一種高壓脈沖電源綜合保護機箱的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及控制器技術領域，尤其涉及一種高壓脈沖電源綜合保護機箱。
【背景技術】
[0002]80Kv/70A高壓脈沖電源，是國家大科學工程EAST中性束注入系統(tǒng)的重要組成部分。綜合保護機箱該電源的靈魂，是決定該電源能否可靠運行的關鍵。目前，國內還沒有類似大功率的高壓脈沖電源，而且，小功率的脈沖電源都采用微處理器控制。但是，微處理器在高電磁強干擾下工作穩(wěn)定性低，因此，對于該高壓脈沖電源需要研制特殊的綜合保護控制機箱。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種高壓脈沖電源綜合保護機箱。
[0004]本發(fā)明是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
一種高壓脈沖電源綜合保護機箱，包括有機箱底板、光發(fā)送板、故障信號接收板和手動復位板，在所述的機箱底板上裝載有五個接插件JP1、JP2、JP3、JP4和JP5，接插件JPl的SENDl腳連接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端連接接插件JPl的NEXTl腳，接插件JPl的NEXTl腳還連接雙針跳線JP6的I腳，雙針跳線JP6的2腳連接插接件JP2的SEND2腳，接插件JP2的SEND2腳連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接接插件JP2的NEXT2腳，接插件JP2的NEXT2腳還連接雙針跳線JP7的I腳，雙針跳線JP7的2腳連接插接件JP3的SEND3腳，接插件JP3的SEND3腳連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接接插件JP3的NEXT3腳，接插件JP3的NEXT3腳還連接雙針跳線JP8的I腳，雙針跳線JP8的2腳連接插接件JP4的SEND4腳；所述的光發(fā)送板上裝載有插接件JPll和光發(fā)送電路，插接件JPll插入接插件JP1、JP2、JP3、JP4中任意一個插接件中，所述的光發(fā)送電路包括有非門芯片U11A、非門芯片Ul 1B、四個光驅動芯片U11、U12、U13、U14以及分別與四個光驅動芯片相對應的四個光發(fā)送芯片Gll、G12、G13、G14，所述的非門芯片UllA的輸入引腳通過電阻Rll與插接件JPll的SENDO腳連接，非門芯片UllA的輸出引腳與非門芯片UllB的輸入引腳連接，非門芯片UllB的輸出引腳分別與光驅動芯片UlU U12、U13、U14的2號及7號引腳相連，用于控制光驅動芯片的輸出引腳3號和5號引腳，光驅動芯片Ull的3號引腳與光發(fā)送芯片Gll的2、6、7號引腳相連，光驅動芯片Ull的5號引腳與發(fā)光二極管DBll的陽極相連；光驅動芯片U12的3號引腳與光發(fā)送芯片G12的2、6、7號引腳相連，光驅動芯片U12的5號引腳與發(fā)光二極管DB12的陽極相連；光驅動芯片U13的3號引腳與光發(fā)送芯片G13的2、6、7號引腳相連，光驅動芯片U13的5號引腳與發(fā)光二極管DB13的陽極相連；光驅動芯片U14的3號引腳與光發(fā)送芯片G14的2、6、7號引腳相連，光發(fā)送芯片G11、G12、G13、G14的3號引腳接地；光驅動芯片U14的5號引腳與發(fā)光二極管DB14的陽極相連；發(fā)光二極管DB11、DB12、DB13、DB14的陰極接地，光驅動芯片UlU U12、U13、U14的8號引腳與電源的+5V相連，4號引腳與電源的地相連，光驅動芯片Ull的I號及6號引腳經(jīng)過電阻R12與電源的+5V相連，光驅動芯片U12的I號及6號引腳經(jīng)過電阻R13與電源的+5V相連，光驅動芯片U13的I號及6號引腳經(jīng)過電阻R14與電源的+5V相連，光驅動芯片U14的I號及6號引腳經(jīng)過電阻R15與電源的+5V相連；光驅動芯片Ull的3號和5號引腳分別通過電阻R16和電阻R17接電源的+5V端，光驅動芯片U12的3號和5號引腳分別通過電阻R18和電阻R19接電源的+5V端，光驅動芯片U13的3號和5號引腳分別通過電阻RllO和電阻Rlll接電源的+5V端，光驅動芯片U14的3號和5號引腳分別通過電阻Rl 12和電阻Rl 13接電源的+5V端；在所述的故障信號接收板上裝載有插接件JP35、四個相同的接收鎖存電路和一個復位電路，所述的插接件JP35插入插接件JP1、JP2、JP3、JP4中任意一個插接件中，第一個接收鎖存電路包括有光接收芯片G31、非門芯片U31A、跳線JP31、非門芯片U31B、非門芯片U31C和D觸發(fā)器U35，光接收芯片G31用接收狀態(tài)信號，并將光信號轉換成電信號，經(jīng)過非門芯片U31A反向后與非門芯片U31B的輸入引腳及跳線JP31的3號插針相連，非門芯片U31B的輸出引腳與跳線JP31的I號插針相連，跳線JP31的2號插針與非門芯片U31C的輸入引腳相連，通過JP31跳線端的選擇，可以設置光接收芯片G31為有光正常或無光正常狀態(tài)，非門芯片U31C的輸出引腳與D觸發(fā)器U35的3號引腳相連，當接收到故障信號時立即發(fā)出鎖存信號，使U35的6號引腳跳轉為高電平狀態(tài)。穩(wěn)壓二極管DB31的陽極與D觸發(fā)器U35的6號引腳相連，所述的復位電路包括有穩(wěn)壓二極管D31、電容C39、電阻R40和非門芯片U35A，插接件JP35的FW引腳通過電阻R39分別與穩(wěn)壓二極管D31的陰極、電容C39、電阻R40及非門芯片U35A的輸入引腳相連，穩(wěn)壓二極管D31的陽極、電容C39的另一端及電阻R39的另一端直接與地相連，非門芯片U35A的輸出引腳同時與四個接收鎖存電路中的D觸發(fā)器U35、U36、U37、U38的I號引腳相連，作為D觸發(fā)器的復位信號，插接件JP35的NEXT引腳分別連接四個接收鎖存電路中的D觸發(fā)器U35、U36、U37、U38的6號引腳；所述的手動復位板上裝載有手動復位電路和插接件JP41，所述的插接件JP41插入所述的插接件JP5中，手動復位電路包括有電阻R41、電阻R42，、發(fā)光二極管DB41和復位開關Keyl，電阻R41 —端與+5V相連，電阻R41的另一端同時連接地和復位開關Keyl的I端，復位開關Keyl的2端同時與電阻R42的一端和插接件JP41的I號插針相連，而電阻R42的另一端分別與地和發(fā)光二極管DB41的陰極相連，發(fā)光二極管DB41的陽極與接插件JP41的28號插針相連。二極管DB31、DB32、DB33、DB34的陰極連接為一路信號作為該接收板的綜合故障鎖存信號，最后該信號與JP35的10號插針相連。二極管DB31、DB32、DB33、DB34是作為或門功能使用的，當任一個二極管的陽極為高電平時，則輸出為高電平狀態(tài)。
[0005]所述的四個相同的接收鎖存電路中的光接收芯片的型號均為HFBR2412;所述的光發(fā)送芯片G11、G12、G13、G14的型號均為HFBR1414 ;所述的D觸發(fā)器U35、U36、U37、U38的型號均為74LS74 ;所述的光發(fā)送板和故障信號接收板上的非門芯片的型號均為74HC14M ;所述的光驅動芯片U11、U12、U13、U14的型號均為SN75451BD。
[0006]JPl, JP2，JP3和JP4用于連接光發(fā)送板和故障信號接收板，給它們提供電源及信號，四個接插件針腳定義相同；JP5用于連接手動復位板，給復位板提供電源及接收手動復位信號，并通過LED顯示。JP6，JP7，JP8為雙針跳線，通過跳線帽實現(xiàn)連接或端口。通過JP6，JP7，JP8三個跳線可以實現(xiàn)光接收板和光發(fā)送板的多種組合模式。如JP6跳線為連接狀態(tài)，JP7斷開狀態(tài)，JP8為連接狀態(tài)，則可實現(xiàn)JPl，JP2為接收發(fā)送組實現(xiàn)一組封鎖保護組合，且JP3，JP4實現(xiàn)一組封鎖保護組合；如果JP6，JP7，JP8都為連接狀態(tài)，則可以實現(xiàn)3塊光接收板和I塊光發(fā)送板的組合，或則2塊光接收板或2塊光發(fā)送板的組合，或者I塊光接收板和3塊光發(fā)送板的組合。R1，R2，R3電阻為跳線2端的過渡電阻，以免2端出現(xiàn)故障短路。
[0007]所述的插接件JP1-JP5的型號為9001-36321 ;所述的插接件JPl1、JP35、JP41的型號為9001-35321 ;所述的插接件JP6-JP8的型號為KF128-2P。
[0008]本發(fā)明的工作原理為:當故障信號接收板接收到故障信號后，經(jīng)過邏輯運算，然后通過光發(fā)送板發(fā)出封鎖信號給各個子系統(tǒng)，并保持該封鎖光信號。當各個系統(tǒng)解除故障并能夠再次上電時，通過手動復位板解除封鎖信號。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明發(fā)明不但簡化了控制板，同時也增加了控制板的可靠性和抗電磁干擾性能，對于連續(xù)運行的高壓脈沖電源系統(tǒng)，他控制結構復雜，保護邏輯較多，可以通過組合控制板來實現(xiàn)復雜的邏輯保護控制，克服了強電磁干擾，實現(xiàn)了高壓脈沖電源的可靠運行，已經(jīng)實現(xiàn)80kV/70A輸出，并成功參加EAST裝置實驗。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明機箱底板結構圖。
[0011]圖2為本發(fā)明光發(fā)送板電路圖。
[0012]圖3為故障信號接收板電路圖。
[0013]圖4為本發(fā)明手動復位板電路圖。
【具體實施方式】
[0014]如圖1、2、3、4所示，一種高壓脈沖電源綜合保護機箱，包括有機箱底板、光發(fā)送板、故障信號接收板和手動復位板，在所述的機箱底板上裝載有五個接插件JP1、JP2、JP3、JP4和JP5，接插件JPl的SENDl腳連接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端連接接插件JPl的NEXTl腳，接插件JPl的NEXTl腳還連接雙針跳線JP6的I腳，雙針跳線JP6的2腳連接插接件JP2的SEND2腳，接插件JP2的SEND2腳連接電阻R2的一端，電阻R2的另一端連接接插件JP2的NEXT2腳，接插件JP2的NEXT2腳還連接雙針跳線JP7的I腳，雙針跳線JP7的2腳連接插接件JP3的SEND3腳，接插件JP3的SEND3腳連接電阻R3的一端，電阻R3的另一端連接接插件JP3的NEXT3腳，接插件JP3的NEXT3腳還連接雙針跳線JP8的I腳，雙針跳線JP8的2腳連接插接件JP4的SEND4腳；所述的光發(fā)送板上裝載有插接件JPll和光發(fā)送電路，插接件JPll插入接插件JP1、JP2、JP3、JP4中任意一個插接件中，所述的光發(fā)送電路包括有非門芯片Ul 1A、非門芯片Ul 1B、四個光驅動芯片Ul 1、U12、U13、U14以及分別與四個光驅動芯片相對應的四個光發(fā)送芯片G11、G12、G13、G14，所述的非門芯片UllA的輸入引腳通過電阻Rll與插接件JPll的SENDO腳連接，非門芯片UllA的輸出引腳與非門芯片UllB的輸入引腳連接，非門芯片UllB的輸出引腳分別與光驅動芯片仍1、仍2、仍3、仍4的2號及7號引腳相連，用于控制光驅動芯片的輸出引腳3號和5號引腳，光驅動芯片Ull的3號引腳與光發(fā)送芯片Gll的2、6、7號引腳相連，光驅動芯片Ull的5號引腳與發(fā)光二極管DBll的陽極相連；光驅動芯片U12的3號引腳與光發(fā)送芯片G12的2、6、7號引腳相連，光驅動芯片U12的5號引腳與發(fā)光二極管DB12的陽極相連；光驅動芯片U13的3號引腳與光發(fā)送芯片G13的2、6、7號引腳相連，光驅動芯片U13的5號引腳與發(fā)光二極管DB13的陽極相連；光驅動芯片U14的3號引腳與光發(fā)送芯片G14的2、6、7號引腳相連，光發(fā)送芯片G11、G12、G13、G14的3