CN106610601A - 一种igbt元件运行状态监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种IGBT元件运行状态监测装置，所述装置包括控制单元和IGBT驱动器，所述IGBT驱动器设于驱动板卡上，控制单元通过光通讯接口与IGBT驱动器相连；控制单元以曼彻斯特编码的方式发送控制命令给IGBT驱动器，以使IGBT驱动器驱动IGBT元件开通或关断；IGBT驱动器检测IGBT元件在运行过程中的门极电压Vge、集电极-发射极电压Vce、IGBT元件开通时间、驱动板卡电源电压、驱动板卡运行环境温度和电源温度，并将检测到的信号以曼彻斯特编码的方式发送给控制单元。本发明采用曼彻斯特编码的方式实现控制单元和IGBT驱动器之间的控制反馈信息交换，可将IGBT元件运行状态信息进行采集汇总并实时上传至控制单元，从而使控制单元实现对IGBT元件运行状态的监测。

Description

一种IGBT元件运行状态监测装置

技术领域

本发明涉及一种监测装置，具体讲涉及一种IGBT元件运行状态监测装置。

背景技术

与基于自然换相技术的电流源型换流器的传统直流输电不同，柔性直流输电技术是一种以电压源换流器、可控关断器件和脉宽调制(PWM技术)为基础的新型直流输电技术，电压源换流器(voltage source converter简称VSC)是柔性直流输电系统的核心装备。这种输电技术能够瞬时实现有功和无功的独立解耦控制、能向无源网络供电、换流站间无需通讯、且易于构成多端直流系统。另外，该输电技术能同时向系统提供有功功率和无功功率的紧急支援，在提高系统的稳定性和输电能力等方面具有优势。

柔性直流输电的控制方式和运行方式灵活，传输的有功功率和无功功率可以独立控制，而且适合中小功率的系统运行，目前已有12个柔性直流输电工程在运行。以VSC为换流单元的柔性直流输电所具有的技术经济特点十分适合不同规模的风力、太阳能等可再生能源的并网发电。电压源换流器既能满足不同规模的可再生能源并网发电需求，也能满足整个电网的安全、稳定、经济运行的要求，避免因采用其他输电方式对电网产生的不利影响。

由于柔性直流输电系统输电电压等级逐渐提高，由最初的几十千伏到现今投运最高电压等级±320kV，换流阀子模块应用的可关断器件数量由最初的几百片上升到近万片，则换流阀核心可关断器件IGBT失效特性成为影响柔性直流输电系统可靠性的关键因素。为保证柔性直流输电系统可靠运行，需要对其核心器件换流阀内每个开关器件IGBT的运行状态进行监测。

发明内容

为了解决现有技术中所存在的上述问题，本发明提供一种IGBT元件运行状态监测装置，该装置通过对每块可关断电力电子器件IGBT的驱动器进行优化设计，从而完成对于各个IGBT元件的运行状态监测，运行参数统计，并将监测信息上报控制单元，实现对IGBT元件的整体监测功能，达到从整体上提高柔性直流换流阀运行可靠性的目的。

本发明提供的技术方案是：一种IGBT元件运行状态监测装置，所述装置包括控制单元和IGBT驱动器，所述IGBT驱动器设于驱动板卡上，所述控制单元通过光通讯接口与所述IGBT驱动器相连；其改进之处在于：所述控制单元以曼彻斯特编码的方式发送控制命令给所述IGBT驱动器，以使所述IGBT驱动器驱动IGBT元件开通或关断；所述IGBT驱动器检测所述IGBT元件在运行过程中的门极电压Vge、集电极-发射极电压Vce、IGBT元件开通时间、驱动板卡电源电压、驱动板卡运行环境温度和电源温度，并将检测到的信号以曼彻斯特编码的方式发送给所述控制单元。

优选的，所述IGBT驱动器包括逻辑控制模块，监测控制模块，光通讯接口，电源输入模块和短路检测模块；

所述逻辑控制模块包括逻辑控制器和门极控制电路，所述门极控制电路分别与IGBT元件的门极和发射极双向连接，所述逻辑控制器分别与所述短路检测模块、所述监测控制模块和所述光通讯接口双向连接，所述监测控制模块还与所述光通讯接口、所述电源输入模块、所述IGBT元件的集电极和门极双向连接，所述短路检测模块还与所述IGBT元件的集电极和所述监测控制模块连接。

进一步，所述短路检测模块检测所述IGBT元件的短路故障，并将短路故障信息通过所述逻辑控制器回传给控制单元，实现IGBT元件的短路检测；

所述逻辑控制器在所述控制单元的控制下通过门极控制电路实现对IGBT元件的控制；

所述监测控制模块检测所述IGBT元件在运行过程中的门极电压Vge，集电极-发射极电压Vce，IGBT元件开通时间，驱动板卡电源电压，驱动板卡运行环境温度和电源温度，并将检测信息通过逻辑控制器回传给控制单元，实现IGBT元件运行状态的监测；

所述光通讯接口连接所述控制单元和所述IGBT驱动器，用于将所述控制单元发出的光信号转换为相应的电信号传输给逻辑控制器，并将所述逻辑控制器发出的电信号转化为相应的光信号返回给所述控制单元，实现所述控制单元和所述IGBT驱动器之间的控制反馈信息交换；

所述电源输入模块为所述逻辑控制器、所述监测控制模块和所述光通讯接口提供工作电源。

进一步，所述逻辑控制器包括内核顶层模块和光纤通讯模块；

所述内核顶层模块包括时钟采集模块、电压采集模块和电压信号处理模块；

所述时钟采集模块分别连接外部时钟电路和光纤通讯模块中的时钟分频模块，用于采集外部时钟电路提供的时钟信号，并将所述时钟信号输出给所述时钟分频模块进行时钟分频；

所述时钟采集模块还与所述电压采集模块相连，用于提供所述电压采集模块的时钟信号；

所述电压采集模块分别连接所述监测控制模块和所述电压信号处理模块，用于采集所述监测控制模块输入端接收的模拟电压信号，将所述模拟电压信号转换为数字信号后通过所述电压信号处理模块传输给所述光纤通讯模块中的控制保护单元；

所述电压信号处理模块分别连接所述监测控制模块和所述光纤通讯模块中的控制保护单元，用于接收所述监测控制模块输出的数字电压信号，将所述数字电压信号直接传输给所述光纤通讯模块中的控制保护单元，为控制保护单元的保护动作提供判据；

所述电压信号处理模块还与光纤通讯模块中的曼彻斯特编码发送模块相连，用于将所述数字电压信号传输给曼彻斯特编码发送模块，经所述曼彻斯特编码发送模块编码后发送给控制单元。

进一步，所述光纤通讯模块包括时钟分频模块、信号接口模块、曼彻斯特编码发送模块、曼彻斯特编码接收模块和控制保护单元；

所述时钟分频模块分别连接并提供时钟信号给所述控制保护单元、所述信号接口模块、所述曼彻斯特编码发送模块和所述曼彻斯特编码接收模块；

所述时钟分频模块、所述控制保护单元、所述信号接口模块、所述曼彻斯特编码发送模块、以及所述曼彻斯特编码接收模块的复位动作受控制单元控制；

所述信号接口模块分别与监测控制模块和所述曼彻斯特编码发送模块相连，用于接收所述监测控制模块的检测信息，并将所述检测信息传输给所述曼彻斯特编码发送模块；

所述信号接口模块还与门极控制电路和控制保护单元相连，用于将监测控制模块的检测信息传输给控制保护单元，并接收所述控制保护单元下发的驱动命令，根据所述驱动命令控制所述门极控制电路驱动IGBT元件的开通或关断；

所述曼彻斯特编码发送模块的输入端与所述控制保护单元和所述信号接口模块相连，其输出端通过光通讯接口与所述控制单元相连，用于接收所述控制保护单元和所述信号接口模块的数据信息，并将接收到的信息打包为曼彻斯特编码后通过光通讯接口发送给所述控制单元；

所述曼彻斯特编码接收模块的输入端通过光通讯接口与控制单元相连，其输出端与控制保护单元相连，用于接收并解码控制单元下发的曼彻斯特编码信息，并将解码后的信息传输给控制保护单元；

所述控制保护单元分别与信号接口模块、曼彻斯特编码接收模块和曼彻斯特编码发送模块连接，用于分析并处理信号接口模块的实时数据信息，发出相应的故障告警信息、故障闭锁指令给曼彻斯特编码发送模块上传至控制单元；同时接收曼彻斯特编码接收模块的紧急闭锁信息，通过信号接口模块及时闭锁IGBT模块。

进一步，所述曼彻斯特编码接收模块包括同步时钟提取模块、以及数据接收模块；

所述同步时钟提取模块包括曼彻斯特编码信号接收模块，同步时钟信号产生模块，同步时钟信号控制模块；

所述曼彻斯特编码信号接收模块接收控制单元发送的曼彻斯特编码信号，并将所述曼彻斯特编码信号发送给所述同步时钟信号控制模块，所述同步时钟信号控制模块根据所述曼彻斯特编码信号的高低电平变化，控制所述同步时钟信号产生模块产生与所述曼彻斯特编码信号同步的时钟信号；

所述数据接受模块包括同步时钟信号检测模块、曼彻斯特编码识别模块和曼彻斯特编码识别控制模块；

所述同步时钟信号检测模块检测所述同步时钟信号产生模块产生的同步时钟信号，并将所述同步时钟信号发送给曼彻斯特编码识别控制模块，所述曼彻斯特编码识别控制模块根据所述同步时钟信号高低电平的变化，控制所述曼彻斯特编码识别模块读取控制单元发送的曼彻斯特编码信号。

进一步，所述曼彻斯特编码识别控制模块通过如下方式控制所述曼彻斯特编码识别模块：

当所述曼彻斯特编码识别控制模块判断所述时钟信号由高电平变为低电平时，控制所述曼彻斯特编码识别模块以40MHz的时钟连续读取控制单元发送的曼彻斯特编码信号，所述曼彻斯特编码识别模块根据多数判决的方法确定所述曼彻斯特编码信号的数据类型，当多次读取中有2次以上为高电平时，判定接收数据为1，否则判定接收数据为0。

进一步，所述曼彻斯特编码信号包括IGBT驱动器逻辑电路运行模式命令和IGBT投切命令，所述IGBT驱动器逻辑电路运行模式命令和IGBT投切命令由门极控制电路执行。

与最接近的现有技术相比，本发明具有如下显著进步：

常规变频领域，由于其IGBT模块开关频率较高，IGBT驱动器和控制单元通讯多采取简单的脉冲编码方式，只能传送一些基本的信息量；本文采用曼彻斯特编码方式将IGBT驱动器监控到的数据信息传输给控制器单元，并通过曼彻斯特编码的方式将控制单元下发的控制命令传输给IGBT驱动器，可将IGBT元件运行状态信息进行采集汇总并实时上传至控制单元，使控制单元实现对IGBT元件运行状态的监测，克服了传统IGBT驱动器与控制单元之间传输数据信息过于单调的缺陷。

附图说明

图1本发明提供的IGBT元件运行状态监测装置的整体硬件框图；

图2为图1中IGBT驱动器的硬件结构框图；

图3为图2中逻辑控制器的软件结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为了彻底了解本发明实施例，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施例的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

本发明提供的IGBT元件运行状态监测装置的整体硬件框图如图1所示：所述装置包括控制单元和IGBT驱动器，所述IGBT驱动器设于驱动板卡上，所述控制单元通过光通讯接口与所述IGBT驱动器相连；为了将IGBT元件的运行状态信息进行采集汇总并实时上传至控制单元，使控制单元实现对IGBT元件运行状态的监测，控制单元以曼彻斯特编码的方式发送控制命令给所述IGBT驱动器，以使所述IGBT驱动器驱动IGBT元件开通或关断；所述IGBT驱动器检测所述IGBT元件在运行过程中的门极电压Vge，集电极-发射极电压Vce，IGBT元件开通时间，驱动板卡电源电压，驱动板卡运行环境温度和电源温度，并将检测到的信号以曼彻斯特编码的方式发送给所述控制单元。

IGBT驱动器的硬件结构框图如图2所示：所述IGBT驱动器包括逻辑控制模块，监测控制模块，光通讯接口，电源输入模块和短路检测模块；

所述逻辑控制模块包括逻辑控制器和门极控制电路，所述门极控制电路分别与IGBT元件的门极和发射极双向连接，所述逻辑控制器分别与所述短路检测模块、所述监测控制模块和所述光通讯接口双向连接，所述监测控制模块还与所述光通讯接口、所述电源输入模块、所述IGBT元件的集电极和门极双向连接，所述短路检测模块还与所述IGBT元件的集电极和所述监测控制模块连接。

所述短路检测模块检测所述IGBT元件的短路故障，并将短路故障信息通过所述逻辑控制器回传给控制单元，实现IGBT元件的短路检测；

所述逻辑控制器在所述控制单元的控制下通过门极控制电路实现对IGBT元件的控制；

所述监测控制模块检测所述IGBT元件在运行过程中的门极电压Vge，集电极-发射极电压Vce，IGBT元件开通时间，驱动板卡电源电压，驱动板卡运行环境温度和电源温度，并将检测信息通过逻辑控制器回传给控制单元，实现IGBT元件运行状态的监测；

此外，所述监测控制器还将以上检测量进行统计汇总：包括测量次数、平均值、最大值、最小值、开关次数、过电压箝位动作次数、短路类型、驱动板电源状态等检测信息，并将统计汇总后的信息通过逻辑控制器上报给控制单元。

所述光通讯接口连接所述控制单元和所述IGBT驱动器，用于将所述控制单元发出的光信号转换为相应的电信号传输给逻辑控制器，并将所述逻辑控制器发出的电信号转化为相应的光信号返回给所述控制单元，实现所述控制单元和所述IGBT驱动器之间的控制反馈信息交换；

所述电源输入模块为所述逻辑控制器、所述监测控制模块和所述光通讯接口提供工作电源。

逻辑控制器的软件结构框图如图3所示：所述逻辑控制器包括内核顶层模块和光纤通讯模块；

所述内核顶层模块包括时钟采集模块、电压采集模块和电压信号处理模块；

所述时钟采集模块分别连接外部时钟电路和光纤通讯模块中的时钟分频模块，用于采集外部时钟电路提供的时钟信号，并将所述时钟信号输出给所述时钟分频模块进行时钟分频；

所述时钟采集模块还与所述电压采集模块相连，用于提供所述电压采集模块的时钟信号；

所述电压采集模块分别连接所述监测控制模块和所述电压信号处理模块，用于采集所述监测控制模块输入端接收的模拟电压信号，将所述模拟电压信号转换为数字信号后通过所述电压信号处理模块传输给所述光纤通讯模块中的控制保护单元；

所述电压信号处理模块分别连接所述监测控制模块和所述光纤通讯模块中的控制保护单元，用于接收所述监测控制模块输出的数字电压信号，将所述数字电压信号直接传输给所述光纤通讯模块中的控制保护单元，为控制保护单元的保护动作提供判据；

所述电压信号处理模块还与光纤通讯模块中的曼彻斯特编码发送模块相连，用于将所述数字电压信号传输给曼彻斯特编码发送模块，经所述曼彻斯特编码发送模块编码后发送给控制单元。

所述光纤通讯模块包括时钟分频模块、信号接口模块、曼彻斯特编码发送模块、曼彻斯特编码接收模块和控制保护单元；

所述时钟分频模块分别连接并提供时钟信号给所述控制保护单元、所述信号接口模块、所述曼彻斯特编码发送模块和所述曼彻斯特编码接收模块；

所述时钟分频模块、所述控制保护单元、所述信号接口模块、所述曼彻斯特编码发送模块、以及所述曼彻斯特编码接收模块的复位动作受控制单元控制；

所述信号接口模块分别与监测控制模块和所述曼彻斯特编码发送模块相连，用于接收所述监测控制模块的检测信息，并将所述检测信息传输给所述曼彻斯特编码发送模块；

所述信号接口模块还与门极控制电路和控制保护单元相连，用于将监测控制模块的检测信息传输给控制保护单元，并接收所述控制保护单元下发的驱动命令，根据所述驱动命令控制所述门极控制电路驱动IGBT元件的开通或关断；

所述曼彻斯特编码发送模块的输入端与所述控制保护单元和所述信号接口模块相连，其输出端通过光通讯接口与所述控制单元相连，用于接收所述控制保护单元和所述信号接口模块的数据信息，并将接收到的信息打包为曼彻斯特编码后通过光通讯接口发送给所述控制单元；

所述曼彻斯特编码接收模块的输入端通过光通讯接口与控制单元相连，其输出端与控制保护单元相连，用于接收并解码控制单元下发的曼彻斯特编码信息，并将解码后的信息传输给控制保护单元；

所述控制保护单元分别与信号接口模块、曼彻斯特编码接收模块和曼彻斯特编码发送模块连接，用于分析并处理信号接口模块的实时数据信息，发出相应的故障告警信息、故障闭锁指令给曼彻斯特编码发送模块上传至控制单元；同时接收曼彻斯特编码接收模块的紧急闭锁信息，通过信号接口模块及时闭锁IGBT模块。

所述曼彻斯特编码接收模块包括同步时钟提取模块、以及数据接收模块；

所述同步时钟提取模块包括曼彻斯特编码信号接收模块，同步时钟信号产生模块，同步时钟信号控制模块；

所述曼彻斯特编码信号接收模块接收控制单元发送的曼彻斯特编码信号，并将所述曼彻斯特编码信号发送给所述同步时钟信号控制模块，所述同步时钟信号控制模块根据所述曼彻斯特编码信号的高低电平变化，控制所述同步时钟信号产生模块产生与所述曼彻斯特编码信号同步的时钟信号；

所述数据接受模块包括同步时钟信号检测模块、曼彻斯特编码识别模块和曼彻斯特编码识别控制模块；

所述同步时钟信号检测模块检测所述同步时钟信号产生模块产生的同步时钟信号，并将所述同步时钟信号发送给曼彻斯特编码识别控制模块，所述曼彻斯特编码识别控制模块根据所述同步时钟信号高低电平的变化，控制所述曼彻斯特编码识别模块读取控制单元发送的曼彻斯特编码信号。

所述曼彻斯特编码识别控制模块通过如下方式控制所述曼彻斯特编码识别模块：

当所述曼彻斯特编码识别控制模块判断所述时钟信号由高电平变为低电平时，控制所述曼彻斯特编码识别模块以40MHz的时钟连续读取控制单元发送的曼彻斯特编码信号，所述曼彻斯特编码识别模块根据多数判决的方法确定所述曼彻斯特编码信号的数据类型，当多次读取中有2次以上为高电平时，判定接收数据为1，否则判定接收数据为0。

所述曼彻斯特编码信号包括IGBT驱动器逻辑电路运行模式命令和IGBT投切命令，所述IGBT驱动器逻辑电路运行模式命令和IGBT投切命令由门极控制电路执行。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (8)

1.一种IGBT元件运行状态监测装置，所述装置包括控制单元和IGBT驱动器，所述IGBT驱动器设于驱动板卡上，所述控制单元通过光通讯接口与所述IGBT驱动器相连；其特征在于：所述控制单元以曼彻斯特编码的方式发送控制命令给所述IGBT驱动器，以使所述IGBT驱动器驱动IGBT元件开通或关断；所述IGBT驱动器检测所述IGBT元件在运行过程中的门极电压Vge、集电极-发射极电压Vce、IGBT元件开通时间、驱动板卡电源电压、驱动板卡运行环境温度和电源温度，并将检测到的信号以曼彻斯特编码的方式发送给所述控制单元。

2.根据权利要求1所述的一种IGBT元件运行状态监测装置，其特征在于：所述IGBT驱动器包括逻辑控制模块，监测控制模块，光通讯接口，电源输入模块和短路检测模块；

所述逻辑控制模块包括逻辑控制器和门极控制电路，所述门极控制电路分别与IGBT元件的门极和发射极双向连接，所述逻辑控制器分别与所述短路检测模块、所述监测控制模块和所述光通讯接口双向连接，所述监测控制模块还与所述光通讯接口、所述电源输入模块、所述IGBT元件的集电极和门极双向连接，所述短路检测模块还与所述IGBT元件的集电极和所述监测控制模块连接。

3.根据权利要求2所述的一种IGBT元件运行状态监测装置，其特征在于：

所述短路检测模块检测所述IGBT元件的短路故障，并将短路故障信息通过所述逻辑控制器回传给控制单元，实现IGBT元件的短路检测；

所述逻辑控制器在所述控制单元的控制下通过门极控制电路实现对IGBT元件的控制；

所述监测控制模块检测所述IGBT元件在运行过程中的门极电压Vge，集电极-发射极电压Vce，IGBT元件开通时间，驱动板卡电源电压，驱动板卡运行环境温度和电源温度，并将检测信息通过逻辑控制器回传给控制单元，实现IGBT元件运行状态的监测；

所述光通讯接口连接所述控制单元和所述IGBT驱动器，用于将所述控制单元发出的光信号转换为相应的电信号传输给逻辑控制器，并将所述逻辑控制器发出的电信号转化为相应的光信号返回给所述控制单元，实现所述控制单元和所述IGBT驱动器之间的控制反馈信息交换；

所述电源输入模块为所述逻辑控制器、所述监测控制模块和所述光通讯接口提供工作电源。

4.根据权利要求3所述的一种IGBT元件运行状态监测装置，其特征在于：

所述逻辑控制器包括内核顶层模块和光纤通讯模块；

所述内核顶层模块包括时钟采集模块、电压采集模块和电压信号处理模块；

所述时钟采集模块分别连接外部时钟电路和光纤通讯模块中的时钟分频模块，用于采集外部时钟电路提供的时钟信号，并将所述时钟信号输出给所述时钟分频模块进行时钟分频；

所述时钟采集模块还与所述电压采集模块相连，用于提供所述电压采集模块的时钟信号；

所述电压采集模块分别连接所述监测控制模块和所述电压信号处理模块，用于采集所述监测控制模块输入端接收的模拟电压信号，将所述模拟电压信号转换为数字信号后通过所述电压信号处理模块传输给所述光纤通讯模块中的控制保护单元；

所述电压信号处理模块分别连接所述监测控制模块和所述光纤通讯模块中的控制保护单元，用于接收所述监测控制模块输出的数字电压信号，将所述数字电压信号直接传输给所述光纤通讯模块中的控制保护单元，为控制保护单元的保护动作提供判据；

所述电压信号处理模块还与光纤通讯模块中的曼彻斯特编码发送模块相连，用于将所述数字电压信号传输给曼彻斯特编码发送模块，经所述曼彻斯特编码发送模块编码后发送给控制单元。

5.根据权利要求4所述的一种IGBT元件运行状态监测装置，其特征在于：

所述光纤通讯模块包括时钟分频模块、信号接口模块、曼彻斯特编码发送模块、曼彻斯特编码接收模块和控制保护单元；

所述时钟分频模块分别连接并提供时钟信号给所述控制保护单元、所述信号接口模块、所述曼彻斯特编码发送模块和所述曼彻斯特编码接收模块；

所述时钟分频模块、所述控制保护单元、所述信号接口模块、所述曼彻斯特编码发送模块、以及所述曼彻斯特编码接收模块的复位动作受控制单元控制；

所述信号接口模块分别与监测控制模块和所述曼彻斯特编码发送模块相连，用于接收所述监测控制模块的检测信息，并将所述检测信息传输给所述曼彻斯特编码发送模块；

所述信号接口模块还与门极控制电路和控制保护单元相连，用于将监测控制模块的检测信息传输给控制保护单元，并接收所述控制保护单元下发的驱动命令，根据所述驱动命令控制所述门极控制电路驱动IGBT元件的开通或关断；

所述曼彻斯特编码发送模块的输入端与所述控制保护单元和所述信号接口模块相连，其输出端通过光通讯接口与所述控制单元相连，用于接收所述控制保护单元和所述信号接口模块的数据信息，并将接收到的信息打包为曼彻斯特编码后通过光通讯接口发送给所述控制单元；

所述曼彻斯特编码接收模块的输入端通过光通讯接口与控制单元相连，其输出端与控制保护单元相连，用于接收并解码控制单元下发的曼彻斯特编码信息，并将解码后的信息传输给控制保护单元；

所述控制保护单元分别与信号接口模块、曼彻斯特编码接收模块和曼彻斯特编码发送模块连接，用于分析并处理信号接口模块的实时数据信息，发出相应的故障告警信息、故障闭锁指令给曼彻斯特编码发送模块上传至控制单元；同时接收曼彻斯特编码接收模块的紧急闭锁信息，通过信号接口模块及时闭锁IGBT模块。

6.根据权利要求5所述的一种IGBT元件运行状态监测装置，其特征在于：

所述曼彻斯特编码接收模块包括同步时钟提取模块、以及数据接收模块；

所述同步时钟提取模块包括曼彻斯特编码信号接收模块，同步时钟信号产生模块，同步时钟信号控制模块；

所述曼彻斯特编码信号接收模块接收控制单元发送的曼彻斯特编码信号，并将所述曼彻斯特编码信号发送给所述同步时钟信号控制模块，所述同步时钟信号控制模块根据所述曼彻斯特编码信号的高低电平变化，控制所述同步时钟信号产生模块产生与所述曼彻斯特编码信号同步的时钟信号；

所述数据接受模块包括同步时钟信号检测模块、曼彻斯特编码识别模块和曼彻斯特编码识别控制模块；

所述同步时钟信号检测模块检测所述同步时钟信号产生模块产生的同步时钟信号，并将所述同步时钟信号发送给曼彻斯特编码识别控制模块，所述曼彻斯特编码识别控制模块根据所述同步时钟信号高低电平的变化，控制所述曼彻斯特编码识别模块读取控制单元发送的曼彻斯特编码信号。

7.根据权利要求6所述的一种IGBT元件运行状态监测装置，其特征在于：

所述曼彻斯特编码识别控制模块通过如下方式控制所述曼彻斯特编码识别模块：

当所述曼彻斯特编码识别控制模块判断所述时钟信号由高电平变为低电平时，控制所述曼彻斯特编码识别模块以40MHz的时钟连续读取控制单元发送的曼彻斯特编码信号，所述曼彻斯特编码识别模块根据多数判决的方法确定所述曼彻斯特编码信号的数据类型，当多次读取中有2次以上为高电平时，判定接收数据为1，否则判定接收数据为0。

8.根据权利要求6或7所述的一种IGBT元件运行状态监测装置，其特征在于：

所述曼彻斯特编码信号包括IGBT驱动器逻辑电路运行模式命令和IGBT投切命令，所述IGBT驱动器逻辑电路运行模式命令和IGBT投切命令由门极控制电路执行。