带使能控制的一分四光脉冲分配电路的制作方法

1.本技术涉及脉冲触发领域，尤其涉及一种带使能控制的一分四光脉冲分配电路。


背景技术：

2.在高电压变流器的脉冲触发中，为增强系统的绝缘性信号，常采用光信号传输。通过后台系统发出一路光触发信号，控制器接受此信号后，如无故障的情况下，输出四路光信号给晶闸管触发导通。为保证触发安全可靠，不论后台计算机发出的脉冲宽度是多少，输出到晶闸管的信号保持在0.5-1.5ms。
3.传统的脉冲触发一般采用光电转换器将信号转换为电信号，由plc(programmable logic controller)的中断口输入，plc根据系统状态发出脉冲，plc脉冲的输出由输出口驱动4个光发送器。此种方式下，脉冲信号经过plc处理，延时较多不利于精准控制。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本技术提出了一种带使能控制的一分四光脉冲分配电路，采用以单稳态触发器为核心的电路取代plc控制，此电路可对脉冲宽度进行微秒级的精准调节，电路响应速度快于plc，提高精度的同时减少延时。
5.根据本技术的一方面，提供了一种带使能控制的一分四光脉冲分配电路，包括：信号输入模块、光接收模块、光发送模块；
6.所述信号输入模块与所述光接收模块电连接，所述信号输入模块还与所述光发送模块电连接；
7.所述信号输入模块包括单稳态触发器、第一电阻、第一三极管、第一电容；
8.所述第一电阻一端与所述单稳态触发器r/c输入端连接，其另一端与所述单稳态触发器vcc端连接；所述第一电容一端与所述单稳态触发器c
ext
输入端电连接，其另一端与所述所述单稳态触发器r/c输入端电连接；所述第一电容与所述第一电阻连接；所述单稳态触发器a1输入端和a2输入端与所述第一三极管集电极电连接，所述单稳态触发器q输出端与所述光发送模块电连接；
9.所述光发送模块包括第一光发送模块、第二光发送模块、第三光发送模块、第四光发送模块；
10.所述第一光发送模块输出端与所述第二光发送模块输入端电连接，所述第二光发送模块输出端与所述第三光发送模块输入端电连接，所述第三光发送模块输出端与所述第四光发送模块输入端电连接。
11.在一种可能的实现方式中，所述信号输入模块还包括：第一继电器、第二电阻、第三电阻；
12.所述第一继电器输入端与所述第三电阻一端连接，所述第三电阻另一端与所述第二电阻一端连接，所述第二电阻另一端与所述第一三极管基极电连接，所述第一三极管发射机接地，所述第一继电器输出端与所述光接收模块电连接。
13.在一种可能实现方式中，所述光接收模块包括：第二三极管、第三三极管、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第一二极管、第二电容、光接收器；
14.所述第二三极管基极与所述第四电阻一端连接，所述第二三极管发射极接地，所述第二三极管集电极与所述信号输入模块电连接；
15.所述第一二极管输入端与所述第六电阻一端连接，所述第六电阻另一端与所述光接收器连接，所述第一二极管输出端与所述第五电阻一端、所述第四电阻另一端及所述光接收器输入端电连接；所述光接收器输出端接地，所述第二电容并联在所述光接收器两端；
16.所述第五电阻另一端与所述第三三极管基极连接，所述第三三极管发射极接地，所述第三三极管集电极与所述单稳态触发器b输入端电连接。
17.在一种可能的实现方式中，所述第一光发送模块包括：第一光发送器、第二二极管、第三电容；
18.所述第一光发送器输出端与所述第二二极管输入端电连接，所述第二二极管输出端与所述第一光发送器输入端电连接，所述第三电容并联在所述第二二极管和所述第一光发送器两端；
19.所述第二光发送模块包括：第二光发送器、第三二极管、第四电容；
20.所述第二光发送器输出端与所述第三二极管输入端电连接，所述第三二极管输出端与所述第二光发送器输入端电连接，所述第四电容并联在所述第三二极管和所述第二光发送器两端；
21.所述第三光发送模块包括：第三光发送器、第四二极管、第五电容；
22.所述第三光发送器输出端与所述第四二极管输入端电连接，所述第四二极管输入端与所述第三光发送器输入端电连接，所述第五电容并联在所述第四二极管和所述第三光发送器两端；
23.所述第四光发送模块包括：第四光发送器、第五二极管、第六电容；
24.所述第四光发送器输出端与所述第五二极管输入端电连接，所述第五二极管输出端与所述第四光发送器电连接，所述第六电容并联在所述第五二极管和所述第四光发送器两端。
25.在一种可能的实现方式中，所述光发送模块还包括第七电阻、第四三极管；
26.所述第一光发送模块输出端与所述第四三极管集电极电连接，所述第四三极管基极与所述第七电阻一端连接，所述第四三极管发射极接地；所述第七电阻另一端与所述单稳态触发器q输出端连接。
27.在一种可能的实现方式中，所述单稳态触发器还包括电源模块；
28.所述电源模块包括第二继电器、三端稳压器、第七电容；
29.所述第二继电器输出端与所述三端稳压器输入端电连接；
30.所述三端稳压器输出端与所述第七电容连接；
31.所述第七电容另一端与所述第二继电器输入端连接。
32.本技术实施例带使能控制的一分四光脉冲分配电路以单稳态触发器为核心，单稳态触发器收到上升沿信号进入暂稳态，此时光接收器收到上升沿信号后光发送器发出固定宽度脉冲，输出脉冲信号仅由本电路中的rc电路决定，不受输入脉冲宽度影响，即当第一电容电压超过阀值时，单稳态触发器的暂稳态结束。电路对脉冲宽度可进行微秒级的精确调
节，由此解决传统plc无法精准控制的缺点，提高了精度和响应速度。
33.根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本技术的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
34.包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本技术的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本技术的原理。
35.图1示出本技术实施例的带使能控制的一分四光脉冲分配电路的电路图；
36.图2示出本技术实施例的带使能控制的一分四光脉冲分配电路单稳态触发器电源电路图；
37.图3示出本技术实施例的带使能控制的一分四光脉冲分配电路的光信号输出示意图。
具体实施方式
38.以下将参考附图详细说明本技术的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
39.其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术或简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
40.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
41.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
42.另外，为了更好的说明本技术，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本技术同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本技术的主旨。
43.图1示出本技术实施例的带使能控制的一分四光脉冲分配电路的电路图。图2示出本技术实施例的带使能控制的一分四光脉冲分配电路单稳态触发器电源电路图，图3示出本技术实施例的带使能控制的一分四光脉冲分配电路的光信号输出示意图。如图1所示，该分配电路100采用单稳态触发器u6精准控制脉冲宽度，利用光接收器gd1接收光触发信号，驱动光发送器dg1-dg4发出光信号。该分配电路100包括：信号输入模块110、光接收模块120、光发送模块130，该信号输入模块110既与光接收模块电120连接，也与光发送模块130电连接。信号输入模块110包括单稳态触发器u6、第一电阻r30、第一三极管u2、第一电容c15；其中，第一电阻r30一端与单稳态触发器u6的r/c输入端电连接，另一端与单稳态触发
器u6的vcc电源端电连接；第一电容c15一端与单稳态触发器u6的c
ext
输入端电连接，另一端与单稳态触发器u6的r/c输入端电连接，第一电容c15还与第一电阻r30连接；单稳态触发器u6的b输入端与光接收模块120电连接，单稳态触发器u6的q输出端与光发送模块130电连接；光发送模块130包括第一光发送模块131、第二光发送模块132、第三光发送模块133、第四光发送模块134；第一光发送模块131输出端与第二光发送模块132输入端电连接，第二光发送模块132输出端与第三光发送模块133输入端电连接，第三光发送模块输出端133与第四光发送模块134输入端电连接。
44.本技术实施例分配电路在进行工作时，当输出允许信号in为高电平时，第一三极管u2导通，单稳态触发器u6的a1输入端与a2输入端为低电平。此时若光接收模块120没有接收到光触发信号，则单稳态触发器u6的b输入端为低电平，单稳态触发器u6的q输出端为低电平，光发送模块130处于停止状态，分配电路100没有光信号输出，输入信号回报端out为低电平。具体的，输出允许信号in和输入回报信号out高电平为24v。若光接收模块120接收到光触发信号，则单稳态触发器u6的b输入端为高电平，在由低电平转变为高电平的上升沿，单稳态触发器u6进入暂稳状态。在暂稳态期间，单稳态触发器u6的q输出端为高电平，此时，如无故障的情况下，在高电压变流器的脉冲触发中，分配电路100会输出四路光信号给晶闸管触发导通。采用光信号传输增强了系统的绝缘信号。同时电源vcc通过第一电阻r30对第一电容c15充电，当第一电容c15的电压超过阀值时，单稳态触发器u6的暂稳态结束，恢复到稳定状态。由此可知电路的脉冲宽度与输入信号宽度无关，仅取决于单稳态时间，也即由电路中的rc电路决定。本技术实施例的脉冲信号处理，以sn74121单稳态触发器u6为核心，其处于暂稳态期间时又出现的上升沿不起作用，仅由电路中的rc电路决定脉冲宽度，有效的提高系统对脉冲信号宽度的调节，有利于系统的精度控制。
45.在一种可能的实现方式种，信号输入模块110还包括:第一继电器j2、第二电阻r15、第三电阻r11；第一继电器j2输入端与第三电阻r11一端连接，第三电阻r11另一端与第二电阻r15一端连接，第二电阻r15另一端与第一三极管u2基极电连接，第一三极管u3发射极接地，第一继电器j2输出端与光接收模块120电连接。
46.具体的，输出允许信号in由第一继电器j2输入端引入分配电路100中。当输出允许信号in为低电平时，经过第二电阻r15、第三电阻r11之后，第一三极管u2为截至状态，单稳态触发器u6的a1输入端和a2输入端为高电平，此时无论单稳态触发器u6的b输入端为任何电平，其q输出端都为低电平，也即光发送模块130处于停止状态。
47.在一种可能的实现方式中，光接收模块120包括：第二三极管u3、第三三极管u4、第四电阻r18、第五电阻r20、第六电阻r16、第一二极管d2、第二电容c13、光接收器gd1；第二三极管u3基极与第四电阻r18一端连接，第二三极管u3发射极接地，第二三极管u3集电极与信号输入模块110电连接；第一二极管d2输入端与第六电阻r16一端连接，第六电阻r16另一端与光接收器gd1连接，第一二极管d2输出端与第五电阻r20、第四电阻r18另一端及光接收器gd1输入端电连接；光接收器gd1输出端接地，第二电容c13并联在光接收器gd1两端。第五电阻r20另一端与第三三极管u4基极连接，第三三极管u4发射极接地，第三三极管u4集电极与单稳态触发器u6的b输入端电连接。
48.此处，需要说明的是，电源vcc经过第六电阻r16与第一二极管d2，当光接收器gd1没有接收到光接触信号时，光接收器gd1的集电极为高电平，第二三极管u3和第三三极管u4
的基极为高电平，即第二三极管u3和第三三极管u4为导通状态。单稳态触发器u6的b输入端为低电平，此时其q输出端为低电平，光发送模块130为停止状态，输入回报端out为低电平。
49.在一种可能的实现方式中，第一光发送模块包括131：第一光发送器dg4、第二二极管dw5、第三电容c20；第一光发送器dg4输出端与第二二极管dw5输入端电连接，第二二极管输出端dw5与第一光发送器dg4输入端电连接，第三电容c20并联在第二二极管dw5和第一光发送器dg4两端；第二光发送模块132包括：第二光发送器dg3、第三二极管dw4、第四电容c19；第二光发送器dg3输出端与第三二极管dw4输入端电连接，第三二极管dw4输出端与第二光发送器dg3输入端电连接，第四电容c19并联在第三二极管dw4和第二光发送器dg3两端；第三光发送模块133包括：第三光发送器dg2、第四二极管dw3、第五电容c18；第三光发送器dg2输出端与第四二极管dw3输入端电连接，第四二极管dw3输出端与第三光发送器dg2输入端电连接，第五电容c18并联在第四二极管dw3和第三光发送器dg2两端；第四光发送模块134包括：第四光发送器dg1、第五二极管dw2、第六电容c17；第四光发送器dg1输出端与第五二极管dw2输入端电连接，第五二极管dw2输出端与第四光发送器dg1电连接，第六电容c17并联在第五二极管dw2和第四光发送器dg1两端。
50.此处，需要说明的是，当光接收器gd1接收到光接触信号，单稳态触发器u6的q输出端为高电平，四个光发送模块同时导通，此时第一光发送器dg1、第二光发送器dg2、第三光发送器dg3、第四光发送器dg4为开通状态，四个光发送器发出固定宽度的脉冲，实现光信号一分四的目的。
51.在一种可能的实现方式中，光发送模块130还包括第七电阻r31、第四三极管u5；第一光发送模块134输出端与第四三极管u5集电极电连接，第四三极管u5基极与第七电阻r31一端连接，第四三极管u5发射极接地，第七电阻r31另一端与单稳态触发器u6的q输出端连接。
52.此处，需要说明的是，当hfbr-2412tz光接收器gd1接收光触发信号，单稳态触发器u6的q输出端为高电平，与之连接的第四三极管u5导通，四个光发送器hfbr-1414tz为开通状态发出四路光信号。
53.在一种可能的实现方式中，单稳态触发器u6还包括电源模块200；电源模块200包括第二继电器j1、三端稳压器u1、第七电容c3；第二继电器j1输出端与三端稳压器u1输入端电连接，三端稳压器u1输出端与第七电容c3连接，第七电容c3另一端与第二继电器j1输入端连接。此处，应当指出的是，单稳态触发器u6的电源由第二继电器j1引入24v电源，并通过其中的lm7805三端稳压器u1转换为5v电源供给单稳态触发器u6及其外围电路供电。电源200为光分配板300供电，其中光分配板300包括光接收器gd1及光发送器dg1-dg4，当光分配板300接收的允许输出信号为高电平且存在光触发信号，光分配板300输出四路光信号。
54.综上所述，在高电压变流器的脉冲触发中，以sn74121单稳态触发器u6为核心，当输出允许信号in为高电平时，第一三极管u2导通，单稳态触发器u6的a1输入端和a2输入端为低电平。若hfbr-2412tz光接收器接收到光触发信号，其集电极为低电平，第二三极管u3和第三三极管u4基极为低电平，即第二三极管u3和第三三极管u4为截止状态。单稳态触发器u6的b输入端由低电平转变为高电平，据此上升沿，单稳态触发器u6进入暂稳态。在暂稳态期间，单稳态触发器u6的q输出端为高电平，第四三极管u5导通，第一至第四光发送器dg1-dg4开通发出四路光信号给晶闸管触发导通，为保障触发安全可靠，输出到晶闸管的信
号保持在0.5-1.5ms，此时单稳态触发器u6的r/c输入端为低电平，同时电源vcc经过第一电阻r30对第一电容c15充电。在暂稳态期间，新出现的上升沿不起作用，直到暂稳态结束后输入再出现的上升沿才起作用。当第一电容c15的电压超过阀值时，暂稳态结束，据此分配电路的脉冲宽度由单稳态时间决定，也即仅由电路中的rc电路决定。以分配电路100的方式对脉冲宽度进行微秒级的精确调节和控制，有利于提高系统的精度和响应速度。
55.以上已经描述了本技术的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。