一种高压脉冲电源串口光电转换机箱的制作方法
【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串口光电转换机箱。
【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。串口光电转换机箱是用于总控与各个电源模块进行通讯，检测各个电源模块的实时状态。目前，国内外都没有采用该方案的监控模式。采用串口光电转换机箱可以实现各个模块的实时状态监控，同时，由于采用光纤传输信息，该机箱可以远离实验现场，很好地避免了现场强电磁干扰的问题。
【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串口光电转换机箱。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种高压脉冲电源串口光电转换机箱，包括有机箱底板、光收发板和串口转接板，在所述的机箱底板上装载有十六个插接件一 JPl?JP16和十六个插接件二 JPBl?JPB16，将十六个插接件一 JPl?JP16和十六个插接件二 JPBl?JPB16的相同的引脚通过PCB布线进行连接；所述的光收发板上装载有五个相同的光收发模块和一个插接件三JP2_1，所述的光收发模块包括有光接收芯片G1、非门芯片N1A、光驱动芯片Ul和光发送芯片G2，光接收芯片Gl接收光信号，并将光信号转换成电信号，光接收芯片Gl的2号引脚与+5V电源相连，光接收芯片Gl的3号和7号引脚与电源地GND相连，光接收芯片Gl的6号引脚通过电阻R2与+5V电源相连，同时6号引脚与非门芯片NlA的I号引脚相连，经过非门芯片UlA反向后，非门芯片NlA的2号引脚与光驱动芯片Ul的2号引脚相连，用于控制驱动芯片的输出3号引脚，3号引脚通过电阻R3和二极管Dl与+5V电源相连，五个光收发模块中的光驱动芯片Ul的3号引脚分别与插接件三JP2_1的14、16、10、12、8号引脚相连，五个光收发模块中的光驱动芯片Ul的7号引脚分别与插接件三JP2_1的13、15、9、11、7号引脚相连，分别用于控制光驱动芯片Ul芯片的5号引脚，5号引脚通过电阻R4与+5V电源相连，同时与光发送芯片G2的2、6、7引脚相连，光发送芯片G2的3号引脚与电源地相连，插接件三JP2_1插入十六个插接件一 JPl?JP16中的任意一个；所述的串口转接板包括有五个相同的电平转换电路、五个相同的串口插接件JPB3_2?JPB3_6和一个插接件四JP3_1，所述的电平转换电路包括有芯片U3_l，芯片U3_l的I号和4号引脚通过电容C3_l相连，4号和5号引脚通过电容C3_3相连，2号和6号引脚分别通过电容C3_4和C3_5与电源地相连，16号引脚与+5V电源相连，同时通过电容C3_2与电源地相连，15号引脚直接与电源地相连，五个电平转换电路中的芯片U3_l的7号和8号引脚分别与五个串口插接件JPB3_2?JPB3_6的2号和3号引脚相连；五个电平转换电路中的芯片U3_l的9号引脚分别与接插件四JP3_1的8号、10号、12号、14号、16号引脚相连，五个电平转换电路中的芯片U3_l的10号引脚分别与接插件四JP3_1的7号、9号、11号、13号、15号引脚相连，插接件四JP3_1插入十六个插接件二 JPBl?JPB16中的任意一个。
[0005]所述的十六个插接件一 JPl?JP16的型号均为0UPIN9001-36321 ;十六个插接件二 JPBl?JPB16的型号均为0UPIN9001-35321 ;所述的光接收芯片Gl的型号为HFBR2412 ；所述的光发送芯片的型号为HFBR1414 ;非门芯片NlA的型号为74HC14M。
[0006]所述的驱动芯片Ul的型号为SN75451 ;所述的芯片U3_l的型号为MX232。
[0007]光收发板的光发送芯片和接收芯片通过光纤与电源模块相连，将光信号引入串口光电转换机箱，并转换成电信号，然后经过底板与串口转接板相连，最后通过串口电缆与串口服务器相连，最终进入控制计算机。
[0008]本发明的优点是:本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，对于运行于脉冲状态的高压电源，采用本发明的串口光电转换机箱可以远离电源现场，避免电磁干扰，使该控制箱安全可靠运行。
【附图说明】
[0009]图1为本发明插接件一 JPl的结构图。
[0010]图2为本发明插接件JPBl的结构图。
[0011]图3为光收发模块电路图。
[0012]图4为插接件三JP2_2的结构图。
[0013]图5为本发明电平转换电路图。
[0014]图6为插接件四JP_1结构图。
[0015]图7为串口插接件JPB3_2结构图。
【具体实施方式】
[0016]如图1、2、3、4、5、6、7所示，一种高压脉冲电源串口光电转换机箱，包括有机箱底板、光收发板和串口转接板，在所述的机箱底板上装载有十六个插接件一 JPl?JP16和十六个插接件二 JPBl?JPB16，将十六个插接件一 JPl?JP16和十六个插接件二 JPBl?JPB16的相同的引脚通过PCB布线进行连接；所述的光收发板上装载有五个相同的光收发模块和一个插接件三JP2_1，所述的光收发模块包括有光接收芯片G1、非门芯片N1A、光驱动芯片Ul和光发送芯片G2，光接收芯片Gl接收光信号，并将光信号转换成电信号，光接收芯片Gl的2号引脚与+5V电源相连，光接收芯片Gl的3号和7号引脚与电源地GND相连，光接收芯片Gl的6号引脚通过电阻R2与+5V电源相连，同时6号引脚与非门芯片NlA的I号引脚相连，经过非门芯片UlA反向后，非门芯片NlA的2号引脚与光驱动芯片Ul的2号引脚相连，用于控制驱动芯片的输出3号引脚，3号引脚通过电阻R3和二极管Dl与+5V电源相连，五个光收发模块中的光驱动芯片Ul的3号引脚分别与插接件三JP2_1的14、16、10、
12、8号引脚相连，五个光收发模块中的光驱动芯片Ul的7号引脚分别与插接件三JP2_1的
13、15、9、11、7号引脚相连，分别用于控制光驱动芯片Ul芯片的5号引脚，5号引脚通过电阻R4与+5V电源相连，同时与光发送芯片G2的2、6、7引脚相连，光发送芯片G2的3号引脚与电源地相连，插接件三JP2_1插入十六个插接件一 JPl?JP16中的任意一个；所述的串口转接板包括有五个相同的电平转换电路、五个相同的串口插接件JPB3_2?JPB3_6和一个插接件四JP3_1，所述的电平转换电路包括有芯片U3_l，芯片U3_l的I号和4号引脚通过电容C3_l相连，4号和5号引脚通过电容C3_3相连，2号和6号引脚分别通过电容C3_4和C3_5与电源地相连，16号引脚与+5V电源相连，同时通过电容C3_2与电源地相连，15号引脚直接与电源地相连，五个电平转换电路中的芯片U3_l的7号和8号引脚分别与五个串口插接件JPB3_2?JPB3_6的2号和3号引脚相连；五个电平转换电路中的芯片U3_l的9号引脚分别与接插件四JP3_1的8号、10号、12号、14号、16号引脚相连，五个电平转换电路中的芯片U3_l的10号引脚分别与接插件四JP3_1的7号、9号、11号、13号、15号引脚相连，插接件四JP3_1插入十六个插接件二 JPBl?JPB16中的任意一个。
[0017]所述的十六个插接件一 JPl?JP16的型号均为0UPIN9001-36321 ;十六个插接件二 JPBl?JPB16的型号均为0UPIN9001-35321 ;所述的光接收芯片Gl的型号为HFBR2412 ；所述的光发送芯片的型号为HFBR1414 ;非门芯片NlA的型号为74HC14M。
[0018]所述的驱动芯片Ul的型号为SN75451 ;所述的芯片U3_l的型号为MX232。
【主权项】
1.一种高压脉冲电源串口光电转换机箱，其特征在于:包括有机箱底板、光收发板和串口转接板，在所述的机箱底板上装载有十六个插接件一 JPl?JP16和十六个插接件二JPBl?JPB16，将十六个插接件一 JPl?JP16和十六个插接件二 JPBl?JPB16的相同的引脚通过PCB布线进行连接；所述的光收发板上装载有五个相同的光收发模块和一个插接件三JP2_1，所述的光收发模块包括有光接收芯片G1、非门芯片N1A、光驱动芯片Ul和光发送芯片G2，光接收芯片Gl接收光信号，并将光信号转换成电信号，光接收芯片Gl的2号引脚与+5V电源相连，光接收芯片Gl的3号和7号引脚与电源地GND相连，光接收芯片Gl的6号引脚通过电阻R2与+5V电源相连，同时6号引脚与非门芯片NlA的I号引脚相连，经过非门芯片UlA反向后，非门芯片NlA的2号引脚与光驱动芯片Ul的2号引脚相连，用于控制驱动芯片的输出3号引脚，3号引脚通过电阻R3和二极管Dl与+5V电源相连，五个光收发模块中的光驱动芯片Ul的3号引脚分别与插接件三JP2_1的14、16、10、12、8号引脚相连，五个光收发模块中的光驱动芯片Ul的7号引脚分别与插接件三JP2_1的13、15、9、11、7号引脚相连，分别用于控制光驱动芯片Ul芯片的5号引脚，5号引脚通过电阻R4与+5V电源相连，同时与光发送芯片G2的2、6、7引脚相连，光发送芯片G2的3号引脚与电源地相连，插接件三JP2_1插入十六个插接件一 JPl?JP16中的任意一个；所述的串口转接板包括有五个相同的电平转换电路、五个相同的串口插接件JPB3_2?JPB3_6和一个插接件四JP3_1，所述的电平转换电路包括有芯片U3_l，芯片U3_l的I号和4号引脚通过电容C3_l相连，4号和5号引脚通过电容C3_3相连，2号和6号引脚分别通过电容C3_4和C3_5与电源地相连，16号引脚与+5V电源相连，同时通过电容C3_2与电源地相连，15号引脚直接与电源地相连，五个电平转换电路中的芯片U3_l的7号和8号引脚分别与五个串口插接件JPB3_2?JPB3_6的2号和3号引脚相连；五个电平转换电路中的芯片U3_l的9号引脚分别与接插件四JP3_1的8号、10号、12号、14号、16号引脚相连，五个电平转换电路中的芯片U3_l的10号引脚分别与接插件四JP3_1的7号、9号、11号、13号、15号引脚相连，插接件四JP3_1插入十六个插接件二 JPBl?JPB16中的任意一个。2.根据权利要求1所述的一种高压脉冲电源串口光电转换机箱，其特征在于:所述的十六个插接件一 JPl?JP16的型号均为0UPIN9001-36321 ;十六个插接件二 JPBl?JPB16的型号均为0UPIN9001-36321 ;所述的光接收芯片Gl的型号为HFBR2412 ;所述的光发送芯片的型号为HFBR1414 ;非门芯片NlA的型号为74HC14M。3.根据权利要求1所述的一种高压脉冲电源串口光电转换机箱，其特征在于:所述的驱动芯片Ul的型号为SN75451 ;所述的芯片U3_l的型号为MX232。
【专利摘要】本发明公开了一种高压脉冲电源串口光电转换机箱，包括有机箱底板、光收发板和串口转接板，在所述的机箱底板上装载有十六个插接件一JP1～JP16和十六个插接件二JPB1～JPB16；所述的光收发板上装载有五个相同的光收发模块和一个插接件三JP2_1；所述的串口转接板包括有五个相同的电平转换电路、五个相同的串口插接件JPB3_2～JPB3_6和一个插接件四JP3_1。本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，对于运行于脉冲状态的高压电源，采用本发明的串口光电转换机箱可以远离电源现场，避免电磁干扰，使该控制箱安全可靠运行。
【IPC分类】H04B10/25
【公开号】CN104993869
【申请号】CN201510336936
【发明人】潘圣民, 傅鹏, 杨雷, 李云娜, 何宝灿, 冯虎林, 王邓辉, 吴友国, 黄懿赟
【申请人】中国科学院等离子体物理研究所
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月17日