CN107528285A - 一种拥有躲脉冲功能的过流保护装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种拥有躲脉冲功能的过流保护装置，包括有多个光接收模块HFBR‑2412、光发送芯片HFBR‑1414、非门芯片74HC04、与门芯片74HC08、脉冲触发延时芯片74HC123、稳压二极管MMBZ12VAL、二极管BAV199、三极管8050和比较器LM311；本发明克服了高压输出起始时刻由于冲击电流过大造成的常规过流保护装置的阈值过大或误触发故障，可以降低系统的过流保护阈值，增加离子源的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及控制器技术领域，尤其涉及一种拥有躲脉冲功能的过流保护装置。
背景技术
80kV/70A高压脉冲电源，是国家大科学工程EAST中性束注入系统的重要组成部分。过流保护装置是确保离子源安全的关键组成部分。过流保护装置是用于检测离子源负载电极之间的状态，当电极之间打火时迅速切断高压电源，以确保离子源的可靠运行。目前，由于传输线分布参数的影响，在高压电源快速投入的过程中，电流的过冲较大（60A-80A），如果过流保护阈值设置过大将有损离子源的安全，过流阈值设置过小将在电源投入时引起误打火保护信号。因此，为了确保负载在打火时保护的可靠性，需要研制拥有躲脉冲功能的过流保护装置。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种通过对整个中性束辅助加热系统进行分析和实际工程验收，提出了基于躲高压脉冲前沿的过流保护装置。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种拥有躲脉冲功能的过流保护装置，包括有多个光接收模块HFBR-2412、光发送芯片HFBR-1414、非门芯片74HC04、与门芯片74HC08、脉冲触发延时芯片74HC123、稳压二极管MMBZ12VAL、二极管BAV199、三极管8050和比较器LM311；
霍尔电流检测信号通过SIGN_IN接线端子进入该控制板，霍尔电流检测信号与稳压二极管D1的1号引脚相连，同时霍尔电流检测信号与跳线CON1的1号引脚、电容C1、电阻R6以及二极管B1的3号引脚相连，稳压二极管D1的2号引脚与GND相连，跳线CON1的2号引脚与GND相连，电容C1的另一端与GND相连，二极管B1的1号引脚与GND相连，2号引脚与+15V电源相连，电阻R6的另一端与比较器U6的2号引脚相连，比较器U6的3号引脚与过流阈值信号相连，TP1是检测端子，方便过流信号的测量，比较器U6的3号引脚通过电阻R7与电容C2和可调电位器R4的2号引脚相连，可调电位器R4的1号引脚通过电阻R3与+15V电源相连，可调电位器R4的3号引脚通过电阻R5与GND相连，电容C2的另一端也与GND相连，比较器U6的8号引脚与+15V电源相连，比较器U6的1号和4号引脚与GND相连，比较器U6的7号引脚通过电阻R9与+15V电源相连，同时比较器U6的7号引脚通过电阻R114与三极管Q100的1号引脚和电阻R115的一端相连，电阻R115的另一端与GND相连，三极管Q100的2号引脚与GND相连，三极管Q100的3号引脚通过电阻R111与+5V电源相连，同时三极管Q100的3号引脚与非门芯片U3F的13号引脚相连，非门芯片U3F的12号引脚与与门芯片U4B的5号引脚相连；
U1和U2为光接收模块，用于接收电源起始信号，光接收模块U1和U2的3号和7号引脚与GND相连，它们的2号引脚与+5V电源相连，6号引脚分别通过电阻R1和R2与+5V电源相连，光接收模块U1的6号引脚与非门芯片U3A的1号引脚相连，同时与跳针J1的1号引脚相连，非门芯片U3A的2号引脚与跳针J1的3号引脚相连，跳针J1的2号引脚与与门芯片U4A的1号引脚相连；光接收模块U2的6号引脚与非门芯片U3B的3号引脚和跳针J2的1号引脚相连，非门芯片U3B的4号引脚与跳针J2的3号引脚相连，跳针J2的2号引脚与与门芯片U4A的2号引脚相连，与门芯片U4A的3号引脚与脉冲触发延时芯片U5A的1号引脚相连，脉冲触发延时芯片U5A的14号和15号引脚分别与电容C3的两端相连，同时脉冲触发延时芯片U5A的14号引脚与GND相连，脉冲触发延时芯片U5A的15号引脚通过电阻R8与+5V电源相连，脉冲触发延时芯片U5A的2号、3号和16号引脚与+5V电源相连，同时脉冲触发延时芯片U5A的2号、3号和16号引脚通过电阻R21与J3的1号引脚相连，脉冲触发延时芯片U5A的4号引脚与跳针J3的3号引脚相连，脉冲触发延时芯片U5A的8号引脚与GND相连，跳针J3的2号引脚与与门芯片U4B的4号引脚相连，与门芯片U4B的6号引脚与脉冲触发延时芯片U5B的10号引脚相连，脉冲触发延时芯片U5B的6号和7号引脚分别与电容C4的两端相连，脉冲触发延时芯片U5B的6号和9号引脚与GND相连，脉冲触发延时芯片U5B的7号引脚通过电阻R10与+5V电源相连，脉冲触发延时芯片U5B的11号引脚与+5V电源相连，5号引脚与跳针J4的1号引脚相连，12号引脚与跳针J4的3号引脚相连，跳针J4的2号引脚分别与非门芯片U7A的1号引脚、U7B的3号引脚、U7C的5号引脚、U7D的9号引脚、U7E的11号引脚、非门芯片U7F的13号引脚、非门芯片U8A的1号引脚、非门芯片U8A的3号引脚、非门芯片U8A的5号引脚、非门芯片U8A的9号引脚、非门芯片U8A的11号引脚和非门芯片U8A的13号引脚相连，光发送芯片U9的2号、6号和7号引脚通过电阻R11与+5V电源相连，光发送芯片U9的3号引脚与非门芯片U7A的2号引脚、非门芯片U7B的4号引脚、非门芯片U7C的6号引脚、非门芯片U7D的8号引脚、非门芯片U7E的10号引脚和非门芯片U7F的12号引脚相连，光发送芯片U10的2号、6号和7号引脚通过电阻R12与+5V电源相连，光发送芯片U10的3号引脚与非门芯片U8A的2号引脚、非门芯片U8B的4号引脚、非门芯片U8C的6号引脚、非门芯片U8D的8号引脚、非门芯片U8E的10号引脚和非门芯片U8F的12号引脚相连。
所述的跳针J1、J2、J3和J4的型号为1610203G0AM。
所述的跳线CON1的型号为1610202G0AM。
所述的检测端子TP1和TP2的型号为1610201G0AM。
光接收模块HFBR-2412（双路备用）用于接收电源开始信号，从电源开始时刻起进行过流信号检测延时（1ms可调），在此时间段内过流信号无效，过了该时刻，过流检测信号有效。过流检测信号有LEM公司的电流传感器检测，通过图1中的SIGN_IN信号端子进入该控制板与过流阈值比较，大于过流阈值时，发出过流保护光信号，并保持该信号2ms时间。
本发明的优点是：本发明克服了高压输出起始时刻由于冲击电流过大造成的常规过流保护装置的阈值过大或误触发故障，可以降低系统的过流保护阈值，增加离子源的安全性。
附图说明
图1为本发明的电路结构图。
具体实施方式
如图1所示，一种拥有躲脉冲功能的过流保护装置，包括有多个光接收模块HFBR-2412、光发送芯片HFBR-1414、非门芯片74HC04、与门芯片74HC08、脉冲触发延时芯片74HC123、稳压二极管MMBZ12VAL、二极管BAV199、三极管8050和比较器LM311；
霍尔电流检测信号通过SIGN_IN接线端子进入该控制板，霍尔电流检测信号与稳压二极管D1的1号引脚相连，同时霍尔电流检测信号与跳线CON1的1号引脚、电容C1、电阻R6以及二极管B1的3号引脚相连，稳压二极管D1的2号引脚与GND相连，跳线CON1的2号引脚与GND相连，电容C1的另一端与GND相连，二极管B1的1号引脚与GND相连，2号引脚与+15V电源相连，电阻R6的另一端与比较器U6的2号引脚相连，比较器U6的3号引脚与过流阈值信号相连，TP1是检测端子，方便过流信号的测量，比较器U6的3号引脚通过电阻R7与电容C2和可调电位器R4的2号引脚相连，可调电位器R4的1号引脚通过电阻R3与+15V电源相连，可调电位器R4的3号引脚通过电阻R5与GND相连，电容C2的另一端也与GND相连，比较器U6的8号引脚与+15V电源相连，比较器U6的1号和4号引脚与GND相连，比较器U6的7号引脚通过电阻R9与+15V电源相连，同时比较器U6的7号引脚通过电阻R114与三极管Q100的1号引脚和电阻R115的一端相连，电阻R115的另一端与GND相连，三极管Q100的2号引脚与GND相连，三极管Q100的3号引脚通过电阻R111与+5V电源相连，同时三极管Q100的3号引脚与非门芯片U3F的13号引脚相连，非门芯片U3F的12号引脚与与门芯片U4B的5号引脚相连；
U1和U2为光接收模块，用于接收电源起始信号，光接收模块U1和U2的3号和7号引脚与GND相连，它们的2号引脚与+5V电源相连，6号引脚分别通过电阻R1和R2与+5V电源相连，光接收模块U1的6号引脚与非门芯片U3A的1号引脚相连，同时与跳针J1的1号引脚相连，非门芯片U3A的2号引脚与跳针J1的3号引脚相连，跳针J1的2号引脚与与门芯片U4A的1号引脚相连；光接收模块U2的6号引脚与非门芯片U3B的3号引脚和跳针J2的1号引脚相连，非门芯片U3B的4号引脚与跳针J2的3号引脚相连，跳针J2的2号引脚与与门芯片U4A的2号引脚相连，与门芯片U4A的3号引脚与脉冲触发延时芯片U5A的1号引脚相连，脉冲触发延时芯片U5A的14号和15号引脚分别与电容C3的两端相连，同时脉冲触发延时芯片U5A的14号引脚与GND相连，脉冲触发延时芯片U5A的15号引脚通过电阻R8与+5V电源相连，脉冲触发延时芯片U5A的2号、3号和16号引脚与+5V电源相连，同时脉冲触发延时芯片U5A的2号、3号和16号引脚通过电阻R21与J3的1号引脚相连，脉冲触发延时芯片U5A的4号引脚与跳针J3的3号引脚相连，脉冲触发延时芯片U5A的8号引脚与GND相连，跳针J3的2号引脚与与门芯片U4B的4号引脚相连，与门芯片U4B的6号引脚与脉冲触发延时芯片U5B的10号引脚相连，脉冲触发延时芯片U5B的6号和7号引脚分别与电容C4的两端相连，脉冲触发延时芯片U5B的6号和9号引脚与GND相连，脉冲触发延时芯片U5B的7号引脚通过电阻R10与+5V电源相连，脉冲触发延时芯片U5B的11号引脚与+5V电源相连，5号引脚与跳针J4的1号引脚相连，12号引脚与跳针J4的3号引脚相连，跳针J4的2号引脚分别与非门芯片U7A的1号引脚、U7B的3号引脚、U7C的5号引脚、U7D的9号引脚、U7E的11号引脚、非门芯片U7F的13号引脚、非门芯片U8A的1号引脚、非门芯片U8A的3号引脚、非门芯片U8A的5号引脚、非门芯片U8A的9号引脚、非门芯片U8A的11号引脚和非门芯片U8A的13号引脚相连，光发送芯片U9的2号、6号和7号引脚通过电阻R11与+5V电源相连，光发送芯片U9的3号引脚与非门芯片U7A的2号引脚、非门芯片U7B的4号引脚、非门芯片U7C的6号引脚、非门芯片U7D的8号引脚、非门芯片U7E的10号引脚和非门芯片U7F的12号引脚相连，光发送芯片U10的2号、6号和7号引脚通过电阻R12与+5V电源相连，光发送芯片U10的3号引脚与非门芯片U8A的2号引脚、非门芯片U8B的4号引脚、非门芯片U8C的6号引脚、非门芯片U8D的8号引脚、非门芯片U8E的10号引脚和非门芯片U8F的12号引脚相连。
所述的跳针J1、J2、J3和J4的型号为1610203G0AM。
所述的跳线CON1的型号为1610202G0AM。
所述的检测端子TP1和TP2的型号为1610201G0AM。
Claims (4)
1.一种拥有躲脉冲功能的过流保护装置，其特征在于：包括有多个光接收模块HFBR-2412、多个光发送芯片HFBR-1414、多个非门芯片74HC04、多个与门芯片74HC08、多个脉冲触发延时芯片74HC123、多个稳压二极管MMBZ12VAL、多个二极管BAV199、多个三极管8050和比较器LM311；
霍尔电流检测信号通过SIGN_IN接线端子进入该控制板，霍尔电流检测信号与稳压二极管D1的1号引脚相连，同时霍尔电流检测信号与跳线CON1的1号引脚、电容C1、电阻R6以及二极管B1的3号引脚相连，稳压二极管D1的2号引脚与GND相连，跳线CON1的2号引脚与GND相连，电容C1的另一端与GND相连，二极管B1的1号引脚与GND相连，2号引脚与+15V电源相连，电阻R6的另一端与比较器U6的2号引脚相连，比较器U6的3号引脚与过流阈值信号相连，TP1是检测端子，方便过流信号的测量，比较器U6的3号引脚通过电阻R7与电容C2和可调电位器R4的2号引脚相连，可调电位器R4的1号引脚通过电阻R3与+15V电源相连，可调电位器R4的3号引脚通过电阻R5与GND相连，电容C2的另一端也与GND相连，比较器U6的8号引脚与+15V电源相连，比较器U6的1号和4号引脚与GND相连，比较器U6的7号引脚通过电阻R9与+15V电源相连，同时比较器U6的7号引脚通过电阻R114与三极管Q100的1号引脚和电阻R115的一端相连，电阻R115的另一端与GND相连，三极管Q100的2号引脚与GND相连，三极管Q100的3号引脚通过电阻R111与+5V电源相连，同时三极管Q100的3号引脚与非门芯片U3F的13号引脚相连，非门芯片U3F的12号引脚与与门芯片U4B的5号引脚相连；
U1和U2为光接收模块，用于接收电源起始信号，光接收模块U1和U2的3号和7号引脚与GND相连，它们的2号引脚与+5V电源相连，6号引脚分别通过电阻R1和R2与+5V电源相连，光接收模块U1的6号引脚与非门芯片U3A的1号引脚相连，同时与跳针J1的1号引脚相连，非门芯片U3A的2号引脚与跳针J1的3号引脚相连，跳针J1的2号引脚与与门芯片U4A的1号引脚相连；光接收模块U2的6号引脚与非门芯片U3B的3号引脚和跳针J2的1号引脚相连，非门芯片U3B的4号引脚与跳针J2的3号引脚相连，跳针J2的2号引脚与与门芯片U4A的2号引脚相连，与门芯片U4A的3号引脚与脉冲触发延时芯片U5A的1号引脚相连，脉冲触发延时芯片U5A的14号和15号引脚分别与电容C3的两端相连，同时脉冲触发延时芯片U5A的14号引脚与GND相连，脉冲触发延时芯片U5A的15号引脚通过电阻R8与+5V电源相连，脉冲触发延时芯片U5A的2号、3号和16号引脚与+5V电源相连，同时脉冲触发延时芯片U5A的2号、3号和16号引脚通过电阻R21与J3的1号引脚相连，脉冲触发延时芯片U5A的4号引脚与跳针J3的3号引脚相连，脉冲触发延时芯片U5A的8号引脚与GND相连，跳针J3的2号引脚与与门芯片U4B的4号引脚相连，与门芯片U4B的6号引脚与脉冲触发延时芯片U5B的10号引脚相连，脉冲触发延时芯片U5B的6号和7号引脚分别与电容C4的两端相连，脉冲触发延时芯片U5B的6号和9号引脚与GND相连，脉冲触发延时芯片U5B的7号引脚通过电阻R10与+5V电源相连，脉冲触发延时芯片U5B的11号引脚与+5V电源相连，5号引脚与跳针J4的1号引脚相连，12号引脚与跳针J4的3号引脚相连，跳针J4的2号引脚分别与非门芯片U7A的1号引脚、U7B的3号引脚、U7C的5号引脚、U7D的9号引脚、U7E的11号引脚、非门芯片U7F的13号引脚、非门芯片U8A的1号引脚、非门芯片U8A的3号引脚、非门芯片U8A的5号引脚、非门芯片U8A的9号引脚、非门芯片U8A的11号引脚和非门芯片U8A的13号引脚相连，光发送芯片U9的2号、6号和7号引脚通过电阻R11与+5V电源相连，光发送芯片U9的3号引脚与非门芯片U7A的2号引脚、非门芯片U7B的4号引脚、非门芯片U7C的6号引脚、非门芯片U7D的8号引脚、非门芯片U7E的10号引脚和非门芯片U7F的12号引脚相连，光发送芯片U10的2号、6号和7号引脚通过电阻R12与+5V电源相连，光发送芯片U10的3号引脚与非门芯片U8A的2号引脚、非门芯片U8B的4号引脚、非门芯片U8C的6号引脚、非门芯片U8D的8号引脚、非门芯片U8E的10号引脚和非门芯片U8F的12号引脚相连。
2.根据权利要求1所述的一种拥有躲脉冲功能的过流保护装置，其特征在于：所述的跳针J1、J2、J3和J4的型号为1610203G0AM。
3.根据权利要求1所述的一种拥有躲脉冲功能的过流保护装置，其特征在于：所述的跳线CON1的型号为1610202G0AM。
4.根据权利要求1所述的一种拥有躲脉冲功能的过流保护装置，其特征在于：所述的检测端子TP1和TP2的型号为1610201G0AM。
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