专利名称：直流全桥变换器中功率开关的光纤驱动方法
技术领域：
本发明涉及功率开关的驱动方法，特别是直流全桥变换器中功率开关的光纤 驱动方法。
技术背景直流全桥变换器现有技术中，功率开关的驱动方法如下控制器产生控制信号，并将控制信号传送给PWM即脉冲宽度调制转换器，PWM转换器将控制信号转化为PWM波，并通过电缆将PWM波传送至全桥变换器中的各功率开关，各功率开关根据PWM波电平的变化，实现导通和关断。例如，孙铁成，汤平华，高鹏，刘鸿鹏在《中国电机工程学报》，2006年3月，第26巻、第6期，所著的"一种新型全桥零电压转模PWM DC-DC变换器"，其中描述了这种直接通过电缆传送PWM波、并驱动功率开关的方法。这种驱动方法的缺点为PWM信号直接通过电缆传送，且传输线路与控制线路以及开关管之间没有实现电气隔离，系统极易受到其他信号的干扰，并且由于电缆自身阻抗的存在，还会导致信号的衰减，所以需要采取额外的防干扰措施，且传输距离也受到限制，不能过长。 发明内容本发明目的是提供一种直流全桥变换器中功率开关的光纤驱动方法。该驱动 方法通过光电隔离驱动电路实现传输线路与控制线路以及传输线路与开关管之 间的电气隔离，通过光路传送功率开关的驱动信号，降低驱动信号受到的干扰。直流全桥变换器中功率开关的光纤驱动方法，是通过一种光电隔离驱动电路 实现的，该光电隔离驱动电路包括控制器、PWM转换器，还包括光电耦合器、编 码器、光纤发射器、光纤、光纤接收器、解码器。控制器的输出端与PWM转换器 的输入端焊接，PWM转换器的输出端与光电耦合器的输入端焊接，光电耦合器的 输出端与编码器的输入端焊接，编码器的输出端与光纤发射器的输入端焊接，光 纤的一端与光纤发射器的输出端插接，光纤的另一端与光纤接收器输入端插接， 光纤接收器的输出端与解码器的输入端焊接，解码器的输出端与光电耦合器的输 入端焊接，光电耦合器与全桥变换器的一组功率开关焊接。控制器通过导线组将控制信号传送至PWM转换器；PWM转换器将控制信号转化为PWM信号，并通过导线组将PWM信号传送至光电耦合器；光电耦合器将PWM 信号转化为隔离PWM信号，并通过导线组将隔离PWM信号传送至编码器；编码器 将隔离PWM信号整合为一路合成P丽信号，并通过导线将合成PWM信号传送至光 纤发射器；光纤发射器将一路合成PWM信号转化为一路光信号，并通过光纤将一路光信号传送至光纤接收器；光纤接收器将一路光信号转化为一路合成pwm信号，并通过导线将一路合成PWM信号传送至解码器；解码器将一路合成PWM信号 分解为隔离PWM信号，并通过导线组将隔离P糊信号传送至光电耦合器；光电耦 合器将隔离PWM信号转化为PWM信号，并通过导线组将PWM信号传送至直流全桥变换器的功率开关；功率开关根据P醫信号的电平的变化，触发开关动作。在不使用编码器和解码器时，还可以直接由光纤传送PWM信号，完成上述信号的传递 过程，触发开关动作。本发明的驱动方法实现了驱动信号传输线路与控制线路以及开关管之间的 电气隔离，大大增强了系统的抗扰性；并通过光信号传递驱动信号，使其不会受 到周围电磁环境的干扰，光信号也不会产生衰减，而且传输产生的延时也非常小， 便于远距离传输。
图1为直流全桥变换器中功率开关的光纤驱动方法中光电隔离驱动电路组成示 意框图l.控制器2.PWM转换器3.光电耦合器a 4.编码器5.光纤发射器6.光纤 7.光纤接收器8.解码器9.光电耦合器b IO.功率开关ll.全桥变换器具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做详细说明。直流全桥变换器中功率开关的光纤驱动方法，通过一种光电隔离驱动电路实 现，该光电隔离驱动电路包括控制器l、 PWM转换器2、光电耦合器a3、编码器 4、光纤发射器5、光纤6、光纤接收器7、解码器8、光电耦合器b9、功率开关 10、全桥变换器11。控制器1的输出端与PWM转换器2的输入端相焊接，p丽 转换器2的输出端与光电耦合器a3的输入端相焊接，光电耦合器a3的输出端与 编码器4的输入端相焊接，编码器4的输出端与光纤发射器5的输入端相焊接， 光纤6的一端与光纤发射器5的输出端插接，光纤6的另一端与光纤接收器7输入端插接，光纤接收器7的输出端与解码器8的输入端相焊接，解码器8的输 出端与光电耦合器b9的输入端相焊接，光电耦合器b9与全桥变换器11的四个 功率开关io相焊接。控制器1通过导线组将四路控制信号传送至PWM转换器2; PWM转换器2将四路 控制信号转化为四路PWM信号，并通过导线组将四路PWM信号传送至光电耦合器 a3;光电耦合器a3将四路PWM信号转化为四路隔离PWM信号，并通过导线组将四路 隔离P糊信号传送至编码器4;编码器4将四路隔离PWM信号整合为一路合成PWM信 号，并通过导线将合成P^1信号传送至光纤发射器5;光纤发射器5将一路合成PWM 信号转化为一路光信号，并通过光纤6将一路光信号传送至光纤接收器7;光纤接 收器7将一路光信号转化为一路合成PWM信号，并通过导线将一路合成P丽信号传 送至解码器8;解码器8将一路合成P觀信号分解为四路隔离PWM信号，并通过导线 组将四路隔离PWM信号传送至光电耦合器b9;光电耦合器b9将四路隔离PWM信号转 化为四路P丽信号，并通过导线组将四路PWM信号传送至直流全桥变换器11的四个 功率开关IO，这四个功率开关10根据四路PWM信号的电平的变化，实现导通和关 断。
权利要求
1. 一种直流全桥变换器中功率开关的光纤驱动方法，其特征在于该方法通过一种光电隔离驱动电路实现，光电隔离驱动电路包括控制器(1)、PWM转换器(2)、光电耦合器a(3)、编码器(4)、光纤发射器(5)、光纤(6)、光纤接收器(7)、解码器(8)、光电耦合器b(9)、功率开关(10)、全桥变换器(11)；控制器(1)的输出端与PWM转换器(2)的输入端相焊接，PWM转换器(2)的输出端与光电耦合器a(3)的输入端相焊接，光电耦合器a(3)的输出端与编码器(4)的输入端相焊接，编码器(4)的输出端与光纤发射器(5)的输入端相焊接，光纤(6)的一端与光纤发射器(5)的输出端插接，光纤(6)的另一端与光纤接收器(7)输入端插接，光纤接收器(7)的输出端与解码器(8)的输入端相焊接，解码器(8)的输出端与光电耦合器b(9)的输入端相焊接，光电耦合器b(9)与全桥变换器(11)的一组功率开关(10)焊接；控制器(1)通过导线组将控制信号传送至PWM转换器(2)；PWM转换器(2)将控制信号转化为PWM信号，并通过导线组将PWM信号传送至光电耦合器a(3)；光电耦合器a(3)将PWM信号转化为隔离PWM信号，并通过导线组将隔离PWM信号传送至编码器(4)；编码器(4)将隔离PWM信号整合为一路合成PWM信号，并通过导线将合成PWM信号传送至光纤发射器(5)；光纤发射器(5)将一路合成PWM信号转化为一路光信号，并通过光纤(6)将一路光信号传送至光纤接收器(7)；光纤接收器(7)将一路光信号转化为一路合成PWM信号，并通过导线将一路合成PWM信号传送至解码器(8)；解码器(8)将一路合成PWM信号分解为隔离PWM信号，并通过导线组将隔离PWM信号传送至光电耦合器b(9)；光电耦合器b(9)将隔离PWM信号转化为PWM信号，并通过导线组将PWM信号传送至直流全桥变换器(11)的一组功率开关(10)，功率开关(10)根据PWM信号的电平的变化，实现导通和关断。
2. 根据权利要求l所述一种直流全桥变换器中功率开关的光纤驱动方法，其 特征在于所述一种直流全桥变换器中功率开关的光纤驱动方法所用的光电隔离 驱动电路在不使用编码器(4)和解码器U)时，可直接由光纤(6)传送PWM 信号，完成信号的传递过程，触发开关动作。
全文摘要
本发明公开了一种直流全桥变换电路中功率开关的光纤驱动方法，通过光电隔离驱动电路实现，光电隔离驱动电路包括控制器(1)、PWM转换器(2)、光电耦合器a(3)、编码器(4)、光纤发射器(5)光纤(6)、光纤接收器(7)、解码器(8)等；控制器(1)控制信号传送至PWM转换器(2)并转化为PWM信号，再传送至光电耦合器a(3)转化为隔离PWM信号，再传送至编码器(4)并整合为一路合成PWM信号，传送至光纤发射器(5)；直至将四路PWM信号传送至直流全桥变换器的功率开关，功率开关根据四路PWM信号的电平的变化，实现导通和关断。本发明抗扰性强，光信号不衰减，传输产生的延时小，便于远距离传输。
文档编号H02M1/06GK101217250SQ20071000001
公开日2008年7月9日 申请日期2007年1月4日 优先权日2007年1月4日
发明者孟 谢, 雷连方 申请人:中国航天科工集团第三总体设计部