CN104200647B - 基于wdm的igbt门极驱动单元的激光供能与通信方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于波分复用器WDM的绝缘栅双极晶体管IGBT门极驱动单元GDU的激光供能与通信方法及系统,其中,所述方法包括如下步骤:由半导体激光器发出不同波长的激光,其中一束用于传输能量,一束用于传输控制信号;上述激光经波分复用器WDM后进入光纤;通过解复用器将上述激光解复用,分成两路:一路激光送入光伏电池,经变换后为GDU提供工作电源;一路激光经光探测器解调出控制信号,并送入GDU。本发明将控制信息和能量通过光纤传输,使IGBT的门极驱动单元既获得控制信号又取得工作电源;实现了真正的强弱电隔离,使IGBT串联阀体在高压下获得实际应用。
Description
技术领域
本发明属于电力电子领域,尤其是一种基于波分复用器WDM(WavelengthDivision Multiplexing)的绝缘栅双极晶体管IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor)门极驱动单元GDU(Gate Drive Unit)的激光供能与通信方法。
背景技术
随着电力电子技术的发展,电压越来越高。如高压逆变器、高压静止无功发生器和柔性直流输电系统。在这些应用中,电压通常高达数十千甚至数十万伏,通过机械开关高频率的投切电气设备,非常难以实现。
IGBT控制电路相对简单、工作频率高、容量大,非常合适对大功率的开关电源进行控制。实现控制IGBT的门极驱动单元直接和IGBT相连,通过对IGBT栅极的控制,使IGBT开通和关断动作的控制,从而实现装置的功率变换功能。
但是,直接与IGBT相连的门极驱动单元缺少工作电源,为了实现IGBT的高压应用,必须给门极驱动单元提供稳定可靠的工作电源,现有的一些供能方式存在如功率不够、存在安全隐患的问题。工作电源的获取已经成为IGBT稳定运行的关键问题。
发明内容
发明目的:一个目的是提供一种基于WDM的IGBT门极驱动单元的激光供能与通信方法,以解决现有技术的至少部分问题。
技术方案:一种基于WDM的IGBT门极驱动单元的激光供能与通信方法,包括如下步骤:
由半导体激光器发出不同波长的激光,其中一束用于传输能量,一束用于传输控制信号;
上述激光经波分复用器WDM后进入光纤;
通过解复用器将上述激光解复用,分成两路:
一路激光送入光伏电池,经变换后为GDU提供工作电源;
一路激光经光探测器解调出控制信号,并送入GDU。
进一步地,本发明还提供了一种基于WDM的IGBT门极驱动单元的激光供能与通信系统,包括用于产生至少两束不同波长激光的激光器,用于将所述不同波长的激光进行复用的复用器,用于在高压侧将激光解复用的解复用器,用于将一路激光转变成电能的光伏电池,以及用于将另一路激光解调的光探测器。
有益效果:本发明将控制信息和能量通过光纤传输,使IGBT的门极驱动单元既获得控制信号又取得工作电源,实现了真正的强弱电隔离;使IGBT串联阀体在高压下获得实际应用。
附图说明
图1是本发明的原理图。
图2为阀控单元与门极驱动单元的连接示意图。
图3为本发明光探测器的原理图。
具体实施方式
如图1至图3所示,本发明包括顺次相连激光器、WDM、高压光纤、DWDM、光电探测器、差分比较电路、光伏电池、 GDU 和IGBT。
激光器发出980nm和1550nm的光波,两种不同波长的光波通过波分复用器后进入高压光纤,980nm光波传输能量,1550nm受电信号调制传输控制信号。
在高压侧先通过解复用器解复用,分成两路,980nm的光波进入光伏电池转换为电能量,1550nm的光波通过光探测器解调出控制电信号,显示能量和信号的同时传输,保证门极驱动单元的正常工作。
总之,本发明利用半导体激光器发出不同波长的激光,再通过波分复用,分别传送能量和数据,在门极驱动单元使用光电池存储能量,再经过变换提供GDU所属的工作能源。同时将另一波长的携带的数据信号解调出来,控制GDU,相对现有技术,功能简单方便可靠,绝缘性好,真正实现了强弱电隔离。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换,这些等同变换均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明的思想,其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (1)
1.一种基于WDM的IGBT门极驱动单元的激光供能与通信方法,其特征在于,
包括顺次相连激光器、WDM、高压光纤、DWDM、光电探测器、差分比较电路、光伏电池、GDU和IGBT;光探测器包括放大器以及并连于放大器两端的电容和电阻;
所述方法包括如下步骤:
激光器发出980nm和1550nm的光波,两种不同波长的光波通过波分复用器后进入高压光纤,980nm光波传输能量,1550nm受电信号调制传输控制信号;在高压侧先通过解复用器解复用,分成两路,980nm的光波进入光伏电池转换为电能量,1550nm的光波通过光探测器解调出控制电信号,显示能量和信号的同时传输,保证门极驱动单元的正常工作。
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