一种用于脉冲电源的电磁抗干扰系统技术方案

技术编号:15277308 阅读:133 留言:0更新日期:2017-05-05 00:53
用于脉冲电源的电磁抗干扰系统,包括电光转换电路、光纤传输线、光电转换电路、PCB传输线、驱动电路;其特征为:控制系统产生PWM电信号,并将该PWM电信号输入到电光转换电路的输入端;所述电光转换电路输出端与光纤传输线的一端连接;所述光纤传输线的另外一端与光电转换电路连接;所述光电转换电路输出端与PCB传输线一端连接;所述PCB传输线另外一端与驱动电路连接;所述驱动电路输出控制IGBT开关组的驱动信号。该用于脉冲电源的电磁抗干扰系统可靠性高、性能稳定、抗干扰性强、电路结构简单。

Electromagnetic anti-interference system for pulse power supply

A system for anti electromagnetic interference pulse power supply, including photoelectric conversion circuit, optical fiber transmission line, a photoelectric conversion circuit, drive circuit, PCB transmission line; its characteristic is: the control system generates the PWM signals, and the PWM signal input to the input terminal of the electro-optic conversion circuit; one end of the photoelectric conversion circuit and the output end of optical fiber transmission line connection; the other end of the optical fiber transmission line is connected with the photoelectric conversion circuit; the output end of the photoelectric conversion circuit and PCB transmission line connecting the PCB transmission line; the other end connected to a drive circuit; drive signal output control circuit of the IGBT switch group. This system has high reliability, stable performance, strong anti-interference and simple circuit structure.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及脉冲电源领域,特别是涉及一种用于脉冲电源的电磁抗干扰系统
技术介绍
脉冲电源作为一种特殊的开关电源越来越广泛的应用于生产生活中。由于脉冲电源大多工作在高频开关状态,电源输出的峰值电压以及峰值电流都很高,且电压、电流变化率极高,会对电源的控制信号以及驱动信号产生极强的电磁干扰甚至造成IGBT的误通断,从而影响脉冲电源工作的稳定性,因此电磁干扰问题越来越成为人们关注的热点。所谓电磁干扰(EMI),是指电源在工作过程中出现的一些与有用信号无关的并且对电源系统产生干扰的电磁信号。电磁干扰一般分为两种,传导干扰和辐射干扰。传导干扰是指通过导电介质把一个电网络上的干扰信号耦合到另一个电网络。辐射干扰是指干扰源通过空间把其干扰信号耦合到另一个电网络上。对于抗电磁干扰问题的研究可从干扰信号的干扰源,传输通道以及接收端进行抗干扰设计。目前,用于脉冲电源的电磁抗干扰系统的研究在国内已经开展。如清华大学在一种抗强电磁干扰的高电压同步控制系统研究中,采用光电隔离抗强电磁干扰的方法。选用高反向偏置的可控硅作为高电压脉冲变压器原边放电的开关。经实验验证,该系统具有很好的抗电磁干扰能力。中国科学院上海微系统与信息技术研究所公开的一种基于SQUID偏置电压反转的读出电路及低频噪声的抑制方法中,通过偏置反转电路,实现偏置反转,从而抑制低频噪声的产生;西安电子科技大学专利技术的一种超低噪声高精度步进调节直流偏置电源装置,其上位机将设定的偏置电压参数通过CAN总线通信模块传输到微控制器模块进行控制系列方案,能够以实现8路偏置电压同时工作,输出的偏置电压噪声低,通信稳定,抗干扰能力强。以上的研究均开展了在电源电路中添加偏置电路来抑制电磁干扰的研究,但未涉及在驱动电路部分添加偏置电路,构成偏置电位。本技术在以上研究的基础上进行创新,开发了一种“利用光纤传输控制信号,并在驱动部分添加偏置电路,构成偏置电位,抑制强电磁干扰,优化噪声抑制电路”的电路。
技术实现思路
本技术是针对现有技术中存在的不足,提供一种性能稳定、抗干扰性强的一种用于脉冲电源的电磁抗干扰系统。一种用于脉冲电源的电磁抗干扰系统,包括电光转换电路、光纤传输线、光电转换电路、PCB传输线、驱动电路;其特征为:控制系统产生PWM电信号,并将该PWM电信号输入到电光转换电路的输入端;所述电光转换电路输出端与光纤传输线的一端连接;所述光纤传输线的另外一端与光电转换电路连接;所述光电转换电路输出端与PCB传输线一端连接;所述PCB传输线另外一端与驱动电路连接;所述驱动电路输出控制IGBT开关组的驱动信号。优选为:所述电光转换电路通过电阻R和发光二极管LED将PWM电信号转换为光信号;所述光纤传输线连接发光二极管LED和光电转换电路中的光敏二极管PD,实现PWM信号的光纤传输。优选为:所述光电转换电路中光敏二极管PD将光信号转换为电信号,通过信号处理电路将电信号处理为三极管Q1基极控制信号,从而控制三极管的导通与关断;所述三极管Q1的集电极与三极管Q2的基极通过电阻Rb2连接;三极管Q2的集电极电压信号为光电转换电路的输出电信号;所述PCB传输线经过强电磁干扰区,将光电转换电路的输出信号传递到驱动电路信号接收端。优选为:所述驱动电路通过设置驱动电路偏置电位构成噪声抑制电路;驱动电路接收端接收光电转换电路的输出电信号,该电信号通过电阻Rg与开关管Q3的栅极连接;所述开关管Q3的源极通过稳压源与地连接;所述开关管Q3的漏极通过电阻Rd与电源连接;所述开关管Q3的漏极输出作为三极管Q4,Q5的基极输入信号,控制三极管Q4、Q5的导通、关断。有益效果:具有稳定性好,可靠性高、抗干扰能力强、电路结构简单等优点。附图说明图1为本技术用于脉冲电源的电磁抗干扰系统的电路结构图。图2a、2b为PWM信号在驱动电路电位偏置与未偏置时传输波形图。具体实施方式参见附图1所示。所述一种用于脉冲电源的电磁抗干扰系统,包括电光转换电路、光纤传输线、光电转换电路、PCB传输线、驱动电路。具体工作原理为:所述电光转换电路通过电阻R和发光二极管LED将PWM电信号转换为光信号;所述光纤传输线连接发光二极管LED和光敏二极管PD,实现PWM信号的光纤传输。所述电光转换电路、光纤传输线、光电转换电路实现了光电隔离,抑制了强电磁干扰;所述光电转换电路,由光敏二极管PD、信号处理器、三极管Q1,Q2、限流电阻Re1,Re2,Re3组成。所述光电转换电路中光敏二极管PD将光信号转换为电信号,通过信号处理电路将电信号处理为三极管Q1基极控制信号从而控制三极管的导通与关断。所述三极管Q1的集电极与三极管Q2的基极连接;三极管Q2的集电极电压信号为光电转换电路的输出电信号;所述PCB传输线经过强电磁干扰区,将光电转换电路的输出信号传递到驱动电路信号接收端。所述PCB传输线为带有双层屏蔽层的信号线。通过在PCB受扰区添加薄铜片,防止电磁干扰,使光电转换电路输出信号在基本不受干扰的情况下传输到驱动电路。所述驱动电路由电阻Rg,10V双向稳压二极管VS1、N沟道增强型场效应管Q3、三极管Q4,Q5、9V稳压二极管VS2以及电阻Rv组成;所述10V双向稳压二极管VS1的一端与电阻Rg、N沟道增强型场效应管Q3的栅极连接,另外一端与N沟道增强型场效应管Q3的原极和三极管Q5的集电极连接;所述10V双向稳压二极管VS1用来限制N沟道增强型场效应管Q3的栅源电压,达到保护Q3的目的;所述N沟道增强型场效应管Q3的漏极与三极管Q4、Q5的基极和上拉电阻Rj连接;所述N沟道增强型场效应管Q3的漏极电压来控制三级管Q4、Q5的导通;三极管Q4,Q5的基极相连接,发射极相连接。所述稳压二极管VS2的阳极与三极管Q5的集电极连接,阴极通过电阻Rv与三极管Q4的集电极连接;稳压二极管起到保护三极管Q4,Q5的作用。所述双向稳压二极管VS1、N沟道增强型场效应管Q3的源极、三极管Q5的的集电极和稳压管VS2的阳极均与+5V偏置电源连接。所述驱动电路通过设置驱动电路偏置电位构成噪声抑制电路。所述三极管Q4,Q5,电阻Rv及稳压管VS2构成功率放大电路驱动IGBT的开通与关断。所述稳压二极管VS2选用9V稳压二极管。参见附图2所示。所述附图2为PWM信号传输波形图。图2中a图为驱动电路设置偏置电位(Q3源极偏置+5V)时的PWM信号传输波形,b图为驱动电路未设置偏置电位(Q3源极直接接地)时的PWM信号传输波形,其中,a图、b图从上到下依次定义为:设定IGBT通断的PWM电信号、驱动电路接收端理想电位、驱动电路接收端实际值电位、Q3漏极输出电位信号、IGBT栅极射极电压信号;如附图2中a图所示,在关断期间,即使有强电磁干扰的存在,驱动电路接收端电位也不会超过阈值电压VT,Q3的源极始终处于反偏状态,不会造成IGBT误导通;如附图2中b图所示,在关断期间,由于有强电磁干扰的存在,驱动电路接收端电位可能超过阈值电压VT,造成IGBT在关断信号下的误导通,从而影响PWM控制信号的传输。在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术。但是以上描述仅是本技术的较佳实施例而已,本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,因此本本文档来自技高网
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一种用于脉冲电源的电磁抗干扰系统

【技术保护点】
用于脉冲电源的电磁抗干扰系统,包括电光转换电路、光纤传输线、光电转换电路、PCB传输线、驱动电路;其特征为:双处理器控制系统产生PWM电信号,并将该PWM电信号输入到电光转换电路的输入端;所述电光转换电路输出端与光纤传输线的一端连接;所述光纤传输线的另外一端与光电转换电路连接;所述光电转换电路输出端与PCB传输线一端连接;所述PCB传输线另外一端与驱动电路连接;所述驱动电路输出控制IGBT开关组的驱动信号。

【技术特征摘要】
1.用于脉冲电源的电磁抗干扰系统,包括电光转换电路、光纤传输线、光电转换电路、PCB传输线、驱动电路;其特征为:双处理器控制系统产生PWM电信号,并将该PWM电信号输入到电光转换电路的输入端;所述电光转换电路输出端与光纤传输线的一端连接;所述光纤传输线的另外一端与光电转换电路连接;所述光电转换电路输出端与PCB传输线一端连接;所述PCB传输线另外一端与驱动电路连接;所述驱动电路输出控制IGBT开关组的驱动信号。2.根据权利要求1所述的用于脉冲电源的电磁抗干扰系统,其特征为:所述电光转换电路通过电阻R和发光二极管LED将PWM电信号转换为光信号;所述光纤传输线连接发光二极管LED和光电转换电路中的光敏二极管PD,实现PWM信号的光纤传输。3.根据权利要求1所述的用于脉冲电源的电磁抗干扰系统,其特征为:所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:张秀梅李红泽
申请(专利权)人:长春工业大学
类型:新型
国别省市:吉林;22

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