CN112147481A - 一种igbt故障回传电路及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种IGBT故障回传电路及电子设备，包括：第一控制模块用于接收所有类型的故障信息，并输出互补的第一脉冲信号和第二脉冲信号，以差分的脉冲驱动方式驱动微型信号隔离变压器；微型信号隔离变压器用于依据第一脉冲信号和第二脉冲信号，输出目标脉冲信号；信号整形模块用于将目标脉冲信号整形为目标数字信号；第二控制模块用于接收目标数字信号，并对目标数字信号进行信号处理，以识别故障信息的类型。该IBGT故障回传电路通过对所有类型的故障信息进行编码，生成两个互补的脉冲信号，以差分的脉冲驱动方式驱动微型信号隔离变压器，解决了微型信号隔离变压器磁芯易饱和的问题。

Description

一种IGBT故障回传电路及电子设备
技术领域
本发明涉及IGBT驱动产品设计技术领域，更具体地说，涉及一种IGBT故障回传电路及电子设备。
背景技术
IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor，驱动隔离电源）是HVIC(HighVoltage IC，高压集成电路)的典型电路之一，由于其高可靠性， 面积小，效果高等特点被广泛应用于家用电器与工业设备、航空、航天、武器系统等方面。
在IGBT故障回传电路中，需要使用的信号隔离变压器实现对故障信号的传输，基于信号隔离变压器而言，由于信号隔离变压器的体积是一定的，在IGBT驱动板上，元器件的尺寸受到限制，目前使用微型信号隔离变压器传输故障信号。
那么，在微信信号隔离变压器磁芯尺寸受限的情况下，信号电流也会受到限制，基于目前IGBT故障回传电路的信号传输方式，即持续传输高电平或低电平时，微型信号隔离变压器上的电流会一直增大，容易使微型信号隔离变压器的磁芯饱和，且目前IGBT故障回传电路无法实现对故障信息进行分类。
发明内容
有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种IGBT故障回传电路及电子设备，技术方案如下：
一种IGBT故障回传电路，所述IGBT故障回传电路包括：第一控制模块、微型信号隔离变压器、信号整形模块和第二控制模块；
所述第一控制模块用于接收所有类型的故障信息，并输出互补的第一脉冲信号和第二脉冲信号，以差分的脉冲驱动方式驱动所述微型信号隔离变压器；
所述微型信号隔离变压器用于依据所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，输出目标脉冲信号；
所述信号整形模块用于将所述目标脉冲信号整形为目标数字信号；
所述第二控制模块用于接收所述目标数字信号，并对所述目标数字信号进行信号处理，以识别故障信息的类型；
其中，所述所述微型信号隔离变压器在传输每一个码元的过程中，所述第一脉冲信号中的正脉冲数和负脉冲数相同，所述第二脉冲信号中的正脉冲数和负脉冲数相同。
可选的，在上述IGBT故障回传电路中，所述IGBT故障回传电路还包括：
第一信号处理模块和第二信号处理模块；
所述第一信号处理模块用于对所述第一脉冲信号进行功率放大；
所述第二信号处理模块用于对所述第二脉冲信号进行功率放大。
可选的，在上述IGBT故障回传电路中，所述第一信号处理模块为第一信号驱动模块。
可选的，在上述IGBT故障回传电路中，所述第二信号处理模块为第二信号驱动模块。
可选的，在上述IGBT故障回传电路中，所述微型信号隔离变压器包括副边绕组和原边绕组；
所述副边绕组的一端用于接收所述第一脉冲信号，另一端用于接收所述第二脉冲信号；
所述原边绕组的一端用于输出所述目标脉冲信号，另一端接地。
可选的，在上述IGBT故障回传电路中，所述信号整形模块为整形比较器；
所述整形比较器的同相输入端用于接收所述目标脉冲信号；
所述整形比较器的反相输入端用于接收参考脉冲信号；
所述整形比较器的输出端用于输出所述目标数字信号。
可选的，在上述IGBT故障回传电路中，所述整形比较器还用于当所述目标脉冲信号超过所述参考脉冲信号时输出目标数字信号“1”；所述整形比较器还用于当所述目标脉冲信号没有超过所述参考脉冲信号时输出目标数字信号“0”；
或，
所述整形比较器还用于当所述目标脉冲信号超过所述参考脉冲信号时输出目标数字信号“0”；所述整形比较器还用于当所述目标脉冲信号没有超过所述参考脉冲信号时输出目标数字信号“1”。
可选的，在上述IGBT故障回传电路中，所述第一控制模块为可编程的驱动ASIC。
可选的，在上述IGBT故障回传电路中，所述第二控制模块为可编程的驱动ASIC。
一种电子设备，所述电子设备包括权利要求1-9任一项所述的IGBT故障回传电路。
相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：
本发明提供的一种IGBT故障回传电路包括：第一控制模块，用于接收所有类型的故障信息，并输出互补的第一脉冲信号和第二脉冲信号，以差分的脉冲驱动方式驱动所述微型信号隔离变压器；微型信号隔离变压器，用于依据所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，输出目标脉冲信号；信号整形模块，用于将所述目标脉冲信号整形为目标数字信号；第二控制模块，用于接收所述目标数字信号，并对所述目标数字信号进行信号处理，以识别故障信息的类型；其中，所述微型信号隔离变压器在传输每一个码元的过程中，所述第一脉冲信号中的正脉冲数和负脉冲数相同，所述第二脉冲信号中的正脉冲数和负脉冲数相同。
该IBGT故障回传电路通过对所有类型的故障信息进行编码，生成两个互补的脉冲信号，以差分的脉冲驱动方式驱动微型信号隔离变压器，解决了微型信号隔离变压器磁芯易饱和的问题，并且，由于可以对故障信息的类型进行识别，进而使该IGBT故障回传电路可以传递更为复杂的故障信息。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种IGBT故障回传电路的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种微型信号隔离变压器传输码元的示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种IGBT故障回传电路的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的又一种IGBT故障回传电路的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的又一种IGBT故障回传电路的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参考图1，图1为本发明实施例提供的一种IGBT故障回传电路的结构示意图。
所述IGBT故障回传电路包括：第一控制模块11、微型信号隔离变压器12、信号整形模块13和第二控制模块14；
所述第一控制模块11，用于接收所有类型的故障信息，并输出互补的第一脉冲信号和第二脉冲信号，以差分的脉冲驱动方式驱动所述微型信号隔离变压器。
所述微型信号隔离变压器12，用于依据所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，输出目标脉冲信号。
所述信号整形模块13，用于将所述目标脉冲信号整形为目标数字信号。
所述第二控制模块14，用于接收所述目标数字信号，并对所述目标数字信号进行信号处理，以识别故障信息的类型；
其中，所述微型信号隔离变压器12在传输每一个码元的过程中，所述第一脉冲信号中的正脉冲数和负脉冲数相同，所述第二脉冲信号中的正脉冲数和负脉冲数相同。
也就是说，无论是第一脉冲信号还是第二脉冲信号，每次发送的正脉冲数和负脉冲数总是相等的。
即，第一脉冲信号和第二脉冲信号均既有正脉冲信号也有负脉冲信号，但发送结束时，第一脉冲信号和第二脉冲信号的正负脉冲数必然相等。
进一步的，如图1所示，所述微型信号隔离变压器12包括副边绕组A和原边绕组B。
所述副边绕组A的第一引脚A1用于接收所述第一脉冲信号，所述副边绕组A的第二引脚A2用于接收所述第二脉冲信号。
所述原边绕组B的第一引脚B1用于输出所述目标脉冲信号，所述原边绕组B的第二引脚B2接地。
在该实施例中，所述第一控制模块11接收所有类型的故障信息，对其进行编码，生成两个互补的脉冲信号，以差分的脉冲驱动方式驱动微型信号隔离变压器12，解决了微型信号隔离变压器12磁芯易饱和的问题，进而可以使用更微型的信号隔离变压器进行信号传输。
微型信号隔离变压器12传输的每一个码元，总是由一对正负脉冲组成；正前负后表示“1”，负前正后表示“0”，或者反之，正前负后表示“0”，负前正后表示“1”；无论传输多少码元，微型信号隔离变压器12上的正负脉冲数总是相等的。
具体的，参考图2，图2为本发明实施例提供的一种微型信号隔离变压器传输码元的示意图。
如图2所示，微型信号隔离变压器12的副边发送码元1100时，微型信号隔离变压器12的副边绕组A的第一引脚A1和副边绕组A的第二引脚A2分别发送正负脉冲，其中“+”和“-”表示脉冲极性。
不论发送什么码元，发送多少码元，图2中两种不同阴影部分的面积始终相等。
可以理解为，本发明的信号传输方式将高电平改为前高后低的电平形式，低电平改为前低后高的电平形式。
也就是说，微型信号隔离变压器12的绕组电压积分始终为零，即微型信号隔离变压器12磁通积分始终为零，不会出现饱和的现象。
信号整形模块13将微型信号隔离变压器12输出的目标脉冲信号整形为目标数字信号，供第二控制模块14使用。
第二控制模块14基于目标数字信号，对其进行解码操作，实现对故障信息类型的识别，从而保证该IGBT故障回传电路可以传递更为复杂的故障信息。
所述故障信息包括但不限定于故障类型、故障时间、故障发生时的环境参数（电流、电压、温度等）等信息。
进一步的，基于本发明上述实施例，参考图3，图3为本发明实施例提供的另一种IGBT故障回传电路的结构示意图。
所述IGBT故障回传电路还包括：
第一信号处理模块15和第二信号处理模块16。
所述第一信号处理模块15用于对所述第一脉冲信号进行功率放大。
所述第二信号处理模块16用于对所述第二脉冲信号进行功率放大。
进一步的，基于本发明上述实施例，参考图4，图4为本发明实施例提供的又一种IGBT故障回传电路的结构示意图。
所述第一控制模块11为可编程的驱动ASIC（Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路）。
所述第二控制模块14为可编程的驱动ASIC（Application Specific IntegratedCircuit，专用集成电路）。
可选的，所述第一信号处理模块15为第一信号驱动模块D1。
所述第二信号处理模块16为第二信号驱动模块D2。
进一步的，基于本发明上述实施例，参考图5，图5为本发明实施例提供的又一种IGBT故障回传电路的结构示意图。
所述信号整形模块13为整形比较器D3。
所述整形比较器D3的同相输入端用于接收所述目标脉冲信号。
所述整形比较器D3的反相输入端用于接收参考脉冲信号。
所述整形比较器D3的输出端用于输出所述目标数字信号。
在该实施例中，所述整形比较器D3还用于当所述目标脉冲信号超过所述参考脉冲信号时输出目标数字信号“1”；所述整形比较器D3还用于当所述目标脉冲信号没有超过所述参考脉冲信号时输出目标数字信号“0”；
或，
所述整形比较器还用于当所述目标脉冲信号超过所述参考脉冲信号时输出目标数字信号“0”；所述整形比较器还用于当所述目标脉冲信号没有超过所述参考脉冲信号时输出目标数字信号“1”。
进一步的，基于本发明上述全部实施例，在本发明另一实施例中还提供了一种电子设备，所述电子设备包括上述实施例所述的IGBT故障回传电路。
以上对本发明所提供的一种IGBT故障回传电路及电子设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素，或者是还包括为这些过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种IGBT故障回传电路，其特征在于，所述IGBT故障回传电路包括：第一控制模块、微型信号隔离变压器、信号整形模块和第二控制模块；
所述第一控制模块用于接收所有类型的故障信息，并输出互补的第一脉冲信号和第二脉冲信号，以差分的脉冲驱动方式驱动所述微型信号隔离变压器；
所述微型信号隔离变压器用于依据所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号，输出目标脉冲信号；
所述信号整形模块用于将所述目标脉冲信号整形为目标数字信号；
所述第二控制模块用于接收所述目标数字信号，并对所述目标数字信号进行信号处理，以识别故障信息的类型；
其中，所述微型信号隔离变压器在传输每一个码元的过程中，所述第一脉冲信号中的正脉冲数和负脉冲数相同，所述第二脉冲信号中的正脉冲数和负脉冲数相同。
2.根据权利要求1所述的IGBT故障回传电路，其特征在于，所述IGBT故障回传电路还包括：
第一信号处理模块和第二信号处理模块；
所述第一信号处理模块用于对所述第一脉冲信号进行功率放大；
所述第二信号处理模块用于对所述第二脉冲信号进行功率放大。
3.根据权利要求2所述的IGBT故障回传电路，其特征在于，所述第一信号处理模块为第一信号驱动模块。
4.根据权利要求2所述的IGBT故障回传电路，其特征在于，所述第二信号处理模块为第二信号驱动模块。
5.根据权利要求1所述的IGBT故障回传电路，其特征在于，所述微型信号隔离变压器包括副边绕组和原边绕组；
所述副边绕组的第一引脚用于接收所述第一脉冲信号，所述副边绕组的第二引脚用于接收所述第二脉冲信号；
所述原边绕组的第一引脚用于输出所述目标脉冲信号，所述原边绕组的第二引脚接地。
6.根据权利要求5所述的IGBT故障回传电路，其特征在于，所述信号整形模块为整形比较器；
所述整形比较器的同相输入端用于接收所述目标脉冲信号；
所述整形比较器的反相输入端用于接收参考脉冲信号；
所述整形比较器的输出端用于输出所述目标数字信号。
7.根据权利要求6所述的IGBT故障回传电路，其特征在于，所述整形比较器还用于当所述目标脉冲信号超过所述参考脉冲信号时输出目标数字信号“1”；所述整形比较器还用于当所述目标脉冲信号没有超过所述参考脉冲信号时输出目标数字信号“0”；
或，
所述整形比较器还用于当所述目标脉冲信号超过所述参考脉冲信号时输出目标数字信号“0”；所述整形比较器还用于当所述目标脉冲信号没有超过所述参考脉冲信号时输出目标数字信号“1”。
8.根据权利要求1所述的IGBT故障回传电路，其特征在于，所述第一控制模块为可编程的驱动ASIC。
9.根据权利要求1所述的IGBT故障回传电路，其特征在于，所述第二控制模块为可编程的驱动ASIC。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求1-9任一项所述的IGBT故障回传电路。
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