一种核电站模拟量信号隔离分配装置制造方法

一种核电站模拟量信号隔离分配装置制造方法
【专利摘要】一种核电站模拟量信号隔离分配装置，涉及电信号处理【技术领域】，所解决的是提高信号传输距离及抗电磁干扰能力的技术问题。该装置包括信号转换单元、运算放大器、场效应管、电源模块，及多个隔离变压器；模拟量信号通过信号转换单元、运算放大器、场效应管后依次串接各个隔离变压器的原边绕组到电源模块的输出端，各隔离变压器的副边绕组各接一信号分配回路，每条信号分配回路中均接有输出侧滤波电感及输出测滤波电容，每一信号分配回路的输出侧正负端构成一个分路信号输出端口，并且各信号分配回路成并联关系。本实用新型提供的装置，特别适用于处理核电站模拟量信号。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电信号处理技术，特别是涉及一种核电站模拟量信号隔离分配装 置的技术。 -种核电站模拟量信号隔离分配装置

【背景技术】
[0002] 在各类电站中，经常需要将单路模拟量信号输出到多个相关设备，传统的模拟量 信号处理方式是将模拟量信号进行电磁隔离并分多路输出。
[0003] 现有模拟量信号隔离分配装置的电源输出单元与信号隔离输入单元是并联设置 的，信号容易衰减，具有信号传输距离短及抗电磁干扰能力差的缺点。


【发明内容】

[0004] 针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种信 号传输距离远，且抗电磁干扰能力强的核电站模拟量信号隔离分配装置。
[0005] 为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种核电站模拟量信号隔离分配 装置，其特征在于：包括信号转换单元、运算放大器、场效应管、电源模块，及多个隔离变压 器；
[0006] 所述信号转换单元包括前级滤波回路，后级第一滤波回路、后级第二滤波回路；
[0007] 所述前级滤波回路的输入端接到模拟量信号源，且在前级滤波回路的输入端接有 信号侧保险丝，前级滤波回路的输出端接有信号侧瞬态抑制二极管；
[0008] 所述后级第一滤波回路的输入端接到前级滤波回路的输出端，后级第一滤波回路 的输出端正极分别接到场效应管的栅极、漏极，后级第一滤波回路的输出端负极接地；
[0009] 所述后级第二滤波回路的输入端经一转换电阻接到前级滤波回路的输出端，后级 第二滤波回路的输出端正极接到运算放大器的正相输入端，后级第二滤波回路的输出端负 极接地；
[0010] 所述运算放大器的输出端分别接到场效应管的栅极、漏极，场效应管的漏极经一 滑动变阻器接到自身的源极，场效应管的源极依次串接各个隔离变压器的原边绕组到电源 模块的输出端，每个隔离变压器均在原边绕组两端之间接有一稳压二极管，且每个隔离变 压器均在原边绕组两端各接有一输入侧滤波电感；
[0011] 各隔离变压器的副边绕组各接一信号分配回路，每条信号分配回路中均接有输出 侧滤波电感及输出测滤波电容，每一信号分配回路的输出侧正负端构成一个分路信号输出 端口。
[0012] 进一步的，所述电源模块包括整流桥、电源变压器；
[0013] 所述整流桥的输入端经一电源侧保险丝接到外部电源，整流桥的输出端经一电源 侧原边滤波回路接到电源变压器的原边绕组，且在整流桥的输出端接有一电源侧瞬态抑制 二极管，电源变压器的副边绕组接一电源侧副边滤波回路，该电源侧副边滤波回路的输出 端构成电源模块的输出端。
[0014] 本实用新型提供的核电站模拟量信号隔离分配装置，各个隔离变压器的原边形成 信号隔离输入部分，电源模块与各个隔离变压器的原边串联，使得隔离输入侧的信号不容 易衰减，其信号传输距离相对较远，抗电磁干扰能力也较强。

【专利附图】

【附图说明】
[0015] 图1是本实用新型实施例的核电站模拟量信号隔离分配装置的电路图。

【具体实施方式】
[0016] 以下结合【专利附图】

【附图说明】对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用 于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型 的保护范围。
[0017] 如图1所示，本实用新型实施例所提供的一种核电站模拟量信号隔离分配装置， 其特征在于：包括信号转换单元、运算放大器N1、场效应管V13、电源模块U1，及四个隔离变 压器 T1、T2、T3、T4 ;
[0018] 所述信号转换单元包括前级滤波回路，后级第一滤波回路、后级第二滤波回路，其 中的后级第一滤波回路用于电流输出，后级第二滤波回路用于电压输出；
[0019] 所述前级滤波回路由四个滤波电容Cl、C2、C3、C4及两个滤波电阻Rl、R2组成，前 级滤波回路的输入端Sin+、Sin-接到模拟量信号源，且在前级滤波回路的输入端接有过电 流信号侧保险丝FI、F2,前级滤波回路的输出端接有过电压信号侧瞬态抑制二极管VI，前 级滤波回路的输出端设有电流监测端口 XI及电压监测端口 X2 ;
[0020] 所述后级第一滤波回路由四个滤波电容C5、C6、C7、C8及两个滤波电阻R4、R5 组成，后级第一滤波回路的输入端接到前级滤波回路的输出端，后级第一滤波回路的输出 端正极I_〇UT+分别接到场效应管V13的栅极、漏极，后级第一滤波回路的输出端负极1_ OUT-接地；
[0021] 所述后级第二滤波回路由四个滤波电容C9、CIO、Cll、C12及两个滤波电阻R6、R7 组成，后级第二滤波回路的输入端经一转换电阻R3接到前级滤波回路的输出端，后级第二 滤波回路的输出端正极V_0UT+接到运算放大器N1的正相输入端，后级第二滤波回路的输 出端负极V_0UT-接地，运算放大器N1输出端经一反馈二极管V12接到自身的反相输入端；
[0022] 所述运算放大器N1的输出端分别接到场效应管V13的栅极、漏极，场效应管V13 的漏极经一滑动变阻器R11接到自身的源极，场效应管V13的源极依次串接各个隔离变压 器的原边绕组到电源模块的输出端；
[0023] 隔离变压器T1在原边绕组两端之间接有一稳压二极管V8,且隔离变压器T1在原 边绕组两端各接有一输入侧滤波电感（L2、L4)，隔离变压器T1的副边绕组接一信号分配回 路，该信号分配回路中接有输出侧滤波电感L 3及输出侧滤波电容C 2 0，该信号分配回路的 输出侧正负端Soutl+、Soutl-构成第一个分路信号输出端口；
[0024] 隔离变压器T2在原边绕组两端之间接有一稳压二极管V9,且隔离变压器T2在原 边绕组两端各接有一输入侧滤波电感（L5、L7)，隔离变压器T2的副边绕组接一信号分配回 路，该信号分配回路中接有输出侧滤波电感L6及输出侧滤波电容C21，该信号分配回路的 输出侧正负端Sout2+、Sout2-构成第二个分路信号输出端口；
[0025] 隔离变压器T3在原边绕组两端之间接有一稳压二极管V10,且隔离变压器T3在原 边绕组两端各接有一输入侧滤波电感（L8、L10)，隔离变压器Τ3的副边绕组接一信号分配 回路，该信号分配回路中接有输出侧滤波电感L9及输出侧滤波电容C22，该信号分配回路 的输出侧正负端Sout3+、Sout3-构成第三个分路信号输出端口；
[0026] 隔离变压器T4在原边绕组两端之间接有一稳压二极管VII，且隔离变压器T4在原 边绕组两端各接有一输入侧滤波电感（L11、L13)，隔离变压器T4的副边绕组接一信号分配 回路，该信号分配回路中接有输出侧滤波电感L12及输出侧滤波电容C23,该信号分配回路 的输出侧正负端Sout4+、Sout4-构成第四个分路信号输出端口。
[0027] 本实用新型实施例中，所述电源模块包括整流桥、电源变压器T5 ;
[0028] 所述整流桥由四个整流二极管V3、V4、V5、V6构成，整流桥的输入端经一电源侧保 险丝F3接到24V外部电源，整流桥的输出端经由滤波电阻R9、滤波电容C14组成的电源侧 原边滤波回路接到电源变压器T5的原边绕组，且在整流桥的输出端接有一电源侧瞬态抑 制二极管V7,电源变压器T5的副边绕组接一电源侧副边滤波回路，该电源侧副边滤波回路 由一个滤波电阻R10及两个滤波电容C18、C19组成，电源侧副边滤波回路的输出端构成电 源模块的输出端，电源侧保险丝F3起到过压和过流保护作用。
[0029] 本实用新型其它实施例中，所述隔离变压器的数量也可以是二个、三个或四个以 上，所述信号转换单元及电源模块中的各个滤波回路都可以采用现有的能实现相同功能的 其它滤波回路替代，所述电源模块中的整流桥也可以采用现有的能实现相同功能的其它整 流回路替代。
[0030] 本实用新型实施例用于将核电站的单路模拟量输入信号转换为多路模拟量输出 信号，其工作原理如下：
[0031] 核电站的单路模拟量输入信号通过信号转换单元输入到各个隔离变压器的原边， 由各个隔离变压器实现电磁隔离，从而剔除掉输入信号中因干扰而产生的杂波，使信号恢 复到理想状态，各个隔离变压器副边的再生信号分别通过四条信号分配回路输出，四条信 号分配回路相互独立，其中的任意一路出现短路或断路故障时，不影响其他三路的正常运 行；
[0032] 各个隔离变压器原边侧的稳压二极管V8-V11对输入到各个隔离变压器的信号起 到过压保护作用，各个隔离变压器原边侧的输入侧滤波电感L2、L4、L5、L7、L8、L10、L11、L13 对高频电流杂波起到抑制作用；
[0033] 信号转换单元中时，通过两个信号侧保险丝FI、F2对模拟量输入信号实现过流保 护，通过信号侧瞬态抑制二极管VI对模拟量输入信号实现过压保护，模拟量输入信号先由 前级滤波回路进行前级滤波，再由后级第一、第二滤波回路分别进行后级滤波后输出，前级 滤波回路中的四个滤波电容C1、C2、C3、C4及后级第一、第二滤波回路中的滤波电容C5-C12 分别起到抑制共模和差模干扰的作用，转换电阻R3及运算放大器N1用于将电流信号转换 为电压信号，滑动变阻器Rl 1用于微调电流、电压值，起到补偿和纠正作用，场效应管V13用 于驱动各个隔离变压器；
[〇〇34] 本实用新型实施例具有高隔离电压、多输出通道、高精度信号、快速响应，抗干扰 能力强的特点，隔离电压达到4KV AC，并且电源和信号输入/输出、信号输入和信号输出隔 离，多信号输出通道之间隔离，一个通道输入四个通道输出、模拟量信号精度< ±2%。，可应 用于核电站仪表控制系统中，放置在安全壳外和缓环境中。
【权利要求】
1. 一种核电站模拟量信号隔离分配装置，其特征在于：包括信号转换单元、运算放大 器、场效应管、电源模块，及多个隔离变压器； 所述信号转换单元包括前级滤波回路，后级第一滤波回路、后级第二滤波回路； 所述前级滤波回路的输入端接到模拟量信号源，且在前级滤波回路的输入端接有信号 侧保险丝，前级滤波回路的输出端接有信号侧瞬态抑制二极管； 所述后级第一滤波回路的输入端接到前级滤波回路的输出端，后级第一滤波回路的输 出端正极分别接到场效应管的栅极、漏极，后级第一滤波回路的输出端负极接地； 所述后级第二滤波回路的输入端经一转换电阻接到前级滤波回路的输出端，后级第二 滤波回路的输出端正极接到运算放大器的正相输入端，后级第二滤波回路的输出端负极接 地； 所述运算放大器的输出端分别接到场效应管的栅极、漏极，场效应管的漏极经一滑动 变阻器接到自身的源极，场效应管的源极依次串接各个隔离变压器的原边绕组到电源模块 的输出端，每个隔离变压器均在原边绕组两端之间接有一稳压二极管，且每个隔离变压器 均在原边绕组两端各接有一输入侧滤波电感； 各隔离变压器的副边绕组各接一信号分配回路，每条信号分配回路中均接有输出侧 滤波电感及输出测滤波电容，每一信号分配回路的输出侧正负端构成一个分路信号输出端 □。
2. 根据权利要求1所述的核电站模拟量信号隔离分配装置，其特征在于：所述电源模 块包括整流桥、电源变压器； 所述整流桥的输入端经一电源侧保险丝接到外部电源，整流桥的输出端经一电源侧原 边滤波回路接到电源变压器的原边绕组，且在整流桥的输出端接有一电源侧瞬态抑制二极 管，电源变压器的副边绕组接一电源侧副边滤波回路，该电源侧副边滤波回路的输出端构 成电源模块的输出端。
【文档编号】H03K19/094GK203851129SQ201420247022
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】朱铭煜, 查章其, 王佳承, 傅晓光 申请人:国核自仪系统工程有限公司