用于电缆局部放电检测的igbt高压开关的制作方法_2

文档序号:8885475阅读:来源:国知局
阴极相连接;二极管ATl的COLLECTOR引脚连接极性电容ACl的正极,Rl跨接在ATl的BASE、COLLECTOR引脚间,齐纳二极管AT2阳极接地,阴极接ATl的COLLECTOR引脚,极性电容AC4的正极与ATl的EMITTER引脚相连接,与AC5跨接在ATl引脚和地之间,极性电容AC1、AC4的负极接地;AC4的正极为预稳压模块输出节点1,AC4的负极为预稳压模块输出节点2。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一、二或三相同。
[0013]【具体实施方式】五:如图6所示,本实施方式所述的正15伏、正5伏、负10伏三路稳压模块的电路拓扑结构完全相同,由线性稳压芯片及其周边电路组成;线性稳压芯片的IN引脚连接预稳压模块输出节点I ;极性电容AC6正极与负极分别连接线性稳压芯片的0UT、GND引脚连接;非极性电容AC7跨接在线性稳压芯片的0UT、GND引脚之间;线性稳压芯片的OUT引脚、GND引脚用于向IGBT驱动供电;正15伏、正5伏稳压模块的GND引脚接地,OUT引脚分别输出正15伏、正5伏电压;负10伏稳压模块的OUT引脚接地,GND引脚输出负10伏电压。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一、二、三或四相同。
[0014]【具体实施方式】六:如图7所示,本实施方式所述的光纤接收模块,由光纤接收器Ul及其周边电路组成。光纤接收模块的核心器件为光纤接收器U1,其电源引脚VCC接正五伏电源,两个GND引脚接地,控制信号输出OUT引脚连接逻辑-功率转换模块,其余四个固定器件用引脚NC悬空。电阻RBl跨接在正五伏电源VCC引脚间。电容CBl跨接在VCC引脚与GND引脚间,电容CB2跨接在正五伏电源与GND引脚间。电阻RB2与发光二极管DBl串联后跨接在VCC引脚与地之间,DBl阴极与地相连。RB3与RB4串联后跨接在正五伏电源与地之间,两者连接点为COMP节点,该节点连接逻辑-功率转换模块。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一、二、三、四或五相同。
[0015]光纤接收器Ul可选用AVAGO公司生产的HFBR-2412,带宽为5兆,可与HFBR-1414配合实现公里级长度的信号传输。
[0016]【具体实施方式】七:如图8所示,本实施方式所述的逻辑-功率转换模块,由比较器U2及其周边电路组成。其核心器件为比较器U2,比较器的EMIT引脚和VCC-引脚连接负十伏电源,IN+引脚连接光纤接收模块中的OUT引脚,IN-引脚连接COMP节点,BALANCE、BAL/STRB、VCC+引脚连接正十五伏电源,COL引脚经RB5连接十五伏电源并直接连接RB6,RB6的另一端为用于连接门级驱动模块的drive节点。电容CB3跨接在十五伏电源与地之间,电容CB4跨接在负十伏电源与地之间。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一、二、三、四、五或六相同。。
[0017]【具体实施方式】八:如图9所示,本实施方式所述的门极驱动模块,由门极驱动器U3及其周边电路组成。其核心器件为门级驱动器U3,其VCC引脚连接正十五伏电源,IN引脚连接drive节点,VEE引脚连接负十伏电源,SINK引脚连接电阻RgOFl、Rg0F2,NONE引脚悬空,SOURCE引脚连接电阻RgONl、Rg0N2。电阻RgOFl、Rg0F2跨接在所驱动的IGBT门级与U3的SINK引脚间。电阻Rg0Nl、Rg0N2跨接在所驱动的IGBT门级与U3的SOURCE引脚间。电容CB5跨接在十五伏电源与地之间;电容CB6跨接在负十伏电源与地之间。双向瞬变电压抑制二极管Dl与电阻RB9跨接在所驱动的IGBT门级与地之间。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一、二、三、四、五、六或七相同。
[0018]【具体实施方式】九:如图10所示,本实施方式所述的动态均压模块,其特征在于:本模块由多个二极管及电阻组成。双向瞬变电压抑制二极管DBCl与单向瞬变电压抑制二极管DBC2、DBC3串联,DBCl —端连接DBC2的阳极,DBC2的阴极连接DBC3的阳极,DBC3的阴极连接IGBT集电极。DBCl的另一端连接二极管DBC5的阳极,并连接二极管DBC4阳极。DBC5的阴极连接IGBT门级。DBC4的阴极与电阻RB 13连接,RB 13另一端连接门极驱动模块中U3的IN引脚。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一、二、三、四、五、六、七或八相同。
[0019]【具体实施方式】十:如图11所示,本实施方式所述的IGBT主电路由IGBT芯片Q1、门级保护器件、缓冲电路组成;门级保护器件由双向TVS 二极管Dl与电阻RB9组成,缓冲电路由二极管D4、电阻RB10、电阻RB12、电容CB7组成;Q1的Gate引脚连接门驱动器输出节点,Collector引脚连接上一级IGBT的Emitter引脚,Emitter引脚连接下一级IGBT的Collector引脚,最高一级IGBT的Collector引脚为高压开关的高压接口,最低一级IGBT的Emitter引脚为高压开关的低压接口 ;TVS 二极管Dl与电阻RB9均跨接在Ql的Gate引脚与Emitter引脚之间;电阻RBlO跨接在Ql的Collector引脚与Emitter引脚之间,二极管D4的阳极连接Ql的Collector引脚,阴极连接电容CB7的一端,CB7的另一端连接Ql的Emitter引脚,电阻RB12与二极管D4相并联。其它组成和连接关系与【具体实施方式】一、二、三、四、五、六、七、八或九相同。
[0020]以上的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述,并非对本实用新型的范围进行限定,在不脱离本实用新型设计精神的前提下,本实用新型的技术方案的各种变形和改进,例如将本实施例的负十伏偏压去除,均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围。
【主权项】
1.一种用于电缆局部放电检测的IGBT高压开关,其特征在于:所述开关由多个IGBT开关串联组成,每个IGBT开关包括隔离电源、IGBT驱动电路和IGBT主电路;隔离电源将低电位的高频交流电隔离升压并稳压,其输出端连接对应一级的IGBT驱动电路并供电;驱动电路接收、转换前端发送的驱动信号并对IGBT门级进行充放电从而控制对应一级IGBT主电路;IGBT主电路在驱动电路控制下实现高压开关的通断;隔离电源由磁环变压器、三个高频整流模块、三个预稳压模块、正15伏稳压模块、正5伏稳压模块、负10伏稳压模块组成,磁环变压器起到高压隔离与能量传递的作用,磁环变压器上的三个次边绕组各连接一个高频整流模块,高频整流模块用于将高频交流电进行整流,每个高频整流模块的输出端连接一个预稳压模块,预稳压模块的输出电压稳定在20伏,用来保护稳压模块不发生过压损坏,每个预稳压模块的输出端连接一个线性稳压模块,三个线性稳压模块分别为正15伏稳压模块、正5伏稳压模块、负10伏稳压模块,三个线性稳压模块对应输出的正15伏、正5伏、负10伏电压用于IGBT驱动电路工作;IGBT驱动电路由光纤接收模块、逻辑-功率转换模块、门极驱动模块和动态均压模块组成,光纤接收模块接收前端控制器的控制信号,将控制信号传递给逻辑-功率转换模块,逻辑-功率转换模块将进行电平转换后的控制信号传递给门级驱动模块,门级驱动模块在前级逻辑-功率转换模块控制下直接对IGBT门级进行充放电,实现主电路导通控制,动态均压模块在IGBT发生过压时提供IGBT集电极到门级驱动模块的信号反馈回路,保护IGBT免遭过压击穿;IGBT主电路包括IGBT、IGBT门级保护元件及缓冲电路,IGBT为高压开关的主功率器件,IGBT门级保护元件连接IGBT的门级与集电极,防止IGBT门级发生过压击穿与误导通,缓冲电路连接IGBT的
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