[實用新型]高壓電源高壓隔離裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200720034602.4
• 申請日: 2007-02-09
• 公開（公告）號: CN201017464Y
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷元松;劉余江
• 申請（專利權(quán)）人: 揚州雙鴻電子有限公司
• 主分類號: G08C19/36
• 分類號: G08C19/36;H03K17/78;H03K17/795;H03M1/66
• 代理公司: 揚州市錦江專利事務(wù)所
• 代理人: 江平

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種高壓電源高壓隔離裝置，屬于光電技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

直流高壓大電流電源的直流輸出電壓常在10KV～50KV之間，輸出電流在0.1A-4A之間，輸出功率已達200KW，有些負載，例如氮氣激光管、氫氣激光管、調(diào)速管以及其他類型的氣體放電管，這些負載常常是由幾組電源及其他負載進行合理組合而成的。因此用戶常常要求，對高壓電源的輸出電壓電流及其他故障信號必須在電源高壓端獲取，這樣便產(chǎn)生了一個直流高壓與操作者之間的高壓隔離問題。

因為取樣信號是在10KV～50KV直流高電壓上獲取的，一般的隔離技術(shù)已無法達到目的，例如，一個光電藕合器，其標稱隔離電壓是2000V，而實際使用中，只能以1000V來設(shè)計；又如霍爾電壓傳感器，或霍爾電流傳感器，它們的標稱隔離電壓也僅2000V，都遠不能達到設(shè)計要求。采用變壓器隔離技術(shù)，由于所取的是直流電信號，將這些直流信號轉(zhuǎn)換成交流信號，再由高壓變壓器傳輸，然后再在變壓器次級將交流信號進行整流成直流信號，這樣不但電路復(fù)雜，而且轉(zhuǎn)換誤差大，不可能達到精確測量和精確控制的目的，而且工藝復(fù)雜，要制作幾只小功率高耐壓的傳輸變壓器，成本高。而且從用戶角度來看，他們認為，不管你用什么隔離元器件，最終都是用導(dǎo)線傳輸過來，這樣萬一隔離元器件壞了，它不又將高壓從導(dǎo)線傳到操作者身上，發(fā)生人身安全事故。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是針對現(xiàn)有光電藕合器、霍爾電壓傳感器、變壓器等高壓隔離器件不能達到隔離技術(shù)要求，或者是工藝復(fù)雜、制作成本高等不足，提供有效隔離高壓，確保人身安全的一種高壓電源高壓隔離裝置。

本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，一種高壓電源高壓隔離裝置，其特征是所述的裝置由四根光纖及四根光纖中三根光纖的發(fā)射端、一根光纖的接收端連接的由單片機輸入輸出端口連接的低壓端接口電路，四根光纖中三根光纖的接收端、一根光纖的發(fā)射端連接的高壓端接口電路及低壓直流工作電源構(gòu)成，高壓端接口電路中的電壓取樣端外接高壓電源輸出端取樣電阻的兩端。

低壓端接口電路由對應(yīng)連接各發(fā)射端的三極管及其若干電阻和對應(yīng)連接接收端的電阻組成的信號前置放大器構(gòu)成，信號前置放大器經(jīng)插座與單片機連接。

高壓端接口電路由D/A轉(zhuǎn)換器CAT5113，集成運放lC1、lC2，與或門組合電路CD4025，三極管Q1、Q2、Q3及其外圍電路構(gòu)成；高壓端接口電路中的兩集成運放的輸出端分別經(jīng)電阻連接兩三極管，經(jīng)其反相后送入或門電路CD4025，或門電路CD4025的輸出經(jīng)電阻連接的一個三極管反相后送入第四根光纖的發(fā)射端；D/A轉(zhuǎn)換器CAT5113的RW端經(jīng)電阻與集成運放lC2的輸入端連接，D/A轉(zhuǎn)換器CAT5113的各信號輸入端分別連接三根光纖接收端光電三極管的集電極。

光導(dǎo)纖維是傳播光脈沖信號的一種很細的玻璃絲，它的發(fā)射端是一個發(fā)光二極管，當電路中的電信號使這一發(fā)光二極管點亮?xí)r，這亮光便由光導(dǎo)纖維傳至光導(dǎo)纖維的另一端，即接收端。接收端由光接收二極管和光電三極管組成。當接收二極管接收到光亮?xí)r，它的通電能力迅速增加，經(jīng)光電三極管進一步放大，光電三極管導(dǎo)通，電流就能從光電三極管上流通，這就把光信號迅速轉(zhuǎn)變成了電信號。光導(dǎo)纖維的光纖和接收端、發(fā)射端的光電器件的連接是用特殊加工工藝制成的，接收端和發(fā)射端最終都以一個8芯的插頭引出。為了使光纖和低壓接口板或高壓接口板相連接，在高壓或低壓接口板上都制作了與光纖相配套的8芯插頭座。這樣在使用時，只要將光導(dǎo)纖維兩端的接收和發(fā)射的8芯插頭按設(shè)計的方向分別插入高壓或低壓接口板中的8芯插座，這樣高壓端電信號通過光纖就變成了低壓端電信號，起到了高壓到低壓的信號傳輸和高壓隔離作用。

本實用新型利用光導(dǎo)纖維高絕緣的特性，將其應(yīng)用在高壓電源高壓隔離裝置中，因為信號是在光纖中傳播，而光纖實際就是玻璃制造的，幾米長的光纖，隔離幾萬伏的電壓，足以使使用者放心，光纖技術(shù)從接收電信號到光能傳輸，再將光信號轉(zhuǎn)換成電信號，這已經(jīng)是一整套成熟技術(shù)，而且光能傳輸損耗極小，對于電源精確取樣，精確控制都十分有利，完全能達到設(shè)計要求，本實用新型適用于10KV～50KV直流高電壓、尤其是適用于30KV直流高電壓的隔離，可確保人身安全。

附圖說明

圖1為本實用新型與30KV0.3A電源連接的電路圖。

具體實施方式