光纤隔离驱动在大功率igbt中的应用

光纤隔离驱动在大功率IGBT中的应用王映波，袁尚志，鲍丰（武汉新瑞科电气技术有限公司，湖北武汉430072）摘要：简要介绍了光纤在大功率IGBT驱动电路中的典型应用，以及光电器件的选型。关键词：光纤；IGBT驱动ApplicationofTheVersatileFiberOpticInHighPowerIGBTDriverWANGYing-bo,YUANShang-zhi,BAOFeng(WuhanNewrockElectricTechnologyCO,LTD,WuhanHubei430072,China)Abstract:TheapplicationofversatilefiberopticinhighpowerIGBTdriverisintroduced.Thefiberopticdevicesarechoiced.Keywords:fiberOptic;IGBTdriver0引言自世界上第一只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。1IGBT驱动的几种方式不同功率等级的器件，对驱动的要求不尽相同，表一给出了目前常用的几种驱动方式的比较。使用功率隔离电压典型应用代表直接驱动小无隔离UC3708、TPS2812光藕隔离小、中2500VTLP250、EXB841、M7962L变压器隔离中、大4000V2SD106AI、2SD315、SKHI22光纤隔离大5000V以上1SD418F2-FZ2400F17KF6表一由上表可知，在大功率电力变换装置中只能使用变压器及光纤隔离，其中尤以光纤隔离为最佳选择。2光纤收发器的种类目前，大部分光纤收发器均使用agilent公司的几种产品型号。具体如下表二（下表数据均为0～70℃使用条件,特殊标注出外。）信号传输率传输距离（m）25℃传输距离发射头接收头40KBd120110HFBR-1523HFBR-25231MBd2010HFBR-1524HFBR-25241MBd5545HFBR-1522HFBR-25225MBd3020HFBR-1521HFBR-2521表二一般情况下，HFBR-1522，HFBR-2522使用较多，在大功率电力转换设备中，控制板与大功率模块驱动板之间1MBd的信号传输率已满足要求，而且45m的距离也已足够使用，在实际使用中，光纤的长度可依要求选择。图一发射端电路HFBR-1522图二接收端电路HFBR-2522图三使用电气连接图3光纤传输在驱动电路中的具体应用在这里，我们以concept公司的专用高压IGBT驱动板（HVI）：1SD418F2-FZ2400R17KF6为例描述其具体应用。驱动板的驱动对象是2400V/1700AIGBT，这种组合具有所有IPM的功能，具体电路框图如下图四所示。图四4结语由上可以看出，通过引入光纤传送模式，控制信号通过光纤由控制板给驱动板，状态信号则由驱动板给控制板，完全杜绝了干扰问题，提高了工作的可靠性。参考文献（1）VersatileLink/TheVersatileFiberOpticConnection.AgilentTechnicalDateBook.2004:1-19（2）TheConceptHVIDriver.ConceptTechnicalDateBook.2004:101-192作者简介王映波（1965），男，高级工程师研究方向为电力电子变换器