应用于激光控制卡的高可靠性的新型激光口隔离电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及隔离保护电路领域，具体的说是应用于激光控制卡的高可靠性的新型激光口隔离电路。
【背景技术】
[0002]在激光控制卡的现有隔离方案中，如图1，控制卡接口电路部分与供电的开关电源、受控制的激光电源共地；而控制卡的核心控制部分电路则完全隔离，核心控制部分电路的地是一个悬浮地。
[0003]在现有隔离方案中，由于控制部分完全隔离，所以首先要提供一个隔离电源，考虑到控制部分和通讯电路的供电需求，此隔离电源的供电能力不能小于5W;其次，所有的接口电路(低速数字I/O (第一数字I/O接口)、高速数字I/O (第二数字I/O接口)、模拟量、激光电源接口电路)与控制部分电路(核心处理电路)间都要设计隔离通道(第一数字I/o接口通过第一隔离电路与核心处理电路连接，第二数字I/o接口通过第二隔离电路与核心处理电路连接，激光电源接口电路通过激光隔离电路与核心处理电路连接；第一数字I/o接口、第二数字I/o接口、激光电源接口电路与开关电源、激光电源共地；各种隔离电路形成一个悬浮地)；传统的隔离方式是采用高速数字光耦和线性光耦，或采用磁隔离和电容型隔离器件的，但其电路构架完全相同。
[0004]传统方案存在如下问题:
[0005]问题1:由于现有的普通激光电源其信号地与220V交流电的大地(PE)是直接连通的，也就导致系统组建后，控制卡的外部地、开关电源的直流部分地与交流大地连通。当激光器的高压信号引起设备大地电平发生变化时，其大地电流有可能通过控制卡流向开关电源，或反向流动，带来的干扰混乱不确定。同时，激光高压信号(20?40KV)由于不确定原因对设备放电时，其电压有可能通过控制卡的激光电源接口电路串入控制卡，导致控制卡上电路的大面积损坏，其现象与雷击导致的损坏类似。
[0006]问题2:隔离电源与隔离电路的设计制造成本偏高，可占控制卡总硬件成本20%?35%。电源部分既要给外部接口电路提供正常工作所需要的5V、3.3V等电源，也要同时给隔离的核心控制部分提供各种电压的电源，导致供电电路复杂、重叠。
[0007]问题3:隔离电路不可避免的带来信号延迟与脉冲信号占空比的变化，对控制系统的精确控制不利。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型的目的在于提供应用于激光控制卡的高可靠性的新型激光口隔离电路，采用小隔离模式代替完全隔离模式，即仅将激光电源部分与核心控制部分进行隔离，有效解决现有技术因大地电流走向混乱，且可能经过控制卡带来的不确定性干扰的不足。
[0009]本实用新型通过下述技术方案实现:应用于激光控制卡的高可靠性的新型激光口隔离电路，主要由激光电源、激光电源接□电路、隔离电路、隔离电源、核心处理电路、开关电源、内部电源接口、内部供电电路、通讯接口电路组成，所述核心处理电路连接隔离电路，所述隔离电路分别连接隔离电源及激光电源接口电路，所述开关电源连接内部电源接口，所述内部电源接口分别连接隔离电源及内部供电电路，所述核心处理电路连接通讯接口电路，所述激光电源接口电路的悬浮地与激光电源共地。
[0010]为更好的实现本实用新型，进一步的，还包括第一设备及第一数字I/O接口，所述第一设备连接第一数字I/o接口，所述第一数字I/O接口连接核心处理电路。
[0011]为更好的实现本实用新型，进一步的，所述第一数字I/O接口为低速数字I/O接
□O
[0012]为更好的实现本实用新型，进一步的，还包括第二设备及第二数字I/O接口，所述第二设备连接第二数字I/o接口，所述第二数字I/O接口连接核心处理电路。
[0013]为更好的实现本实用新型，进一步的，所述第二数字I/O接口为高速数字I/O接
□O
[0014]为更好的实现本实用新型，进一步的，所述隔离电源的功率为0.1W~1W。
[0015]为更好的实现本实用新型，进一步的，所述核心处理电路、内部供电电路及通讯接口电路与开关电源共地。
[0016]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果:
[0017](I)本实用新型采用小隔离模式代替完全隔离模式，即仅将激光电源部分与核心控制部分进行隔离，有效解决现有技术因大地电流走向混乱，且可能经过控制卡带来的不确定性干扰的不足。
[0018](2)本实用新型仅对激光电源接口电路部分进行隔离，控制卡的其余电路与开关电源共地，激光电源接口电路的悬浮地与激光电源地接通，此时交流电的大地部分仅与激光电源接口电路连通，其干扰被最大限度的局限在一个最小的范围内；同时，激光高压信号(20?40KV)由于不确定原因对设备放电时，其可能影响的电路和导致的损坏也被局限在一个最小的范围内。
[0019](3)本实用新型仅需要提供一个IW左右的隔离电源即可完全满足隔离电路的供电需要，其设计成本能降低至现有技术的1/4~1/3。
[0020](4)本实用新型所涉及的各种数字I/O接口采用与核心处理电路直接通讯的设计模式，即简化电路结构，提高系统可靠性，又解决信号延迟和脉冲占空比变化对控制系统精确度的影响。
[0021](5)本实用新型有效解决激光高压信号由于不确定原因对设备放电时对控制卡造成的大面积电路损坏的弊端。
【附图说明】
[0022]图1为现有隔离方案的原理框图。
[0023]图2为本实用新型的原理框图。
【具体实施方式】
[0024]本申请人自认为技术领域内技术员结合现有公知技术，并根据本申请文件所公开的内容即可实现本实用新型。
[0025]下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
[0026]实施例1:
[0027]应用于激光控制卡的高可靠性的新型激光口隔离电路，如图2所示，主要由激光电源、激光电源接口电路、隔离电路、隔离电源、核心处理电路、开关电源、内部电源接口、内部供电电路、通讯接口电路组成，所述核心处理电路连接隔离电路，所述隔离电路分别连接隔离电源及激光电源接口电路，所述开关电源连接内部电源接口，所述内部电源接口分别连接隔离电源及内部供电电路，所述核心处理电路连接通讯接口电路，所述激光电源接口电路的悬浮地与激光电源共地。
[0028]开关电源直流供电至内部电源接口后分别给隔离电源及内部供电电路供电，在设计时，仅将激光电源接口电路与核心处理电路之间利用隔离电路进行有效隔离，以实现小隔离模式代替现有技术的控制部分完全隔离模式，并将激光电源接口电路的悬浮地与激光电源的地(GND)共接，采用小隔离模式代替完全隔离模式，即仅将激光电源部分与核心控制部分进行隔离，有效解决现有技术因大地电流走向混乱，且可能经过控制卡带来的不确定性干