一种高压igbt模块实时数据同步采集系统及采集方法
【专利摘要】本发明提供的一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统，由数据采集模块、光纤、数据存储模块和数据传输模块组成，提供的利用该实时数据同步采集系统进行采集的方法，数据存储模块产生同步时钟信号，通过光纤传输给各数据采集模块，在同步时钟信号的控制下各数据采集模块同时进行实时数据采集，将采集的参数转化成数字信号，通过光纤传输到数据存储模块，数据存储模块将故障数据信息进行存储，数据传输模块再将存储的故障信息传输到上位机或者无线接收终端，从而解决了现有技术中不能对故障信息的存储，还实现了各采集模块间以及采集模块与存储模块间的高隔离度和各通道数据的同步采集，为后续产品的改进、故障分析提供了有力的数据。
【专利说明】一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统及采集方法
【技术领域】
[0001]本发明属于半导体功率器件及应用【技术领域】，涉及一种半导体功率器件实时数据同步采集系统，具体涉及一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统，本发明还涉及采用上述系统进行高压IGBT模块实时数据同步采集的方法。
【背景技术】
[0002]功率半导体器件通过近半个世纪的快速发展，在制造技术上有了极大的提高。作为在大功率领域广泛应用的GTR，GTO, M0SFET等功率器件，正向着多样化，模块化，复合化，高电压，大电流的方向发展，以适应于大容量的设备，但其电流增益低，需要的驱动功率大，而且驱动电路复杂，使其在应用中受到很大的限制。与之相比，绝缘栅双极型晶体管IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor)扬长避短，兼顾了 M0SFET 的高输入阻抗和GTR的低导通压降，使IGBT在中大功率的场合得到了更为广泛的应用。IGBT集合了高压、大电流、高频三大优势技术，在实现节能减排，环境保护方面具有很大的优势，被公认为是第三次电力电子【技术领域】革命最具代表性的产品，成为未来电力电子器件应用发展的必然方向。
[0003]在中国，IGBT模块的市场随着几大应用领域的爆发性增长而快速增长，其中包括变频家电市场，电机变频驱动市场，高速列车市场，新能源以及智能电网。IGBT模块是这些电力电子装置中的核心部件，其价格高昂，模块内部结构、主电路或驱动控制电路等设计因素或环境运行因素多方面原因都可能导致其失效，IGBT模块的失效将给企业带来巨大的经济损失。从目前的实际运行情况来看，在某些应用场合中IGBT模块经常会发生不明原因的损坏，因此，将其损坏前电路中的各个电流、电压等参量进行采集和存储对分析故障原因至关重要。同时，为了进行产品质量监控、跟踪，实时掌握变流器产品在现场的运行状态以及运行环境具有重要意义，有利于提高产品管理质量和效率，并为今后产品的设计和改进提供依据。IGBT模块实时数据同步采集系统能够很好地解决这一问题。该系统主要是通过对IGBT模块运行的一些实时状态量(包括经度、纬度、速度、方向、电压及电流等)进行监测和采集，并将机车行驶的轨迹以动画的方式显示在电子地图上。当故障发生时，提取采集的数据信息，对采集的数据进行预处理，提取出故障诊断所需要的特征量进行分析，完成对IGBT模块故障的诊断，为后续产品的设计提供改进建议，提高IGBT模块的设计和生产质量。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统，解决了现有技术无法对高压IGBT模块现场运行数据进行实时监测的问题，使得处于上下桥臂的IGBT模块相关数据通道达到几十KV以上的隔离电压并实现数据的同步采集，保证进行故障分析时数据的有效性以及可靠性。
[0005]本发明的另一目的是提供采用上述系统进行高压IGBT模块实时数据同步采集的方法。
[0006]本发明所采用的技术方案是，一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统，包括多个数据采集模块，每个数据采集模块通过两根光纤与数据存储模块连接，数据存储模块再与数据传输模块连接；
[0007]与每个数据采集模块连接的其中一根光纤用于传输编码数据，通过光纤进行编码数据的传输来实现各数据采集模块间以及数据采集模块与数据存储模块间高达1KV的隔离；
[0008]与每个数据采集模块连接的另外一根光纤用于传输同步时钟信号，通过光纤进行同步时钟信号的传输来实现各数据采集模块间相互隔离的同时保证数据的同步采集。
[0009]本发明的特点还在于:
[0010]数据采集模块包括主控芯片，主控芯片内嵌有数据编码器和A/D控制器，数据编码器分别连接A/D转换器和光纤发送器A，数据编码器将A/D转换器转换的数据进行编码通过光纤发送器A发送出去，A/D控制器分别与光纤接收器B和A/D转换器相连，A/D控制器在光纤接收器B传送过来的同步时钟信号的控制下控制A/D转换器进行数据的模拟-数字转换，A/D转换器也与数据调理电路相连；
[0011]数据存储模块包括FPGA控制芯片，FPGA控制芯片内设置有存取控制、地址控制器、锁相环PLL、时钟芯片控制器、光纤数据处理器、SDRAM读写控制器、FLASH读写控制器和通信控制器，存取控制、地址控制器分别与时钟芯片控制器、光纤数据处理器、SDRAM读写控制器、FLASH读写控制器、通信控制器连接，数据存储模块还包括光纤接收器A，光纤接收器A与光纤数据处理器连接，光纤接收器A接收来自一根光纤的编码数据后交给光纤数据处理器进行数据解码，时钟芯片与时钟芯片控制器连接，SDRAM存储器与SDRAM读写控制器相连，FLASH存储器与FLASH读写控制器相连，光纤发送器B与锁相环PLL相连，光纤发送器B将锁相环PLL产生的同步时钟信号通过另一根光纤发送至数据采集模块；
[0012]数据传输模块与数据存储模块中的通信控制器相连。
[0013]数据传输模块包括USB通信芯片，USB通信芯片与上位机相连，USB通信芯片与数据存储模块中的通信控制器相连；
[0014]或者数据传输模块包括RS485串口通信芯片，RS485串口通信芯片依次与GPRS无线通信模块和无线接收终端连接，RS485串口通信芯片与数据存储模块中的通信控制器相连；
[0015]主控芯片是CPLD芯片；
[0016]USB通信芯片是由Cypress公司的EZ_USB FX2LP系列单片机构成。
[0017]本发明所采用的另一技术方案是，一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统的采集方法，采用高压IGBT模块实时数据同步采集系统，其结构为:包括数据采集模块，数据采集模块通过光纤与数据存储模块连接，数据存储模块再与数据传输模块连接；数据采集模块包括主控芯片，主控芯片内嵌有数据编码器和A/D控制器，数据编码器分别连接A/D转换器和光纤发送器A，数据编码器将A/D转换器转换的数据进行编码通过光纤发送器A发送出去，A/D控制器分别与光纤接收器B和A/D转换器相连，A/D控制器在光纤接收器B传送过来的同步时钟信号的控制下控制A/D转换器进行数据的模拟-数字转换，A/D转换器也与数据调理电路相连；
[0018]数据存储模块包括FPGA控制芯片，FPGA控制芯片内设置有存取控制、地址控制器、锁相环PLL、时钟芯片控制器、光纤数据处理器、SDRAM读写控制器、FLASH读写控制器和通信控制器，存取控制、地址控制器分别与时钟芯片控制器、光纤数据处理器、SDRAM读写控制器、FLASH读写控制器、通信控制器连接，数据存储模块还包括光纤接收器A，光纤接收器A与光纤数据处理器连接，光纤接收器A接收来自一根光纤的编码数据后交给光纤数据处理器进行数据解码，时钟芯片与时钟芯片控制器连接，SDRAM存储器与SDRAM读写控制器相连，FLASH存储器与FLASH读写控制器相连，光纤发送器B与锁相环PLL相连，光纤发送器B将锁相环PLL产生的同步时钟信号通过另一根光纤发送至数据采集模块；
[0019]数据传输模块包括USB通信芯片，USB通信芯片与上位机相连，USB通信芯片与数据存储模块中的通信控制器相连；
[0020]或者数据传输模块包括RS485串口通信芯片，RS485串口通信芯片依次与GPRS无线通信模块和无线接收终端连接，RS485串口通信芯片与数据存储模块中的通信控制器相连，
[0021]具体采集方法按照以下步骤实施:
[0022]步骤1:数据存储模块中的锁相环PLL产生同步时钟信号，经由光纤发送器B通过一根光纤传输给各数据采集模块，为各数据采集模块提供同步时钟信号进行数据的同步采集;
[0023]步骤2:各数据采集模块实时采集IGBT模块的栅极电压、集电极-发射极间电压集电极电流、经纬度、速度模拟参量，数据调理电路将采集到的参数信号变换成A/D转换器所接受的模拟信号，A/D转换器实现将模拟信号转换为数字信号，数据编码器对数字信号进行编码，光纤发送器A再通过一根光纤将编码数据传入数据存储模块；
[0024]步骤3:数据存储模块中的光纤接收器A接收数据采集模块中光纤发送器A传出的编码数据，光纤数据处理器对编码数据进行解码，SDRAM读写控制器在存取控制、地址控制器的配合下将解码的数据存储到SDRAM存储器中，实现对IGBT模块中数据的采集，同时时钟芯片在时钟芯片控制器的作用下实现对时钟信息的读取，光纤发送器B将时钟信号通过另一根光纤传入数据采集模块中的光纤接收器B，光纤接收器B将时钟信号通过A/D控制器输入到A/D转换器，提供时钟信息，实现数据采集模块和数据存储模块数据信息同步；
[0025]当存取控制、地址控制器检测到IGBT模块出现故障时，在SDRAM读写控制器的配合下将缓存在SDRAM存储器中的IGBT模块故障前5秒数据读出，并在FLASH读写控制器的配合下将数据存储到FLASH存储器中；
[0026]步骤4:通信控制器接收到数据传输模块的传输请求时，将存储在FLASH存储器中的故障数据通过USB通信芯片或GPRS无线通信模块传送到上位机或无线接收终端，实现对IGBT模块中故障数据的采集。
[0027]本发明的有益效果是，本发明提供的高压IGBT模块实时数据同步采集系统能够解决IGBT模块智能监测系统各采集模块间以及数据采集模块与数据存储模块相互隔离和各通道数据的同步采集，同时能够解决数据采集速度和存储器速度之间的不匹配问题，实现了系统的可靠采集以及存储，实现驱动侧和存储侧的高电压等级隔离，将系统故障信息进行存储，为产品的后续分析提供准确的数据，提高IGBT模块的设计和生产质量。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]图1是本发明一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统的结构示意图；
[0029]图2是本发明一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统中数据采集模块框架图；
[0030]图3是本发明一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统中数据存储模块框架图；
[0031]图4是本发明一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统中数据传输模块框架图。
[0032]图中，1.数据采集模块，11.主控芯片，111.数据编码器，112.A/D控制器，12.A/D转换器，13.数据调理电路，14.光纤发送器A，15.光纤接收器B，2.光纤，3.数据存储模块，31.FPGA控制芯片，311.时钟芯片控制器，312.光纤数据处理器，313.锁相环PLL，314.SDRAM读写控制器，315.FLASH读写控制器，316.存取控制、地址控制器，317.通信控制器，
32.时钟芯片，33.光纤接收器A，34.光纤发送器B，35.SDRAM存储器，36.FLASH存储器，4.数据传输模块，41.USB通信芯片，42.RS485串口通信芯片，43.GPRS无线通信模块。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图及【具体实施方式】对本发明进行详细说明。
[0034]本发明提供的一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统，包括多个数据采集模块1，每个数据采集模块1通过两根光纤2与数据存储模块3连接，数据存储模块3再与数据传输模块4连接；
[0035]与每个数据采集模块1连接的其中一根光纤2用于传输编码数据，通过光纤2进行编码数据的传输来实现各数据采集模块1间以及数据采集模块1与数据存储模块3间高达10KV的隔离；
[0036]与每个数据采集模块1连接的另外一根光纤2用于传输同步时钟信号，通过光纤2进行同步时钟信号的传输来实现各数据采集模块1间相互隔离的同时保证数据的同步采集;
[0037]其中数据采集模块1包括主控芯片11，主控芯片11是CPLD芯片，主控芯片11内嵌有数据编码器111和A/d控制器112，数据编码器111分别连接A/D转换器12和光纤发送器A14，数据编码器111将A/D转换器12转换的数据进行编码通过光纤发送器A14发送出去，A/D控制器112分别与光纤接收器B15和A/D转换器12相连，A/D控制器112在光纤接收器B15传送过来的同步时钟信号的控制下控制A/D转换器12进行数据的模拟-数字转换，A/D转换器12也与数据调理电路13相连；
[0038]其中数据存储模块3包括FPGA控制芯片31，FPGA控制芯片31内设置有存取控制、地址控制器316、锁相环PLL313、时钟芯片控制器311、光纤数据处理器312、SDRAM读写控制器314、FLASH读写控制器315和通信控制器317，存取控制、地址控制器316分别与时钟芯片控制器311、光纤数据处理器312、SDRAM读写控制器314、FLASH读写控制器315、通信控制器317连接，数据存储模块3还包括光纤接收器A33，光纤接收器A33与光纤数据处理器312连接，光纤接收器A33接收来自一根光纤2的编码数据后交给光纤数据处理器312进行数据解码，时钟芯片32与时钟芯片控制器311连接，SDRAM存储器35与SDRAM读写控制器314相连，FLASH存储器36与FLASH读写控制器315相连，光纤发送器B 34与锁相环PLL313相连光纤发送器B 34将锁相环PLL313产生的同步时钟信号通过另一根光纤2发送至数据采集模块I;
[0039]数据传输模块4与数据存储模块3中的通信控制器317相连。
[0040]其中数据传输模块4包括USB通信芯片41，USB通信芯片41与上位机相连，USB通信芯片41与数据存储模块3中的通信控制器317相连，USB通信芯片(41)是由Cypress公司的EZ_USB FX2LP系列单片机构成，或者数据传输模块4包括RS485串口通信芯片42，RS485串口通信芯片42依次与GPRS无线通信模块43和无线接收终端连接，RS485串口通信芯片42也与数据存储模块3中的通信控制器317相连，或者这两种数据传输模块4同时存在。
[0041]在高压IGBT模块实时数据采集时，由于IGBT模块的开通时间通常是微秒级的，为了保证数据的有效性，对于供故障分析用的现场运行参量如栅极电压等数据要求采集速率高，并要解决数据采集速度和存储速度之间存在速度不匹配的问题，且为了实现系统的可靠采集和存储，需要实现驱动侧和存储侧的隔离，对于高压IGBT模块，其隔离电压等级达1KV以上，同时，处于上下桥臂的IGBT模块相关数据的采集通道必须完全隔离，而为了保证进行故障分析时数据的有效性，两者又必须同步。所以本发明高压IGBT模块实时数据同步采集系统采用将数据采集端I和数据存储端3用光纤2隔离的方案，采集端采用抗干扰能力较强的CPLD芯片实现核心控制，同时将数据存储端3的时钟通过光纤2隔离传送到数据采集端I，从而保证相互隔离的采集通道之间时钟的完全同步。
[0042]本发明还提供了采用上述采集系统的高压IGBT模块实时数据同步采集系统的采集方法，具体按照以下步骤实施:
[0043]步骤1:数据存储模块3中的锁相环PLL313产生同步时钟信号，经由光纤发送器B34通过一根光纤2传输给各数据采集模块1，为各数据采集模块I提供同步时钟信号进行数据的同步采集；
[0044]步骤2:各数据采集模块I实时采集IGBT模块的栅极电压、集电极-发射极间电压集电极电流、经纬度、速度模拟参量，数据调理电路13将采集到的参数信号变换成A/D转换器12所接受的模拟信号，A/D转换器12实现将模拟信号转换为数字信号，数据编码器111对数字信号进行编码，光纤发送器A14再通过一根光纤2将编码数据传入数据存储丰旲块3 ；
[0045]步骤3:数据存储模块3中的光纤接收器A33接收数据采集模块I中光纤发送器A14传出的编码数据，光纤数据处理器312对编码数据进行解码，SDRAM读写控制器314在存取控制、地址控制器316的配合下将解码的数据存储到SDRAM存储器35中，实现对IGBT模块中数据的采集，同时时钟芯片32在时钟芯片控制器311的作用下实现对时钟信息的读取，光纤发送器B34将时钟信号通过另一根光纤2传入数据采集模块I中的光纤接收器B15，光纤接收器B15将时钟信号通过A/D控制器112输入到A/D转换器12，提供时钟信息，实现数据采集模块I和数据存储模块3数据信息同步；
[0046]当存取控制、地址控制器316检测到IGBT模块出现故障时，在SDRAM读写控制器314的配合下将缓存在SDRAM存储器35中的IGBT模块故障前5秒数据读出，并在FLASH读写控制器315的配合下将数据存储到FLASH存储器36中；
[0047]步骤4:通信控制器317接收到数据传输模块4的传输请求时，将存储在FLASH存储器36中的故障数据通过USB通信芯片41或GPRS无线通信模块43传送到上位机或无线接收终端，实现对IGBT模块中故障数据的采集。
[0048]上述高压IGBT模块实时数据同步采集系统的采集方法中的步骤I实现了数据的采集并将其变换为数字信号，通过光纤2进行输送，光纤2的传输效率高，并且能进行远距离高效输送，步骤2实现了数据信息的存储，同时使采集数据和储存数据同步，避免信息不匹配的现象，步骤3将故障信息进行存储，步骤4通过通过USB通信芯片41或GPRS无线通信模块43实现对IGBT模块中故障数据的采集。
[0049]本发明通过将数据存储端和采集端的时钟信号采用光纤隔离的方法实现不同通道间数据采集的同步，保证解决IGBT模块智能监测系统相互隔离采集通道之间时钟的完全同步，同时能够解决数据采集速度和存储器速度之间的不匹配问题，实现了系统的可靠采集以及存储，实现驱动侧和存储侧的高电压等级隔离，当故障出现时，能够提取故障数据信息，对采集的故障信息进行处理，分析故障的原因并进行故障诊断，这样为产品的后续分析提供准确的数据，同时为提高产品质量提供有力的数据信息。
【权利要求】
1.一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统，其特征在于，包括多个数据采集模块(1)，每个数据采集模块(I)通过两根光纤(2)与数据存储模块(3)连接，所述的数据存储模块(3)再与数据传输模块(4)连接；与每个数据采集模块(I)连接的其中一根光纤(2)用于传输编码数据，通过光纤(2)进行编码数据的传输来实现各数据采集模块(I)间以及数据采集模块(I)与数据存储模块(3)间闻达1KV的隔尚；与每个数据采集模块(I)连接的另外一根光纤(2)用于传输同步时钟信号，通过光纤(2)进行同步时钟信号的传输来实现各数据采集模块(I)间相互隔离的同时保证数据的同步采集。
2.根据权利要求1所述的一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统，其特征在于，所述的数据采集模块⑴包括主控芯片(11)，主控芯片(11)内嵌有数据编码器(111)和A/D控制器(112)，数据编码器(111)分别连接A/D转换器(12)和光纤发送器A (14)，数据编码器(111)将A/D转换器(12)转换的数据进行编码通过光纤发送器A(14)发送出去，所述的A/D控制器(112)分别与光纤接收器B(15)和A/D转换器(12)相连，A/D控制器(112)在光纤接收器B(15)传送过来的同步时钟信号的控制下控制A/D转换器(12)进行数据的模拟-数字转换，所述的A/D转换器(12)也与数据调理电路(13)相连。
3.根据权利要求1所述的一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统，其特征在于，所述的数据存储模块(3)包括FPGA控制芯片(31)，FPGA控制芯片(31)内设置有存取控制、地址控制器(316)、锁相环PLL(313)、时钟芯片控制器(311)、光纤数据处理器(312) ,SDRAM读写控制器(314)、FLASH读写控制器(315)和通信控制器(317)，所述存取控制、地址控制器(316)分别与时钟芯片控制器(311)、光纤数据处理器(312)、SDRAM读写控制器(314)、FLASH读写控制器(315)、通信控制器(317)连接，数据存储模块(3)还包括光纤接收器A (33)，光纤接收器A (33)与光纤数据处理器(312)连接，光纤接收器A (33)接收来自一根光纤(2)的编码数据后交给光纤数据处理器(312)进行数据解码，时钟芯片(32)与时钟芯片控制器(311)连接，SDRAM存储器(35)与SDRAM读写控制器(314)相连，FLASH存储器(36)与FLASH读写控制器(315)相连，光纤发送器B (34)与锁相环PLL (313)相连，光纤发送器B(34)将锁相环PLL(313)产生的同步时钟信号通过另一根光纤(2)发送至数据采集模块⑴； 所述的数据传输模块⑷与数据存储模块⑶中的通信控制器(317)相连。
4.根据权利要求1所述的一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统，其特征在于，所述的数据传输模块(4)包括USB通信芯片(41)，USB通信芯片(41)与上位机相连，所述的USB通信芯片(41)与数据存储模块(3)中的通信控制器(317)相连。
5.根据权利要求4所述的一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统，其特征在于，所述的USB通信芯片(41)是由Cypress公司的EZ_USB FX2LP系列单片机构成。
6.根据权利要求1所述的一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统，其特征在于，所述的数据传输模块(4)包括RS485串口通信芯片(42)，RS485串口通信芯片(42)依次与GPRS无线通信模块(43)和无线接收终端连接，RS485串口通信芯片(42)与数据存储模块(3)中的通信控制器(317)相连。
7.根据权利要求1-6任一项所述的一种高压IGBT模块实时数据同步采集系统，其特征在于，所述的主控芯片(11)是CPLD芯片。
8.一种高压IGBT模块实时数据同步采集方法，其特征在于，采用高压IGBT模块实时数据同步采集系统，其结构为:包括多个数据采集模块(I)，每个数据采集模块(I)通过两根光纤(2)与数据存储模块(3)连接，所述的数据存储模块(3)再与数据传输模块(4)连接; 所述的数据采集模块⑴包括主控芯片(11)，主控芯片(11)内嵌有数据编码器(111)和A/D控制器(112)，数据编码器(111)分别连接A/D转换器(12)和光纤发送器A (14)，数据编码器(111)将A/D转换器(12)转换的数据进行编码通过光纤发送器A(14)发送出去，A/D控制器(112)分别与光纤接收器B (15)和A/D转换器(12)相连，A/D控制器(112)在光纤接收器B(15)传送过来的同步时钟信号的控制下控制A/D转换器(12)进行数据的模拟-数字转换，所述的A/D转换器(12)也与数据调理电路(13)相连； 所述的数据存储模块(3)包括FPGA控制芯片(31)，FPGA控制芯片(31)内设置有存取控制、地址控制器(316)、锁相环PLL (313)、时钟芯片控制器(311)、光纤数据处理器(312)、SDRAM读写控制器(314)、FLASH读写控制器(315)和通信控制器(317)，所述存取控制、地址控制器(316)分别与时钟芯片控制器(311)、光纤数据处理器(312)、SDRAM读写控制器(314)、FLASH读写控制器(315)、通信控制器(317)连接，数据存储模块(3)还包括光纤接收器A (33)，光纤接收器A (33)与光纤数据处理器(312)连接，光纤接收器A (33)接收来自一根光纤(2)的编码数据后交给光纤数据处理器(312)进行数据解码，时钟芯片(32)与时钟芯片控制器(311)连接，SDRAM存储器(35)与SDRAM读写控制器(314)相连，FLASH存储器(36)与FLASH读写控制器(315)相连，光纤发送器B (34)与锁相环PLL (313)相连，光纤发送器B(34)将锁相环PLL(313)产生的同步时钟信号通过另一根光纤(2)发送至数据采集模块(I); 所述的数据传输模块(4)包括USB通信芯片(41)，USB通信芯片(41)与上位机相连，所述的USB通信芯片(41)与数据存储模块(3)中的通信控制器(317)相连， 或者所述的数据传输模块(4)包括RS485串口通信芯片(42)，RS485串口通信芯片(42)依次与GPRS无线通信模块(43)和无线接收终端连接，RS485串口通信芯片(42)与数据存储模块(3)中的通信控制器(317)相连， 具体采集方法按照以下步骤实施: 步骤1:数据存储模块(3)中的锁相环PLL(313)产生同步时钟信号，经由光纤发送器B (34)通过一根光纤(2)传输给各数据采集模块(I)，为各数据采集模块(I)提供同步时钟信号进行数据的同步采集； 步骤2:各数据采集模块⑴在同步时钟信号的控制下同步实时采集IGBT模块的栅极电压、集电极-发射极间电压L、集电极电流、经纬度、速度模拟参量，数据调理电路(13)将采集到的参数信号变换成A/D转换器(12)所接受的模拟信号，A/D转换器(12)实现将模拟信号转换为数字信号，数据编码器(111)对数字信号进行编码，光纤发送器A(14)再通过一根光纤(2)将编码数据传入数据存储模块(3)； 步骤3:数据存储模块(3)中的光纤接收器A(33)接收数据采集模块(I)中光纤发送器A(14)传出的编码数据，光纤数据处理器(312)对编码数据进行解码，SDRAM读写控制器(314)在存取控制、地址控制器(316)的配合下将解码的数据存储到SDRAM存储器(35)中，实现对IGBT模块中数据的采集，同时时钟芯片(32)在时钟芯片控制器(311)的作用下实现对时钟信息的读取，光纤发送器B (34)将时钟信号通过另一根光纤(2)传入数据采集模块(I)中的光纤接收器B(15)，光纤接收器B(15)将时钟信号通过A/D控制器(112)输入到A/D转换器(12)，提供时钟信息，实现数据采集模块(I)和数据存储模块(3)数据信息同I K少； 当存取控制、地址控制器(316)检测到IGBT模块出现故障时，在SDRAM读写控制器(314)的配合下将缓存在SDRAM存储器(35)中的IGBT模块故障前5秒数据读出，并在FLASH读写控制器(315)的配合下将数据存储到FLASH存储器(36)中； 步骤4:通信控制器(317)接收到数据传输模块(4)的传输请求时，将存储在FLASH存储器(36)中的故障数据通过USB通信芯片(41)或GPRS无线通信模块(43)传送到上位机或无线接收终端，实现对IGBT模块中故障数据的采集。
【文档编号】G08C23/06GK104299407SQ201410452444
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】杨媛, 郭飞, 高勇 申请人:西安理工大学