[发明专利]基于单根光纤供电与脉冲信号传输的光驱动IGBT装置

权利要求书

1.一种基于单根光纤供电与脉冲信号传输的光驱动 IGBT 装置，其特征在于：包括：用于产生光信号的光信号发生器、对光信号进行转换和控制的光控制器、对光信号进行传输的光纤介质，所述光信号发生器的光出射端通过光纤介质连接光控制器，光控制器的信号输出端作为驱动输出端驱动外部变流系统；

所述光控制器包括用于接收光信号发生器发出光的光电池电源模块与用于对光信号进行解调并转换为电信号的信号解调模块，所述信号解调模块的信号输出端通过电压放大模块连接电流放大模块的信号输入端；所述光电池电源模块的电压输出端分别连接信号解调模块、电压放大模块、电流放大模块的电源输入端，光电池电源模块的输出电压经降压稳压后的电压输出端还与电流放大模块的信号输出端构成脉冲变换模块，脉冲变换模块的信号输出端分别连接 IGBT 开关器件的栅极和发射极。

2.根据权利要求1所述的基于单根光纤供电与脉冲信号传输的光驱动 IGBT 装置，其特征在于：所述光信号发生器包括作为控制中心的 PC 控制模块、信号调制模块，以及发光的 LED 灯组，所述 PC 控制模块的脉冲信号输出端连接信号调制模块的信号输入端，信号调

制模块的信号输出端连接 LED 灯组。

3.根据权利要求2所述的基于单根光纤供电与脉冲信号传输的光驱动IGBT装置，其特征在于：所述 LED 灯组包括至少一个LED 灯；LED 灯为至少两个时，LED 灯间通过串联，或者并联，或者串联、并联混联的方式构成 LED 灯组。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的基于单根光纤供电与脉冲信号传输的光驱动IGBT装置，其特征在于：所述光电池电源模块为硫化镉光电池，所述硫化镉光电池的光接收面通过光纤介质连接光信号发生器的光输出端，硫化镉光电池的正负极输出端通过稳压滤波电路作为光电池电源模块的电压输出端。

5.根据权利要求4所述的基于单根光纤供电与脉冲信号传输的光驱动IGBT装置，其特征在于：所述信号解调模块包括光敏三极管，所述光敏三极管的光接收面与光电池感光面通过同一光纤介质连接光信号发生器的光出射端，所述光敏三极管的集电极通过第五电阻连接光电池电源模块电源输出端的正极，发射极通过第六电阻后连接光电池电源模块电能输出端的负极，同时光敏三极管的发射极还作为信号解调模块的信号输出端。

6.根据权利要求5所述的基于单根光纤供电与脉冲信号传输的光驱动IGBT装置，其特征在于：所述电压放大模块包括运算放大器， 所述运算放大器的同向输入端通过第四电容器连接光敏三极管的发射极；反向输入端通过第七电阻与第五电容器的串联电路连接光电池电源模块电源输出端的负极；输出端作为电压放大模块的信号输出端，同时还通过第八电阻连接自身的反向输入端；电源端连接光电池电源模块的电源输出端。

7.根据权利要求6所述的基于单根光纤供电与脉冲信号传输的光驱动IGBT装置，其特征在于：所述电流放大模块包括第二三极管、第三三极管、第四三极管，所述第二三极管的基极连接运算放大器的输出端，集电极与发射极分别连接光电池电源模块的电源输出端，同时发射极还通过第二二极管与第十一电阻的并联电路分别连接第三三极管与第四三极管的基极，其连接点通过第六电容接于光电池电源模块电源输出端的负极，第三三级管的发射极与第四三极管的发射极相连接，第三三极管的集电极连接光电池电源模块电源输出端的正极，第四三极管的集电极连接光电池电源模块电源输出端的负极，所述第三三极管的发射极与第四三极管的发射极连接的中间节点作为电流放大模块的信号输出端。

8.根据权利要求7所述的基于单根光纤供电与脉冲信号传输的光驱动IGBT装置，其特征在于：所述脉冲变换模块两输出端电压，为电流放大模块的输出电压与光电池电源模块电压输出端经降压稳压后的电压之差；所述电流放大模块的输出端连接IGBT开关器件的栅极， 光电池电源模块电压输出端经降压稳压后输出端连接IGBT开关器件的发射极，同时IGBT开关器件的集电极与发射极作为整个光控制器的控制输出端。