基于wdm的igbt門極驅(qū)動單元的激光供能與通信方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于波分復(fù)用器WDM的絕緣柵雙極晶體管IGBT門極驅(qū)動單元GDU的激光供能與通信方法及系統(tǒng)，其中，所述方法包括如下步驟：由半導(dǎo)體激光器發(fā)出不同波長的激光，其中一束用于傳輸能量，一束用于傳輸控制信號；上述激光經(jīng)波分復(fù)用器WDM后進入光纖；通過解復(fù)用器將上述激光解復(fù)用，分成兩路：一路激光送入光伏電池，經(jīng)變換后為GDU提供工作電源；一路激光經(jīng)光探測器解調(diào)出控制信號，并送入GDU。本發(fā)明將控制信息和能量通過光纖傳輸，使IGBT的門極驅(qū)動單元既獲得控制信號又取得工作電源；實現(xiàn)了真正的強弱電隔離，使IGBT串聯(lián)閥體在高壓下獲得實際應(yīng)用。
【專利說明】基于WDM的IGBT門極驅(qū)動單元的激光供能與通信方法及系統(tǒng)
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于電力電子領(lǐng)域，尤其是一種基于波分復(fù)用器WDM (WavelengthDivis1n Multiplexing)的絕緣柵雙極晶體管 IGBT (Insulated Gate BipolarTransistor)門極驅(qū)動單元⑶U (Gate Drive Unit)的激光供能與通信方法。

【背景技術(shù)】
[0003]隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電壓越來越高。如高壓逆變器、高壓靜止無功發(fā)生器和柔性直流輸電系統(tǒng)。在這些應(yīng)用中，電壓通常高達數(shù)十千甚至數(shù)十萬伏，通過機械開關(guān)高頻率的投切電氣設(shè)備，非常難以實現(xiàn)。
[0004]IGBT控制電路相對簡單、工作頻率高、容量大，非常合適對大功率的開關(guān)電源進行控制。實現(xiàn)控制IGBT的門極驅(qū)動單元直接和IGBT相連，通過對IGBT柵極的控制，使IGBT開通和關(guān)斷動作的控制，從而實現(xiàn)裝置的功率變換功能。
[0005]但是，直接與IGBT相連的門極驅(qū)動單元缺少工作電源，為了實現(xiàn)IGBT的高壓應(yīng)用，必須給門極驅(qū)動單元提供穩(wěn)定可靠的工作電源，現(xiàn)有的一些供能方式存在如功率不夠、存在安全隱患的問題。工作電源的獲取已經(jīng)成為IGBT穩(wěn)定運行的關(guān)鍵問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]發(fā)明目的:一個目的是提供一種基于WDM的IGBT門極驅(qū)動單元的激光供能與通信方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)的至少部分問題。
[0007]技術(shù)方案:一種基于WDM的IGBT門極驅(qū)動單元的激光供能與通信方法，包括如下步驟:
由半導(dǎo)體激光器發(fā)出不同波長的激光，其中一束用于傳輸能量，一束用于傳輸控制信號;
上述激光經(jīng)波分復(fù)用器WDM后進入光纖；
通過解復(fù)用器將上述激光解復(fù)用，分成兩路:
一路激光送入光伏電池，經(jīng)變換后為⑶U提供工作電源；
一路激光經(jīng)光探測器解調(diào)出控制信號，并送入⑶U。
[0008]進一步地，本發(fā)明還提供了一種基于WDM的IGBT門極驅(qū)動單元的激光供能與通信系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生至少兩束不同波長激光的激光器，用于將所述不同波長的激光進行復(fù)用的復(fù)用器，用于在高壓側(cè)將激光解復(fù)用的解復(fù)用器，用于將一路激光轉(zhuǎn)變成電能的光伏電池，以及用于將另一路激光解調(diào)的光探測器。
[0009]有益效果:本發(fā)明將控制信息和能量通過光纖傳輸，使IGBT的門極驅(qū)動單元既獲得控制信號又取得工作電源，實現(xiàn)了真正的強弱電隔離；使IGBT串聯(lián)閥體在高壓下獲得實際應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的原理圖。
[0011]圖2為閥控單元與門極驅(qū)動單元的連接示意圖。
[0012]圖3為本發(fā)明光探測器的原理圖。

【具體實施方式】
[0013]如圖1至圖3所示，本發(fā)明包括順次相連激光器、WDM、高壓光纖、DWDM、光電探測器、差分比較電路、光伏電池、⑶U和IGBT。
[0014]激光器發(fā)出980nm和1550nm的光波，兩種不同波長的光波通過波分復(fù)用器后進入高壓光纖，980nm光波傳輸能量，1550nm受電信號調(diào)制傳輸控制信號。
[0015]在高壓側(cè)先通過解復(fù)用器解復(fù)用，分成兩路，980nm的光波進入光伏電池轉(zhuǎn)換為電能量，1550nm的光波通過光探測器解調(diào)出控制電信號，顯示能量和信號的同時傳輸，保證門極驅(qū)動單元的正常工作。
[0016]總之，本發(fā)明利用半導(dǎo)體激光器發(fā)出不同波長的激光，再通過波分復(fù)用，分別傳送能量和數(shù)據(jù)，在門極驅(qū)動單元使用光電池存儲能量，再經(jīng)過變換提供GDU所屬的工作能源。同時將另一波長的攜帶的數(shù)據(jù)信號解調(diào)出來，控制GDU，相對現(xiàn)有技術(shù)，功能簡單方便可靠，絕緣性好，真正實現(xiàn)了強弱電隔離。
[0017]以上詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0018]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0019]此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種基于WDM的IGBT門極驅(qū)動單元的激光供能與通信方法，其特征在于，包括如下步驟: 由半導(dǎo)體激光器發(fā)出不同波長的激光，其中一束用于傳輸能量，一束用于傳輸控制信號; 上述激光經(jīng)波分復(fù)用器WDM后進入光纖； 通過解復(fù)用器將上述激光解復(fù)用，分成兩路: 一路激光送入光伏電池，經(jīng)變換后為⑶U提供工作電源； 一路激光經(jīng)光探測器解調(diào)出控制信號，并送入⑶U。
2.一種基于WDM的IGBT門極驅(qū)動單元的激光供能與通信系統(tǒng)，其特征在于，包括用于產(chǎn)生至少兩束不同波長激光的激光器，用于將所述不同波長的激光進行復(fù)用的復(fù)用器，用于在高壓側(cè)將激光解復(fù)用的解復(fù)用器，用于將一路激光轉(zhuǎn)變成電能的光伏電池，以及用于將另一路激光解調(diào)的光探測器。
【文檔編號】G08C23/06GK104200647SQ201410426063
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】胡鶴軒, 鄧路, 張曄 申請人:河海大學(xué)