双隔离光控整流脉冲扩展电路

摘要

一种双隔离光控整流脉冲扩展电路，包括脉冲边沿检测电路，脉冲扩展电路，可调制脉冲列电路，电光转换电路，光传输电路，光电转换电路，功率放大电路，电磁隔离电路。边沿检测电路检测未隔离的脉冲触发边沿并将信号传送给脉冲扩展电路，脉宽扩展电路将脉宽放大传输给可调制脉冲列，并传送到电光转换电路，通过光传输电路传送到光电转换电路，经功率放大电路驱动电磁隔离电路。本发明采用光电、电磁双隔离形式，提高了隔离等级，避免了故障扩大化；通过光传输有效减小了电磁干扰引起的系统不稳定；通过脉冲扩展，使电路不仅适用于双整流桥并联拓扑结构，而且适用于双整流桥串联的拓扑结构，应用范围更宽。

主权项

一种双隔离光控整流脉冲扩展电路，其特征在于：包括脉冲边沿检测电路、脉冲扩展电路、可调制脉冲列电路、电光转换电路、光传输电路、光电转换电路、功率放大电路和电磁隔离电路，所述脉冲边沿检测电路检测未隔离的脉冲触发边沿并将信号传送给脉冲扩展电路，所述脉宽扩展电路将脉宽放大传输给可调制脉冲列电路，并传送到电光转换电路，所述电光转换电路通过光传输电路将信号传送到光电转换电路，再经功率放大电路驱动电磁隔离电路，电磁隔离电路驱动整流可控硅整流桥；所述边沿检测电路包括一触发器(U2A)，所述触发器(U2A)的第4脚连接有第二十五电阻(R25)的一端，所述第二十五电阻(R25)的另一端连接‑15V电源，所述触发器(U2A)的第1脚和第2脚之间连接有第四电容(C4)，所述第四电容(C4)的一端经第二电阻(R2)接+15V电源，所述第四电容(C4)的另一端接地；触发器(U2A)采用可重触发地单稳态触发器CD4538实时检测脉冲信号边沿，第二十五电阻(R25)是为适应开漏输出的电路接口而设计的上拉电阻，检测到边沿信号后，第四电容(C4)和第二电阻(R2)将边沿信号转换为95us的窄脉冲信号并传送到下一级脉冲扩展电路；所述脉冲扩展电路包括第一时基集成电路(U1)，所述第一时基集成电路(U1)为NE555，在所述第一时基集成电路(U1)的第7脚和第6脚并联后的电路上并联有第一电容(C1)的一端和第三电阻(R3)的一端，电容(C1)的另一端接地(GND)，第三电阻(R3)的另一端连接+15V电源，所述第一时基集成电路(U1)的第5脚连接有第三电容(C3)，所述第一时基集成电路(U1)的第1脚和第8脚之间并联有第十电容(C10)，第一时基集成电路(U1)接收到信号后利用第二电阻(R2)和第一电容(C1)扩展脉冲，扩展到到5.17ms；所述可调制脉冲列电路包括第二时基集成电路(U2)，在所述第二时基集成电路(U2)的第6脚和第7脚并联后的电路上串联有第一二极管(D1)和第一电阻(R1)，所述第二时基集成电路(U2)为NE555，,所述第二时基集成电路(U2)的第7脚连接第二二极管(D2)的阳极和第一电阻(R1)的一端，所述第一电阻(R1)的另一端连接第一二极管(D1)的阴极，所述第一二极管(D1)的阳极连接所述第二时基集成电路(U2)的第6脚，所述第二时基集成电路(U2)的第2脚连接所述第二二极管(D2)的阴极，第四电阻(R4)的一端接+15V电源，所述第四电阻(R4)的另一端连接所述第二二极管(D2)的阳极，第二电容(C2)的一端连接地(GND)，所述第二电容(C2)的另一端连接所述第二二极管(D2)的阴极，所述第二时基集成电路(U2)的第1脚和第八脚之间并联有第七电容(C7)，所述第七电容(C7)的一端经第八电容(C8)连接至第二时基集成电路(U2)的第5脚，所述第二时基集成电路(U2)的4脚上连接有第六电阻(R6)的一端，所述第六电阻(R6)的另一端连接地(GND)，可调制脉冲列电路接收到拓宽脉冲后发出可调制脉冲；所述电光转换电路包括驱动器(U3)，所述驱动器(U3)为DS3631，所述驱动器(U3)的第2脚上连接第八电阻(R8)的一端，所述第八电阻(R8)的另一端接+15V电源，所述驱动器(U3)的第4脚连接至第一电光转换器(F1)的第2脚，所述第一电光转换器(F1)的第1脚连接第五电阻(R5)的一端，所述第五电阻(R5)的另一端连接+15V电源，所述驱动器(U3)的第5脚连接至第二电光转换器(F2)的第2脚，所述第二电光转换器(F2)的第1脚连接第十三电阻(R13)的一端，所述第十三电阻(R13)的另一端连接+15V电源，所述第一电光转换器(F1)和所述第二电光转换器(F2)均为HFBR‑1521/1528，所述驱动器(U3)的第7脚连接第九电阻(R9)的一端，所述第九电阻(R9)的另一端连接+15V电源，所述驱动器(U3)的第8脚连接第五电容(C5)的一端，所述第五电容(C5)的一端还连接+15V电源，所述第五电容(C5)的另一端连接地(GND)，在接收到可调制脉冲后立即转换信号，通过光传输电路传输到下一级光电转换电路；所述光电转换电路包括第一光电转换器(F3)，所述第一光电转换器(F3)的第3脚上连接有第九电容(C9)的一端，所述第九电容(C9)的另一端连接地(GND)，所述第一光电转换器(F3)的第1脚上连接有第二十六电阻(R26)的一端，所述第二十六电阻(R26)的另一端连接+15V电源，光电转换器(F3)采用HFBR2528光电转换器，第二十六电阻(R26)为电平转换电阻，将5V电平信号转换成15V电平信号，并将信号传送到功率放大电路；所述功率放大电路包括第一三极管(Q1)、第三场效应管(Q3)、第五三极管(Q5)和第七场效应管(Q7)，所述第一三极管(Q1)和第五三极管(Q5)并联在第七场效应管(Q7)的第2引脚上，所述第一三极管(Q1)的第2引脚和第五三极管(Q5)的第2引脚连接后经第二十四电阻(R24)与第三场效应管(Q3)连接，第七场效应管(Q7)结合第一三极管(Q1)和第五三极管(Q5)组成的推挽放大器经第二十四电阻(R24)驱动大功率第三场效应管(Q3)，将光电转换电路的所采集的信号功率放大并驱动电磁隔离电路；所述电磁隔离电路包括一脉冲变压器(T1)，所述第五二极管(D5)的阳极连接脉冲变压器(T1)的第3脚，所述第五二极管(D5)的阴极连接第三电阻(R3)的一端，所述第三电阻(R3)的另一端连接脉冲变压器(T1)的第1脚，所述脉冲变压器(T1)的第8脚经开关(K1)连接至开关电源变压器(TB1)的第1脚，所述脉冲变压器(T1)的第5脚连接第六二极管(D6)的阳极，所述第六二极管(D6)的阴极经电流表(G1)连接至开关电源变压器(TB1)的第4脚，在脉冲变压器(T1)的第8脚和第5脚之间并联有第四二极管(D4)、第五电阻(R5)和第十一电容(C11)，其中，所述第四二极管(D4)的阳极连接所述脉冲变压器(T1)的第8脚，所述第四二极管(D4)的阴极连接所述第六二极管(D6)的阴极；脉冲变压器(T1)使用高隔离电压大功率脉冲变压器KCB2810G‑F10，第三电阻(R3)可调整可控硅驱动电流，第五二极管(D5)为反向续流二极管，防止脉冲停止时反向电势回流到系统中，第四二极管(D4)、第六二极管(D6)构成脉冲整形电路，第五电阻(R5)和第十一电容(C11)组成可控硅门极保护，此电路中驱动脉冲峰值达1.5A，电流上升率为1.2A/us，次级驱动整流可控硅整流桥。