CN206060550U - 一种基于光纤通讯驱动电路的高压变频器功率单元结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种基于光纤通讯驱动电路的高压变频器功率单元结构，包括设置在机壳内的IGBT驱动模块、控制模块、光纤通讯电路、高压输入电源；IGBT驱动模块与IGBT器件相连接；IGBT驱动模块与控制模块通过光纤通讯电路相连接，光纤通讯电路将控制模块的数据通过光纤传送给IGBT驱动模块，并将反馈信号传给控制模块；高压输入电源为整个功率单元结构提供电源支持，提供200V～1500V输入。优点是：1)整体结构紧凑，安装方便，同时具有较小的杂散电感。2)光纤通讯速率快而且稳定，抗干扰能力强。3)通过光纤通讯的驱动电路，速率快而且具有很强的抗干扰能力，性能稳定，使用可靠，尤其适合需要很长的控制线控制IGBT的场景。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于光纤通讯驱动电路的高压变频器功率单元结构。
背景技术
随着工业控制技术的蓬勃发展，能源节约大力倡导，高压变频器，尤其是串联H桥结构的高压变频器获得了越来越广泛的应用。应用领域涵盖颇广，电力、冶金、有色金属、电气化铁路及机车行业、煤炭矿山、石油化工、供水水处理、船舶等。应用负载也从几百千瓦的除尘风机到几十兆瓦的压缩机不等。
功率单元属变频器内部核心器件，其作用是完成变频交--直--交变换并级联叠加生成电机负载所需要的变频电压。变频功率单元拓扑结构大体类似，但器件摆布及控制多样化，单元内部功率器件及电子逻辑器件摆布日益紧密，结构日益复杂，高速数字电路、模拟电路及高压电路空间距离越来越小，这就使得电磁兼容性、抗干扰、保护性能的优良变得尤为重要。
目前国内市场上变频器功率单元结构摆布多样，电控技术抗干扰性能不强，长时间运行不稳定，故障率高成为普遍现象，该现象尤其在大功率变频单元上更为突出，这往往会造成很大的危险及经济损失。
发明内容
为克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种结构紧凑，安装方便的基于光纤通讯驱动电路的高压变频器功率单元结构，通过光纤通讯的驱动电路，速率快而且具有很强的抗干扰能力，性能稳定，使用可靠。
为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：
一种基于光纤通讯驱动电路的高压变频器功率单元结构，包括设置在机壳内的IGBT驱动模块、控制模块、光纤通讯电路、高压输入电源；IGBT驱动模块与IGBT器件相连接；IGBT驱动模块与控制模块通过光纤通讯电路相连接，光纤通讯电路将控制模块的数据通过光纤传送给IGBT驱动模块，并将反馈信号传给控制模块；高压输入电源为整个功率单元结构提供电源支持，提供200V～1500V输入。
还包括电源转换电路，电源转换电路由+5V稳压电路和+3.3V稳压电路组成；+5V稳压电路稳定输出+5V电压，并且电流大于1A；+3.3V稳压电路输入端为+5V稳压电路的输出，稳定输出+3.3V电压。
所述的控制模块为CPLD芯片、ARM芯片或DSP芯片。
所述的光纤通讯电路为可收发光纤通讯。
所述的控制模块包含有电源指示灯和不低于两路的LED指示灯。
还包括整流单元、滤波电容组和放电电阻，整流单元、滤波电容组、放电电阻与IGBT器件并联，所述的整流单元是由二极管组成的整流电路。
所述的滤波电容组通过滑道与机壳连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1)整体结构紧凑，安装方便，同时具有较小的杂散电感。
2)光纤通讯速率快而且稳定，抗干扰能力强。
3)通过光纤通讯的驱动电路，速率快而且具有很强的抗干扰能力，性能稳定，使用可靠，尤其适合需要很长的控制线控制IGBT的场景。
4)该结构采用模块化设计，简化了整机安装流程，提高生产效率，同时易于维护。
附图说明
图1是本实用新型的壳体示意图。
图2是本实用新型的电气原理图。
图中：1-滤波电容组 2-放电电阻 3-散热器 4-熔断器。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。
见图1、图2，一种基于光纤通讯驱动电路的高压变频器功率单元结构，包括设置在机壳内的IGBT驱动模块、控制模块、光纤通讯电路、高压输入电源；IGBT驱动模块与IGBT器件相连接；IGBT驱动模块与控制模块通过光纤通讯电路相连接，光纤通讯电路将控制模块的数据通过光纤传送给IGBT驱动模块，并将反馈信号传给控制模块；高压输入电源为整个功率单元结构提供电源支持，提供200V～1500V输入。
本功率单元结构还包括电源转换电路，电源转换电路由+5V稳压电路和+3.3V稳压电路组成；+5V稳压电路稳定输出+5V电压，并且电流大于1A；+3.3V稳压电路输入端为+5V稳压电路的输出，稳定输出+3.3V电压。
其中，控制模块为CPLD芯片、ARM芯片或DSP芯片。光纤通讯电路为可收发光纤通讯。控制模块包含有电源指示灯和不低于两路的LED指示灯。本功率单元结构还设有整流单元、滤波电容组1和放电电阻2，整流单元、滤波电容组1、放电电阻2与IGBT器件并联，所述的整流单元是由二极管组成的整流电路。滤波电容组1通过滑道与机壳连接。
见图1，基于光纤通讯驱动电路的高压变频器功率单元结构，包括机械结构以及电气件：滤波电容组1、整流桥、放电电阻2、IGBT器件、熔断器4等。本功率单元结构满足整体平面的排布紧凑合理，通过合理的布置，能够有效的解决制作安装的繁琐工序。通过滤波电容组1的抽拉式安装，减轻劳动强度，提高生产效率。IGBT器件顶部安装散热器3，用以散热。
见图2，本功率单元结构的电气结构包括整流电路、滤波电路、逆变电路三个部分。整流单元将输入的交流电压整流成直流电压，滤波电路通过滤波电容组1的并联将整流的脉动直流电压转变成稳定直流电压，而逆变电路通过H桥的IGBT器件的交替导通将直流电压转换为频率、电压可变的交流电压，从而实现变频的功能。
见图2，单元控制板包括电源模块、控制模块、数据传输模块三个部分。控制模块的CPLD芯片发送四路驱动信号，此驱动信号传输到数据传输模块中，再由数据传输模块通过光纤与IGBT驱动板控制模块进行数据通讯，IGBT驱动板直接安装到IGBT上，这样实现了控制模块与驱动模块的光纤通讯。通过控制模块与驱动模块的光纤通讯能够加快信号传输速率而且具有很强的抗干扰能力，解决了大多数大功率变频器驱动导线过长引起的干扰问题，从而提高功率单元运行的稳定性。
IGBT驱动模块安装在IGBT器件的壳体表面，避免了导线连接引起的干扰弊端，从而提高工作的稳定性能。驱动模块包含有源箝位、过流保护、软关断等功能。此项功能的增加避免单元在非正常工作状态下引起IGBT过流、过压造成损坏。
控制模块与IGBT驱动采用先进的光纤通讯技术；采用模块化设计，将大量电容器设计成电容组，采用抽拉式安装模式，不仅能够化零为整，简化安装流程，还增加了设备的紧凑性以及可靠性。控制模块、IGBT驱动模块、电源转换电路集成在单元控制板上，电路板体积小，器件密集，功能丰富。电路板与IGBT模块采用光纤通讯技术，采用光纤通讯具有通讯数率快，损耗低，中继距离长，抗电磁干扰等优良特性。性能稳定，使用可靠，能够良好的控制IGBT等功率器件，适合大功率，体积大的高压变频器功率单元，尤其是需要长距离走线控制IGBT器件的场景。
Claims (7)
1.一种基于光纤通讯驱动电路的高压变频器功率单元结构，其特征在于，包括设置在机壳内的IGBT驱动模块、控制模块、光纤通讯电路、高压输入电源；IGBT驱动模块与IGBT器件相连接；IGBT驱动模块与控制模块通过光纤通讯电路相连接，光纤通讯电路将控制模块的数据通过光纤传送给IGBT驱动模块，并将反馈信号传给控制模块；高压输入电源为整个功率单元结构提供电源支持，提供200V～1500V输入。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤通讯驱动电路的高压变频器功率单元结构，其特征在于，还包括电源转换电路，电源转换电路由+5V稳压电路和+3.3V稳压电路组成；+5V稳压电路稳定输出+5V电压，并且电流大于1A；+3.3V稳压电路输入端为+5V稳压电路的输出，稳定输出+3.3V电压。
3.根据权利要求1所述的一种基于光纤通讯驱动电路的高压变频器功率单元结构，其特征在于，所述的控制模块为CPLD芯片、ARM芯片或DSP芯片。
4.根据权利要求1所述的一种基于光纤通讯驱动电路的高压变频器功率单元结构，其特征在于，所述的光纤通讯电路为可收发光纤通讯。
5.根据权利要求1所述的一种基于光纤通讯驱动电路的高压变频器功率单元结构，其特征在于，所述的控制模块包含有电源指示灯和不低于两路的LED指示灯。
6.根据权利要求1所述的一种基于光纤通讯驱动电路的高压变频器功率单元结构，其特征在于，还包括整流单元、滤波电容组和放电电阻，整流单元、滤波电容组、放电电阻与IGBT器件并联，所述的整流单元是由二极管组成的整流电路。
7.根据权利要求6所述的一种基于光纤通讯驱动电路的高压变频器功率单元结构，其特征在于，所述的滤波电容组通过滑道与机壳连接。
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|---|---|---|---|---|
| CN110247543A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-17 | 秦皇岛尼特智能科技有限公司 | 一种加强消防总线中传导骚扰抗扰度的电路 |
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