SCR、IGBT通用控制芯片架構制造技術

本實用新型專利技術涉及一種SCR、IGBTSCR、IGBT通用控制芯片架構，其包括比較器等，比較器與噪聲消除電路連接，噪聲消除電路還與電網頻率漂移消除電路連接，電網頻率漂移消除電路與缺相電路連接，缺相電路與觸發脈沖發生電路連接，觸發脈沖發生電路與驅動電路連接，模擬數字轉換器與PID算法模塊連接，PID算法模塊與過流過壓保護電路連接，過流過壓保護電路與驅動電路連接，控制寄存器與觸發脈沖發生電路、電源頻率控制電路連接，電源頻率控制電路與電源波形幅值控制電路、PWM發生器連接，死區消除電路與觸發脈沖發生電路連接。本實用新型專利技術能對電能進行各種變換、控制和調節，使用戶根據應用場合方便選用不同的功率器件而不用過多考慮控制電路的變化。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種芯片，特別是涉及一種SCR、IGBT通用控制芯片架構。
技術介紹
電力半導體器件是電力電子技術的基礎，是電力變流裝置的心臟，它非但對電力變流裝置的體積、重量、效率、性能以及可靠性等起到至關重要的作用，而且對裝置的價格也起了很大的影響。一種新型器件的誕生往往使整個裝置系統面貌發生巨大改觀，促進電力電子技術向前發展。自1957年世界上第一個晶閘管問世以來，經過40多年的開發和研究，已推出各種電力半導體器件近40種，目前正沿著高頻化、智能化、大功率化和模塊化方向發展。 目前用量最大電力電子功率器件就是SCR(Silicon Controlled Rectifier,可控娃整流器)和IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor,絕緣柵雙極型晶體管)，和相應的控制電路組合應用于多種領域，如可控整流、逆變、變頻、調壓、無觸點開關、交流電機調速、開關電源、照明電路、牽引傳動等。目前SCR控制電路主要是各種移相觸發電路，市場上主有兩大類第一類是模擬型的。70年代以前，我國SCR電路的觸發板幾乎全部由分立元件組成，工作可靠性很差。80年代初出現專用集成觸發電路系列產品，其廣泛應用，從根本上改進了晶閘管觸發電路的可靠性。同步信號為鋸齒波的觸發器，外接鋸齒波電容及斜率調整電路，經調制輸出調制脈沖，基本原理其控制信號同鋸齒波進行比較或者控制信號與同步電壓疊加的方法進行移相，此類型易受元件參數分散性、同步電壓波形畸變、溫度變化等因數的影響。其電路較為復雜，可靠性低，抗干擾性差為其突出的毛病，當同步電壓不對稱度為±1°時，移相脈沖的不對稱度將達到4% 6%。從而造成輸出的不穩定，且裝置功率越大，這種狀況就越明顯。第二類是可編程數字型的。90年代以后，數字觸發電路興起，通過單片機、CPLD等器件設計而成，采用編程的方法來實現同步和移相，其突出的毛病是電路規模較大，技術要求高，軟件抗干擾能力差，體積無法做得很小，不易實現產品的小型化、量產，限制了其廣泛的應用。目前IGBT控制電路主要是各種PWM控制電路，市場上主有兩大類第一類是由通用控制器構成的控制電路。其突出的毛病是，技術要求高，軟件抗干擾能力差，體積無法做得很小，不易實現產品的小型化、量產，限制了其廣泛的應用；第二類是專用芯片。這類芯片目前主要依賴進口。技術上看只能實現人為控制下的開環控制，在很多應用場合還是存在技術要求高，電路規模大，小型化困難的問題。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是提供一種SCR、IGBT通用控制芯片架構，其使用戶根據應用場合方便選用不同的功率器件而不用過多考慮控制電路的變化，同時使電力模塊向小型化和智能化方向發展，滿足未來智能電網用電側產品發展的需要。本技術是通過下述技術方案來解決上述技術問題的一種SCR、IGBT通用控制芯片架構，其特征在于，SCR、IGBT通用控制芯片架構包括比較器、噪聲消除電路、電網頻率漂移消除電路、缺相電路、移相電路、觸發脈沖發生電路、驅動電路、模擬數字轉換器、PID算法模塊、過流過壓保護電路、串行通訊接口、控制寄存器、電源波形幅值控制電路、電源頻率控制電路、PWM發生器、死區消除電路、載波發生器、電源波形只讀存儲器，比較器與噪聲消除電路連接，噪聲消除電路還與電網頻率漂移消除電路連接，電網頻率漂移消除電路與缺相電路連接，缺相電路與觸發脈沖發生電路連接，觸發脈沖發生電路與驅動電路連接，模擬數字轉換器與PID算法模塊連接，PID算法模塊與過流過壓保護電路連接，過流過壓保護電路與驅動電路連接，串行通訊接口與控制寄存器連接，控制寄存器與觸發脈沖發生電路、電源頻率控制電路連接，電源頻率控制電路與電源波形幅值控制電路、PWM發生器連接，PWM發生器與死區消除電路、載波發生器、電源波形只讀存儲器連接，死區消除電路與觸發脈沖發生電路連接。優選地，所述SCR、IGBT通用控制芯片架構還包括時鐘管理電路。 優選地，所SCR、IGBT通用控制芯片架構包括SCR控制模式或IGBT控制模式。優選地，所述SCR控制模式和IGBT控制模式都包括開環工作模式、閉環工作模式、與外部控制器協同工作模式。本技術的積極進步效果在于本技術能對電能進行各種變換、控制和調節，具有節能、省材、高產的特點，使用戶根據應用場合方便選用不同的功率器件而不用過多考慮控制電路的變化，同時使電力模塊向小型化和智能化方向發展，滿足未來智能電網用電側產品發展的需要。附圖說明圖I所示為本技術SCR、IGBT通用控制芯片架構的應用原理電路示意圖。具體實施方式以下結合附圖給出本技術較佳實施例，以詳細說明本技術的技術方案。如圖I所示，本技術SCR、IGBT通用控制芯片架構包括比較器、噪聲消除電路、電網頻率漂移消除電路、缺相電路、移相電路、觸發脈沖發生電路、驅動電路、模擬數字轉換器(ADC, Analog—to—Digital Converter)、PID (Proportional—Integral—Derivative,比例-積分-微分)算法模塊、過流過壓保護電路、串行通訊接口、控制寄存器、電源波形幅值控制電路、電源頻率控制電路、PWM發生器、死區消除電路、載波發生器、電源波形只讀存儲器(ROM)、時鐘管理電路，比較器與噪聲消除電路連接，噪聲消除電路還與電網頻率漂移消除電路連接，電網頻率漂移消除電路與缺相電路連接，缺相電路與觸發脈沖發生電路連接，觸發脈沖發生電路與驅動電路連接，模擬數字轉換器與PID算法模塊連接，PID算法模塊與過流過壓保護電路連接，過流過壓保護電路與驅動電路、時鐘管理電路連接，串行通訊接口與控制寄存器連接，控制寄存器與觸發脈沖發生電路、電源頻率控制電路連接，電源頻率控制電路與電源波形幅值控制電路、PWM發生器連接，PWM發生器與死區消除電路、載波發生器、電源波形只讀存儲器連接，死區消除電路與觸發脈沖發生電路連接。本技術使用戶根據應用場合方便選用不同的功率器件而不用過多考慮控制電路的變化，同時使電力模塊向小型化和智能化方向發展，滿足未來智能電網用電側產品發展的需要。本技術SCR、IGBT通用控制芯片架構集成了 SCR和IGBT核心控制電路，用戶可通過外部控制信號，分別選擇SCR控制模式或IGBT控制模式。下面具體對SCR控制模式和IGBT控制模式。SCR控制模式包括以下三種模式(I)開環工作模式，三相正弦輸入經過比較器，轉換成與輸入同步的發波信號，進入電網頻率漂移消除電路消除用以消除輸入信號中噪聲和由于電網頻率漂移帶來的誤差，成為干凈的同步方波信號，再進入移相電路。移相電路的移相控制信號由外部電壓輸入提供，控制電壓范圍O 5V，對應的移相范圍O 1800。移相電路的移相控制電壓經過IObit ADC轉換，作為移相電路中計數器的初始置數值，當計數器(計數頻率為102. 4KHz)計滿置數的值時，產生一個移相脈沖，這個移相脈沖就相對于同步方波信號移動了 Vcon* (1024/5) * (1/102400) 秒。這個移相脈沖再觸發脈寬發生電路，產生所需要的脈寬信號，經過調制后輸出。另外，缺相電路在輸入信號缺相時，將輸出屏蔽。(2)閉環工作模式，此時反饋輸入電壓經過IObit本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種SCR、IGBT通用控制芯片架構，其特征在于，SCR、IGBT通用控制芯片架構包括比較器、噪聲消除電路、電網頻率漂移消除電路、缺相電路、移相電路、觸發脈沖發生電路、驅動電路、模擬數字轉換器、PID算法模塊、過流過壓保護電路、串行通訊接口、控制寄存器、電源波形幅值控制電路、電源頻率控制電路、PWM發生器、死區消除電路、載波發生器、電源波形只讀存儲器，比較器與噪聲消除電路連接，噪聲消除電路還與電網頻率漂移消除電路連接，電網頻率漂移消除電路與缺相電路連接，缺相電路與觸發脈沖發生電路連接，觸發脈沖發生電路與驅動電路連接，模擬數字轉換器與PID算法模塊連接，PID算法模塊與過流過壓保護電路連接，過流過壓保護電路與驅動電路連接，串行通訊接口與控制寄存器連接，控制寄存器與觸發脈沖發生電路、電源頻率控制電路連接，電源頻率控制電路與電源波形幅值控制電路、PWM發生器連接，PWM發生器與死區消除電路、載波發生器、電源波形只讀存儲器連接，死區消除電路與觸發脈沖發生電路連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王道，馮暉，毛建國，
申請(專利權)人：奉化誠興道電子科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：