[发明专利]功率单元、STO方法、用户接口控制装置和STO信号处理方法

说明书

本公开涉及一种功率单元、安全转矩关断(STO)方法、用户接口控制装置和处理STO信号的方法。根据本公开的一个实施方式，一种功率单元包括：半导体器件以及通信监测模块。所述通信监测模块被配置用于监测电气系统中通信线路上的通信数据，以及响应于检测到所述通信数据中包含指示安全转矩关断的信息，向所述半导体器件提供用于安全转矩关断的关断信号。根据本发明的实施方式，基于通信数据监测来实现STO功能，其与原有系统具有较好的兼容性，同时其实现方式较为简单、实现成本较低，而且可以实现有效的安全隔离。

技术领域

本公开的实施方式涉及用于驱动诸如电机的电气设备的驱动系统，特别地涉及一种功率单元、一种用于安全转矩关断(STO)的方法、一种用户接口控制装置以及一种处理STO控制信号的方法。

背景技术

为了防止由于电气设备的意外起动而造成人身损害事故，已经针对诸如变频器、伺服电机驱动器等产品提出了STO功能。该功能能够防止驱动器在例如电机停止时仍在其中产生转矩，从而使得该电机能够成为安全系统的一部分。STO功能现在变得越来越必要，甚至有成为驱动标准功能的趋势。

在现有的低压驱动系统中通常具有STO功能。在低压驱动系统中，通常设置有两条或者三条专用线或者印刷电路板轨迹线，他们被用于将用户通过客户端子发出的STO控制信号传输给功率单元，以便控制该功率单元中的绝缘栅极晶体管IGBT，从而允许在紧急情况下关断驱动输出，使得例如电机设备停机。功率单元是使用功率电力电子器件进行整流、滤波、逆变的高压变频器部件。其通常包括按照全桥结构布置的半导体器件，例如绝缘栅极晶体管(IGBT)，STO控制信号将会被提供至IGBT的栅极，以控制IGBT进行关断。

而出于安全考虑，需要对这些STO控制信号进行隔离，这是因为该STO信号一方面是由用户触发的，而另一方面该STO信号将会被传送到高压区域，因此存在用户接触到危险高压的可能性。在低压驱动系统中，这样的隔离可以通过光耦合方式来实现。

在中压驱动系统中也存在针对STO功能的需要。然而，与低压驱动系统相比，中压驱动系统包括数量显著增加的功率单元，系统更为庞大且更为复杂。如对于中压驱动系统，采用与低压驱动系统相同的方式来实现STO功能，则可能需要增加大量信号线缆来传输所需的STO信号，这将会使得系统变得异常庞大和复杂，而且产生成本的增加也将会非常显著。此外，也难以通过光学方式实现安全隔离。

发明内容

有鉴于此，本公开提供了一种新的用于安全转矩关断的技术方案，以克服或者缓解如前所述的现有技术中存在的至少一部分缺陷。

根据本公开的一个方面，提供了一种功率单元。所述功率单元可以包括:半导体器件，以及通信监测模块。所述通信监测模块被配置用于监测电气系统中通信线路上的通信数据，以及响应于检测到所述通信数据中包含指示安全转矩关断的信息，向所述半导体器件提供用于安全转矩关断的关断信号。

根据本公开的第二方面，提供了一种用于安全转矩关断的方法。该方法可以包括：监测电气系统中通信线路上的通信数据，以及响应于检测到所述通信数据中包含指示安全转矩关断的信息，向功率单元内的半导体器件提供用于安全转矩关断的关断信号。

根据本公开的第三方面，提供了一种用户接口控制装置，例如用户接口控制板。该用户接口控制装置可以包括：处理模块，被配置为接收来自用户的安全转矩关断的控制信号，且所述处理模块配置为，响应于所述控制信号，将指示安全转矩关断的信息包含在通信数据中以通过通信线路进行传输。

根据本公开的第四方面，提供了一种处理安全转矩关断控制信号的方法。该方法可以包括：接收来自用户的安全转矩关断的控制信号；以及响应于所述控制信号，将指示安全转矩关断的信息包含在通信数据中以通过通信线路进行传输。