本實(shí)用新型涉及脈沖電源領(lǐng)域，特別是涉及一種用于脈沖電源的電磁抗干擾系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

脈沖電源作為一種特殊的開關(guān)電源越來越廣泛的應(yīng)用于生產(chǎn)生活中。由于脈沖電源大多工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，電源輸出的峰值電壓以及峰值電流都很高，且電壓、電流變化率極高，會(huì)對(duì)電源的控制信號(hào)以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生極強(qiáng)的電磁干擾甚至造成IGBT的誤通斷，從而影響脈沖電源工作的穩(wěn)定性，因此電磁干擾問題越來越成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。所謂電磁干擾（EMI），是指電源在工作過程中出現(xiàn)的一些與有用信號(hào)無關(guān)的并且對(duì)電源系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的電磁信號(hào)。電磁干擾一般分為兩種，傳導(dǎo)干擾和輻射干擾。傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)電介質(zhì)把一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)上的干擾信號(hào)耦合到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)。輻射干擾是指干擾源通過空間把其干擾信號(hào)耦合到另一個(gè)電網(wǎng)絡(luò)上。對(duì)于抗電磁干擾問題的研究可從干擾信號(hào)的干擾源，傳輸通道以及接收端進(jìn)行抗干擾設(shè)計(jì)。

目前，用于脈沖電源的電磁抗干擾系統(tǒng)的研究在國(guó)內(nèi)已經(jīng)開展。如清華大學(xué)在一種抗強(qiáng)電磁干擾的高電壓同步控制系統(tǒng)研究中，采用光電隔離抗強(qiáng)電磁干擾的方法。選用高反向偏置的可控硅作為高電壓脈沖變壓器原邊放電的開關(guān)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，該系統(tǒng)具有很好的抗電磁干擾能力。中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所公開的一種基于SQUID偏置電壓反轉(zhuǎn)的讀出電路及低頻噪聲的抑制方法中，通過偏置反轉(zhuǎn)電路，實(shí)現(xiàn)偏置反轉(zhuǎn)，從而抑制低頻噪聲的產(chǎn)生；西安電子科技大學(xué)發(fā)明的一種超低噪聲高精度步進(jìn)調(diào)節(jié)直流偏置電源裝置，其上位機(jī)將設(shè)定的偏置電壓參數(shù)通過CAN總線通信模塊傳輸?shù)轿⒖刂破髂K進(jìn)行控制系列方案，能夠以實(shí)現(xiàn)8路偏置電壓同時(shí)工作，輸出的偏置電壓噪聲低，通信穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)。以上的研究均開展了在電源電路中添加偏置電路來抑制電磁干擾的研究，但未涉及在驅(qū)動(dòng)電路部分添加偏置電路，構(gòu)成偏置電位。本實(shí)用新型在以上研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，開發(fā)了一種“利用光纖傳輸控制信號(hào)，并在驅(qū)動(dòng)部分添加偏置電路，構(gòu)成偏置電位，抑制強(qiáng)電磁干擾，優(yōu)化噪聲抑制電路”的電路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種性能穩(wěn)定、抗干擾性強(qiáng)的一種用于脈沖電源的電磁抗干擾系統(tǒng)。

一種用于脈沖電源的電磁抗干擾系統(tǒng)，包括電光轉(zhuǎn)換電路、光纖傳輸線、光電轉(zhuǎn)換電路、PCB傳輸線、驅(qū)動(dòng)電路；其特征為：控制系統(tǒng)產(chǎn)生PWM電信號(hào)，并將該P(yáng)WM電信號(hào)輸入到電光轉(zhuǎn)換電路的輸入端；所述電光轉(zhuǎn)換電路輸出端與光纖傳輸線的一端連接；所述光纖傳輸線的另外一端與光電轉(zhuǎn)換電路連接；所述光電轉(zhuǎn)換電路輸出端與PCB傳輸線一端連接；所述PCB傳輸線另外一端與驅(qū)動(dòng)電路連接；所述驅(qū)動(dòng)電路輸出控制IGBT開關(guān)組的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

優(yōu)選為：所述電光轉(zhuǎn)換電路通過電阻R和發(fā)光二極管LED將PWM電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；所述光纖傳輸線連接發(fā)光二極管LED和光電轉(zhuǎn)換電路中的光敏二極管PD,實(shí)現(xiàn)PWM信號(hào)的光纖傳輸。

優(yōu)選為：所述光電轉(zhuǎn)換電路中光敏二極管PD將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過信號(hào)處理電路將電信號(hào)處理為三極管Q1基極控制信號(hào)，從而控制三極管的導(dǎo)通與關(guān)斷；所述三極管Q1的集電極與三極管Q2的基極通過電阻Rb2連接；三極管Q2的集電極電壓信號(hào)為光電轉(zhuǎn)換電路的輸出電信號(hào)；所述PCB傳輸線經(jīng)過強(qiáng)電磁干擾區(qū)，將光電轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)傳遞到驅(qū)動(dòng)電路信號(hào)接收端。

優(yōu)選為：所述驅(qū)動(dòng)電路通過設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路偏置電位構(gòu)成噪聲抑制電路；驅(qū)動(dòng)電路接收端接收光電轉(zhuǎn)換電路的輸出電信號(hào)，該電信號(hào)通過電阻Rg與開關(guān)管Q3的柵極連接；所述開關(guān)管Q3的源極通過穩(wěn)壓源與地連接；所述開關(guān)管Q3的漏極通過電阻Rd與電源連接；所述開關(guān)管Q3的漏極輸出作為三極管Q4，Q5的基極輸入信號(hào)，控制三極管Q4、Q5的導(dǎo)通、關(guān)斷。

有益效果：具有穩(wěn)定性好，可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型用于脈沖電源的電磁抗干擾系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)圖。

圖 2a、2b為PWM信號(hào)在驅(qū)動(dòng)電路電位偏置與未偏置時(shí)傳輸波形圖。

具體實(shí)施方式

參見附圖1所示。所述一種用于脈沖電源的電磁抗干擾系統(tǒng)，包括電光轉(zhuǎn)換電路、光纖傳輸線、光電轉(zhuǎn)換電路、PCB傳輸線、驅(qū)動(dòng)電路。具體工作原理為：所述電光轉(zhuǎn)換電路通過電阻R和發(fā)光二極管LED將PWM電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；所述光纖傳輸線連接發(fā)光二極管LED和光敏二極管PD,實(shí)現(xiàn)PWM信號(hào)的光纖傳輸。

所述電光轉(zhuǎn)換電路、光纖傳輸線、光電轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)了光電隔離，抑制了強(qiáng)電磁干擾；所述光電轉(zhuǎn)換電路，由光敏二極管PD、信號(hào)處理器、三極管Q1，Q2、限流電阻Re1，Re2，Re3組成。所述光電轉(zhuǎn)換電路中光敏二極管PD將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，通過信號(hào)處理電路將電信號(hào)處理為三極管Q1基極控制信號(hào)從而控制三極管的導(dǎo)通與關(guān)斷。所述三極管Q1的集電極與三極管Q2的基極連接；三極管Q2的集電極電壓信號(hào)為光電轉(zhuǎn)換電路的輸出電信號(hào)；所述PCB傳輸線經(jīng)過強(qiáng)電磁干擾區(qū)，將光電轉(zhuǎn)換電路的輸出信號(hào)傳遞到驅(qū)動(dòng)電路信號(hào)接收端。

所述PCB傳輸線為帶有雙層屏蔽層的信號(hào)線。通過在PCB受擾區(qū)添加薄銅片，防止電磁干擾，使光電轉(zhuǎn)換電路輸出信號(hào)在基本不受干擾的情況下傳輸?shù)津?qū)動(dòng)電路。

所述驅(qū)動(dòng)電路由電阻Rg，10V雙向穩(wěn)壓二極管VS1、N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Q3、三極管Q4，Q5、9V穩(wěn)壓二極管VS2以及電阻Rv組成；所述10V雙向穩(wěn)壓二極管VS1的一端與電阻Rg、N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵極連接，另外一端與N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Q3的原極和三極管Q5的集電極連接；所述10V雙向穩(wěn)壓二極管VS1用來限制N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵源電壓，達(dá)到保護(hù)Q3的目的；所述N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極與三極管Q4、Q5的基極和上拉電阻Rj連接；所述N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極電壓來控制三級(jí)管Q4、Q5的導(dǎo)通；三極管Q4，Q5的基極相連接，發(fā)射極相連接。所述穩(wěn)壓二極管VS2的陽極與三極管Q5的集電極連接，陰極通過電阻Rv與三極管Q4的集電極連接；穩(wěn)壓二極管起到保護(hù)三極管Q4，Q5的作用。所述雙向穩(wěn)壓二極管VS1、N溝道增強(qiáng)型場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極、三極管Q5的的集電極和穩(wěn)壓管VS2的陽極均與+5V偏置電源連接。所述驅(qū)動(dòng)電路通過設(shè)置驅(qū)動(dòng)電路偏置電位構(gòu)成噪聲抑制電路。所述三極管Q4，Q5，電阻Rv及穩(wěn)壓管VS2構(gòu)成功率放大電路驅(qū)動(dòng)IGBT的開通與關(guān)斷。所述穩(wěn)壓二極管VS2選用9V穩(wěn)壓二極管。

參見附圖2所示。所述附圖2為PWM信號(hào)傳輸波形圖。圖2中a圖為驅(qū)動(dòng)電路設(shè)置偏置電位（Q3源極偏置+5V）時(shí)的PWM信號(hào)傳輸波形, b圖為驅(qū)動(dòng)電路未設(shè)置偏置電位（Q3源極直接接地）時(shí)的PWM信號(hào)傳輸波形，其中，a圖、b圖從上到下依次定義為：設(shè)定IGBT通斷的PWM電信號(hào)、驅(qū)動(dòng)電路接收端理想電位、驅(qū)動(dòng)電路接收端實(shí)際值電位、Q3漏極輸出電位信號(hào)、IGBT柵極射極電壓信號(hào)；如附圖2中a圖所示，在關(guān)斷期間，即使有強(qiáng)電磁干擾的存在，驅(qū)動(dòng)電路接收端電位也不會(huì)超過閾值電壓VT，Q3的源極始終處于反偏狀態(tài)，不會(huì)造成IGBT誤導(dǎo)通；如附圖2中b圖所示，在關(guān)斷期間，由于有強(qiáng)電磁干擾的存在，驅(qū)動(dòng)電路接收端電位可能超過閾值電壓VT，造成IGBT在關(guān)斷信號(hào)下的誤導(dǎo)通，從而影響PWM控制信號(hào)的傳輸。

在以上的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是以上描述僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，因此本實(shí)用新型不受上面公開的具體實(shí)施的限制。同時(shí)任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。