Igbt驅(qū)動板的控制系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)和方法，其中，控制系統(tǒng)包括用于控制IGBT驅(qū)動板發(fā)出PWM脈沖信號的控制器和用于向所述控制器發(fā)送控制指令的上位機(jī)，所述控制器與所述上位機(jī)連接，所述上位機(jī)向所述控制器發(fā)送控制指令，以控制IGBT驅(qū)動板的PWM脈沖信號。本發(fā)明中，通過上位機(jī)設(shè)定觸發(fā)脈沖的作用時間的寬度和周期等控制指令，控制器接收上述控制指令控制IGBT驅(qū)動板輸出的觸發(fā)信號，可以實(shí)現(xiàn)對IGBT驅(qū)動板的觸發(fā)信號的自動控制，可以根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整，避免IGBT發(fā)生過流損壞。
【專利說明】IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電氣控制技術(shù)，尤其涉及一種IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電力機(jī)車的牽引變流器是設(shè)置在牽引主電路中的變流器。牽引變流器將直流電轉(zhuǎn)換成交流電，為電力機(jī)車供電。牽引變流器采用絕緣柵雙極型晶體管(Insulated GateBipolar Transistor，簡稱IGBT)作為開關(guān)元件，通過IGBT驅(qū)動板驅(qū)動IGBT開啟或關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)對電流的調(diào)整轉(zhuǎn)換。
[0003]在牽引變流器的生產(chǎn)過程中，需要對IGBT驅(qū)動板進(jìn)行斬波試驗(yàn)(過流保護(hù)試驗(yàn))。IGBT驅(qū)動板斬波試驗(yàn)的具體過程是:給牽引主電路中的支撐電容充電，然后支撐電容為IGBT的集電極和發(fā)射極兩端加載高電壓，再通過IGBT驅(qū)動板觸發(fā)IGBT的柵極來導(dǎo)通IGBT0 IGBT導(dǎo)通過程中，若IGBT驅(qū)動板的過流保護(hù)作用不及時，則IGBT驅(qū)動板會連續(xù)發(fā)觸發(fā)信號，很容易造成IGBT因過流時間過長而損壞。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，通常采用脈沖盒產(chǎn)生控制IGBT驅(qū)動板，脈沖盒是一種能夠發(fā)出觸發(fā)脈沖的硬件電路，觸發(fā)脈沖的開通和關(guān)斷完全由試驗(yàn)人員手動控制。通過脈沖盒控制IGBT驅(qū)動板的觸發(fā)信號，IGBT驅(qū)動板的觸發(fā)信號與脈沖盒發(fā)出的觸發(fā)脈沖一致，操作人員手動控制脈沖盒發(fā)出的觸發(fā)脈沖，就可以間接控制IGBT驅(qū)動板的觸發(fā)信號，但是，通常需要通過實(shí)驗(yàn)人員的經(jīng)驗(yàn)控制脈沖盒的觸發(fā)脈沖的時間，每次IGBT開通和關(guān)斷的時間不能保持一致，若觸發(fā)過程中IGBT過流而脈沖盒未能及時封鎖觸發(fā)脈沖，則會造成IGBT因過流時間過長而損壞，并且脈沖盒的觸發(fā)脈沖的脈寬已經(jīng)固化，不能根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供一種IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)和方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中IGBT驅(qū)動板的驅(qū)動脈沖不易控制和調(diào)整的問題。
[0006]本發(fā)明提供的一種IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)，包括用于控制IGBT驅(qū)動板發(fā)出PWM脈沖信號的控制器和用于向所述控制器發(fā)送控制指令的上位機(jī)，所述控制器與所述上位機(jī)連接，所述上位機(jī)內(nèi)向所述控制器發(fā)送控制指令，以控制IGBT驅(qū)動板的PWM脈沖信號。
[0007]如上所述的IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器具有PWM脈沖輸出接口，所述PWM脈沖輸出接口用于與IGBT驅(qū)動板連接。
[0008]如上所述的IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于為所述控制器供電的電源。
[0009]如上所述的IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器與所述上位機(jī)通過
串口連接。
[0010]如上所述的IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器為可編程邏輯控制器。
[0011]本發(fā)明還提供一種IGBT驅(qū)動板的控制方法，包括:[0012]控制器接收上位機(jī)發(fā)出的控制指令；
[0013]所述接收器根據(jù)所述控制指令控制IGBT驅(qū)動板發(fā)出的PWM脈沖信號的作用時間、脈寬和周期。
[0014]本發(fā)明提供的IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)和方法，通過上位機(jī)設(shè)定觸發(fā)脈沖的作用時間的寬度和周期等控制指令，控制器接收上述控制指令控制IGBT驅(qū)動板輸出的觸發(fā)信號，可以實(shí)現(xiàn)對IGBT驅(qū)動板的觸發(fā)信號的自動控制，可以根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整，避免IGBT發(fā)生過流損壞。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)的示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的IGBT驅(qū)動板的控制方法的流程圖。
[0017]附圖標(biāo)記:
[0018]1-控制器； 2-上位機(jī)； 3-電源；
[0019]4-1GBT 驅(qū)動板。
【具體實(shí)施方式】
[0020]參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)的示意圖。
[0021]如圖1所示，本實(shí)施例提供的IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)，包括用于控制IGBT驅(qū)動板4發(fā)出脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation,簡稱PWM)脈沖信號的控制器I和用于向控制器I發(fā)送控制指令的上位機(jī)2，控制器I與上位機(jī)2連接，上位機(jī)2向控制器I發(fā)送控制指令，可以通過上位機(jī)2內(nèi)的控制軟件向控制器I輸入控制指令，以控制IGBT驅(qū)動板4的PWM脈沖信號。
[0022]具體地，控制器I可以為控制電路板，控制器I也可以為可編程邏輯控制器等其他控制器。優(yōu)選地，控制器I與上位機(jī)2可以通過串口連接，舉例來說，控制器I具有485串口通信接口，上位機(jī)2具有232串口通信接口，控制器I的485串口通信接口與上位機(jī)2的232串口通信接口連接，傳輸上位機(jī)2發(fā)給控制器I的控制指令。控制器I和上位機(jī)2也可以通過其他形式接口連接?？刂破鱅具有PWM脈沖輸出接口，PWM脈沖輸出接口用于與IGBT驅(qū)動板4連接，向IGBT驅(qū)動板4輸入觸發(fā)脈沖。
[0023]實(shí)際應(yīng)用中，可以通過仿真器將控制程序下載到控制器I中，上位機(jī)2中安裝有ModBus通信軟件，ModBus協(xié)議為用于工業(yè)現(xiàn)場的總線協(xié)議，控制器I內(nèi)控制程序通過485通信串口及485/232轉(zhuǎn)換頭與上位機(jī)2上的ModBus通信軟件通信。在ModBus通信軟件中，通信地址可以選定為第一通道、第二通道和第三通道。第一通道為觸發(fā)模式設(shè)定，第二通道為觸發(fā)時間設(shè)定，第三通道為觸發(fā)周期設(shè)定。通過參數(shù)的設(shè)置，即可控制控制器I的觸發(fā)脈沖的輸出方式。
[0024]例如，第一通道為觸發(fā)模式設(shè)定，向該第一通道寫O為停止試驗(yàn)，向第一通道寫I為單次觸發(fā)試驗(yàn)，向第一通道寫2為周期觸發(fā)試驗(yàn)。第二通道為觸發(fā)時間設(shè)定，向第二通道寫I則設(shè)定導(dǎo)通時間為150 μ S，向第二通道寫2則設(shè)定導(dǎo)通時間為300 μ S，當(dāng)向第二通道寫入大于等于3的設(shè)定時，不再觸發(fā)。第三通道為觸發(fā)周期設(shè)定，設(shè)定范圍為10000-65000，當(dāng)進(jìn)行周期觸發(fā)時，對該值進(jìn)行設(shè)定，對應(yīng)的觸發(fā)周期T=設(shè)定值X 150 μ S。[0025]IGBT驅(qū)動板4的斬波試驗(yàn)結(jié)束后，可以選擇連續(xù)觸發(fā)方式，在很短時間內(nèi)將支撐電容儲存釋放掉，保證試驗(yàn)人員的安全。
[0026]進(jìn)一步地，控制器I具有PWM脈沖輸出接口，PWM脈沖輸出接口用于與IGBT驅(qū)動板4連接。此外，該IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)還包括用于為控制器I供電的電源3，電源3與控制器I連接，可以為控制器I提供5v的供電。
[0027]本實(shí)施例提供的IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)，通過上位機(jī)2設(shè)定觸發(fā)脈沖的作用時間的寬度和周期等控制指令，控制器I接收上述控制指令控制IGBT驅(qū)動板輸出的觸發(fā)信號，可以實(shí)現(xiàn)對IGBT驅(qū)動板的觸發(fā)信號的自動控制，可以根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整，避免IGBT發(fā)生過流損壞。
[0028]參考圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的IGBT驅(qū)動板的控制方法的流程圖。
[0029]如圖2所示，本實(shí)施例提供的IGBT驅(qū)動板的控制方法，包括:
[0030]步驟101，控制器接收上位機(jī)發(fā)出的控制指令；
[0031]具體地，控制器具有485串口通信接口，上位機(jī)具有232串口通信接口，控制器的485串口通信接口與上位機(jī)的232串口通信接口連接。上位機(jī)內(nèi)具有ModBus通訊軟件，控制器接收上位機(jī)通過ModBus傳輸?shù)目刂浦噶睢?br> [0032]步驟102，所述接收器根據(jù)所述控制指令控制IGBT驅(qū)動板發(fā)出的PWM脈沖信號的作用時間、脈寬和周期。
[0033]具體地，控制器根據(jù)控制指令產(chǎn)生觸發(fā)脈沖，控制器具有PWM脈沖輸出接口，PWM脈沖輸出接口用于與IGBT驅(qū)動板連接，向IGBT驅(qū)動板輸入觸發(fā)脈沖，控制器的觸發(fā)脈沖控制IGBT驅(qū)動板發(fā)出的PWM脈沖信號的作用時間、脈寬和周期。
[0034]本實(shí)施例提供的IGBT驅(qū)動板的控制方法，通過上位機(jī)設(shè)定觸發(fā)脈沖的作用時間的寬度和周期等控制指令，控制器接收上述控制指令控制IGBT驅(qū)動板輸出的觸發(fā)信號，可以實(shí)現(xiàn)對IGBT驅(qū)動板的觸發(fā)信號的自動控制，可以根據(jù)實(shí)際情況靈活調(diào)整，避免IGBT發(fā)生過流損壞。
[0035]最后應(yīng)說明的是:以上各實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括用于控制IGBT驅(qū)動板發(fā)出PWM脈沖信號的控制器和用于向所述控制器發(fā)送控制指令的上位機(jī)，所述控制器與所述上位機(jī)連接，所述上位機(jī)向所述控制器輸入發(fā)送控制指令，以控制IGBT驅(qū)動板的PWM脈沖信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器具有PWM脈沖輸出接口，所述PWM脈沖輸出接口用于與IGBT驅(qū)動板連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于為所述控制器供電的電源。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器與所述上位機(jī)通過串口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的IGBT驅(qū)動板的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器為可編程邏輯控制器。
6.一種IGBT驅(qū)動板的控制方法，其特征在于，包括: 控制器接收上位機(jī)發(fā)出的控制指令； 所述接收器根據(jù)所述控制指令控制IGBT驅(qū)動板發(fā)出的PWM脈沖信號的作用時間、脈寬和周期。
【文檔編號】H02M1/08GK103812309SQ201210457104
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月14日
【發(fā)明者】趙研, 于躍, 吳志友, 江海濤 申請人:中國北車股份有限公司