用于3300v大功率igbt驱动的光纤信号转换电路的制作方法
【技术领域】
[000? ]本发明涉及一种用于3300V大功率IGBT驱动的光纤信号转换电路，属于电学技术领域。
【背景技术】
[0002]目前，1140V大功率矿用隔爆型变频器在煤矿井下得到了越来越广泛的应用。1140V大功率变频器一般采用耐压3300V的大功率IGBT，如英飞凌的FZ1200R33KF2C、FZ800R33KF2C。考虑系统整体的抗干扰能力，这种IGBT的驱动多采用CONCEPT公司的即插即用型驱动板如1SD536F2和1SP0635X2XX等，驱动信号和故障反馈信号采用光纤信号，驱动电路与IGBT就近安装。
[0003]光纤光缆是由玻璃或塑料制成，所以光纤连接发射器和接收器之间无直接的电气连接，能隔离电压，以防止相互干扰，不产生附加辐射，对EMI不敏感。所以在驱动和控制电路之间用光纤能精确地传导PWM(脉冲宽度调制)信号，不仅解决了功率电路和控制电路之间的强弱电的隔离，抗电磁干扰问题，而且还能实现驱动信号的远距离传输。光纤的另外一个特点是可以实现信号高速传送，减少传输时延时。
[0004]采用这种光纤信号进行驱动信号的传输和隔离，需要在主控板和IGBT驱动电路之间增加光纤信号转换电路，如图1所示。主控板生成6路PffM的驱动信号，6路电信号由光纤信号转换电路转换为光信号，经光纤传输到IGBT驱动电路进行放大处理后，驱动IGBT工作。同时，IGBT驱动电路的故障反馈信号也通过光纤，实时反馈给控制电路。用螺钉将IGBT驱动板安装在IGBT上，使IGBT的门极驱动信号在最短的线路上进行传输，大大降低了电磁干扰的几率，使控制电路能更准确地判断、控制IGBT的工作状态，从而保证了系统整体稳定工作。因此，研发出一种能够将6路HVM驱动信号转换为光信号的光纤信号转换电路变得尤为重要。
【发明内容】
[0005]本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种用于3300V大功率IGBT驱动的光纤信号转换电路。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:一种用于3300V大功率IGBT驱动的光纤信号转换电路，包括上桥光纤信号转换电路、下桥光纤信号转换电路和设置在上下桥光纤转换电路之间的上下桥驱动互锁电路，上桥光纤信号转换电路包括上桥信号延时电路和上桥放大电路，下桥光纤信号转换电路包括下桥信号延时电路和下桥放大电路;所述上桥信号延时电路的信号输入端与上桥PWM驱动信号相连，所述上桥放大电路的信号输入端与所述上桥信号延时电路的信号输出端相连，所述上桥放大电路的信号输出端与所述第一光发射器的信号输入端相连，所述上桥信号延时电路用于对上桥PWM驱动信号的前沿进行延时后传输到所述上桥放大电路，所述上桥放大电路用于将延时后的上桥PWM驱动信号放大后传输到所述第一光发射器，所述第一光发射器用于将放大后的上桥PWM驱动信号转换为光信号后输出到IGBT上桥驱动电路;所述下桥信号延时电路的信号输入端与下桥PffM驱动信号相连，所述下桥放大电路的信号输入端与所述下桥信号延时电路的信号输出端相连，所述下桥放大电路的信号输出端与所述第二光发射器的信号输入端相连，所述下桥信号延时电路用于对下桥PWM驱动信号的前沿进行延时后传输到所述上桥放大电路，所述上桥放大电路用于将延时后的上桥PWM驱动信号放大后传输到所述第二光发射器，所述第二光发射器用于将放大后的下桥PWM驱动信号转换为光信号后输出到IGBT下桥驱动电路;所述上下桥驱动互锁电路的信号输入端与所述上桥信号延时电路和下桥信号延时电路的信号输出端连接，信号输出端与所述上桥放大电路和所述下桥放大电路的信号输出端连接，所述驱动互锁电路用于在下桥驱动信号为高时，拉低传输到所述第一光发射器的上桥PWM驱动信号，以及，在上桥驱动信号为高时，拉低传输到所述第二光发射器的下桥PWM驱动信号。
[0007]所述的用于3300V大功率IGBT驱动的光纤信号转换电路，还包括用于分别接收上下桥IGBT驱动电路的故障反馈信号，并通过发光二极管显示的上桥故障指示电路和下桥故障指示电路，所述上桥故障指示电路包括上桥光接收器，第一与非门，第一发光二极管和第一电阻，所述上桥光接收器接收上桥IGBT驱动电路的故障反馈信号，并转化为电信号输送给所述上桥第一与非门的一个信号输入端，所述第一与非门的另一个输入端与所述上桥信号延时电路的信号输出端相连，所述与非门的信号输出端与所述发光二极管的负极相连，所述第一发光二极管的正极与第一电阻相连，所述第一电阻的另一端与电源正极相连;所述下桥故障指示电路包括下桥光接收器，第二与非门，第二发光二极管和第二电阻，所述下桥光接收器接收下桥IGBT驱动电路的故障反馈信号，并转化为电信号输送给所述第二与非门的一个信号输入端，所述第二与非门的另一个输入端与所述下桥信号延时电路的信号输出端相连，所述与非门的信号输出端与所述第二发光二极管的负极相连，所述第二发光二极管的正极与第二电阻相连，所述第二电阻的另一端与电源正极相连。
[0008]所述上桥信号延时电路包括上桥电位器，上桥电容，上桥延时与非门，上桥PffM驱动信号分为两路，一路与所述上桥延时与非门的一个信号输入端相连，另一路经所述上桥电位器后与所述上桥延时与非门的另一个信号输入端，所述上桥可调电位器的信号输出端通过所述上桥电容与地相连;所述下桥信号延时电路包括下桥电位器，下桥电容，下桥延时与非门，下桥PWM驱动信号分为两路，一路与所述下桥延时与非门的一个信号输入端相连，另一路经所述下桥电位器后与所述下桥延时与非门的另一个信号输入端，所述下桥可调电位器的信号输出端通过所述下桥电容与地相连。
[0009]所述上桥放大电路包括上桥第一电阻，上桥第二电阻，上桥第一晶体三极管，所述上桥第一电阻的一端与所述上桥信号延时电路的信号输出端相连，所述上桥第一电阻的另一端与所述上桥第一晶体三极管的基极相连，所述上桥第一晶体三极管的发射极与所述第一光发射器的信号输入端相连，所述上桥第二电阻的一端与电源正极相连，另一端与所述上桥第一晶体三极管的发射极相连;所述下桥放大电路包括下桥第一电阻，下桥第二电阻，下桥第一晶体三极管，所述下桥第一电阻的一端与所述下桥信号延时电路的信号输出端相连，所述下桥第一电阻的另一端与所述下桥第一晶体三极管的基极相连，所述下桥第一晶体三极管的发射极与所述第一光发射器的信号输入端相连，所述下桥第二电阻的一端与电源正极相连，另一端与所述下桥第一晶体三极管的发射极相连。
[0010]所述上下桥驱动互锁电路包括上桥锁定电路和下桥锁定电路，所述上桥锁定电路包括上桥第三电阻，上桥第二晶体三极管，所述上桥第三电阻的一端与与所述下桥延时电路的信号输出端相连，所述上桥第三电阻的另一端与所述上桥第二晶体三极管的基极相连，所述上桥第二晶体三极管的集电极与所述第一光发射器的信号输入端相连，所述上桥晶体三极管的发射极接地;所述下桥锁定电路包括下桥第三电阻，下桥第二晶体三极管，所述下桥第三电阻的一端与所述下桥延时电路的信号输出端相连，所述下桥第三电阻的另一端与所述下桥第二晶体三极管的基极相连，所述下桥第二晶体三极管的集电极与所述第一光发射器的信号输入端相连，所述下桥晶体三极管的发射极接地。
[0011]所述的用于3300V大功率IGBT驱动的光纤信号转换电路，还包括第二上桥光纤信号转换电路、第二下桥光纤信号转换电路和设置在第二上桥光纤信号转换电路和第二下桥光纤信号转换电路之间的第二上下桥驱动互锁电路，以及第三上桥光纤信号转换电路、第三下桥光纤信号转换电路和设置在所述第三上桥光纤信号转换电路和第三下桥光纤信号转换电路之间的第三上下桥驱动互锁电路。
[0012]与现有技术相比，本发明具有以下有益效果:(I)可以将HVM电信号转换为光信号传输给IGBT驱动电路；(2)可调整HVM信号的延时，实现上下桥臂两个IGBT驱动信号之间的死区时间的调整；(3)实现上下两路驱动信号的互锁，保证上下桥臂两个IGBT不会同时导通;(4)将故障反馈信号转为电信号，进行故障指示。
【附图说明】
[0013]图1为现有技术中，采用光纤信号驱动IGBT的工作原理；
图2为本发明的一种用于3300V大功率IGBT驱动的光纤信号转换电路的电路框图；
图3为本发明一种用于3300V大功率IGBT驱动的光纤信号转换电路的电路连接图。
【具体实施方式】
[0014]为了进一步了解本发明的实质性特点，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明，由于3路IGBT驱动电路是基本等效的，因此，本发明提出