緊湊型PWM光纖轉(zhuǎn)換器制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種緊湊型PWM光纖轉(zhuǎn)換器，該光纖轉(zhuǎn)換器包括殼體和安裝在殼體內(nèi)部的電路板和電源模塊，電路板上設(shè)置有電源轉(zhuǎn)化電路、PWM電平轉(zhuǎn)換電路、PWM轉(zhuǎn)換電路和PWM反饋轉(zhuǎn)換電路，其中，電源轉(zhuǎn)化電路的輸入端與電源模塊連接。本發(fā)明專利技術(shù)采用模塊化設(shè)計(jì)，通過PWM電平轉(zhuǎn)換電路、PWM轉(zhuǎn)換電路完成PWM電平信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，并通過PWM反饋轉(zhuǎn)換電路經(jīng)光信號(hào)轉(zhuǎn)化為PWM電平信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了PWM電平信號(hào)和光信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)化，且同一橋臂的上下兩個(gè)IGBT采用導(dǎo)通互鎖連接，有效地防止了同一橋臂同時(shí)導(dǎo)通的情況，改變了PWM信號(hào)傳輸過程中由于干擾等因素造成的IGBT誤導(dǎo)通，降低IGBT的故障率；且電源轉(zhuǎn)化電路可同時(shí)提供兩路電源輸出。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種光纖轉(zhuǎn)換器，具體的說，涉及一種應(yīng)用于高速動(dòng)車組和城市軌道列車中IGBT驅(qū)動(dòng)的光纖轉(zhuǎn)換器。
技術(shù)介紹
光纖具有傳輸頻帶寬、速率高、傳輸損耗低、傳輸距離遠(yuǎn)、抗雷電和電磁的干擾性能好、傳輸誤碼率低、可靠性高、體積小、重量輕等特點(diǎn)，在通信中有廣泛應(yīng)用。目前在高速動(dòng)車組列車和城市軌道列車中，IGBT功率模塊的驅(qū)動(dòng)大多也采用了光纖傳輸形式，其基本模式包括PWM發(fā)生器、PWM光電轉(zhuǎn)換器、光纖傳輸、IGBT驅(qū)動(dòng)器，如圖I所示，但光電轉(zhuǎn)換部分集成度不高，PWM信號(hào)在傳輸過程中由于干擾等因素易造成IGBT誤導(dǎo)通，IGBT故障率高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有高速列車和城市軌道列車中應(yīng)用的光纖轉(zhuǎn)換器存在的上述不足，提供了一種緊湊型PWM光纖轉(zhuǎn)換器，該光纖轉(zhuǎn)換器可實(shí)現(xiàn)PWM電平信號(hào)和光信號(hào)之間相互轉(zhuǎn)化，改變PWM信號(hào)傳輸過程中由于干擾等因素造成的IGBT誤導(dǎo)通，降低IGBT的故障率，同時(shí)還可以提供兩路電源輸出。本專利技術(shù)的技術(shù)方案是一種緊湊型PWM光纖轉(zhuǎn)換器，該光纖轉(zhuǎn)換器包括殼體和安裝在殼體內(nèi)部的電路板和電源模塊，電路板上設(shè)置有電源轉(zhuǎn)化電路、PWM電平轉(zhuǎn)換電路、PWM轉(zhuǎn)換電路和PWM反饋轉(zhuǎn)換電路，其中，電源轉(zhuǎn)化電路的輸入端與電源模塊連接，并將DClIOV電壓輸入轉(zhuǎn)換為DC15V電壓輸出、或者將DC15V輸入電壓轉(zhuǎn)換為DC12V電壓輸出；PWM電平轉(zhuǎn)換電路將DC±15V電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為邏輯電平信號(hào)，并由PWM轉(zhuǎn)換電路將經(jīng)PWM電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的邏輯電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；PWM反饋轉(zhuǎn)換電路將IGBT驅(qū)動(dòng)板反饋的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)。優(yōu)選的是，電源轉(zhuǎn)化電路輸出兩路電源，一路為驅(qū)動(dòng)電源輸出，輸出電壓為DC15V，輸出功率為100W，一路為速度傳感器電源輸出，輸出電壓為DC12V，輸出功率為3W。 優(yōu)選的是，電源轉(zhuǎn)化電路包括電源轉(zhuǎn)換模塊和用于保護(hù)電路的EMC電磁兼容保護(hù)模塊，其中，EMC電磁兼容保護(hù)模塊包含過流保護(hù)電路、過壓保護(hù)電路、短路保護(hù)電路、EMI濾波電路、浪涌脈沖抑制電路、濾波電路和輸出濾波電路。優(yōu)選的是，PWM電平轉(zhuǎn)換電路的電路輸入端口采用安規(guī)電容和TVS進(jìn)行電磁兼容保護(hù)，并通過電阻R3、電阻R4、電容C2和電容C6充放電時(shí)間設(shè)定信號(hào)濾波和死區(qū)時(shí)間；且同一橋臂的上下兩個(gè)IGBT采用導(dǎo)通互鎖連接，即上下兩個(gè)IGBT每次只能有一個(gè)處于導(dǎo)通狀態(tài)，另一個(gè)處于關(guān)斷狀態(tài)。優(yōu)選的是，PWM電平轉(zhuǎn)換電路中還包含用于信號(hào)隔離保護(hù)的高速隔離光耦U2。優(yōu)選的是，DC± 15V電平信號(hào)為高電平+15V、低電平一 15V、信號(hào)頻率為IkHz-L 8kHz的電平信號(hào)優(yōu)選的是，PWM轉(zhuǎn)換電路可將經(jīng)PWM電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的邏輯電平信號(hào)轉(zhuǎn)化為(5MBd的光波信號(hào)。優(yōu)選的是，經(jīng)PWM反饋轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的電平信號(hào)，其高電平為+15V，低電平為OVo優(yōu)選的是，電源模塊和殼體底部采用鋁合金墊塊連接。優(yōu)選的是，殼體為由鋁合金制成的外殼，殼體的四周設(shè)置有長(zhǎng)方形的通孔，。本專利技術(shù)的有益效果是本專利技術(shù)采用模塊化設(shè)計(jì)，通過PWM電平轉(zhuǎn)換電路、PWM轉(zhuǎn)換電路完成PWM電平信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，并通過PWM反饋轉(zhuǎn)換電路經(jīng)光信號(hào)轉(zhuǎn)化為PWM電平信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了 PWM電平信號(hào)和光信號(hào)之間的相互轉(zhuǎn)化，且同一橋臂的上下兩個(gè)IGBT采用導(dǎo)通互鎖連接，有效地防止了同一橋臂同時(shí)導(dǎo)通的情況，改變了 PWM信號(hào)傳輸過程中由于干 擾等因素造成的IGBT誤導(dǎo)通，降低IGBT的故障率；且電源轉(zhuǎn)化電路可同時(shí)提供兩路電源輸出。本專利技術(shù)殼體為由鋁合金制成的外殼，殼體的四周設(shè)置有長(zhǎng)方形的通孔，保證了內(nèi)部電路板和電源模塊的散熱，且電源模塊與殼體底部采用鋁合金墊塊連接，保證電源的散熱面積，提高了光纖轉(zhuǎn)換器的可靠性。本專利技術(shù)配合牽引控制器和輔助控制器，可實(shí)現(xiàn)IGBT的脈沖驅(qū)動(dòng)和狀態(tài)反饋監(jiān)控。附圖說明附圖I為本專利技術(shù)具體實(shí)施例電源轉(zhuǎn)化電路的結(jié)構(gòu)框圖。附圖2為本專利技術(shù)具體實(shí)施例PWM電平轉(zhuǎn)換電路的電路圖。附圖3為本專利技術(shù)具體實(shí)施例光電轉(zhuǎn)換電路的電路圖。附圖4為本專利技術(shù)具體實(shí)施例PWM反饋轉(zhuǎn)換電路的電路圖。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)做進(jìn)一步說明。一種緊湊型PWM光纖轉(zhuǎn)換器，該光纖轉(zhuǎn)換器包括殼體和安裝在殼體內(nèi)部的電路板和電源模塊，電源模塊和殼體底部采用鋁合金墊塊連接；殼體為由鋁合金制成的外殼，殼體的四周設(shè)置有長(zhǎng)方形的通孔。電路板上設(shè)置有電源轉(zhuǎn)化電路、PWM電平轉(zhuǎn)換電路、PWM轉(zhuǎn)換電路和PWM反饋轉(zhuǎn)換電路，其中，電源轉(zhuǎn)化電路的輸入端與電源模塊連接，并將DCllOV電壓輸入轉(zhuǎn)換為DC15V電壓輸出、或者將DC15V輸入電壓轉(zhuǎn)換為DC12V電壓輸出；PWM電平轉(zhuǎn)換電路將DC±15V電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為邏輯電平信號(hào)，并由PWM轉(zhuǎn)換電路將經(jīng)PWM電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的邏輯電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為< 5MBd的光信號(hào)，DC+15V電平信號(hào)為高電平+15V、低電平一 15V、信號(hào)頻率為lkHz-1. 8kHz的電平信號(hào)；PWM反饋轉(zhuǎn)換電路將IGBT驅(qū)動(dòng)板反饋的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平信號(hào)，其高電平為+15V，低電平為0V。電源轉(zhuǎn)化電路輸出兩路電源，一路為驅(qū)動(dòng)電源輸出，輸出電壓為DC15V，輸出功率為100W，一路為速度傳感器電源輸出，輸出電壓為DC12V，輸出功率為3W ；電源轉(zhuǎn)化電路包括電源轉(zhuǎn)換模塊和用于保護(hù)電路的EMC電磁兼容保護(hù)模塊，其中，EMC電磁兼容保護(hù)模塊包含過流保護(hù)電路、過壓保護(hù)電路、短路保護(hù)電路、EMI濾波電路、浪涌脈沖抑制電路、濾波電路和輸出濾波電路。PWM電平轉(zhuǎn)換電路的電路輸入端口采用安規(guī)電容和TVS進(jìn)行電磁兼容保護(hù)，并通過電阻R3、電阻R4、電容C2和電容C6充放電時(shí)間設(shè)定信號(hào)濾波和死區(qū)時(shí)間；且同一橋臂的上下兩個(gè)IGBT采用導(dǎo)通互鎖連接，即上下兩個(gè)IGBT每次只能有一個(gè)處于導(dǎo)通狀態(tài)，另一個(gè)處于關(guān)斷狀態(tài)，有效地防止了同一橋臂同時(shí)導(dǎo)通的情況；PWM電平轉(zhuǎn)換電路中還包含用于信號(hào)隔離保護(hù)的高速隔離光耦U2。工作原理電源轉(zhuǎn)化電源轉(zhuǎn)化電路通過電源模塊輸入DCllOV電壓轉(zhuǎn)化為DC15V電壓輸出，作為驅(qū)動(dòng)電流源輸出，輸出功率為100W;并將DC15V輸入電壓轉(zhuǎn)化為DC12V電壓輸出，作為速度傳感器電源輸出，輸出功率為3W。DC±15V電平信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)DC±15V電平信號(hào)通過PWM電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化為邏輯電平信號(hào)，再通過PWM轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，光信號(hào)可以達(dá)到5MBd。光信號(hào)轉(zhuǎn)化為PWM電平信號(hào)PWM反饋信號(hào)為IGBT驅(qū)動(dòng)板發(fā)出的光信號(hào)，通過PWM反饋轉(zhuǎn)換電路將光波信號(hào)轉(zhuǎn)化為電平信號(hào)，轉(zhuǎn)化后的電平信號(hào)，其高電平為+15V，低電平為 OVo本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種緊湊型PWM光纖轉(zhuǎn)換器，其特征在于該光纖轉(zhuǎn)換器包括殼體和安裝在殼體內(nèi)部的電路板和電源模塊，電路板上設(shè)置有電源轉(zhuǎn)化電路、PWM電平轉(zhuǎn)換電路、PWM轉(zhuǎn)換電路和PWM反饋轉(zhuǎn)換電路，其中，電源轉(zhuǎn)化電路的輸入端與電源模塊連接，并將DCllOV電壓輸入轉(zhuǎn)換為DC15V電壓輸出、或者將DC15V輸入電壓轉(zhuǎn)換為DC12V電壓輸出；PWM電平轉(zhuǎn)換電路將DC±15V電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為邏輯電平信號(hào)，并由PWM轉(zhuǎn)換電路將經(jīng)PWM電平轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后的邏輯電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；PWM反饋轉(zhuǎn)換電路將IGBT驅(qū)動(dòng)板反饋的光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電平 目號(hào)。2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的緊湊型PWM光纖轉(zhuǎn)換器，其特征在于電源轉(zhuǎn)化電路輸出兩路電源，一路為驅(qū)動(dòng)電源輸出，輸出電壓為DC15V，輸出功率為100W，一路為速度傳感器電源輸出，輸出電壓為DC12V，輸出功率為3W。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的緊湊型PWM光纖轉(zhuǎn)換器，其特征在于電源轉(zhuǎn)化電路包括電源轉(zhuǎn)換模塊和用于保護(hù)電路的EMC電磁兼容保護(hù)模塊，其中，EMC電磁兼容保護(hù)模塊包含過流保護(hù)電路、過壓保護(hù)電路、短路保護(hù)電路、EMI濾波電路、浪涌脈沖抑制電路、濾波電路和輸出濾波電路。4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的緊湊型PWM光纖轉(zhuǎn)換器，其...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張亞偉，宋曉鐘，周揚(yáng)，王乾，孫叢君，漆偉，李鈾，張艷芳，王善芬，夏猛，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：青島四方車輛研究所有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：