本實(shí)用新型涉及一種用于軌道交通轉(zhuǎn)速控制的硬件設(shè)備，尤其涉及一種功率模塊觸發(fā)電路板。

背景技術(shù)：

在軌道交通轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)中，功率模塊以其結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高，使用方便等優(yōu)點(diǎn)被廣泛使用。功率模塊的觸發(fā)信號(hào)由數(shù)字信號(hào)處理器經(jīng)過(guò)復(fù)雜運(yùn)算給出。

從數(shù)字信號(hào)處理器DSP發(fā)出PMW信號(hào)到功率模塊接收信號(hào)控制電機(jī)運(yùn)行，中間要經(jīng)過(guò)隔離干擾，電平轉(zhuǎn)換，功率放大，這些功能要由觸發(fā)電路來(lái)完成。

然而，市場(chǎng)上的集成電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其與功率模塊集成在同一電路板上，集成電路板的價(jià)格高，供貨周期長(zhǎng)，若其稍有損傷，需要將集成電路板整片進(jìn)行更換。

故一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本，可以有效對(duì)功率模塊提供觸發(fā)信號(hào)的功率模塊觸發(fā)線路板亟待提出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提出了一種功率模塊觸發(fā)電路板，該電路板與數(shù)字信號(hào)處理器、功率模塊均分來(lái)設(shè)置，其成本低，便于維修，性能可靠，可以有效給功率模塊提供觸發(fā)信號(hào)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

功率模塊觸發(fā)電路板包括：PCB板以及設(shè)置于PCB板上的硬件組件，硬件組件包括：接口電路、隔離電源電路以及光電耦合電路；

接口電路與外部數(shù)字信號(hào)處理器連接；

隔離電源電路的輸入端與外部直流電源連接，隔離電源電路的輸出端與光電耦合電路連接，隔離電源電路為光電耦合電路提供隔離電源；

光電耦合電路與接口電路連接，光電耦合電路將外部數(shù)字信號(hào)處理器發(fā)出的觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行隔離后發(fā)送給外部功率模塊，用于觸發(fā)外部功率模塊內(nèi)的IGBT。

本實(shí)用新型一種功率模塊觸發(fā)電路板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，各器件成本低，維修方便，可以有效給功率模塊提供觸發(fā)信號(hào)。

在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，還可做如下改進(jìn)：

作為優(yōu)選的方案，隔離電源電路包括：多個(gè)互不關(guān)聯(lián)設(shè)置的DC/DC電源隔離器，多組DC/DC電源隔離器輸出互不關(guān)聯(lián)的直流電壓。

采用上述優(yōu)選的方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

作為優(yōu)選的方案，DC/DC電源隔離器的輸入端連接12V的外部直流電源，DC/DC電源隔離器的輸出端連接15V的直流電壓。

采用上述優(yōu)選的方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

作為優(yōu)選的方案，光電耦合電路包括：多個(gè)互不關(guān)聯(lián)設(shè)置的第一光電耦合器，多個(gè)第一光電耦合器與外部功率模塊內(nèi)的多個(gè)IGBT一一對(duì)應(yīng)。

采用上述優(yōu)選的方案，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

作為優(yōu)選的方案，硬件組件還包括：故障反饋電路，故障反饋電路的輸入端與外部功率模塊的故障信號(hào)輸出端連接，故障反饋電路的輸出端與接口電路連接。

采用上述優(yōu)選的方案，可以有效反饋的功率模塊故障。

作為優(yōu)選的方案，故障反饋電路包括：多個(gè)并聯(lián)設(shè)置的第二光電耦合器。

采用上述優(yōu)選的方案，將對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行隔離。

作為優(yōu)選的方案，硬件組件還包括：泄放開(kāi)關(guān)信號(hào)控制電路，泄放開(kāi)關(guān)信號(hào)控制電路的輸入端與接口電路連接，泄放開(kāi)關(guān)信號(hào)控制電路的輸出端與外部功率模塊連接。

采用上述優(yōu)選的方案，泄放開(kāi)關(guān)信號(hào)控制電路可以有效控制泄放管的打開(kāi)或關(guān)閉，保證功率模塊的安全。

作為優(yōu)選的方案，泄放開(kāi)關(guān)信號(hào)控制電路包括：第三光電耦合器。

采用上述優(yōu)選的方案，第三光電耦合器對(duì)外部數(shù)字信號(hào)處理器傳遞來(lái)的泄放控制信號(hào)進(jìn)行隔離。

作為優(yōu)選的方案，硬件組件還包括：放大電路，放大電路的輸入端與外部功率模塊的故障信號(hào)輸出端連接，放大電路的輸出端與故障反饋電路的輸入端連接。

采用上述優(yōu)選的方案，對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行放大，保證故障信號(hào)可以有效傳遞。

作為優(yōu)選的方案，PCB板的外側(cè)設(shè)有屏蔽殼。

采用上述優(yōu)選的方案，保證硬件組件不受外界信號(hào)干擾。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功率模塊觸發(fā)電路板的硬件組件框架示意圖。

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的接口電路的電路圖。

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的隔離電源電路的電路圖。

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的光電耦合電路的電路圖。

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的故障反饋電路的電路圖。

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的泄放開(kāi)關(guān)信號(hào)控制電路的電路圖。

其中：1接口電路、2隔離電源電路、3光電耦合電路、4故障反饋電路、5泄放開(kāi)關(guān)信號(hào)控制電路、6數(shù)字信號(hào)處理器、7功率模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式。

為了達(dá)到本實(shí)用新型的目的，功率模塊觸發(fā)電路板的其中一些實(shí)施例中，

如圖1所示，功率模塊觸發(fā)電路板包括PCB板以及設(shè)置于PCB板上的硬件組件，硬件組件包括：接口電路1、隔離電源電路2、光電耦合電路3、故障反饋電路4以及泄放開(kāi)關(guān)信號(hào)控制電路5。

如圖2所示，接口電路1與外部數(shù)字信號(hào)處理器6連接；

隔離電源電路2的輸入端與外部直流電源連接，隔離電源電路2的輸出端與光電耦合電路3連接，隔離電源電路2為光電耦合電路3提供隔離電源。

如圖3所示，隔離電源電路2包括：四個(gè)互不關(guān)聯(lián)設(shè)置的DC/DC電源隔離器，四組DC/DC電源隔離器輸出互不關(guān)聯(lián)的直流電壓。DC/DC電源隔離器的輸入端連接12V的外部直流電源，DC/DC電源隔離器的輸出端連接15V的直流電壓。四個(gè)DC/DC電源隔離器適用于200A以下功率模塊7，4個(gè)DC/DC電源隔離器的分配是：3個(gè)分別對(duì)應(yīng)逆變器的3個(gè)上橋臂的光電耦合器，1塊單獨(dú)對(duì)應(yīng)逆變器的3個(gè)下橋臂的光電耦合器。當(dāng)該功率模塊觸發(fā)電路板需要應(yīng)用于200A以上功率模塊7時(shí)，需要六個(gè)DC/DC電源隔離器。

光電耦合電路3與接口電路1連接，光電耦合電路3將外部數(shù)字信號(hào)處理器6發(fā)出的觸發(fā)信號(hào)進(jìn)行隔離后發(fā)送給外部功率模塊7，用于觸發(fā)外部功率模塊7內(nèi)的IGBT。

如圖4所示，光電耦合電路3包括：六個(gè)互不關(guān)聯(lián)設(shè)置的第一光電耦合器，六個(gè)第一光電耦合器與外部功率模塊7內(nèi)的六個(gè)IGBT一一對(duì)應(yīng)。

第一光電耦合器將電平轉(zhuǎn)換和功率放大。它的輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)功率模塊內(nèi)的IGBT，它的輸出開(kāi)關(guān)特性直接決定IGBT的通斷時(shí)間。尚若其輸出開(kāi)關(guān)特性稍弱，影響到IGBT的通斷時(shí)間延遲，會(huì)使IGBT完全燒毀，IPM報(bào)廢。所以第一光電耦合器在焊接前要進(jìn)行嚴(yán)格檢測(cè)。

故障反饋電路4的輸入端與外部功率模塊7的故障信號(hào)輸出端連接，故障反饋電路4的輸出端與接口電路1連接。

如圖5所示，故障反饋電路包括：四個(gè)并聯(lián)設(shè)置的第二光電耦合器。

泄放開(kāi)關(guān)信號(hào)控制電路5的輸入端與接口電路1連接，泄放開(kāi)關(guān)信號(hào)控制電路5的輸出端與外部功率模塊7連接。

如圖6所示，泄放開(kāi)關(guān)信號(hào)控制電路5包括：第三光電耦合器

泄放開(kāi)關(guān)信號(hào)控制電路5可以有效控制泄放管的打開(kāi)或關(guān)閉，保證功率模塊7的安全。第三光電耦合器對(duì)外部數(shù)字信號(hào)處理器6傳遞來(lái)的泄放控制信號(hào)進(jìn)行隔離。

本實(shí)用新型一種功率模塊觸發(fā)電路板的工作流程如下；

外部數(shù)字信號(hào)處理器6通過(guò)接口電路1將觸發(fā)信號(hào)傳遞給光電耦合電路3，隔離電源電路2為光電耦合電路3提供隔離電源，然后將隔離后的觸發(fā)信號(hào)發(fā)送給外部功率模塊7內(nèi)的IGBT。

同時(shí)，外部功率模塊7內(nèi)的每只IGBT若發(fā)生欠壓，過(guò)壓，過(guò)流，過(guò)熱等，其發(fā)出故障信號(hào)，故障反饋電路4收集各路IGBT的故障信號(hào)，隔離后匯總發(fā)送給外部數(shù)字信號(hào)處理器6以判斷控制。

而當(dāng)外部數(shù)字信號(hào)處理器6發(fā)出泄放控制信號(hào)，其通過(guò)泄放開(kāi)關(guān)信號(hào)控制電路5進(jìn)行隔離調(diào)整后輸出到功率模塊，控制泄放管的打開(kāi)或關(guān)閉。

本實(shí)用新型一種功率模塊觸發(fā)電路板具有以下有益效果：

第一，一種功率模塊觸發(fā)電路板可以有效對(duì)功率模塊進(jìn)行觸發(fā)，觸發(fā)信號(hào)經(jīng)過(guò)雙隔離驅(qū)動(dòng)，觸發(fā)功率模塊，控制電機(jī)工作。該電路板且實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)其工作狀態(tài)，將其工作狀態(tài)隔離后反饋給數(shù)字信號(hào)處理器6。

第二，采用隔離電源電路2供電，使各路觸發(fā)單獨(dú)供電，互不干擾，也隔離了電源輸入側(cè)會(huì)引進(jìn)的干擾。

第三，采用第一光電耦合器實(shí)現(xiàn)觸發(fā)信號(hào)的電平轉(zhuǎn)換和功率放大。第一光電耦合器輸入側(cè)由外部數(shù)字信號(hào)處理器6發(fā)出的PMW信號(hào)電平為5V，能夠接通第一光電耦合器，第一光電耦合器輸出側(cè)為隔離電源15V供電，其輸出信號(hào)電平為15V，滿足觸發(fā)功率模塊正常工作的要求。同時(shí)，使第一光電耦合器輸入和輸出側(cè)互相隔離，極大提高了整機(jī)抗干擾能力。

第四，該電路板為獨(dú)立設(shè)置的電路板，其與數(shù)字信號(hào)處理器6和功率模塊7均分開(kāi)設(shè)置，信號(hào)不易產(chǎn)生干擾。電路板的研發(fā)周期短，便于維修和檢測(cè)，成本低，信號(hào)連接穩(wěn)定，可以有效給功率模塊提供觸發(fā)信號(hào)。

為了進(jìn)一步地優(yōu)化本實(shí)用新型的實(shí)施效果，在另外一些實(shí)施方式中，其余特征技術(shù)相同，不同之處在于，硬件組件還包括：放大電路(圖中未示出)，放大電路的輸入端與外部功率模塊7的故障信號(hào)輸出端連接，放大電路的輸出端與故障反饋電路4的輸入端連接。

采用上述優(yōu)選實(shí)施例的方案，對(duì)故障信號(hào)進(jìn)行放大，保證故障信號(hào)可以有效傳遞。

為了進(jìn)一步地優(yōu)化本實(shí)用新型的實(shí)施效果，在另外一些實(shí)施方式中，其余特征技術(shù)相同，不同之處在于，PCB板的外側(cè)設(shè)有屏蔽殼。

采用上述優(yōu)選實(shí)施例的方案，保證硬件組件不受外界信號(hào)干擾。

以上的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。