驅(qū)動電路板，所述驅(qū)動電路板與所述第二光纖頭采用光纖連接，而 所述驅(qū)動電路板包括驅(qū)動輸出。
4. 如權(quán)利要求3所述的絕緣柵雙極晶體管控制系統(tǒng)，其特征在于，所述逆變控制器利 用所述第一光纖頭通過驅(qū)動脈沖傳輸光纖與所述數(shù)個驅(qū)動裝置的第二光纖頭光纖連接。
5. 如權(quán)利要求1所述的絕緣柵雙極晶體管控制系統(tǒng)，其特征在于，所述每個驅(qū)動裝置 直接安裝在所述對應(yīng)絕緣柵雙極晶體管模塊上，與所述對應(yīng)絕緣柵雙極晶體管模塊電連 接。
專利摘要本實用新型公開了一種IGBT控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括逆變控制器、數(shù)個驅(qū)動裝置和數(shù)個IGBT模塊；所述逆變控制器與所述數(shù)個驅(qū)動裝置由光纖連接，所述數(shù)個驅(qū)動裝置的每個驅(qū)動裝置與對應(yīng)的數(shù)個IGBT模塊中的一個IGBT模塊電連接。本實用新型解決了大功率、超大功率逆變器中驅(qū)動脈沖的傳輸和驅(qū)動的難題，保證了驅(qū)動脈沖同步、整齊的傳輸和驅(qū)動，所有的IGBT模塊按時序步調(diào)整齊的快速開通與關(guān)斷，保證了逆變成功。
文檔編號H02M7/48GK201533258SQ20092016999
公開日2010年7月21日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者全鋼, 周繼華, 楊國奎, 趙燕華, 陳大偉 申請人:北京東標(biāo)電子有限公司