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牵引逆变模块驱动板，包括：AC/DC电源、驱动信号光纤隔离电路、驱动信号放大电路、驱动IGBT接口及硬件保护电路；AC/DC电源，包括隔离变压器；轨道车辆的供电电源板卡与隔离变压器的原边接收侧相连，为AC/DC电源提供设定的电源；AC/DC电源分别为驱动信号光纤隔离电路、驱动信号放大电路及硬件保护电路提供设定的电源；轨道车辆的牵引系统控制器与驱动信号光纤隔离电路通讯连接；驱动信号光纤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接口及硬件保护电路通讯连接；驱动IGBT接口上外接有被控IGBT模块。

采用上述技术方案的有益效果是：充分考虑了现有技术中在牵引逆变模块的驱动板卡中设计状态回馈电路所存在的过分依赖控制中心的状态分析和状态回馈电路的反馈数据而导致驱动板卡运行稳定性较差的问题，通过在驱动板卡中增加保护电路并采用无状态回馈模式，既简化了驱动板卡的设计，又增强了系统工作的稳定性和可靠性。另外，驱动板卡采用单卡设计，与牵引逆变模块的数量一一对应，便于售后维护，有效降低了维护成本。

在本发明的另一些实施例中，如图2所示，AC/DC电源还包括V3、V4、V6及V7搭建的桥式全波整流器，桥式全波整流器的输入端与隔离变压器T1的二次侧相连；隔离变压器T1的一次侧为设定的±24V50KHz交流电源，桥式全波整流器的输出端能够提供设定的第一正电压VCC＝+26V和第一负电压VSS＝-15V。

在本发明的另一些实施例中，如图3所示，AC/DC电源还包括二级电源，二级电源包含三端稳压器U1及稳压电源芯片U2，三端稳压电源U1与桥式全波整流器搭建组成二级稳定电源部分，用以输出设定的第二正电压VEE，例如VEE＝+12V；稳压电源芯片U2与桥式全波整流器搭建组成二级浮动电源部分，用以输出第三正电压VC，且第三正电压VC与第一正电压VCC的差值为设定的电压差。例如：当第一正电压VCC对GND电压为+26V时，第一正电压VCC经稳压电源芯片U2后的输出端的第三正电压VC为+21V，因此，第三正电压VC与第一正电压VCC的电压差＝VCC-VC＝5V，且第三正电压VC的电压随着第一正电压VCC的波动而波动，因此电压差5V始终保持稳定不变。

采用上述技术方案的有益效果是：采用AC/DC电源设置二级电源，根据驱动板卡的各个电路的不同需求集中提供不同的电源，简化驱动板卡设计，其中尤其是稳压电源芯片的设置，将浮动的电压转化为设定的恒定电压差提供异或门，促使异或门工作状态更为稳定，即采用浮动电压的设计，增强板卡自身抗干扰能力及其稳定性，在现有技术中通常采用标准的三端稳压管实现稳压电路，本浮动电压的设计可有效避免因第一正电压超出三端稳压管工作电压时烧毁三端稳压管的风险。

在本发明的另一些实施例中，AC/DC电源还包括电源自检电路，电源自检电路包括第一钳位二极管及第一三极管，第一钳位二极管的输入端为第一正电压，第一钳位二极管的输出端与第一三极管进行钳位连接，用以输出设定的基准电压或控制封锁IGBT驱动信号。例如：如图4，7所示，第一正电压VCC电源经第一钳位二极管V17、U3钳位后分别控制第一三极管V20、V19开启，最终稳定输出基准电压REF2＝24V，若第一正电压VCC异常，则基准电压REF2输出电压会控制封锁IGBT驱动信号进行保护。

采用上述技术方案的有益效果是：电源自检电路的设置，一方面可稳定输出基准电源，当第一正电压异常时，基准电源输出的电压会控制封锁IGBT的驱动信号，从而有效保护了IGBT的安全，与现有技术相比，相当于为IGBT增加了一层保护屏障。

在本发明的另一些实施例中，驱动信号光纤隔离电路包括光电接收器U4、异或门U6及插接件X1，光电接收器U4用以接收牵引系统控制器的PWM脉冲信号并进行光电转换，异或门U6分别与光电接收器U4及插接件X1通讯连接，用以接收光电接收器U4所转化后的信号并选择有效的电平输出；插接件X1与第一正电压VCC的输出端及第三正电压VC的输出端导电连接，用以控制异或门U6对光电接收器U4转化后的信号的选择。例如：如图5所示，牵引控制器发出的PWM脉冲信号经光纤传输到光电接收器U4，经U4进行光电转换，转换后信号经U6传送给后级，通过X1进行条线短接，可控制U6进行选择U4转换后信号的电平有效性。即当X1插上条线，短接其1和4脚时，U4为高电平有效；反之则为低电平有效。

采用上述技术方案的有益效果是：现有技术中通常采用硬件自主选择上位机给定信号高低电平的有效性，且只是默认高电平有效；与现有技术相比，本技术方案中通过光电接收器、异或门及插接件的配合设置，自主选择光电接收器的转化后信号的有效电平，在多种品牌的牵引驱动模块之间的兼容性更优。

在本发明的另一些实施例中，如图6所示，硬件保护电路包括第一运算放大器U5、第二三极管V30及第三三极管V31，第一正电压VCC、第一负电压VSS及第二正电压VEE通过第一运算放大器U5构建为自检电路，并通过第二三极管V30控制嵌位驱动信号的输出电平；第三三极管V31用以控制驱动信号光纤隔离电路所输出的驱动电压Drive。例如：当出现故障时，第三三极管V31被关断锁定，无论外部输入什么信号，“Drive”始终位置-18V输出。

在本发明的另一些实施例中，如图5，6所示，硬件保护电路还包括门限电压Por，门限电压Por位于第三三极管V31的输入端，驱动信号光纤隔离电路包括第四三极管V27，异或门U6的输出端通过第四三极管V27钳位门限电压Por，用以控制第三三极管V31的启闭。例如：异或门U6输出端通过第四三极管V27钳位图6中门限电压Por，控制第三三极管V31的开启或关断，以达到将牵引系统控制器发出的PWM信号转换为“Drive”信号，信号电平由0V～5V转换为-18V～+8.9V。

在本发明的另一些实施例中，如图5所示，驱动信号光纤隔离电路还包括第二运算放大器U7，两件第二运算放大器U7与门限电压P_or及第四三极管V27构成迟滞比较器，迟滞比较器用于增强驱动信号光纤隔离电路的抗干扰能力。

在本发明的另一些实施例中，如图5，8所示，驱动信号光纤隔离电路还包括第五三极管V39及IGBT VCE检测电路，IGBT VCE检测电路与第五三极管V39通讯连接，用以对IGBT进行过流保护。例如：异或门U6输出端通过第五三极管V39实现IGBT过流保护封锁功能，VCE检测电流如图8所示，IGBT VCE信号通过C1_X当检测到IGBT过流时，第五三极管V39开启，封锁IGBT驱动信号，实现对IGBT进行保护。

在本发明的另一些实施例中，如图7所示，驱动信号放大电路包括第六三极管、第七三极管、第二钳位二极管及第八三极管，第六三极管与基准电源连接，第七三极管受控于驱动信号，第二钳位二极管与第八三极管构成达灵顿管，用以控制多个插接件之间的信号随驱动信号变换。例如：当牵引逆变模块的驱动板卡电源正常时，基准电压REF2控制第六三极管V8三极管处于导通状态，此时驱动信号Drive信号控制第七三极管V9的开启及关断，经第二钳位二极管V11、V10钳位控制及第八三极管V12、V14，V13、V15构成“达灵顿管”进行推挽设计，从而控制接插件G_X1、E_X1之间信号跟随驱动信号Drive变换，驱动被控IGBT开启及关断；当牵引逆变模块的驱动板卡电源异常时，第六三极管V8处于截止状态，此时接插件G_X1、E_X1之间将始终保持-10V的电压输出，从而控制IGBT始终处于关断状态，以此保护被控IGBT模块。

采用上述技术方案的有益效果是：推挽设计，两件第二钳位二极管与四件第八三极管构成两对达灵顿管，其信号放大倍数分别为：βV12*βV14、βV13*βV15，因此，可大幅增大达灵顿管的信号放大倍数，能更好的保护被控的IGBT模块。

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。