一种高压脉冲电源综合保护机箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制器技术领域，尤其涉及一种高压脉冲电源综合保护机箱。
【背景技术】
[0002]80Kv/70A高压脉冲电源，是国家大科学工程EAST中性束注入系统的重要组成部分。综合保护机箱该电源的灵魂，是决定该电源能否可靠运行的关键。目前，国内还没有类似大功率的高压脉冲电源，而且，小功率的脉冲电源都采用微处理器控制。但是，微处理器在高电磁强干扰下工作稳定性低，因此，对于该高压脉冲电源需要研制特殊的综合保护控制机箱。
【发明内容】
[0003]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高压脉冲电源综合保护机箱。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种高压脉冲电源综合保护机箱，包括有机箱底板、光发送板、故障信号接收板和手动复位板，在所述的机箱底板上装载有五个接插件JP1、JP2、JP3、JP4和JP5，接插件JPl的SENDl脚连接电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端连接接插件JPl的NEXTl脚，接插件JPl的NEXTl脚还连接双针跳线JP6的I脚，双针跳线JP6的2脚连接插接件JP2的SEND2脚，接插件JP2的SEND2脚连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接接插件JP2的NEXT2脚，接插件JP2的NEXT2脚还连接双针跳线JP7的I脚，双针跳线JP7的2脚连接插接件JP3的SEND3脚，接插件JP3的SEND3脚连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接接插件JP3的NEXT3脚，接插件JP3的NEXT3脚还连接双针跳线JP8的I脚，双针跳线JP8的2脚连接插接件JP4的SEND4脚；所述的光发送板上装载有插接件JPll和光发送电路，插接件JPll插入接插件JP1、JP2、JP3、JP4中任意一个插接件中，所述的光发送电路包括有非门芯片U11A、非门芯片Ul 1B、四个光驱动芯片U11、U12、U13、U14以及分别与四个光驱动芯片相对应的四个光发送芯片Gll、G12、G13、G14，所述的非门芯片UllA的输入引脚通过电阻Rll与插接件JPll的SENDO脚连接，非门芯片UllA的输出引脚与非门芯片UllB的输入引脚连接，非门芯片UllB的输出引脚分别与光驱动芯片UlU U12、U13、U14的2号及7号引脚相连，用于控制光驱动芯片的输出引脚3号和5号引脚，光驱动芯片Ull的3号引脚与光发送芯片Gll的2、6、7号引脚相连，光驱动芯片Ull的5号引脚与发光二极管DBll的阳极相连；光驱动芯片U12的3号引脚与光发送芯片G12的2、6、7号引脚相连，光驱动芯片U12的5号引脚与发光二极管DB12的阳极相连；光驱动芯片U13的3号引脚与光发送芯片G13的2、6、7号引脚相连，光驱动芯片U13的5号引脚与发光二极管DB13的阳极相连；光驱动芯片U14的3号引脚与光发送芯片G14的2、6、7号引脚相连，光发送芯片G11、G12、G13、G14的3号引脚接地；光驱动芯片U14的5号引脚与发光二极管DB14的阳极相连；发光二极管DB11、DB12、DB13、DB14的阴极接地，光驱动芯片UlU U12、U13、U14的8号引脚与电源的+5V相连，4号引脚与电源的地相连，光驱动芯片Ull的I号及6号引脚经过电阻R12与电源的+5V相连，光驱动芯片U12的I号及6号引脚经过电阻R13与电源的+5V相连，光驱动芯片U13的I号及6号引脚经过电阻R14与电源的+5V相连，光驱动芯片U14的I号及6号引脚经过电阻R15与电源的+5V相连；光驱动芯片Ull的3号和5号引脚分别通过电阻R16和电阻R17接电源的+5V端，光驱动芯片U12的3号和5号引脚分别通过电阻R18和电阻R19接电源的+5V端，光驱动芯片U13的3号和5号引脚分别通过电阻RllO和电阻Rlll接电源的+5V端，光驱动芯片U14的3号和5号引脚分别通过电阻Rl 12和电阻Rl 13接电源的+5V端；在所述的故障信号接收板上装载有插接件JP35、四个相同的接收锁存电路和一个复位电路，所述的插接件JP35插入插接件JP1、JP2、JP3、JP4中任意一个插接件中，第一个接收锁存电路包括有光接收芯片G31、非门芯片U31A、跳线JP31、非门芯片U31B、非门芯片U31C和D触发器U35，光接收芯片G31用接收状态信号，并将光信号转换成电信号，经过非门芯片U31A反向后与非门芯片U31B的输入引脚及跳线JP31的3号插针相连，非门芯片U31B的输出引脚与跳线JP31的I号插针相连，跳线JP31的2号插针与非门芯片U31C的输入引脚相连，通过JP31跳线端的选择，可以设置光接收芯片G31为有光正常或无光正常状态，非门芯片U31C的输出引脚与D触发器U35的3号引脚相连，当接收到故障信号时立即发出锁存信号，使U35的6号引脚跳转为高电平状态。稳压二极管DB31的阳极与D触发器U35的6号引脚相连，所述的复位电路包括有稳压二极管D31、电容C39、电阻R40和非门芯片U35A，插接件JP35的FW引脚通过电阻R39分别与稳压二极管D31的阴极、电容C39、电阻R40及非门芯片U35A的输入引脚相连，稳压二极管D31的阳极、电容C39的另一端及电阻R39的另一端直接与地相连，非门芯片U35A的输出引脚同时与四个接收锁存电路中的D触发器U35、U36、U37、U38的I号引脚相连，作为D触发器的复位信号，插接件JP35的NEXT引脚分别连接四个接收锁存电路中的D触发器U35、U36、U37、U38的6号引脚；所述的手动复位板上装载有手动复位电路和插接件JP41，所述的插接件JP41插入所述的插接件JP5中，手动复位电路包括有电阻R41、电阻R42，、发光二极管DB41和复位开关Keyl，电阻R41 —端与+5V相连，电阻R41的另一端同时连接地和复位开关Keyl的I端，复位开关Keyl的2端同时与电阻R42的一端和插接件JP41的I号插针相连，而电阻R42的另一端分别与地和发光二极管DB41的阴极相连，发光二极管DB41的阳极与接插件JP41的28号插针相连。二极管DB31、DB32、DB33、DB34的阴极连接为一路信号作为该接收板的综合故障锁存信号，最后该信号与JP35的10号插针相连。二极管DB31、DB32、DB33、DB34是作为或门功能使用的，当任一个二极管的阳极为高电平时，则输出为高电平状态。
[0005]所述的四个相同的接收锁存电路中的光接收芯片的型号均为HFBR2412;所述的光发送芯片G11、G12、G13、G14的型号均为HFBR1414 ;所述的D触发器U35、U36、U37、U38的型号均为74LS74 ;所述的光发送板和故障信号接收板上的非门芯片的型号均为74HC14M ;所述的光驱动芯片U11、U12、U13、U14的型号均为SN75451BD。
[0006]JPl, JP2，JP3和JP4用于连接光发送板和故障信号接收板，给它们提供电源及信号，四个接插件针脚定义相同；JP5用于连接手动复位板，给复位板提供电源及接收手动复位信号，并通过LED显示。JP6，JP7，JP8为双针跳线，通过跳线帽实现连接或端口。通过JP6，JP7，JP8三个跳线可以实现光接收板和光发送板的多种组合模式。如JP6跳线为连接状态，JP7断开状态，JP8为连接状态，则可实现JPl，JP2为接收发送组实现一组封锁保护组合，且JP3，JP4实现一组封锁保护组合；如果JP6，JP7，JP8都为连接状态，则可以实现3块光接收板和I块光发送板的组合，或则2块光接收板或2块光发送板的组合，或者I块光接收板和3块光发送板的组合。R1，R2，R3电阻为跳线2端的过渡电阻，以免2端出现故障短路。
[0007]所述的插接件JP1-JP5的型号为9001-36321 ;所述的插接件JPl1、JP35、JP41的型号为9001-35321 ;所述的插接件JP6-JP8的型号为KF128-2P。
[0008]本发明的工作原理为:当故障信号接收板接收到故障信号后，经过逻辑运算，然后通过光发送板发出封锁信号给各个子系统，并保持该封锁光信号。当各个系统解除故障并能够再次上电时，通过手动复位板解除封锁信号。
[0009]本发明的优点是:本发明发明不但简化了控制板，同时也增加了控制板的可靠性和抗电磁干扰性能，对于连续运行的高压脉冲电源系统，他控制结构复杂，保护逻辑较多，可以通过组合控制板来实现复杂的逻辑保护控制，克服了强电磁干扰，实现了高压脉冲电源的可靠运行，已经实现80kV/70A输出，并成功参加EAST装置实验。
【附图说明】
[0010]图1为本发明机箱底板结构图。
[0011]图2为本发明光发送板电路图。
[0012]图3为故障信号接收板电路图。
[0013]图4为本发明手动复位板电路图。
【具体实施方式】
[0014]如图1、2、3、4所示，一种高压脉冲电源综合保护机箱，包括有机箱底板、光发送板、故障信号接收板和手动复位板，在所述的机箱底板上装载有五个接插件JP1、JP2、JP3、JP4和JP5，接插件JPl的SENDl脚连接电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端连接接插件JPl的NEXTl脚，接插件JPl的NEXTl脚还连接双针跳线JP6的I脚，双针跳线JP6的2脚连接插接件JP2的SEND2脚，接插件JP2的SEND2脚连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接接插件JP2的NEXT2脚，接插件JP2的NEXT2脚还连接双针跳线JP7的I脚，双针跳线JP7的2脚连接插接件JP3的SEND3脚，接插件JP3的SEND3脚连接电阻R3的一端，电阻R3的另一端连接接插件JP3的NEXT3脚，接插件JP3的NEXT3脚还连接双针跳线JP8的I脚，双针跳线JP8的2脚连接插接件JP4的SEND4脚；所述的光发送板上装载有插接件JPll和光发送电路，插接件JPll插入接插件JP1、JP2、JP3、JP4中任意一个插接件中，所述的光发送电路包括有非门芯片Ul 1A、非门芯片Ul 1B、四个光驱动芯片Ul 1、U12、U13、U14以及分别与四个光驱动芯片相对应的四个光发送芯片G11、G12、G13、G14，所述的非门芯片UllA的输入引脚通过电阻Rll与插接件JPll的SENDO脚连接，非门芯片UllA的输出引脚与非门芯片UllB的输入引脚连接，非门芯片UllB的输出引脚分别与光驱动芯片仍1、仍2、仍3、仍4的2号及7号引脚相连，用于控制光驱动芯片的输出引脚3号和5号引脚，光驱动芯片Ull的3号引脚与光发送芯片Gll的2、6、7号引脚相连，光驱动芯片Ull的5号引脚与发光二极管DBll的阳极相连；光驱动芯片U12的3号引脚与光发送芯片G12的2、6、7号引脚相连，光驱动芯片U12的5号引脚与发光二极管DB12的阳极相连；光驱动芯片U13的3号引脚与光发送芯片G13的2、6、7号引脚相连，光驱动芯片U13的5号引脚与发光二极管DB13的阳极相连；光驱动芯片U14的3号引脚与光发送芯片G14的2、6、7号引脚相连，光发送芯片G11、G12、G13、G14的3