[实用新型]IGBT驱动信号快速光线传输装置

说明书

技术领域

本实用新型属于控制通信领域，具体涉及一种IGBT驱动信号快速光纤传输装置。 

背景技术

自世界上第一只MOSFET及IGBT问世以来,电压控制型电力电子器件特别是IGBT正经历一个飞速发展的过程。IGBT单模块器件的电压越做越高，电流越做越大。同时,与之配套的驱动器件也得到了大力发展。随着器件应用领域越来越广，电源设备变换功率越来越大，电磁干扰也相应增大。在这种情况下，提高控制板的抗干扰能力，提高驱动耐压等级已成为一种趋势。光纤的使用也就成为了一种必然，在大功率变流器中，由于装置的尺寸较大，考虑到结构和散热的条件，主控板上ＤＳＰ产生的ＰＷＭ信号需经过较长的距离才能送到ＩＧＢＴ逆变单元中。为保证ＰＷＭ信号传输的准确性和可靠性，必须解决以下几个问题：首先是抗干扰问题,变流器工作时，IGBT的开关动作会产生高频干扰信号,其次是如何保证ＰＷＭ信号的前、后沿质量，且造成信号的延时,减少ＩＧＢＴ开关动作的过渡过程,最后是如何减少布线电感，尽可能缩短ＰＷＭ信号传输距离，避免过多的内部连线。而通过光纤传送可以解决以上的问题,光纤有传输距离远，抗干扰能力强、延时短，工作带宽比较宽等特点，目前的大功率的APF、SVG、等逆变变流器驱动的信号及故障信号的传输都在采用光纤传输，而IGBT驱动信号的输入电压一般是+15V电压，而光纤收发器电压为+5V的电压，因此需要电平转换传输信号。并且DSP发出PWM波经过中间驱动能力增强等使得信号翻转，因此还需考虑将PWM信号翻转为与DSP发出信号同步的信号。 

实用新型内容

本实用新型针对现有技术存在通信延时和干扰问题，提出一种IGBT驱动信号快速光纤传输装置。 

本实用新型的技术方案是：一种IGBT驱动信号快速光线传输装置，包括光纤发生电路、光纤接收电路、电平转换电路和IGBT，驱动信号PWM经光纤发生电路与光纤的一端连接，光线的一端与光纤接收电路连接，光纤接收电路经电平转换电路与IGBT连接，所述电平转换电路包括光耦合器，光耦合器的2脚连接驱动信号PWM，同时2脚经过电阻与+5V的电源连接，+5V电源与8脚连接、同时经电容与大地连接，光耦合器的6脚为驱动信号PWM输入出脚，同时，6脚经过电阻与+15V电源连接，+15V电源经电容与大地连接。 

所述的IGBT驱动信号快速光线传输装置，所述光纤发生电路包括光纤发生器，光纤发生器的2脚接地，1脚经过电阻和+5V电源连接，同时，1脚连接驱动信号PWM，+5V电源经电容与大地连接。 

所述的IGBT驱动信号快速光线传输装置，所述光纤接收电路包括光纤接收器，光纤接收器的1脚和4脚相连作为驱动信号PWM的输出脚，光纤接收器的2脚接地、3脚与+5V电源连接，2脚和3脚之间并联一个电容。 

本实用新型的有益效果是：本实用新型结构简单、实施方便，采用光纤传输IGBT故障信号和控制信号，保证了传输的快速响应时间，同时减少布线电感，杜绝了干扰问题、通信延时以及隔离问题，提高了工作的可靠性；增加电平转换电路，满足了IGBT需要的驱动电压。 

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图； 

图2为光纤发生电路的电路连接图；

图3为光纤接收电路的电路连接图；

图4为驱动信号PWM电平转换电路连接图。

具体实施方式

实施例1：结合图1-图4，一种IGBT驱动信号快速光线传输装置，包括光纤发生电路、光纤接收电路、电平转换电路和IGBT，驱动信号PWM经光纤发生电路与光纤的一端连接，光线的一端与光纤接收电路连接，光纤接收电路经电平转换电路与IGBT连接，所述电平转换电路包括光耦合器U2，U2的型号为6N137，U2的2脚连接驱动信号PWM，同时2脚经过电阻R8与+5V的电源连接，R8=560欧，+5V电源与8脚连接、同时经电容与大地连接，U2的6脚为驱动信号PWM输入出脚，同时，6脚经过电阻R19与+15V电源连接，R19的阻值为5.1K欧，+15V电源经电容与大地连接；U2的第7脚空接，该电路完成+5V电平信号转换为+15V电平信号，并完成信号逻辑的反向。 

光纤发生电路包括光纤发生器U18，光纤发生器U18的型号为HFBR-1521，光纤发生器U2的2脚接地，1脚经过电阻R86和+5V电源连接，R86=100欧，同时，1脚连接驱动信号PWM，+5V电源经电容与大地连接，该电路完成驱动信号电平信号转换为光信号。 

光纤接收电路包括光纤接收器UTOP，光纤接收器UTOP的型号为HFBR-2521，光纤接收器UTOP的1脚和4脚相连作为驱动信号PWM的输出脚，光纤接收器的2脚接地、3脚与+5V电源连接，2脚和3脚之间并联一个电容。该电路完成光信号转换为电平信号输出PWM电平信号。