基于光纖的串聯(lián)igbt高壓開關驅動信號發(fā)射電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種串聯(lián)IGBT高壓開關驅動信號發(fā)射電路。
【背景技術】
[0002]目前，高壓領域中，串聯(lián)IGBT高壓開關中多個IGBT的驅動信號均通過驅動信號發(fā)射電路同時傳遞給每個IGBT驅動電路，驅動信號發(fā)射電路傳遞的各路驅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為核心的驅動信號發(fā)射電路，成本昂貴且擴展性差。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型為了解決現(xiàn)有的驅動信號發(fā)射電路的價格昂貴且擴展性差的問題，進而提供一種了基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關驅動信號發(fā)射電路。
[0004]本實用新型為解決上述技術問題采取的技術方案是:
[0005]一種基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關驅動信號發(fā)射電路，所述基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關驅動信號發(fā)射電路由多個基本單元構成，每個基本單元包括一個或門陣列電路、兩個驅動器電路、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動器電路，每個驅動器電路的兩個驅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)送給驅動器電路；驅動器接收前端信號并驅動光纖發(fā)射模塊，光纖發(fā)射模塊將電信號轉化為光信號進行發(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驅動信號。本實用新型應用靈活，可隨著被驅動的IGBT數量增加而隨意增加發(fā)射電路數量，實現(xiàn)擴展。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構框圖；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高壓開關驅動信號發(fā)射電路由多個基本單元構成，每個基本單元包括一個或門陣列電路、兩個驅動器電路、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動器電路，每個驅動器電路的兩個驅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)送給驅動器電路；驅動器接收前端信號并驅動光纖發(fā)射模塊，光纖發(fā)射模塊將電信號轉化為光信號進行發(fā)送。當被驅動IGBT數量增多時，可增加基本單元的數量。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)驅動器電路的輸入引腳。其它組成和連接關系與【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，所述驅動器電路由第一驅動電路及第二驅動電路組成；每個驅動電路由雙外設驅動器及其周邊電路組成，兩個電路結構相同；第一驅動電路的雙外設驅動器芯片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引腳分別經電阻R17、R19接正五伏電源；U25的1Y、2Y引腳分別經可調電阻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驅動器芯片為美國國家半導體公司生產的DS75451，其工作頻率高，帶負載能力強。
[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)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通工程技術人員對本實用新型的技術方案做出的各種變形和改進，均應落入本實用新型的權利要求書確定的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關驅動信號發(fā)射電路，其特征在于:所述基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關驅動信號發(fā)射電路由多個基本單元構成，每個基本單元包括一個或門陣列電路、兩個驅動器電路、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動器電路，每個驅動器電路的兩個驅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)送給驅動器電路；驅動器接收前端信號并驅動光纖發(fā)射模塊，光纖發(fā)射模塊將電信號轉化為光信號進行發(fā)送。
2.根據權利要求1所述的一種基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關驅動信號發(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)驅動器電路的輸入引腳。
3.根據權利要求1或2所述的一種基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關驅動信號發(fā)射電路，其特征在于:驅動器電路由第一驅動電路及第二驅動電路組成；每個驅動電路由雙外設驅動器及其周邊電路組成，兩個電路結構相同；第一驅動電路的雙外設驅動器芯片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引腳分別經電阻R17、R19接正五伏電源；U25的1Y、2Y引腳分別經可調電阻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.根據權利要求3所述的一種基于光纖的串聯(lián)IGBT高壓開關驅動信號發(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高壓開關驅動信號發(fā)射電路，它涉及一種串聯(lián)IGBT高壓開關驅動信號發(fā)射電路。解決了現(xiàn)有的驅動信號發(fā)射電路的價格昂貴且擴展性差的問題。本電路由多個基本單元構成，每個基本單元包括一個門陣列電路、兩個驅動器電路、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)送給驅動器電路；驅動器接收前端信號并驅動光纖發(fā)射模塊，光纖發(fā)射模塊將電信號轉化為光信號進行發(fā)送。當被驅動IGBT數量增多時，可增加基本單元的數量。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。應用靈活，可隨著被驅動的IGBT數量增加而隨意增加發(fā)射電路數量，實現(xiàn)擴展。
【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, 趙豐, 王新宇, 池明赫
【申請人】哈爾濱理工大學
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月20日