基于光纖的串聯(lián)igbt高壓開關(guān)驅(qū)動信號發(fā)射電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種串聯(lián)IGBT高壓開關(guān)驅(qū)動信號發(fā)射電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，高壓領(lǐng)域中，串聯(lián)IGBT高壓開關(guān)中多個IGBT的驅(qū)動信號均通過驅(qū)動信號發(fā)射電路同時傳遞給每個IGBT驅(qū)動電路，驅(qū)動信號發(fā)射電路傳遞的各路驅(qū)動信號的起始時刻不一致或上升下降沿時間不等會造成IGBT發(fā)生過壓擊穿，因此驅(qū)動信號發(fā)射電路中各支路需滿足苛刻的一致性條件。目前廣泛采用FPGA為核心的驅(qū)動信號發(fā)射電路，成本昂貴且擴(kuò)展性差。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型為了解決現(xiàn)有的驅(qū)動信號發(fā)射電路的價格昂貴且擴(kuò)展性差的問題，進(jìn)而提供一種了基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關(guān)驅(qū)動信號發(fā)射電路。
[0004]本實用新型為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:
[0005]一種基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關(guān)驅(qū)動信號發(fā)射電路，所述基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關(guān)驅(qū)動信號發(fā)射電路由多個基本單元構(gòu)成，每個基本單元包括一個或門陣列電路、兩個驅(qū)動器電路、四個光纖發(fā)射模塊；或門陣列電路的兩個信號輸出端分別連接一個驅(qū)動器電路，每個驅(qū)動器電路的兩個驅(qū)動信號輸出端各連接一個光纖發(fā)射模塊；或門陣列電路用于連接外部的IGBT控制信號，并將該信號發(fā)送給驅(qū)動器電路；驅(qū)動器接收前端信號并驅(qū)動光纖發(fā)射模塊，光纖發(fā)射模塊將電信號轉(zhuǎn)化為光信號進(jìn)行發(fā)送。
[0006]本實用新型的有益效果是:
[0007]本實用新型所述電路的各路輸出同步性好，各路輸出上升、下降沿起始時差僅為若干納秒，良好的同步性使其適于傳遞串聯(lián)或并聯(lián)的IGBT PWM驅(qū)動信號。本實用新型應(yīng)用靈活，可隨著被驅(qū)動的IGBT數(shù)量增加而隨意增加發(fā)射電路數(shù)量，實現(xiàn)擴(kuò)展。此外還具有成本低的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0008]圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖；圖2是或門陣列電路的電路圖；圖3是本實用新型中的驅(qū)動器電路的電路圖；圖4是本實用新型中光纖發(fā)射模塊電路的電路圖。
【具體實施方式】
[0009]【具體實施方式】一:如圖1所示，本實施方式所述的基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關(guān)驅(qū)動信號發(fā)射電路由多個基本單元構(gòu)成，每個基本單元包括一個或門陣列電路、兩個驅(qū)動器電路、四個光纖發(fā)射模塊；或門陣列電路的兩個信號輸出端分別連接一個驅(qū)動器電路，每個驅(qū)動器電路的兩個驅(qū)動信號輸出端各連接一個光纖發(fā)射模塊；或門陣列電路用于連接外部的IGBT控制信號，并將該信號發(fā)送給驅(qū)動器電路；驅(qū)動器接收前端信號并驅(qū)動光纖發(fā)射模塊，光纖發(fā)射模塊將電信號轉(zhuǎn)化為光信號進(jìn)行發(fā)送。當(dāng)被驅(qū)動IGBT數(shù)量增多時，可增加基本單元的數(shù)量。各模塊的供電依靠外接正五伏電源。
[0010]【具體實施方式】二:如圖2所示，本實施方式中，所述或門陣列電路由或門芯片U13組成。U13的1A、2A、3A、4A引腳均連接同一個外部PWM信號，1B、2B、3B、4B、GND引腳接地，VCC引腳接正五伏電源，輸出引腳1Y、2Y、3Y、4Y連接后續(xù)的驅(qū)動模塊。1Υ、2Υ組成第一路輸出引腳，3Υ、4Υ組成第二路輸出引腳，兩路輸出引腳各連接一路后續(xù)驅(qū)動器電路的輸入引腳。其它組成和連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0011]上述實施方式中的或門芯片采用的是TI公司的SN74H32，其功耗低，能在2至6伏電壓電壓下工作，有較強(qiáng)的帶載能力。
[0012]【具體實施方式】三:如圖3所示，本實施方式中，所述驅(qū)動器電路由第一驅(qū)動電路及第二驅(qū)動電路組成；每個驅(qū)動電路由雙外設(shè)驅(qū)動器及其周邊電路組成，兩個電路結(jié)構(gòu)相同；第一驅(qū)動電路的雙外設(shè)驅(qū)動器芯片U25的1Β、2Β引腳為一路輸入引腳，可連接門陣列電路中兩路輸出引腳中的一路，每個輸入引腳與前端輸出引腳一對一連接；U25的1A、2A引腳分別經(jīng)電阻R17、R19接正五伏電源；U25的1Y、2Y引腳分別經(jīng)可調(diào)電阻R18、R20連接正五伏電源；U25的VCC引腳連接正五伏電源，GND引腳接地。U25的輸出引腳1Y、2Y連接后續(xù)的光纖發(fā)射模塊，每個輸出引腳可以控制一個光纖發(fā)射模塊。其它組成和連接關(guān)系與【具體實施方式】一或二相同。
[0013]上述實施方式中的雙外設(shè)驅(qū)動器芯片為美國國家半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的DS75451，其工作頻率高，帶負(fù)載能力強(qiáng)。
[0014]【具體實施方式】四:如圖4所示，本實施方式中，所述光纖發(fā)射模塊由光纖發(fā)射器U309及其周邊電路組成；U309的三個IF引腳相連接后與驅(qū)動器輸出引腳1Y、2Y中的一個獨立連接，U309的GND引腳接地，⑶引腳懸空。其它組成和連接關(guān)系與【具體實施方式】三相同。
[0015]上述實施方式中的光纖發(fā)射模塊為AVAGO公司生產(chǎn)的HFBR-1414，帶寬為5兆，可與HFBR-24124配合實現(xiàn)公里級長度的信號傳輸。
[0016]以上的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本實用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實用新型的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關(guān)驅(qū)動信號發(fā)射電路，其特征在于:所述基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關(guān)驅(qū)動信號發(fā)射電路由多個基本單元構(gòu)成，每個基本單元包括一個或門陣列電路、兩個驅(qū)動器電路、四個光纖發(fā)射模塊；或門陣列電路的兩個信號輸出端分別連接一個驅(qū)動器電路，每個驅(qū)動器電路的兩個驅(qū)動信號輸出端各連接一個光纖發(fā)射模塊；或門陣列電路用于連接外部的IGBT控制信號，并將該信號發(fā)送給驅(qū)動器電路；驅(qū)動器接收前端信號并驅(qū)動光纖發(fā)射模塊，光纖發(fā)射模塊將電信號轉(zhuǎn)化為光信號進(jìn)行發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關(guān)驅(qū)動信號發(fā)射電路，其特征在于:所述或門陣列電路包括或門芯片U13，U13的1A、2A、3A、4A引腳均連接同一個外部PWM信號，1B、2B、3B、4B、GND引腳接地，VCC引腳接正五伏電源，輸出引腳1Y、2Y、3Y、4Y連接后續(xù)的驅(qū)動模塊；1Υ、2Υ組成第一路輸出引腳，3Υ、4Υ組成第二路輸出引腳，兩路輸出引腳各連接一路后續(xù)驅(qū)動器電路的輸入引腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關(guān)驅(qū)動信號發(fā)射電路，其特征在于:驅(qū)動器電路由第一驅(qū)動電路及第二驅(qū)動電路組成；每個驅(qū)動電路由雙外設(shè)驅(qū)動器及其周邊電路組成，兩個電路結(jié)構(gòu)相同；第一驅(qū)動電路的雙外設(shè)驅(qū)動器芯片U25的1Β、2Β引腳為一路輸入引腳，可連接或門陣列電路中兩路輸出引腳中的一路；U25的1Α、2Α引腳分別經(jīng)電阻R17、R19接正五伏電源；U25的1Y、2Y引腳分別經(jīng)可調(diào)電阻R18、R20連接正五伏電源；U25的VCC引腳連接正五伏電源，GND引腳接地；U25的輸出引腳1Y、2Y連接光纖發(fā)射模塊，每個輸出弓I腳控制一個光纖發(fā)射模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關(guān)驅(qū)動信號發(fā)射電路，其特征在于:光纖發(fā)射模塊由光纖發(fā)射器U309及其周邊電路組成；U309的三個IF引腳相連接后與驅(qū)動器輸出引腳1Y、2Y中的一個獨立連接，U309的GND引腳接地，⑶引腳懸空。
【專利摘要】一種基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關(guān)驅(qū)動信號發(fā)射電路，它涉及一種串聯(lián)IGBT高壓開關(guān)驅(qū)動信號發(fā)射電路。解決了現(xiàn)有的驅(qū)動信號發(fā)射電路的價格昂貴且擴(kuò)展性差的問題。本電路由多個基本單元構(gòu)成，每個基本單元包括一個門陣列電路、兩個驅(qū)動器電路、四個光纖發(fā)射模塊?；蜷T陣列電路連接外部的IGBT控制信號，并將該信號發(fā)送給驅(qū)動器電路；驅(qū)動器接收前端信號并驅(qū)動光纖發(fā)射模塊，光纖發(fā)射模塊將電信號轉(zhuǎn)化為光信號進(jìn)行發(fā)送。當(dāng)被驅(qū)動IGBT數(shù)量增多時，可增加基本單元的數(shù)量。本電路的各路輸出同步性好，各路輸出上升、下降沿起始時差僅為若干納秒。應(yīng)用靈活，可隨著被驅(qū)動的IGBT數(shù)量增加而隨意增加發(fā)射電路數(shù)量，實現(xiàn)擴(kuò)展。
【IPC分類】H03K17-567, H03K17-78
【公開號】CN204559535
【申請?zhí)枴緾N201520328301
【發(fā)明人】陳慶國, 康守強(qiáng), 趙豐, 王新宇, 池明赫
【申請人】哈爾濱理工大學(xué)
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月20日