具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了实现本发明的目的，本发明提供的技术方案为：

在本发明的一些实施例中，如图1所示，公开了一种用于轨道车辆的辅助逆变模块驱动板，包括：DC/DC电源、驱动信号光耦隔离电路、驱动信号放大电路、驱动IGBT分配板、硬件自检及保护电路和故障信号光耦隔离电路；DC/DC电源，包括隔离升压变压器；轨道车辆的直流供电电源模块与隔离升压变压器的原边接收侧相连，为DC/DC电源提供设定的直流电源；DC/DC电源分别为驱动信号光耦隔离电路、驱动信号放大电路与硬件自检及保护电路提供设定的电源；轨道车辆的辅助系统控制器与驱动信号光耦隔离电路通讯连接；驱动信号光耦隔离电路与驱动信号放大电路通讯连接；驱动信号放大电路分别与驱动IGBT分配板和硬件自检及保护电路通讯连接；驱动IGBT分配板上外接有被控IGBT模块；硬件自检及保护电路与故障信号光耦隔离电路通讯连接，故障信号光耦隔离电路与辅助系统控制器通讯连接。

采用上述技术方案的有益效果是：充分考虑了现有技术中辅助逆变模块驱动板所存在的原装产品价格高周期长，配装产品兼容性及稳定性较差的问题，通过在辅助逆变模块驱动板的板卡中设置驱动IGBT分配板，IGBT驱动信号经接插件与被控IGBT模块之间通过一块独立的驱动IGBT分配板进行信号传输，更换方便，可实现对不同型号IGBT进行控制，方便灵活，从而实现兼容替代多品牌辅助逆变系统；其次，采用直流供电电源模块为DC/DC电源供电，简化了直流供电电源模块的板卡设计；另外，该辅助逆变模块驱动板采用双联板设计，因此，一块辅助逆变模块驱动板可驱动辅助逆变器单桥臂上两块IGBT，有效降低了配置成本。

在本发明的另一些实施例中，如图2-4所示，DC/DC电源还包括电源控制芯片、第一插接件及桥式全波整流器，直流供电电源模块通过电源控制芯片与DC/DC电源连接；DC/DC电源通过第一插接件与驱动信号光耦隔离电路相连，用以为驱动信号光耦隔离电路输出设定的直流电源；桥式全波整流器的输入端与隔离升压变压器的二次侧相连；桥式全波整流器的输出端能够为辅助逆变模块驱动板的后级板卡提供设定的第一正电压和第一负电压。例如：直流供电电源模块通过第一接插件X1为辅助逆变模块驱动板通过直流电源VCC＝15V，经电源控制芯片A2驱动隔离升压变压器TR1及TR2，隔离变压器TR1及TR2的次边升压后经桥式全波整流器输出第一正电压+15V及第一负电压-12V，为后级板卡提供工作电源。

在本发明的另一些实施例中，如图3所示，DC/DC电源还包括三端稳压芯片，DC/DC电源还通过三端稳压芯片与驱动信号光耦隔离电路相连，用以为驱动信号光耦隔离电路输出设定的直流稳压电源。例如：第一正电压+15V经三端稳压芯片A1隔离稳压出后级所需的15V直流稳压电源。

采用上述技术方案的有益效果是：三端稳压芯片的设置，有助于稳定直流电压，提升电压的稳定性。

在本发明的另一些实施例中，如图3所示，DC/DC电源还包括半波整流器，半波整流器的输入端与隔离升压变压器的二次侧相连；半波整流器的输出端与第一正电压串联，并能够为检测IGBT提供基准电压。例如：隔离升压变压器的次边的另一路经半波整流器串联第一正电压+15V，使其输出VCE_HTx＝+35V直流电，为故障信号光耦隔离电路提供基准电压。

采用上述技术方案的有益效果是：半波整流器的设置，为IGBT VCE检测回路提供了基准电压。

在本发明的另一些实施例中，如图5，6所示，驱动信号光耦隔离电路包括光耦，光耦用以通过第一插接件接收辅助系统控制器所发出的PWM脉冲信号并进行光电隔离。光耦的输入端设有硬件互锁，用以防止被控的IGBT模块发生贯通短路。例如：辅助系统控制器发出的PWM脉冲信号(IN+、IN-)经第一接插件X1传输给光耦U5/U6进行光电隔离，并将其传输至后级。其中光耦U5/U6输入端采用硬件互锁设计，以避免被控的两块IGBT模块发生贯通短路。

采用上述技术方案的有益效果是：在一块辅助逆变模块驱动板可驱动辅助逆变器单桥臂上两块IGBT的情况下，在光耦的输入端设有硬件互锁即，对同桥臂上下桥的IGBT驱动信号进行互锁设计，可有效避免同桥臂贯通炸IGBT现象。

在本发明的另一些实施例中，如图5-7所示，驱动信号光耦隔离电路还包括第一三极管、第一MOSFET管、第二插接件及第三插接件，第一三极管及第一MOSFET管构成推挽输出，用以将驱动信号经第二插接件及第三插接件无损输出到下一级。例如：另外，光耦U5/U6输出信号经第一三极管逐级放大驱动信号的带载能力，最终通过推挽设计，控制第一三极管V1、第一MOSFET管V2 MOSFET管将驱动信号经第二插接件X2、第三插接件X3无损传输到下一级，Prot_HTx信号是辅助逆变模块驱动板检测到异常故障时自我封锁被控IGBT模块的驱动信号。

采用此种开放式设计，被控IGBT模块的驱动信号经X2、X3接插件与被控IGBT模块之间是通过一块独立的驱动IGBT分配板进行信号传输。优点在于，更换不同规格驱动IGBT分配板，即可实现对不同型号被控IGBT模块进行控制，方便灵活，从而实现兼容替代多品牌辅逆系统的驱动方案的目的。

采用上述技术方案的有益效果是：电源控制芯片发出的控制信号经推挽设计可显著增强其驱动能力。例如：电源控制芯片A2发出的控制信号经推挽设计(V49-V53)，分别控制隔离升压变压器原边的通断的MOSFET(V9、V10)。

在本发明的另一些实施例中，如图5-7所示，硬件自检及保护电路包括板卡电源自检电路、驱动信号及被控IGBT状态回馈，板卡电源自检电路包含单稳态触发器，用以检测第一正电压、第一负电压及基准电压的异常情况并根据异常情况发出静态故障信号。例如：单稳态触发器通过芯片A9搭建，当电源VCC、VSS、VCE_HTx任意一项异常时，或驱动信号Drive_HTx与被控IGBT状态回馈MES_VCEx出现异常均会使芯片A9第2脚输入电平翻转，从而使芯片A9的第3脚将发出静态故障信号。

采用上述技术方案的有益效果是：采用静态故障信号模式设计，控制器可更为灵活掌握被控IGBT实时状态及故障，从而更加精确判断出故障点，从而大大降低故障时的排故成本。

在本发明的另一些实施例中，如图8所示，硬件自检及保护电路包括第二三极管及第三三极管，第二三极管及第三三极管用以转换静态故障信号并输出至驱动信号光耦隔离电路的基极。例如：静态故障信号(Prot_out_HTx)，一路经第二三极管T75及第三三极管T76进行转换后，将Prot_HTx信号传递到图4中T13、T23基极，使得驱动器实现硬件自主封锁后级的IGBT驱动信号，从而有效保护被控IGBT模块。

在本发明的另一些实施例中，如图9所示，故障信号光耦隔离电路包括第四三极管，第四三极管用以将故障信号光耦隔离电路构建成开集电极结构。例如：静态故障信号直接通过故障信号光耦隔离电路，将静态故障信号经X1接插件回传给辅助系统控制器，促使辅助系统控制器采取相应措施。此电路通过第四三极管T4，设计成“开集电极”结构，只要调整第四三极管T4集电极供电直流电源VCC，即可实现辅助逆变模块驱动板与不同电平控制器进行对接，从而增强此驱动器的兼容性。

采用上述技术方案的有益效果是：在现有技术中，IGBT状态回馈通常采用稳压管降压后直接连接到IGBT驱动Vge上，而技术方案中可以实现高压与低压驱动信号进行隔离转换设计，比现有技术具有明显的进步；另外，就IGBT状态回馈的电路，现有技术中通常采用实时动态回馈的方式，系统易被干扰，同时由于硬件对IGBT是否故障不做判断，只是单纯地将状态信息回传给控制器，从而增加控制器设计负担，而本技术方案中只有在系统故障时主动封锁后级驱动信号的同时回传给控制器一故障信号，不仅优化了控制器软件算法，另外故障信号是采用单稳触发器设计，也大大增强系统可靠性并减少误判的几率。

本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让本领域普通技术人员能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。