[实用新型]光电集成低压连接器

说明书

技术领域

本实用新型涉及机车功率单元传输信号，具体为一种光电集成低压连接器。

背景技术

随着电子技术和动车交流技术的发展，以及高压大功率IGBT在变流器上的广泛应用，功率单元作为整个变流器的核心部件，也正朝着高频、小型化、智能化、高可靠性的方向发展。IGBT工作在高电压和大电流状态下，电磁环境很复杂，所以要求IGBT驱动信号在传输到IGBT的过程中，能够承受较强的电磁干扰，随着光纤传输技术的进步，将光纤用于IGBT驱动信号的传输成为可能。机车控制单元发出的指令信号需要经过一定距离的传输才能到达功率单元，信号传输的状况将关系到变流器能否正常可靠的工作。传统方法采用双绞线、屏蔽线等电缆组成线束，通过接线端子排或金属连接器连接，进行信号的传输。存在的问题是，1、光电信号分离使用，电缆数量较多，结构臃肿，不利于空间较小的机车功率单元使用；2、整体性不强，安装不便，也不利于故障时维修更换；3、光纤信号线时常插反插错，不利于功率模块功能正常使用；4、接线端子压接不紧、结构臃肿、安装维护不便、可靠性差等缺点。

为了克服传统信号传输的不足，就需要对连接方式采用新方法、引入新材料、使用新工艺，以满足功率单元高频、小型化、智能化、高可靠性的发展。

发明内容

本实用新型目的是设计一种应用于动力集中动车组大功率牵引功率模块中的光电集成低压连接器，采用了一种整体性较强的结构方式，实现了变流器TCU与牵引功率模块驱动信号的正确、可靠的传输，减少了模块体积，并且具有防插错功能，提高了牵引功率模块工作的可靠性。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种光电集成低压连接器，包括插座，所述插座连接有相同的四组IGBT驱动板低压信号连接线组。

每组IGBT驱动板低压信号连接线组包括2根单芯塑料光纤和2根屏蔽电缆，其中，2根单芯塑料光纤一端与插座连接、另一端分别安装光纤插头，2根屏蔽电缆一端与插座连接、另一端共同连接一电源连接器；2根单芯塑料光纤和2根屏蔽电缆分别通过合束热缩套管合束在一起后再通过尼龙护套合束在一起，所述尼龙护套端部设有锦丝绳；每根单芯塑料光纤另一端和每根屏蔽电缆另一端均套有标记热缩套管。

最后，四组IGBT驱动板低压信号连接线组再通过标签热缩套管合束在一起。

该类型光电集成低压连接器适用于动力集中动车组牵引四象限和牵引逆变+斩波统型用的功率模块，主要功能是传输驱动供电电源和驱动脉冲信号给功率模块，同时也将功率模块反馈信号反馈给控制单元。

光电集成低压连接器需要传输的信号有驱动的供电电源和驱动脉冲控制信号，如图1所示，对于组成牵引四象限和牵引逆变+斩波电路的8个IGBT来说，每块驱动板必须有独立的供电电源和驱动控制信号，因此采用光电集成低压连接器来实现信号的多路分配。

如图2所示，为了简化控制系统的布线，更好的节省安装空间，需固定线束走形，因而设计了此光电集成低压连接器。按照功率模块中实际走线路径，在布线板上规定好线束的折弯点和长度。根据信号定义将每组IGBT驱动板低压信号连接线组分成两束，每束包含一个光纤驱动信号插头、一个光纤反馈信号插头、一个电源连接器；其中光纤驱动信号插头用来传输控制单元提供给驱动板的脉冲输入信号，光纤反馈信号插头用来传输IGBT真实状态反馈给控制单元，电源连接器用来为驱动板提供低压+15V电源信号。这样一个光电集成低压连接器可以给四个IGBT的四块驱动板提供低压信号。热缩套管用热风枪热缩使线束成形，其中热缩套管耐压为10.2kV。这样可以使线束按照功率模块的结构要求任意成形，更好的节省空间。

本实用新型从功率模块实际应用出发，解决以下几方面的问题：

1、采用光电集成连接器分配信号，光电信号集成在一起，减少电缆数量，节省空间，简化布局。

2、采用整体性较好插头插座的连接方式，解决安装维护不便的问题。

3、采用光电集成连接器分配信号，防止信号线插反插错。

光电集成低压连接器的设计及应用具有以下有益效果：

1、采用光电集成连接器分配信号，减少电缆数量，简化线路布局，节省空间。

2、采用整体性较好插头插座的连接方式，便于安装、维修及更换，降低维修成本。

3、采用了具有定位键的插头，具有较好的防插错功能。

附图说明

图1 表示牵引变流系统功率模块主电路原理图。

图2 表示光电集成低压连接器结构示意图。