一种高压脉冲电源igbt驱动机箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制器技术领域，尤其涉及一种高压脉冲电源IGBT驱动机箱。
【背景技术】
[0002]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。IGBT驱动机箱是该电源的灵魂，是决定该电源能否可靠运行的关键。目前，国内还没有类似大功率的高压脉冲电源，而且，小功率的脉冲电源都内置微处理器控制。但是，微处理器在高电磁强干扰下工作稳定性低，因此，对于该高压脉冲电源需要研制特殊的驱动机箱。
【发明内容】
[0003]本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种高压脉冲电源IGBT驱动机箱。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
一种高压脉冲电源IGBT驱动机箱，包括有机箱底板、光信号发送板、故障封锁板、LED显示板和信号转接板，在所述的机箱底板上装载有12个插接件一 JPl?JP12、插件件二JP13、4个插件件三JP14?JP17和13个插接件四JPBl?JPB13，将12个插接件一 JPl?JP12、插件件二 JP13、4个插件件三JP14?JP17和13个插接件四JPBl?JPB13的相同的引脚通过PCB布线进行连接；所述的光信号发送板上装载有信号输入电路、12个相同的光发送电路和插接件五JP2_1，所述的信号输入电路为FSXH信号与插接件JP2_1的17号引脚相连，同时，FSXH信号经过电阻R2_l的一端相连，电阻R2_l的另一端与二极管D2_l、电容C2_3、电阻R2_2及非门芯片N2_1A的I号引脚相连，另外，二极管D2_l、电容C2_3和电阻R2_2的另一引脚与电源地GND相连，非门芯片N2_1A的2号引脚作为故障封锁板的内部封锁信号FSXH_X，送给所述的12个光发送电路中，所述的光发送电路为:插接件JP2_1的18?29号引脚分别与12个光发送电路中的电阻R2_ll的相连，R2_ll的另一端与二极管D2_ll、电容C2_ll、电阻R2_21和非门N2_1E的11号引脚相连，非门N2_1E的10号引脚与非门N2_1B的3号引脚相连，非门N2_1B的4号引脚与光驱动芯片的2号及4号引脚相连；光驱的芯片U2_l的I号及7号引脚与内部封锁信号FSXH_X相连，光驱的芯片U2_l的8号引脚与电源+5V相连，光驱的芯片U2 j的3引脚与电阻R2_31和光发送芯片G2_l的2、6、7引脚相连，电阻R2_31的另一端与电源+5V相连；光驱的芯片U2_l的5号引脚与电阻R2_41相连，12个光发送电路中的光驱的芯片U2_l的5号引脚分别与插接件五JP2_1的I?12号引脚相连，电阻R2_41的另一端与电源+5V相连，插接件JP2_1插入所述的12个插接件一JPl?JP12中的任意一个；在所述的故障封锁板上装载有12个相同的故障封锁电路和一个插接件六JPB3_1，所述的故障封锁电路为:光接收芯片G3_l将光信号转换成电信号，光接收芯片G3_l的2号引脚与+5V电源及电阻R3_l的一端相连，光接收芯片G3_l的6号引脚与电阻R3_l的另一端相连，同时与电容C3_2、电阻R3_2和非门芯片N3_1C的5号引脚相连，光接收芯片G3_l的3号及7号引脚与电源地相连，非门芯片N3_1C的6号引脚与插接件JPB3_1的3号引脚及非门芯片N3_1D的9号引脚相连；非门芯片N3_1D的8号引脚与插接件JPB3_1的I号引脚相连，插接件JPB3_1的2号引脚与光驱动芯片U3_l的2号及4号引脚相连，光驱动芯片U3_l的I号及7号引脚通过电阻R3_3与+5V电源相连，光驱动芯片U3_l的8号引脚与+5V电源相连，3号引脚通过二极管DO与接插件JPB3_1的13号引脚相连，同时，3号引脚通过电阻R3_4与+5V电源相连，光驱动芯片U3_l的5号引脚通过电阻R3_5与+5V电源相连，12个故障封锁电路中的光驱动芯片的5号引脚分别与接插件六JPB3_1的I?12号引脚相连，接插件六JPB3_1插入插件件二 JP13 ;所述的LED显示板上装载有12个电阻R4_l?R4_12、12个二极管D4_l?D4_12和插接件七JP4_1，所述的12个电阻R4_l?R4_12的一端分别连接12个二极管D4_l?D4_12的正极，12个二极管D4_l?D4_12的负极接电源地，12个电阻R4_l?R4_12的另一端分别连接插接件七JP4_1的O?11号引脚，插接件七JP4_1插入13个插接件四JPBl?JPB13中的任意一个；所述的信号转接板上装载有插接件八JP5_1和插接件九JP5_2，所述的插接件八JP5_1连接外部控制板卡CPC1-7248，所述的插接件九JP5_2插入4个插件件三JP14?JP17中的任意一个。
[0005]所述的12个插接件一 JPI?JP12、插件件二 JP13和13个插接件四JPBI?JPB13的型号均为9001-36321 ;所述的4个插件件三JP14?JP17的型号均为9001-32641 ;所述的非门芯片N2_1A、非门芯片N2_1E、非门芯片N2_1B、非门芯片N3_1C和非门芯片N3_1D的型号均为74HC14M ;所述的光驱动芯片U2_l和光驱动芯片U2_l的型号均为SN75451 ;所述的光发送芯片G2_l的型号为HFBR1414 ;所述的光接收芯片G3_l的型号为HFBR2412 ;所述的插接件五JP2_1、插接件六JPB3_1和插接件七JP4_1的型号均为9001-35321 ;所述的插接件八JP5_1的型号为SCS1-100 ;所述的插接件九JP5_2的型号为9001-32641。
[0006]转接板通过电缆与控制板卡CPC1-7248相连，将控制信号接入IGBT驱动机箱，然后控制信号通过底板进入光发送板，同时该信号也控制LED显示板。当故障封锁板接收到故障封锁信号后，立即封锁所有光发送板的光信号。
[0007]本发明的优点是:本发明不但简化了控制板，同时也增加了控制板的可靠性和抗电磁干扰性能，对于连续运行的高压脉冲电源系统，控制结构复杂，保护逻辑较多，采用本发明的IGBT机箱可以采用光信号快速封锁高压电源的输出，克服了强电磁干扰，实现了高压脉冲电源的可靠运行，已经实现80kV/70A输出，并成功参加EAST装置实验。
【附图说明】
[0008]图1为本发明插接件一 JPl的结构图。
[0009]图2为本发明插接件二 JP13的结构图。
[0010]图3为本发明插接件三JP14的结构图。
[0011]图4为本发明插接件四JPBl的结构图。
[0012]图5为本发明信号输入电路与光发送电路连接结构图。
[0013]图6为本发明插接件五JP2_1的结构图。
[0014]图7为本发明故障封锁电路图。
[0015]图8为本发明插接件六JPB3_1的结构图。
[0016]图9为本发明LED显示板上电路结构图。
[0017]图10为本发明插接件八JP5_1结构图。
[0018]图11为本发明插接件九JP5_2结构图。
【具体实施方式】
[0019]如图1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11所示，一种高压脉冲电源IGBT驱动机箱，包括有机箱底板、光信号发送板、故障封锁板、LED显示板和信号转接板，在所述的机箱底板上装载有12个插接件一 JPl?JP12、插件件二 JP13、4个插件件三JP14?JP17和13个插接件四JPBl?JPB13，将12个插接件一 JPl?JP12、插件件二 JP13、4个插件件三JP14?JP17和13个插接件四JPBl?JPB13的相同的引脚通过PCB布线进行连接；所述的光信号发送板上装载有信号输入电路、12个相同的光发送电路和插接件五JP2_1，所述的信号输入电路为FSXH信号与插接件JP2_1的17号引脚相连，同时，FSXH信号经过电阻R2_l的一端相连，电阻R2_l的另一端与二极管D2_l、电容C2_3、电阻R2_2及非门芯片N2_1A的I号引脚相连，另外，二极管D2_l、电容C2_3和电阻R2_2的另一引脚与电源地GND相连，非门芯片N2_1A的2号引脚作为故障封锁板的内部封锁信号FSXH_X，送给所述的12个光发送电路中，所述的光发送电路为:插接件JP2_1的18?29号引脚分别与12个光发送电路中的电阻R2_ll的相连，R2_l I的另一端与二极管D2_l 1、电容C2_l 1、电阻R2_21和非门N2_1E的11号引脚相连，非门N2_1E的10号引脚与非门N2_1B的3号引脚相连，非门N2_1B的4号引脚与光驱动芯片的2号及4号引脚相连；光驱的芯片U2_l的I号及7号引脚与内部封锁信号FSXH_X相连，光驱的芯片U2_l的8号引脚与电源+5V相连，光驱的芯片U2_l的3引脚与电阻R2_31和光发送芯片G2_l的2、6、7引脚相连，电阻R2_31的另一端与电源+5V相连；光驱的芯片U2_l的5号引脚与电阻R2_41相连，12个光发送电路中的光驱的芯片U2_l的5