一种抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路的制作方法

本技术属于光管驱动，涉及一种抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路。

背景技术：

1、光纤通信由于抗电磁干扰能力强、通信容量大、传输速率快及无电磁辐射等诸多优点被广泛应用于军工、通信、电力和工业控制领域。在电力电子领域中，中低速光管常被用来进行设备间通信和功率模块驱动信号传输，要求设备抗干扰能力强、高可靠性及长期稳定运行，在大型直流输电工程中，部分装置需要配备冗余，以实现不断电更换板卡，因此，对装置的emc(electro magnetic compatibility，电磁兼容性)性能要求极高。

2、光电管是基于外光电效应的基本光电转换器件，作为光纤通信中主要器件之一，其抗电磁干扰问题一直是研究重点。中国公开专利cn218675390u，公开了一种光模块电磁屏蔽结构，包括主体机构、电磁屏蔽机构和防护机构，通过屏蔽结构来实现电磁屏蔽，提高光电管的抗电磁干扰能力。此外，中国公开专利cn207677740u，公开了一种光网络传输抗干扰电路，包括光功率幅度调整电路、滤波电路、光功率幅度保持电路，光功率幅度调整电路连接滤波电路，滤波电路连接光功率幅度保持电路，有效解决光传输中信号易衰减、且受噪声干扰的问题，通过电路调幅滤波保持光功率信号稳定，克服光网络信号在传输过程中，会出现信号衰弱且受噪声干扰的问题。

3、虽然设计专用的电磁屏蔽结构，可以有效的屏蔽电磁辐射对光电管电信号的干扰，有效提高光电管的抗干扰能力，但是其应用范围常用于高速光电管，即光电管和驱动部分为集成一体的应用场合，高速光电管发射信号一般为差分信号，而在中低速光电管的应用场合，光电管发射信号为单线信号，光电管驱动需要单独设计，电磁屏蔽结构的方案就需要根据每个产品单独设计，设计成本就会大大上升，同时对于中低速光电管，此种方案并不能达到静电防护四级要求，在此基础上还需要对驱动电路进行改进。同样的，通过调幅和滤波保证光功率稳定，有效解决光传输中信号易衰减、且受噪声干扰的问题的方案，也仅适用于高速光电管通讯，对于中低速光电管该方案成本太高，且需要与电磁屏蔽结构的方案结合应用才能达到较高的抗干扰水平，对工程应用而言，设计和生产成本较高。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路。

2、为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

3、一种抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路，包括电源滤波电路、限流和电平转换电路、电压防护电路和屏蔽结构；电源滤波电路一端用于连接电源，另一端连接中低速光电管一端，中低速光电管另一端连接限流和电平转换电路；电压防护电路与中低速光电管并联；屏蔽结构罩设在中低速光电管外部并接地。

4、可选的，所述电源滤波电路包括第一电容c1、电感f1、第二电容c2以及第三电容c3；第一电容c1、第二电容c2以及第三电容c3依次并联，电感f1一端连接第一电容c1，另一端连接第二电容c2；第一电容c1一端用于连接电源，第三电容c3一端连接中低速光电管。

5、可选的，所述第一电容c1、第二电容c2以及第三电容c3的容值不同。

6、可选的，所述电感f1为穿心磁珠。

7、可选的，所述限流和电平转换电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、三极管q1、第三电阻r3和第四电容c4；三极管q1的集电极与中低速光电管连接，基极与第一电阻r1的第一端和第二电阻r2的第一端均连接，发射极与第三电阻r3的第一端连接；第一电阻r1的第二端与第四电容c4的第一端连接，第二电阻r2的第二端与第四电容c4的第二端连接；第二电阻r2的第二端、第三电阻r3的第二端以及第四电容c4的第二端均接地，第一电阻r1的第二端用于脉冲输出。

8、可选的，所述电压防护电路包括双向tvs，双向tvs与中低速光电管并联。

9、可选的，所述屏蔽结构通过pcb板连接到外壳或者大地。

10、可选的，所述屏蔽结构采用铝材或铜材折弯成型。

11、与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

12、本实用新型抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路，设置了电源滤波电路、限流和电平转换电路、电压防护电路和屏蔽结构，电源通过电源滤波电路连接中低速光电管，通过电源滤波电路对电源回路中的高频和低频干扰进行组合滤波和衰减。将电压防护电路与中低速光电管并联，对中低速光电管的两端电压进行防护，提高中低速光电管在复杂电磁环境中的抗干扰能力。中低速光电管另一端连接限流和电平转换电路，通过限流和电平转换电路对驱动回路限流，进而控制光发射功率，并将控制器的电平信号转换为光信号输出，实现光电转换。同时，将屏蔽结构罩设在中低速光电管外部并接地，通过屏蔽结构屏蔽空间辐射干扰。综上，本实用新型抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路，一方面增加滤波和电压防护抑制传导干扰，另一方面增加屏蔽结构解决辐射干扰问题，有效提高中低速光电管的抗干扰能力，并且结构简洁，成本低，易于实现和推广应用。

技术特征：

1.一种抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路，其特征在于，包括电源滤波电路、限流和电平转换电路、电压防护电路和屏蔽结构；

2.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路，其特征在于，所述电源滤波电路包括第一电容c1、电感f1、第二电容c2以及第三电容c3；第一电容c1、第二电容c2以及第三电容c3依次并联，电感f1一端连接第一电容c1，另一端连接第二电容c2；

3.根据权利要求2所述的抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路，其特征在于，所述第一电容c1、第二电容c2以及第三电容c3的容值不同。

4.根据权利要求2所述的抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路，其特征在于，所述电感f1为穿心磁珠。

5.根据权利要求1或2所述的抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路，其特征在于，所述限流和电平转换电路包括第一电阻r1、第二电阻r2、三极管q1、第三电阻r3和第四电容c4；

6.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路，其特征在于，所述电压防护电路包括双向tvs，双向tvs与中低速光电管并联。

7.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路，其特征在于，所述屏蔽结构通过pcb板连接到外壳或者大地。

8.根据权利要求1所述的抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路，其特征在于，所述屏蔽结构采用铝材或铜材折弯成型。

技术总结
本技术属于光管驱动技术领域，公开了一种抗电磁干扰的中低速光电管驱动电路，包括电源滤波电路、限流和电平转换电路、电压防护电路和屏蔽结构；电源滤波电路一端用于连接电源，另一端连接中低速光电管一端，中低速光电管另一端连接限流和电平转换电路；电压防护电路与中低速光电管并联；屏蔽结构罩设在中低速光电管外部并接地。通过电源滤波电路对电源回路中的高频和低频干扰进行组合滤波和衰减，通过电压防护电路对中低速光电管的两端电压进行防护，提高中低速光电管在复杂电磁环境中的抗干扰能力，通过限流和电平转换电路对驱动回路限流，并将控制器的电平信号转换为光信号输出，通过屏蔽结构屏蔽空间辐射干扰，解决辐射干扰问题。

技术研发人员：郭琦,白世军,石楠,张丰财,武嘉启
受保护的技术使用者：西安西电电力电子有限公司
技术研发日：20230609
技术公布日：2024/1/15