技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种电路，特别是涉及一种基于FPGA的IGBT数字驱动器的电路。
背景技术
[0002] 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
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于FPGA的IGBT数字驱动器的电路，其传输效果更好，电流电压更加稳定，更加安全。
[0004] 本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种基于FPGA的IGBT数字驱动器的电路，其特征在于，其包括
基板、IGBT
信号采集模
块、隔离电源模块、FPGA模块、AD模块、光纤通信模块，IGBT信号采集模块、隔离电源模块、FPGA模块、AD模块、光纤通信模块都在基板上，IGBT信号采集模块、隔离电源模块、FPGA模块、AD模块、光纤通信模块依次
串联，其中：
[0005] IGBT信号采集模块，其包括
变压器、
数据采集芯片、第一
电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第一
三极管、第一
二极管、第二二极管、第一晶体、第二晶体、第三晶体，数据采集芯片的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚分别与第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻相连，第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻之间并联，第一电容、第二电容、第一电阻依次串联，第一二极管与第三电阻串联，变压器的第一引脚与第二电容相连，变压器的第二引脚接地，变压器的第三引脚、第四引脚分别与第三电容、第四电容相连，第三电容与第四电容之间并联并且都与第一晶体串联，数据采集芯片的第六引脚与第一晶体相连，第一晶体、第二晶体、第三晶体之间依次串联，数据采集芯片的第七引脚与第六电阻相连，数据采集芯片的第八引脚与第七电阻相连，第六电阻与第五电容串联，第七电阻与第六电容串联，第五电容与第六电容并联并与第一三极管的基极相连，数据采集芯片的第九引脚与第七电容相连，数据采集芯片的第十引脚与第二二极管相连，第七电容与第二二极管并联并且与第一三极管的发射极相连，第一三极管的集
电极与第八电阻串联；
[0006] 隔离电源模块，其包括电源隔离芯片、第九电阻、第十电阻、第一百零一电阻、第八电容、第一继电器、第二继电器、第一
断路器、第二断路器、第三
发光二极管、第六三极管，电源隔离芯片的第一引脚、第二引脚分别与第九电阻、第十电阻相连，第九电阻连接第六三极管的发射极，第十电阻连接第六三极管的基极，第八电容、第一百零一电阻与第六三极管的集电极依次串联，电源隔离芯片的第三引脚、第四引脚分别与第一继电器、第二继电器相连，第一继电器、第二继电器分别与第一断路器、第二断路器串联，第一断路器与第二断路器并联第一断路器与第二断路器都与第三发光二极管串联；
[0007] FPGA模块，其包括第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第六十电阻、第六十一电阻、第九电容、第十电容吧、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、数据接收芯片、第四二极管、第五二极管、脉冲信号、第六稳压二极管、第二三极管，数据接收芯片的第一引脚、第二引脚、第三引脚分别与第六十电阻、第十一电阻、第六十一电阻相连，数据接收芯片的第四引脚与第十一电容相连，第九电容与第六十电阻串联，第十电容吧与第六十一电阻串联，第十二电阻与第十一电容串联，第九电容、第十一电阻、第十电容吧、第十二电阻、第四二极管之间并联，第四二极管、第五二极管、第十六电容之间依次串联，数据接收芯片的第五引脚与第十二电容相连，数据接收芯片的第六引脚与脉冲信号相连，数据接收芯片的第七引脚与第十四电容相连，数据接收芯片的第八引脚与第十五电容相连，第十二电容与第十三电容串联，脉冲信号与第六稳压二极管串联，第十四电容与第十五电容并联且都与第二三极管的集电极串联，第十三电容与第六稳压二极管并联且与第二三极管的基极相连，第十六电容与第十三电阻串联且与第二三极管的发射极串联；
[0008] AD模块，其包括信号转换芯片、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十七电容、第十八电容、第十九电容、第二十电容、第二十一电容、第四晶体、第三三极管、第七二极管，信号转换芯片的第一引脚、第二引脚分别与第十七电容、第十八电容相连，信号转换芯片的第三阴交与第十五电阻相连，第十七电容与第十八电容并联且都与第十四电阻串联，第七二极管与第十五电阻串联，第七二极管与第十四电阻并联，信号转换芯片的第四引脚、第五引脚分别与第十六电阻、第十七电阻相连，信号转换芯片的第六引脚与第二十电容相连，第十六电阻与第四晶体串联且与第三三极管的一端相连，第十七电阻与第十九电容串联且与三三极管的另一端相连，第二十电容、第二十一电容、第十八电阻依次串联，第三三极管的集电极与第十八电阻串联；
[0009] 光纤通信模块，其包括光纤、第二变压器、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻、第二十二电容、第二十三电容、第二十四电容、第四三极管、第八二极管，第二变压器的第二引脚与第二十电阻相连，第二变压器的第三引脚与第二十二电容相连，第二变压器的的第四引脚与第十九电阻相连，第二十电阻与第八二极管串联，第二十二电容、第十九电阻、第八二极管之间并联且都与光纤的一端相连，光纤的另一端与第二十三电容相连，第二十三电容与第二十电阻串联且与第四三极管的集电极串联，第四三极管的基极与第二十一电阻串联，第四三极管的发射极与第二十四电容串联，第二十一电阻与第二十四电容并联接地。
[0010] 优选地，所述数据采集芯片采用RT9231/A的芯片。
[0011] 优选地，所述第一继电器与第二继电器都是直流电磁继电器。
[0012] 优选地，所述信号转换芯片采用IT8712F-A的芯片。
[0013] 优选地，所述第一断路器与第二断路器都是
真空断路器。
[0014] 本实用新型的积极进步效果在于：本实用新型传输效果更好，电流电压更加稳定，更加安全。
附图说明
[0015] 图1为本实用新型的电路总体结构图。
[0016] 图2为本实用新型的IGBT（绝缘栅双极型晶体管）信号采集模块电路图。
[0017] 图3为本实用新型的隔离电源模块电路图。
[0018] 图4为本实用新型的FPGA（场可编程
门阵列）模块电路图。
[0019] 图5为本实用新型的AD（
模拟信号转换
数字信号）模块电路图。
[0020] 图6为本实用新型的光纤通信模块电路图。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图给出本实用新型较佳
实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。
[0022] 如图1至图6所示，本实用新型基于FPGA的IGBT数字驱动器的电路包括基板1、IGBT信号采集模块2、隔离电源模块3、FPGA模块4、AD模块5、光纤通信模块6，IGBT信号采集模块2、隔离电源模块3、FPGA模块4、AD模块5、光纤通信模块6都在基板1上，IGBT信号采集模块2、隔离电源模块3、FPGA模块4、AD模块5、光纤通信模块6依次串联，其中：
[0023] IGBT信号采集模块2，其包括变压器T1、数据采集芯片A1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第一三极管Q1、第一二极管D1、第二二极管D2、第一晶体X1、第二晶体X2、第三晶体X3，数据采集芯片A1的第一引脚、第二引脚、第三引脚、第四引脚、第五引脚分别与第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5相连，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5之间并联，第一电容C1、第二电容C2、第一电阻R1依次串联，第一二极管D1与第三电阻R3串联，变压器T1的第一引脚与第二电容C2相连，变压器T1的第二引脚接地，变压器T1的第三引脚、第四引脚分别与第三电容C3、第四电容C4相连，第三电容C3与第四电容C4之间并联并且都与第一晶体D1串联，数据采集芯片A1的第六引脚与第一晶体D1相连，第一晶体X1、第二晶体X2、第三晶体X3之间依次串联，数据采集芯片A1的第七引脚与第六电阻R6相连，数据采集芯片A1的第八引脚与第七电阻R7相连，第六电阻R6与第五电容C5串联，第七电阻R7与第六电容C6串联，第五电容C5与第六电容C6并联并与第一三极管Q1的基极相连，数据采集芯片A1的第九引脚与第七电容C7相连，数据采集芯片A1的第十引脚与第二二极管D2相连，第七电容C7与第二二极管D2并联并且与第一三极管Q1的发射极相连，第一三极管Q1的集电极与第八电阻R8串联；
[0024] 隔离电源模块3，其包括电源隔离芯片A2、第九电阻R9、第十电阻R10、第一百零一电阻R101、第八电容C8、第一继电器KA1、第二继电器KA2、第一断路器QF1、第二断路器QF2、第三发光二极管D3、第六三极管Q6，电源隔离芯片A2的第一引脚、第二引脚分别与第九电阻R9、第十电阻R10相连，第九电阻R9连接第六三极管Q6的发射极，第十电阻R10连接第六三极管Q6的基极，第八电容C8、第一百零一电阻R101与第六三极管Q6的集电极依次串联，电源隔离芯片A2的第三引脚、第四引脚分别与第一继电器KA1、第二继电器KA2相连，第一继电器KA1、第二继电器KA2分别与第一断路器QF1、第二断路器QF2串联，第一断路器QF1与第二断路器QF2并联第一断路器QF1与第二断路器QF2都与第三发光二极管D3串联；
[0025] FPGA模块4，其包括第十一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第六十电阻R60、第六十一电阻R61、第九电容C9、第十电容吧C10、第十一电容C11、第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十五电容C15、第十六电容C16、数据接收芯片A3、第四二极管D4、第五二极管D5、脉冲信号PPS1、第六稳压二极管D6、第二三极管Q2，数据接收芯片A3的第一引脚、第二引脚、第三引脚分别与第六十电阻R60、第十一电阻R11、第六十一电阻R61相连，数据接收芯片A3的第四引脚与第十一电容C11相连，第九电容C9与第六十电阻R60串联，第十电容吧C10与第六十一电阻R61串联，第十二电阻R12与第十一电容C11串联，第九电容C9、第十一电阻R11、第十电容吧C10、第十二电阻R12、第四二极管D4之间并联，第四二极管D4、第五二极管D5、第十六电容C16之间依次串联，数据接收芯片A3的第五引脚与第十二电容C12相连，数据接收芯片A3的第六引脚与脉冲信号PPS1相连，数据接收芯片A3的第七引脚与第十四电容C14相连，数据接收芯片A3的第八引脚与第十五电容C15相连，第十二电容C12与第十三电容C13串联，脉冲信号PPS1与第六稳压二极管D6串联，第十四电容C14与第十五电容C15并联且都与第二三极管Q2的集电极串联，第十三电容C13与第六稳压二极管D6并联且与第二三极管Q2的基极相连，第十六电容C16与第十三电阻R13串联且与第二三极管Q2的发射极串联；
[0026] AD模块5，其包括信号转换芯片A4、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十七电容C17、第十八电容C18、第十九电容C19、第二十电容C20、第二十一电容C21、第四晶体X4、第三三极管Q3、第七二极管D7，信号转换芯片A4的第一引脚、第二引脚分别与第十七电容C17、第十八电容C18相连，信号转换芯片A4的第三阴交与第十五电阻R15相连，第十七电容C17与第十八电容C18并联且都与第十四电阻R14串联，第七二极管D7与第十五电阻R15串联，第七二极管D7与第十四电阻R14并联，信号转换芯片A4的第四引脚、第五引脚分别与第十六电阻R16、第十七电阻R17相连，信号转换芯片A4的第六引脚与第二十电容C20相连，第十六电阻R16与第四晶体X4串联且与第三三极管Q3的一端相连，第十七电阻R17与第十九电容C19串联且与三三极管Q3的另一端相连，第二十电容C20、第二十一电容C21、第十八电阻R18依次串联，第三三极管Q3的集电极与第十八电阻R18串联；
[0027] 光纤通信模块6，其包括光纤G1、第二变压器T2、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二十一电阻R21、第二十二电容C22、第二十三电容C23、第二十四电容C24、第四三极管Q4、第八二极管D8，第二变压器T2的第二引脚与第二十电阻R20相连，第二变压器T2的第三引脚与第二十二电容C22相连，第二变压器T2的的第四引脚与第十九电阻R19相连，第二十电阻R20与第八二极管D8串联，第二十二电容C22、第十九电阻R19、第八二极管D8之间并联且都与光纤G1的一端相连，光纤G1的另一端与第二十三电容C23相连，第二十三电容C23与第二十电阻R20串联且与第四三极管Q4的集电极串联，第四三极管Q4的基极与第二十一电阻R21串联，第四三极管Q4的发射极与第二十四电容C24串联，第二十一电阻R21与第二十四电容C24并联接地。
[0028] 数据采集芯片A1采用RT9231/A的芯片，这样数据采集的效率更高。
[0029] 第一继电器KA1与第二继电器KA2都是直流电磁继电器，流过的电流更加稳定。
[0030] 信号转换芯片A4采用IT8712F-A的芯片，信号转换的效率更高。
[0031] 第一断路器QF1与第二断路器QF2都是真空断路器，绝缘效果与断路效果更好。
[0032] 本实用新型的工作原理如下：IGBT信号采集模块、隔离电源模块、FPGA模块、AD模块、光纤通信模块依次串联，IGBT信号采集模块将收集到的信号传到隔离电源模块，隔离电源模块将信号传给模块并且将过大的电流电压隔离，FPGA模块将信号传给AD模块，AD模块将模拟信号转换成数字信号，光纤通信模块将
信号传输，这样可以保证处理的实时性与可靠性且抗干扰能
力强。第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第十电阻、第一百零一电阻、第十一电阻、第十二电阻、第十三电阻、第六十电阻、第六十一电阻、、第十四电阻、第十五电阻、第十六电阻、第十七电阻、第十八电阻、第十九电阻、第二十电阻、第二十一电阻都起到限流作用，使电流电压不至于太大毁坏电路。第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容、第十电容吧、第十一电容、第十二电容、第十三电容、第十四电容、第十五电容、第十六电容、第十七电容、第十八电容、第十九电容、第二十电容、第二十一电容、第二十二电容、第二十三电容、第二十四电容让流过的电流电压更稳定。第一二极管、第二二极管、第三发光二极管、第四二极管、第五二极管、第六稳压二极管、第七二极管、第八二极管允许电流的但方面流动，起到整流作用。脉冲信号发出脉冲信号，让AD模块便于接收。第一晶体、第二晶体、第三晶体、第四晶体具有非常好的
稳定性和抗干扰能力，让信号的传输更加方便。变压器、第二变压器能够提高或降低电流电压，保护电路更稳定。第一继电器、第二继电器用较小的电流去控制较大的电流隔离电流电压更安全。当电压过大时，第一断路器、第二断路器负责断路，让电流无法通过。第六三极管、第一三极管、第二三极管，第三三极管、第四三极管与多个元器件相连，让电流可以多方向流动。数据采集芯片负责收集数据，电源隔离芯片隔离过大电压的同时传输信号，数据接收芯片接收信号，信号转换芯片将模拟信号转换成数字信号，光纤有更好的信号传输率，这样信号传输更好，保护更安全。
[0033] 以上所述的具体实施例，对本实用新型的解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何
修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
