【选型】如何为轨道交通机车变流器IGBT选择一款合适的隔离驱动

时间： 2019-10-25 来源：世强

技术问答

目前中国拥有着世界上规模最大的高速铁路网，在庞大的轨道交通设备网络中，轨道交通机车牵引变流器是其动力来源的核心部分，而变流器中的IGBT隔离驱动直接影响着整列机车的稳定性。轨道交通变流器的动力供电一般为高压供电，普通的隔离芯片无法满足其耐压需求，FIRECOMMS针对这一应用和要求，推出了5M，10M，50M等一系列的光纤收发器产品，具有耐压高，抗干扰能力强，适应恶劣环境使用等优点。

现代轨道交通机车主要是电力机车和内燃机车，区别就是内燃机车供电来自于燃油发电机，电力机车从电网中取电，而内燃机车和电力机车的供电到机车牵引变流器和辅变系统的功率/电力是类似的，两者的工作原理框图如图1所示，可以看出光纤收发器主要的应用在于控制驱动到牵引变流器和辅变的隔离。

图1 内燃机车和电力机车系统工作原理框图

轨道交通机车变流器隔离驱动系统主要包括光纤发送器，光纤线，光纤接收器，如图2所示，Firecomm提供整套驱动系统所需的器件，作为绝缘传输介质，从低压环境中的控制板信号到驱动板控制高压IGBT、IGCT、GTO等功率器件的开关，实现牵引电机驱动；同样功率器件的故障信号也通过工业光纤反馈给控制板。在机车功率变换中，功率器件工作在高压大电流情况下，控制和通信必须做到高压隔离和电磁干扰免疫，Firecomms DC-1 MBd和DC-5 MBd发射器和接收器克服了机车区域内的严重电磁干扰（EMI），以确保对整流器和大功率变压器的无差错控制。同样，为确保电隔离设备的控制，Firecomms DC-10 MBd元件可传输干净，无噪声的开关信号，以触发用于牵引和制动控制系统的辅助逆变器或电机转换器中使用的高功率半导体。

图2 光纤收发器在轨道交通机车变流器隔离驱动应用示意图

Firecomms针对轨道交通高压隔离驱动，推出了5M，10M，50M一系列的光纤收发器产品，包括光纤收发器和光纤线，如图3所示，其产品在轨道交通高压隔离驱动应用具有以下特点：

由于其不受EMI/RFI影响，非常适合用于噪音环境中，例如高压电源，MRI和CAT扫描仪；
发射器和接收器之间是电流隔离的，满足遵守或延长爬电距离和间隙距离要求；
可见的光谱操作可实现安全，快速的故障排除；
功耗低，发射器能够在3-4mA下工作；
耐用，灵活，轻量；
能够承受弯曲和振动；
高可靠性，可延长机器正常运行时间；
工业温度范围为-40°C至+85°C；

图3 Firecomms光纤收发器及光纤线产品系列示意图

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全部评论（17）

小蝴蝶 Lv6. 高级专家 2021-07-14

了解了
deltafu Lv6. 高级专家 2020-12-23

学习
没有强创造强 Lv7. 资深专家 2020-12-08

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Henry2019 Lv6. 高级专家 2020-12-03

学习一下
kevinCF Lv5. 技术专家 2020-12-01

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用户71664282 Lv4. 资深工程师 2020-11-20

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电气农民工 Lv7. 资深专家 2020-10-15

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我是小兵 Lv6. 高级专家 2020-10-13

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涂涂 Lv6. 高级专家 2019-12-26

学习了
GYS Lv3. 高级工程师 2019-12-25

写的真好，学习了。隔离驱动会让系统更安全，更可靠。

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