CN112838848B - 一种绝缘栅双极型晶体管串联阀结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种绝缘栅双极型晶体管串联阀结构，包括：绝缘栅双极型晶体管串联模块、超级电容器、充电模块和状态监控模块；充电模块包括：电源和多个充电单元，每一充电单元包括：储能电容器和二极管；状态监控模块包括：主控制器和多个分控制器，主控制器用于根据每一储能电容器两极板的电压逐级控制每一级的绝缘栅双极型晶体管单元导通，以及，根据后一级的储能电容器的两极板的电压判断前一级的绝缘栅双极型晶体管单元是否导通。本发明实现对绝缘栅双极型晶体管及其驱动电路故障的判断，精确定位故障及异常出现位置，实现故障的在线监测自诊断功能。

Description

一种绝缘栅双极型晶体管串联阀结构
技术领域
本发明涉及绝缘栅双极型晶体管串联阀技术领域，尤其涉及一种绝缘栅双极型晶体管串联阀结构。
背景技术
为了实现高压脉冲装置中承受高电压、大电流的高压直流开关，需要多个绝缘栅双极型晶体管模块串联组合，而每个串联模块的驱动电路需要独立的供电电源，同时控制信号也需要向各个模块进行隔离传输。由于绝缘栅双极型晶体管模块及其驱动电路成本较高，绝缘栅双极型晶体管器件的故障或参数变化，供电电源故障、驱动电路以及光纤延时参数等的变化会对串联绝缘栅双极型晶体管模块的安全工作带来严重危害，因此需要研究绝缘栅双极型晶体管串联模块的故障自动识别以及参数的在线测量技术。
发明内容
本发明实施例提供了一种绝缘栅双极型晶体管串联阀结构，以解决现有技术缺少对绝缘栅双极型晶体管串联模块的故障自动识别以及参数的在线测量的装置的问题。
本发明实施例公开了如下的技术方案：
一种绝缘栅双极型晶体管串联阀结构，包括：绝缘栅双极型晶体管串联模块、超级电容器、充电模块和状态监控模块；所述绝缘栅双极型晶体管串联模块包括多个逐级串联的绝缘栅双极型晶体管单元；所述充电模块包括：电源和多个充电单元，每一所述充电单元包括：储能电容器和二极管，每一所述储能电容器的两极板并联在每一级的所述绝缘栅双极型晶体管单元的两端，每一所述二极管的正极连接所述电源的正极，每一所述二极管的负极连接每一所述储能电容器的一极板，每一所述储能电容器的另一极板连接所述电源的负极；所述状态监控模块包括：主控制器和多个分控制器，每一所述分控制器连接每一所述储能电容器，用于采集所述储能电容器两极板的电压后，将所述储能电容器两极板的电压发送到所述主控制器，所述主控制器连接每一级的所述绝缘栅双极型晶体管单元，用于根据每一所述储能电容器两极板的电压逐级控制每一级的所述绝缘栅双极型晶体管单元导通，以及，根据后一级的所述储能电容器的两极板的电压判断前一级的所述绝缘栅双极型晶体管单元是否导通。
进一步，每一级的所述绝缘栅双极型晶体管单元包括：绝缘栅双极型晶体管、DC-DC稳压电路、绝缘栅双极型晶体管驱动电路、动态均压电容和静态均压电阻；所述DC-DC稳压电路并联在所述储能电容器的两极板上，所述DC-DC稳压电路的输出端连接所述绝缘栅双极型晶体管驱动电路的输入引脚，所述绝缘栅双极型晶体管驱动电路的门极引脚连接所述绝缘栅双极型晶体管的门极，所述绝缘栅双极型晶体管驱动电路的集电极引脚连接所述绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述绝缘栅双极型晶体管驱动电路的发射极引脚分别连接所述绝缘栅双极型晶体管的发射极和所述储能电容器的另一极板，所述动态均压电容的两极板并联在所述静态均压电阻的两端，所述动态均压电容的一极板连接所述绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述动态均压电容的另一极板连接所述绝缘栅双极型晶体管的发射极。
进一步：若同一级的所述分控制器采集得到的所述储能电容器的两极板的电压位于所述DC-DC稳压电路的宽电压输入范围内，则所述主控制器控制该级所述绝缘栅双极型晶体管导通。
进一步：在逐级控制每一级的所述绝缘栅双极型晶体管导通的过程中，若后一级的所述分控制器采集得到的所述储能电容器的两极板的电压未上升到预设阈值或未发生变化，则所述主控制器判断前一级的所述绝缘栅双极型晶体管未导通。
进一步：每一所述分控制器与每一所述绝缘栅双极型晶体管连接，用于在逐级控制每一级的所述绝缘栅双极型晶体管导通的过程中，采集每一级的所述绝缘栅双极型晶体管两端的电压后，将所述绝缘栅双极型晶体管两端的电压发送到所述主控制器，所述主控制器用于若判断出前一级的所述绝缘栅双极型晶体管两端的电压未位于预设范围内，则确定前一级的所述绝缘栅双极型晶体管未导通。
进一步：每一所述分控制器包括：微控单元、模数数据采集模块、线性稳压模块和第一无线通讯模块，所述微控单元分别与所述模数数据采集模块、所述线性稳压模块和所述第一无线通讯模块连接，所述模数数据采集模块分别与所述储能电容器和所述绝缘栅双极型晶体管连接，所述线性稳压模块与所述储能电容器的一极板连接，所述微控单元与所述储能电容器的另一极板连接。
进一步，所述主控制器包括：主控单元和第二无线通讯模块，所述主控单元与所述第二无线通讯模块连接，所述第二无线通讯模块与所述第一无线通讯模块连接，所述主控单元与每一级的所述绝缘栅双极型晶体管驱动电路连接，以使所述主控单元将控制所述绝缘栅双极型晶体管的导通信号发送到所述绝缘栅双极型晶体管驱动电路。
进一步，所述绝缘栅双极型晶体管串联阀结构还包括：上位机，所述上位机与所述主控制器连接。
进一步：前一级的所述绝缘栅双极型晶体管的集电极串联后一级的所述绝缘栅双极型晶体管的发射极。
本发明实施例通过储能电容器对绝缘栅双极型晶体驱动电路实现逐级供电；通过状态监控模块实现对绝缘栅双极型晶体管及其驱动电路故障的判断，精确定位故障及异常出现位置，实现故障的在线监测自诊断功能；将控制信号与高电压进行隔离，有效提高了绝缘栅双极型晶体管串联阀结构的安全性与可靠性；通过Zigbee无线通讯方式将绝缘栅双极型晶体管的状态信息上传至主控制器，实现了信息的实时上报，具有较高的实时性，使用户可以在现场对绝缘栅双极型晶体管串联阀各组件的状态进行实时监测。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的绝缘栅双极型晶体管串联阀结构的结构示意图。
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作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种绝缘栅双极型晶体管串联阀结构。对于绝缘栅双极型晶体管串联组成的高压阀，串联后整个系统电压等级较高，通常为几千伏到几十千伏。本发明实施例的串联阀结构可用于高压脉冲装置中，承受脉冲放电时所产生的高电压，适用于需要便携式携带的、现场应用的高压设备。许多工业场合中需要能够便携式携带或通过车载到达现场进行工作的高压脉冲设备，此类设备不需要长时间运行在现场。例如：在电力系统及电力设备检修中，通常需要在变电站等现场对氧化锌避雷器的伏安特性、电流均衡特性等特性进行测试，该测试需要LC型电压脉冲设备放电产生高压脉冲击穿氧化锌避雷器使其进入钳位状态，在此过程中对避雷器特征参数进行测量，单次测试所需要时间不长，但由于需要对多组不同位置避雷器进行现场测试，因此每次设备工作前需要移动位置并对设备中的核心部件绝缘栅双极型晶体管串联阀进行检测，确保该绝缘栅双极型晶体管串联阀能够正常工作。
本发明实施例的串联阀结构就是基于上述的特殊应用场景而设计的。具体的，该绝缘栅双极型晶体管串联阀结构包括：绝缘栅双极型晶体管串联模块、超级电容器、充电模块和状态监控模块。
绝缘栅双极型晶体管串联模块包括多个逐级串联的绝缘栅双极型晶体管单元，如图1所示，使用时，绝缘栅双极型晶体管串联模块的一端连接工作电源VCC，另一端连接电源地GND。
具体的，每一级的绝缘栅双极型晶体管单元包括：绝缘栅双极型晶体管、DC-DC稳压电路、绝缘栅双极型晶体管驱动电路、动态均压电容和静态均压电阻。如图1所示，每一级对应的绝缘栅双极型晶体管依次用Q1～Qn表示，每一级对应的DC-DC稳压电路依次用VS1～VSn表示，每一级对应的绝缘栅双极型晶体管驱动电路依次用QD1～QDn表示，每一级对应的动态均压电容依次用Ca1～Can表示，每一级对应的静态均压电阻依次用R1～Rn表示。其中n的值取决于测试系统及被测对象的电压等级需求，同时应考虑单个绝缘栅双极型晶体管的耐压等级，并应留出2倍电压裕量。前一级的绝缘栅双极型晶体管的集电极串联后一级的绝缘栅双极型晶体管的发射极。DC-DC稳压电路的输出端连接绝缘栅双极型晶体管驱动电路的输入引脚。DC-DC稳压电路为宽电压输入的稳压模块，储能电容器的端电压在一个宽输入范围内均可使DC-DC稳压电路正常工作，为绝缘栅双极型晶体管驱动模块提供稳定的驱动电压。绝缘栅双极型晶体管驱动电路的门极引脚连接绝缘栅双极型晶体管的门极。绝缘栅双极型晶体管驱动电路的集电极引脚连接绝缘栅双极型晶体管的集电极。绝缘栅双极型晶体管驱动电路的发射极引脚分别连接绝缘栅双极型晶体管的发射极和储能电容器的另一极板。动态均压电容的两极板并联在静态均压电阻的两端。动态均压电容的一极板连接绝缘栅双极型晶体管的集电极。动态均压电容的另一极板连接绝缘栅双极型晶体管的发射极。
充电模块包括：电源DC和多个充电单元。电源DC为直流电源。每一充电单元包括：储能电容器和二极管。如图1所示，每一级对应的储能电容器依次用C1～Cn表示，每一级对应的二极管依次用D1～Dn表示。每一储能电容器的两极板并联在每一级的绝缘栅双极型晶体管单元的两端。即DC-DC稳压电路并联在储能电容器的两极板上。每一二极管的正极连接电源DC的正极。每一二极管的负极连接每一储能电容器的一极板。每一储能电容器的另一极板连接电源DC的负极。储能电容器为一种超级电容器。
状态监控模块包括：主控制器和多个分控制器。每一分控制器连接每一储能电容器，用于采集储能电容器两极板的电压后，将储能电容器两极板的电压发送到主控制器。主控制器连接每一级的绝缘栅双极型晶体管单元，用于根据每一储能电容器两极板的电压逐级控制每一级的绝缘栅双极型晶体管单元导通，以及，根据后一级的储能电容器的两极板的电压判断前一级的绝缘栅双极型晶体管单元是否导通。
具体的，若同一级的分控制器采集得到的储能电容器的两极板的电压位于DC-DC稳压电路的宽电压输入范围内，则主控制器控制该级绝缘栅双极型晶体管导通。宽电压输入范围由DC-DC稳压电路自身参数确定。
具体的，在逐级控制每一级的绝缘栅双极型晶体管导通的过程中，若后一级的分控制器采集得到的储能电容器的两极板的电压未上升到预设阈值或未发生变化，则主控制器判断前一级的绝缘栅双极型晶体管未导通。该预设阈值可根据经验设置。
每一分控制器与每一绝缘栅双极型晶体管连接，用于在逐级控制每一级的绝缘栅双极型晶体管导通的过程中，采集每一级的绝缘栅双极型晶体管两端的电压后，将绝缘栅双极型晶体管两端的电压发送到主控制器。主控制器用于若判断出前一级的绝缘栅双极型晶体管两端的电压未位于预设范围内，则确定前一级的绝缘栅双极型晶体管未导通。该预设范围可根据经验确定。本发明实施例的预设范围为0～3V。
具体的，每一分控制器包括：微控单元、模数数据采集模块、线性稳压模块和第一无线通讯模块。如图1所示，每一级对应的微控单元依次用MSP1～MSPn表示，每一级对应的模数数据采集模块依次用ADC1～ADCn表示，每一级对应的线性稳压模块依次用LDO1～LDOn表示，每一级对应的第一无线通讯模块依次用ZB1～ZBn表示。第一无线通讯模块采用ZigBee技术，ZigBee技术的主要特点是支持自组网功能，且具有较强的自恢复能力。微控单元分别与模数数据采集模块、线性稳压模块和第一无线通讯模块连接。模数数据采集模块分别与储能电容器和绝缘栅双极型晶体管连接(图中未示出该连接关系)，用于采集储能电容器的两极板的电压和绝缘栅双极型晶体管两端的电压，并将采集的电压从模拟量转换为数字量，发送到微控单元，由微控单元处理。线性稳压模块与储能电容器的一极板连接。微控单元与储能电容器的另一极板连接。
主控制器包括：主控单元FPGA和第二无线通讯模块ZB0。主控单元FPGA与第二无线通讯模块ZB0连接。第二无线通讯模块ZB0与第一无线通讯模块连接，以使主控单元FPGA通过第二无线通讯模块ZB0与微控单元进行通信。第二无线通讯模块ZB0采用ZigBee技术。主控单元FPGA与每一级的绝缘栅双极型晶体管驱动电路连接(图中未示出连接关系)，以使主控单元FPGA将控制绝缘栅双极型晶体管的导通信号发送到绝缘栅双极型晶体管驱动电路。主控单元FPGA与绝缘栅双极型晶体管驱动电路可通过光纤接口连接。
优选的，该绝缘栅双极型晶体管串联阀结构还包括：上位机UC。上位机UC与主控制器连接。具体的，上位机UC与主控制器可通过Zigbee无线通讯技术通信连接。上位机UC可用于人机交互。因此，主控制器可将相关信息实时上传到上位机UC，以使用户在设备实际运行的过程中对设备故障有清楚直观的掌握，以便及时发现故障、排除故障，减少不必要的损失。
通过上述的结构设计，每级的绝缘栅双极型晶体管用单独的驱动电路进行驱动，同时由主控制器通过隔离光纤传输控制信号进行绝缘栅双极型晶体管通断的控制。由于高压直流开关仅需要在一段不长的时间范围内工作，因此每级的绝缘栅双极型晶体管的驱动电路的供电可以采用储能电容器实现，在每个驱动电路的原边并联储能电容器，通过对储能电容器进行充电，从而实现对驱动电路的供电，通过检测每个驱动电路原边并联的储能电容器的电压以及绝缘栅双极型晶体管两端的电压，可以识别绝缘栅双极型晶体管驱动及绝缘栅双极型晶体管是否出现故障。
以图1所示结构，对本发明实施例的绝缘栅双极型晶体管串联阀结构使用过程进行阐述：
初始状态下，绝缘栅双极型晶体管Q1～Qn处于关断状态，电源DC向储能电容器C1恒流充电，待储能电容器C1电量充满后，储能电容器C1的两端电压足够使绝缘栅双极型晶体管驱动电路QD1正常工作。同时储能电容器C1为分控制器供电。模数数据采集模块ADC1实时监测储能电容器C1两端的电压Uc1。当监测到Uc1达到DC-DC稳压电路VS1的宽电压输入范围时，由微控单元MSP1控制第一无线通讯模块ZB1将电压信号发送到第二无线通讯模块ZB0，主控制单元FPGA通过第二无线通讯模块ZB0接收到电压信号。主控制单元FPGA将通过光纤接口将绝缘栅双极型晶体管导通信号S1发送到绝缘栅双极型晶体管驱动电路QD1，此时绝缘栅双极型晶体管驱动电路QD1将驱动绝缘栅双极型晶体管Q1导通。绝缘栅双极型晶体管Q1导通后，电源DC将通过储能电容器C2、DC-DC稳压电路VS2、绝缘栅双极型晶体管Q1、电源地GND向储能电容器C2恒流充电。待储能电容器C2充电完成后，储能电容器C2为分控制器供电。模数数据采集模块ADC2实时监测储能电容器C2两极板的电压Uc2。当监测到Uc2达到DC-DC稳压电路VS2的宽电压输入范围时，由微控单元MSP2控制第一无线通讯模块ZB2将电压信号发送到第二无线通讯模块ZB0，主控制单元FPGA通过第二无线通讯模块ZB0接收到电压信号。主控制单元FPGA将通过光纤接口将绝缘栅双极型晶体管导通信号S2发送到绝缘栅双极型晶体管驱动电路QD2，此时绝缘栅双极型晶体管驱动电路QD2将驱动绝缘栅双极型晶体管Q2导通。以此类推，最终实现储能电容器C1～Cn的逐级充电和绝缘栅双极型晶体管Q1～Qn的逐级导通。其中，串联二极管D1～Dn是为了防止储能电容器C1～Cn充满电后向电源DC反向放电。
在储能电容器C1～Cn逐级充电过程中，通过模数数据采集模块ADC1～ADCn对储能电容器C1～Cn两端的电压Uc1～Ucn和各个绝缘栅双极型晶体管Q1～Qn两端的电压U1～Un进行监测。若Uc1达到预设阈值，说明储能电容器C1正常充电，此时绝缘栅双极型晶体管Q1应该导通，储能电容器C2两端的电压Uc2应上升达到预设阈值，若此时Uc2没有上升达到预设阈值或未发生明显变化，说明绝缘栅双极型晶体管Q1没有导通，则判断绝缘栅双极型晶体管驱动电路QD1或绝缘栅双极型晶体管Q1出现异常，以此类推可以对每一组的绝缘栅双极型晶体管Q1～Qn及其绝缘栅双极型晶体管驱动电路QD1～QDn进行监测。
同时，由于储能电容器C2的充电电流流过绝缘栅双极型晶体管Q1，通过检测绝缘栅双极型晶体管Q1在此电流下的管压降U1(即绝缘栅双极型晶体管Q1两端的电压U1)，可以判断绝缘栅双极型晶体管Q1的特性是否发生了变化。绝缘栅双极型晶体管Q1正常导通的情况下，两端的管压降U1根据流过电流的不同应该在0～3V范围内。若绝缘栅双极型晶体管Q1的两端的管压降U1较大，则说明绝缘栅双极型晶体管Q1还未导通，其并联静态均压电阻R1～Rn承受了来自高压侧工作电源VCC的电压。
通过上述的使用过程可知，通过储能电容器自动逐级充电来进行绝缘栅双极型晶体管串联模块及其驱动电路故障自诊断及定位的方法，与以往传统的电容向驱动电路供电不同的是，本发明实施例将储能电容器与绝缘栅双极型晶体管的通断相结合实现了自动逐级充电，同时进行故障检测。储能电容器和绝缘栅双极型晶体管等开关型器件缺一不可，多用于对大功率绝缘栅双极型晶体管等成本较高器件的监测与保护。通过对储能电容器的自动逐级充电，首先解决了绝缘栅双极型晶体管驱动电路的供电问题，由于储能电容器能量密度大，储能量高，同时驱动电路所需功率较小，因此储能电容器充满电量后可以保证绝缘栅双极型晶体管驱动电路数小时的正常供电。其次，通过储能电容器自动逐级充电，对绝缘栅双极型晶体管及其驱动电路进行逐级检测，若绝缘栅双极型晶体管及其驱动电路出现故障，则无法进行下一级储能电容器的充电，整个高压绝缘栅双极型晶体管串联阀便无法工作，将状态信息通过监测电路上传至主控制器，由此便实现了各绝缘栅双极型晶体管单元的在线自动监测，以便工作人员对设备中损坏部件进行及时维修，保证了该核心部件的可靠运行，大大提高了设备的安全性。同时，储能电容器电量充满后，将直流充电电源取下，仅采用储能电容器为绝缘栅双极型晶体管驱动电路供电，该方法与传统供电方法相比，摆脱了对昂贵的高压隔离电源的依赖，仅使用储能电容器供电便不存在高压侧浮地电压与原边接地之间存在巨大电压差的问题，仅需考虑单个绝缘栅双极型晶体管所承受的差分电压，可以不使用昂贵的高压隔离电源，大大降低了设备成本。对于此类需要随时移动和灵活便捷运行、单次运行时间短、工作电压等级高的应用场景，本发明实施例有其独特的优势。
综上，本发明实施例通过储能电容器对绝缘栅双极型晶体驱动电路实现逐级供电；通过状态监控模块实现对绝缘栅双极型晶体管及其驱动电路故障的判断，精确定位故障及异常出现位置，实现故障的在线监测自诊断功能；通过光纤将控制信号与高电压进行隔离，有效提高了绝缘栅双极型晶体管串联阀结构的安全性与可靠性；通过Zigbee无线通讯方式将绝缘栅双极型晶体管的状态信息上传至主控制器，实现了信息的实时上报，具有较高的实时性，使用户可以在现场对绝缘栅双极型晶体管串联阀各组件的状态进行实时监测。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种绝缘栅双极型晶体管串联阀结构，其特征在于，包括：绝缘栅双极型晶体管串联模块、超级电容器、充电模块和状态监控模块；
所述绝缘栅双极型晶体管串联模块包括多个逐级串联的绝缘栅双极型晶体管单元；
所述充电模块包括：电源和多个充电单元，每一所述充电单元包括：储能电容器和二极管，每一所述二极管的正极连接所述电源的正极，每一所述二极管的负极连接每一所述储能电容器的一极板，每一所述储能电容器的另一极板连接所述电源的负极；
每一级的所述绝缘栅双极型晶体管单元包括：绝缘栅双极型晶体管、DC-DC稳压电路、绝缘栅双极型晶体管驱动电路和动态均压电容；所述DC-DC稳压电路并联在所述储能电容器的两极板上，所述DC-DC稳压电路的输出端连接所述绝缘栅双极型晶体管驱动电路的输入引脚，所述绝缘栅双极型晶体管驱动电路的门极引脚连接所述绝缘栅双极型晶体管的门极，所述绝缘栅双极型晶体管驱动电路的集电极引脚连接所述绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述绝缘栅双极型晶体管驱动电路的发射极引脚分别连接所述绝缘栅双极型晶体管的发射极和所述储能电容器的另一极板，所述动态均压电容的一极板连接所述绝缘栅双极型晶体管的集电极，所述动态均压电容的另一极板连接所述绝缘栅双极型晶体管的发射极；
所述状态监控模块包括：主控制器和多个分控制器，每一所述分控制器连接每一所述储能电容器，用于采集所述储能电容器两极板的电压后，将所述储能电容器两极板的电压发送到所述主控制器，所述主控制器连接每一级的所述绝缘栅双极型晶体管单元，用于根据每一所述储能电容器两极板的电压逐级控制每一级的所述绝缘栅双极型晶体管单元导通，以及，根据后一级的所述储能电容器的两极板的电压判断前一级的所述绝缘栅双极型晶体管单元是否导通。
2.根据权利要求1所述的绝缘栅双极型晶体管串联阀结构，其特征在于，每一级的所述绝缘栅双极型晶体管单元还包括：静态均压电阻，所述动态均压电容的两极板并联在所述静态均压电阻的两端。
3.根据权利要求2所述的绝缘栅双极型晶体管串联阀结构，其特征在于：若同一级的所述分控制器采集得到的所述储能电容器的两极板的电压位于所述DC-DC稳压电路的宽电压输入范围内，则所述主控制器控制该级所述绝缘栅双极型晶体管导通。
4.根据权利要求2所述的绝缘栅双极型晶体管串联阀结构，其特征在于：在逐级控制每一级的所述绝缘栅双极型晶体管导通的过程中，若后一级的所述分控制器采集得到的所述储能电容器的两极板的电压未上升到预设阈值或未发生变化，则所述主控制器判断前一级的所述绝缘栅双极型晶体管未导通。
5.根据权利要求2所述的绝缘栅双极型晶体管串联阀结构，其特征在于：每一所述分控制器与每一所述绝缘栅双极型晶体管连接，用于在逐级控制每一级的所述绝缘栅双极型晶体管导通的过程中，采集每一级的所述绝缘栅双极型晶体管两端的电压后，将所述绝缘栅双极型晶体管两端的电压发送到所述主控制器，所述主控制器用于若判断出前一级的所述绝缘栅双极型晶体管两端的电压未位于预设范围内，则确定前一级的所述绝缘栅双极型晶体管未导通。
6.根据权利要求2所述的绝缘栅双极型晶体管串联阀结构，其特征在于：每一所述分控制器包括：微控单元、模数数据采集模块、线性稳压模块和第一无线通讯模块，所述微控单元分别与所述模数数据采集模块、所述线性稳压模块和所述第一无线通讯模块连接，所述模数数据采集模块分别与所述储能电容器和所述绝缘栅双极型晶体管连接，所述线性稳压模块与所述储能电容器的一极板连接，所述微控单元与所述储能电容器的另一极板连接。
7.根据权利要求6所述的绝缘栅双极型晶体管串联阀结构，其特征在于，所述主控制器包括：主控单元和第二无线通讯模块，所述主控单元与所述第二无线通讯模块连接，所述第二无线通讯模块与所述第一无线通讯模块连接，所述主控单元与每一级的所述绝缘栅双极型晶体管驱动电路连接，以使所述主控单元将控制所述绝缘栅双极型晶体管的导通信号发送到所述绝缘栅双极型晶体管驱动电路。
8.根据权利要求7所述的绝缘栅双极型晶体管串联阀结构，其特征在于，还包括：上位机，所述上位机与所述主控制器连接。
9.根据权利要求2所述的绝缘栅双极型晶体管串联阀结构，其特征在于：前一级的所述绝缘栅双极型晶体管的集电极串联后一级的所述绝缘栅双极型晶体管的发射极。
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