CN205485422U - 一种基于fpga的igbt数字驱动器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种根据阀控系统触发指令开启或者关闭IGBT器件，同时采集IGBT器件的电压电流信息反馈给阀控系统的基于FPGA的IGBT数字驱动器，包括基板(1)，IGBT信号采集模块(2)，隔离电源模块(3)，FPGA模块(4)、AD模块(5)和域控通信光纤模块(6)，所述IGBT信号采集模块(2)，隔离电源模块(3)，FPGA模块(4)、AD模块(5)和域控通信光纤模块(6)依次连接，所述IGBT信号采集模块(2)，隔离电源模块(3)，FPGA模块(4)、AD模块(5)和域控通信光纤模块(6)安装在基板(1)上。
Description
技术领域
本实用新型涉及数字驱动器领域，具体是指一种基于FPGA的IGBT数字驱动器。
背景技术
目前针对大功率IGBT的驱动问题，IGBT功率开关元件本身只是一个执行器件，需要驱动器产生触发脉冲才能导通或者关断，同时需要采集电压电流信息，不仅需要上报而且还要对特殊情况下IGBT器件进行保护。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种根据阀控系统触发指令开启或者关闭IGBT器件，同时采集IGBT器件的电压电流信息反馈给阀控系统的基于FPGA的IGBT数字驱动器。
本实用新型的技术解决方案是：一种一种基于FPGA的IGBT数字驱动器，包括基板，IGBT信号采集模块，隔离电源模块，FPGA模块、AD模块和域控通信光纤模块，所述IGBT信号采集模块，隔离电源模块，FPGA模块、AD模块和域控通信光纤模块依次连接，所述IGBT信号采集模块，隔离电源模块，FPGA模块、AD模块和域控通信光纤模块安装在基板上。
作为改进，所述IGBT信号采集模块，隔离电源模块，FPGA模块、AD模块和域控通信光纤模块的数量均为两个，构成两组串接电路，每组串接电路均有IGBT信号采集模块，隔离电源模块，FPGA模块、AD模块和域控通信光纤模块依次串联。
作为改进，所述IGBT信号采集模块与IGBT之间采用插针式的插头连接。
采用以上方法与现有技术相比具有如下优点：本发明主要解决大功率IGBT的驱动问题，IGBT功率开关元件本身只是一个执行器件，需要驱动器产生触发脉冲才能导通或者关断，同时需要采集电压电流信息，不仅上报而且还要对特殊情况下IGBT器件进行保护。
本驱动器采用基于FPGA的控制芯片，利用FPGA的并发处理能力，多个功能同时处理，可以保证处理的实时性与可靠性，为了应对复杂的电磁环境，采用隔离电源，隔离能力高达6KV，与外界通信采用光纤方式提高了抗干扰能力。
附图说明
图1为本实用新型的基于FPGA的IGBT数字驱动器的框图。
图中所示：1、基板，2、IGBT信号采集模块，3、隔离电源模块，4、FPGA模块，5、AD模块，6、域控通信光纤模块。
具体实施方式
下面结合附图1对本实用新型作进一步的详细说明。
一种基于FPGA的IGBT数字驱动器，包括基板1，IGBT信号采集模块2，隔离电源模块3，FPGA模块4、AD模块5和域控通信光纤模块6，所述IGBT信号采集模块2，隔离电源模块3，FPGA模块4、AD模块5和域控通信光纤模块6依次连接，所述IGBT信号采集模块2，隔离电源模块3，FPGA模块4、AD模块5和域控通信光纤模块6安装在基板1上。
所述IGBT信号采集模块2，隔离电源模块3，FPGA模块4、AD模块5和域控通信光纤模块6的数量均为两个，构成两组串接电路，每组串接电路均有IGBT信号采集模块2，隔离电源模块3，FPGA模块4、AD模块5和域控通信光纤模块6依次串联。
所述IGBT信号采集模块2与IGBT之间采用插针式的插头连接。
驱动板采用2套完全相同的电路用于驱动2路IGBT，2大主要功能并行执行，功能1：接收来自阀控的控制指令，这个指令是数字式，采用曼彻斯特编码接收为2M bit/s，同时发送采集的电压电流等信息，发送采用4M bit/s的曼彻斯特编码。功能2：利用AD实时采集电压电流信息用于反馈和过压过流保护。功能3：根据下发的触发指令产生PWM脉冲触发IGBT，同时根据电压电流状态决定是否需要保护闭锁。
有益的效果：
1.使控制器数字化，这样的好处是分担了阀控系统的部分功能，比如过流过压保护，状态检测。
2.使整个IGBT驱动过程模块化，便于系统功能的划分，方便工程安装调试。
3.便于大规模生产和调试，以及可靠性检测。
同时控制芯片采用Actel公司的FPGA型号是M2GL010-TQ144，此芯片采用FLASH工艺抗干扰能力强，与阀控系统通信采用的是HFBR-1414和HFBR-2412单模光纤头。
电流电压信号采集实用的AD公司的AD7606型号，此型号广泛实用在电力行业，单5V电源供电，使用方便可靠，采样率200K/s远远满足要求。
电源供电采用RECOM公司的隔离电源模块，隔离电压高达6KV。
FPGA并发执行2个主要功能，功能1：对阀控系统的通信。功能2：采集电路电压信息。功能3：产生触发脉冲驱动IGBT。
该描述没有限制性，图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (3)
1.一种基于FPGA的IGBT数字驱动器，包括基板(1)，IGBT信号采集模块(2)，隔离电源模块(3)，FPGA模块(4)、AD模块(5)和域控通信光纤模块(6)，所述IGBT信号采集模块(2)，隔离电源模块(3)，FPGA模块(4)、AD模块(5)和域控通信光纤模块(6)依次连接，所述IGBT信号采集模块(2)，隔离电源模块(3)，FPGA模块(4)、AD模块(5)和域控通信光纤模块(6)安装在基板(1)上。
2.根据权利要求1所述的基于FPGA的IGBT数字驱动器，其特征在于：所述IGBT信号采集模块(2)，隔离电源模块(3)，FPGA模块(4)、AD模块(5)和域控通信光纤模块(6)的数量均为两个，构成两组串接电路，每组串接电路均有IGBT信号采集模块(2)，隔离电源模块(3)，FPGA模块(4)、AD模块(5)和域控通信光纤模块(6)依次串联。
3.根据权利要求1所述的基于FPGA的IGBT数字驱动器，其特征在于：所述IGBT信号采集模块(2)与IGBT之间采用插针式的插头连接。
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2015
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