[发明专利]一种基于光耦隔离驱动的小型可控高压开关装置

权利要求书

1.一种基于光耦隔离驱动的小型可控高压开关装置，其特征是，它包括开关电源模块1、IGBT模块2、IGBT隔离驱动模块3和开关控制模块4，所述IGBT模块2还包括多级相同的IGBT子模块2-1，所述每级IGBT子模块2-1包括一个IGBT2-1-1及其保护电路2-1-2，所述IGBT隔离驱动模块3还包括多级相同的驱动隔离子模块3-1，所述每级驱动隔离子模块3-1还包括隔离变压器3-1-1、门极驱动电路组成3-1-2和光耦隔离模块3-1-3，所述光耦隔离模块3-1-3还包括发光管3-1-3-1、光纤连接器3-1-3-2和光电转换器3-1-3-3；

开关电源模块1的输出端同时穿过IGBT隔离驱动模块3中的每级隔离变压器的磁芯3-1-1，每级隔离变压器3-1-1的副边接门极驱动电路3-1-2，门极驱动电路3-1-2的控制端与光耦隔离模块3-1-3中的光电转换器3-1-3-3的输出端连接，光电转换器3-1-3-3的输入端接光纤连接器3-1-3-2的输出端，光纤连接器3-1-3-2的输入端接发光管3-1-3-1的输出端，发光管3-1-3-1的输入端接开关控制模块4的输出端，门极驱动电路3-1-2的输出端接IGBT模块2中的每级IGBT2-1-1的门极，每级IGBT2-1-1的集电极与发射极之间接有保护电路2-1-2，所述每级IGBT2-1-1的集电极与上一级IGBT2-1-1的发射极连接，每级IGBT2-1-1的发射极与下一级IGBT2-1-1的集电极连接，IGBT模块2的输入端接高压直流端，IGBT模块2的输出端接地。

2.根据权利1所述的一种基于光耦隔离驱动的小型可控高压开关装置，其特征在于：光耦隔离模块（3-1-3）的发光管3-1-3-1和光电转换器3-1-3-3与光纤连接器3-1-3-2采用直联熔接形式，用于保证用于光纤连接器3-1-3-2的长度较短且发光管3-1-3-1与光纤连接器3-1-3-2和光电转换器3-1-3-3与光纤连接器3-1-3-2的连接光强损耗较小。

3.根据权利1所述的一种基于光耦隔离驱动的小型可控高压开关装置，其特征在于：每级隔离驱动变压器的磁芯穿过同一个电源线作为变压器的原边，用于保证驱动电压和电流的幅值及速率一致性。

4.根据权利1所述的一种基于光耦隔离驱动的小型可控高压开关装置，其特征在于：它还包括光耦隔离模块5，所述光耦隔离模块5还包括发光管5-1和光纤分束器5-2，可极大地提高IGBT触发信号的一致性同时进一步缩小光耦隔离模块的所占体积；

门极驱动电路3-1-2的控制端与光电转换器3-1-3的输出端连接，光电转换器3-1-3的输入端接光耦隔离模块5中的光纤分束器5-2的输出端，光纤分束器5-2的输入端接发光管5-1的输出端，发光管5-1的输入端接开关控制模块4的输出端。

5.根据权利4所述的光纤分束器模块，其特征在于：发光管5-1的输出端与光纤分束器5-2的输入端采用熔接方式连接，5-2的输出端采用多匝光纤熔接制成，保证光信号同步输出至隔离驱动模块中的各级光电转换器3-1-3中，以保证触发IGBT开断信号的一致性，同时保证装置内部模块的减小，提高可靠性和占地体积。