光纤隔离驱动在大功率igbt中的应用.pdf

光纤隔离驱动在大功率IGBT中的应用
王映波，袁尚志，鲍丰
（武汉新瑞科电气技术有限公司，湖北武汉430072）

摘要：简要介绍了光纤在大功率IGBT驱动电路中的典型应用，以及光电器件
的选型。
关键词：光纤；IGBT驱动
ApplicationofTheVersatileFiberOpticIn
HighPowerIGBTDriver

WANGYing-bo,YUANShang-zhi,BAOFeng

(WuhanNewrockElectricTechnologyCO,LTD,WuhanHubei430072,China)

Abstract:TheapplicationofversatilefiberopticinhighpowerIGBTdriveris
introduced.Thefiberopticdevicesarechoiced.
Keywords:fiberOptic;IGBTdriver

0引言

自世界上第一只MOSFET及IGBT问世以来,电压控制型电力电子器件特别是IGBT正
经历一个飞速发展的过程。IGBT单模块器件的电压越做越高，电流越做越大。同时,与之配
套的驱动器件也得到了大力发展。随着器件应用领域越来越广，电源设备变换功率越来越大，
电磁干扰也相应增大。在这种情况下，提高控制板的抗干扰能力，提高驱动耐压等级已成为
一种趋势。光纤的使用也就成为了一种必然。
1IGBT驱动的几种方式

不同功率等级的器件，对驱动的要求不尽相同，表一给出了目前常用的几种驱动方式的
比较。

使用功率隔离电压典型应用代表

直接驱动小无隔离UC3708、TPS2812
光藕隔离小、中2500VTLP250、EXB841、M7962L
变压器隔离中、大4000V2SD106AI、2SD315、SKHI22
光纤隔离大5000V以上1SD418F2-FZ2400F17KF6

表一
由上表可知，在大功率电力变换装置中只能使用变压器及光纤隔离，其中尤以光纤隔离
为最佳选择。
2光纤收发器的种类

目前，大部分光纤收发器均使用agilent公司的几种产品型号。具体如下表二（下表数
据均为0～70℃使用条件,特殊标注出外。）

信号传输率传输距离（m）25℃传输距离发射头接收头
40KBd120110HFBR-1523HFBR-2523
1MBd2010HFBR-1524HFBR-2524
1MBd5545HFBR-1522HFBR-2522
5MBd3020HFBR-1521HFBR-2521

表二

一般情况下，HFBR-1522，HFBR-2522使用较多，在大功率电力转换设备中，控制板
与大功率模块驱动板之间1MBd的信号传输率已满足要求，而且45m的距离也已足够使用，
在实际使用中，光纤的长度可依要求选择。

图一发射端电路HFBR-1522

图二接收端电路HFBR-2522

图三使用电气连接图
3光纤传输在驱动电路中的具体应用

在这里，我们以concept公司的专用高压IGBT驱动板（HVI）：1SD418F2-FZ2400R17KF6
为例描述其具体应用。驱动板的驱动对象是2400V/1700AIGBT，这种组合具有所有IPM的
功能，具体电路框图如下图四所示。

图四
4结语

由上可以看出，通过引入光纤传送模式，控制信号通过光纤由控制板给驱动板，状态信
号则由驱动板给控制板，完全杜绝了干扰问题，提高了工作的可靠性。

参考文献
（1）VersatileLink/TheVersatileFiberOpticConnection.AgilentTechnical
DateBook.2004:1-19
（2）TheConceptHVIDriver.ConceptTechnicalDateBook.2004:101-192

作者简介
王映波（1965），男，高级工程师研究方向为电力电子变换器