用于CT系统的强弱电地自适应隔离电路、控制方法与流程

本发明涉及信息处理，具体涉及到一种用于ct系统的强弱电地自适应隔离电路、控制方法。

背景技术：

1、在强弱电混合集成的ct设备中，强弱电隔离与接地设计是保障设备运行稳定性、信号精准性、用电安全性的核心关键。强电侧存在电压波动、负载突变、高频杂波、电磁辐射、浪涌脉冲等干扰源，若干扰串入弱电控制回路，会造成弱电信号失真、数据漂移、控制模块误动作，严重时会导致芯片烧毁、设备死机、系统瘫痪等故障。因此，合理的强弱电地隔离与接地设计是提升设备电磁兼容性能的核心手段。

2、目前行业内强弱电接地隔离方案仅分为两种固定静态架构，存在无法调和的技术矛盾，具体缺陷如下：

3、一是硬性完全隔离架构，该方案将强电地与弱电地永久彻底分离，虽具备极强的抗干扰能力，可有效隔绝高压、高频电磁干扰，但长期固定隔离的结构会导致强弱电信号参考基准不统一，电路信号同步性差、响应延迟升高、动态工作性能大幅下降。

4、二是固定共地架构，该方案将强弱电系统共用同一接地基准，电路结构简单、信号同步性好、响应速度快，无额外隔离器件损耗，常规工况下运行稳定性高。但该方案抗干扰能力薄弱，在复杂电磁环境、电网波动、负载突变、高频干扰等工况下，强电侧各类干扰会通过共地回路直接耦合至弱电控制系统，极易引发信号失真、控制失灵、硬件损坏等问题，设备容错率与环境适应性极低。

5、综上，现有技术均为“一刀切”的静态固定设计，无法根据实际工况动态调整隔离与接地状态，始终存在抗干扰性能与运行效率、低能耗、高响应速度之间的核心矛盾，难以适配复杂多变的ct工作场景。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种用于ct系统的强弱电地自适应隔离电路、控制方法，以解决相关技术中存在的不足。

2、为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供了一种用于ct系统的强弱电地自适应隔离电路，包括分层悬浮地模块、工况采集模块、主控判断模块以及隔离切换模块；所述分层悬浮地模块包括强电地平面、弱电地平面，所述强电地平面与弱电地平面分层独立布设，且两者之间设置有悬浮缓冲支路；所述工况采集模块分别与强电回路、弱电回路连接，用于实时采集电路工况参数；所述主控判断模块的输入端与工况采集模块连接，用于根据所述工况参数计算综合干扰值，并依据综合干扰值以及预设的分级阈值判定当前工况；基于当前的工况输出对应的切换控制指令；所述隔离切换模块串接于所述悬浮缓冲支路中，其控制端与主控判断模块的输出端连接，用于根据切换控制指令动态调节悬浮缓冲支路的导通阻抗，以改变强电地平面与弱电地平面之间的电位耦合程度。

3、可选地，所述根据所述工况参数计算综合干扰值包括：基于计算综合干扰值，其中，为实时综合干扰值；为强电侧电压波动幅值；为负载电流突变差值；为空间电磁干扰场强；为回路高频杂波有效值；为各干扰分量权重系数，根据设备应用场景标定。

4、可选地，依据综合干扰值以及预设的分级阈值判定当前工况；基于当前的工况输出对应的切换控制指令包括：当时，判定为低干扰工况，输出导通控制指令;根据切换控制指令动态调节悬浮缓冲支路的导通阻抗包括基于所述导通控制指令控制悬浮缓冲支路低阻抗导通，强电地平面与弱电地平面等效共地运行；当时，判定为强干扰工况，输出关断控制指令，根据切换控制指令动态调节悬浮缓冲支路的导通阻抗包括基于所述关断控制指令控制悬浮缓冲支路完全断开，使强电地平面与弱电地平面分层隔离；当时，判定为过渡工况，输出阻抗调节指令；根据切换控制指令动态调节悬浮缓冲支路的导通阻抗包括控制悬浮缓冲支路工作于可调阻抗状态，使强电地平面与弱电地平面处于电位渐变的悬浮缓冲状态。

5、可选地，当判定为悬浮过渡工况时，或者在低干扰工况与强干扰工况相互切换的过渡过程中，所述主控判断模块执行电位校正。

6、可选地，主控判断模块执行电位校正包括：根据实时综合干扰值确定自适应调节系数α的取值，基于所述自适应调节系数α计算得到目标悬浮实时电位；主控判断模块以所述目标悬浮实时电位为控制依据，向所述隔离切换模块输出连续的阻抗调节指令；所述隔离切换模块根据所述阻抗调节指令动态调节所述悬浮缓冲支路的导通阻抗，改变强电地平面与弱电地平面之间的电位耦合程度，以使接地基准的实际电位跟随所述目标悬浮实时电位平滑变化，实现工况切换过程的无扰过渡，其中，所述接地基准以由两层地平面经悬浮缓冲支路连接后的共同电位状态构成。

7、可选地，所述主控判断模块在工况模式切换完成后锁定预设时长的判定周期，其中，在所述判定锁定周期内，所述主控判断模块不生成新的切换控制指令。

8、可选地，所述悬浮缓冲支路由限流电阻、高频缓冲电容、双向稳压管以及可控开关器件依次串联构成，其中，所述限流电阻用于抑制切换瞬间的冲击电流；所述高频缓冲电容用于吸收回路电位抖动；所述双向稳压管用于钳位支路电位幅值；所述可控开关器件用于连续调节支路导通阻抗。

9、可选地，所述强电地平面布设于pcb底层，所述弱电地平面布设于 pcb 顶层，两层地平面的垂直投影相互重合且物理绝缘。

10、根据本发明第二方面，提供一种用于ct系统的强弱电地自适应隔离控制方法，包括实时采集强电回路与弱电回路的工况参数；根据所述工况参数计算综合干扰值，并依据综合干扰值以及预设的分级阈值判定当前工况；基于当前的工况输出对应的切换控制指令；根据切换控制指令动态调节悬浮缓冲支路的导通阻抗，以改变强电地平面与弱电地平面之间的电位耦合程度，其中，悬浮缓冲支路强电地平面、弱电地平面之间。

11、可选地，基于实时工况参数计算实时综合干扰值包括：基于计算综合干扰值，其中，为实时综合干扰值；为强电侧电压波动幅值；为负载电流突变差值；为空间电磁干扰场强；为回路高频杂波有效值；为各干扰分量权重系数，根据设备应用场景标定。

12、本实施例用于ct系统的强弱电地自适应隔离电路、控制方法，通过动态悬浮地架构，实现接地隔离模式的工况自适应动态切换，在低干扰工况下保持共地高效运行，在强干扰工况下自动分层隔离，兼顾电路抗干扰能力、响应速度、低能耗与长期运行稳定性，解决传统技术的核心痛点。

1.一种用于ct系统的强弱电地自适应隔离电路，其特征在于，包括分层悬浮地模块、工况采集模块、主控判断模块以及隔离切换模块；

2.根据权利要求1所述的用于ct系统的强弱电地自适应隔离电路，其特征在于，所述根据所述工况参数计算综合干扰值包括：

3.根据权利要求2所述的用于ct系统的强弱电地自适应隔离电路，其特征在于，依据综合干扰值以及预设的分级阈值判定当前工况；基于当前的工况输出对应的切换控制指令包括：

4.根据权利要求3所述的用于ct系统的强弱电地自适应隔离电路，其特征在于，当判定为悬浮过渡工况时，或者在低干扰工况与强干扰工况相互切换的过渡过程中，所述主控判断模块执行电位校正。

5.根据权利要求4所述的用于ct系统的强弱电地自适应隔离电路，其特征在于，主控判断模块执行电位校正包括：

6.根据权利要求1所述的用于ct系统的强弱电地自适应隔离电路，其特征在于，所述主控判断模块在工况模式切换完成后锁定预设时长的判定周期，其中，在所述判定锁定周期内，所述主控判断模块不生成新的切换控制指令。

7.根据权利要求1所述的用于ct系统的强弱电地自适应隔离电路，其特征在于，所述悬浮缓冲支路由限流电阻、高频缓冲电容、双向稳压管以及可控开关器件依次串联构成，其中，所述限流电阻用于抑制切换瞬间的冲击电流；所述高频缓冲电容用于吸收回路电位抖动；所述双向稳压管用于钳位支路电位幅值；所述可控开关器件用于连续调节支路导通阻抗。

8.根据权利要求1所述的用于ct系统的强弱电地自适应隔离电路，其特征在于，所述强电地平面布设于pcb底层，所述弱电地平面布设于 pcb 顶层，两层地平面的垂直投影相互重合且物理绝缘。

9.一种用于ct系统的强弱电地自适应隔离控制方法，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的用于ct系统的强弱电地自适应隔离控制方法，其特征在于，基于实时工况参数计算实时综合干扰值包括：