一種抗強電磁干擾的光電隔離屏蔽盒、系統及方法與流程

本發明涉及電磁領域，尤其是一種抗強電磁干擾的光電隔離屏蔽盒、系統及方法。

背景技術：

1967年6月，越南美軍基地發生過一起由電磁干擾引起的重大事故。據報道，當時美軍一艘軍艦上的高功率雷達發射的射頻能量，耦合到一臺裝在飛機上的導彈火箭的馬達驅動電路，導致馬達驅動將導彈火箭點火，還引發了停在航空母艦飛行甲板上的其它導彈。造成了美國200億美元的損失。隨著各種高新前沿技術的迅猛發展，各種大型的實驗系統越來越復雜，系統之間的電磁干擾問題也越發引起相關人員的重視。

電磁干擾有傳導干擾和輻射干擾兩種。傳導干擾是指通過導電介質把一個電網絡上的信號耦合到另外一個網絡；輻射干擾是指干擾源通過空間把信號耦合到另外一個電網絡。尤其在大型復雜的脈沖功率等實驗系統中，傳導干擾和輻射干擾動輒就幾萬伏甚至幾兆伏。這種干擾充斥著各個網絡系統，影響著系統本身、子系統和其他系統。

技術實現要素：

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一一種抗強電磁干擾的光電隔離屏蔽盒、系統及方法。本發明應用在同步觸發系統中，解決了24臺Marx發生器輸出超過4MV高壓產生強電磁脈沖干擾影響同步觸發系統運行的問題，實現了復雜電磁環境下24路超高功率脈沖納秒精度控制。。

本發明采用的技術方案如下：

一種光電隔離系統的屏蔽盒，其特征在于，所述屏蔽盒包括：形狀為長方體的殼體和蓋住殼體的蓋板；所述殼體由金屬鋁材整體銑出，殼體上開出若干個小孔；光釬從所述小孔穿過。

進一步的，所述光纖過孔位置設置有屏蔽螺線管并加襯導電網保證導電的連續性。

進一步的，所述屏蔽盒的蓋板和殼體的接縫處選用了EMI導電膠條。

一種抗強電磁干擾的光電隔離系統，其特征在于，所述系統包括：用于接收到外界電信號，將其轉換成不同波段的光信號的電光轉換單元和轉換成不同幅度的電脈沖信號的光電轉換單元；所述電光轉換單元通過光釬和電光轉換單元信號連接，電光轉換單元將轉換后的光信號通過光釬傳輸給電光轉換單元。

進一步的，所述電光轉換單元包括：電信號接口、光輸出接口和主電路；所述電信號接口信號連接于主電路；所述主電路信號連接于

所述主電路包括：匹配限幅電路、脈寬產生電路、斬波器和電源濾波電路；所述匹配限幅電路信號連接于脈寬產生電路；所述脈寬產生電路信號連接于斬波器；所述斬波器信號連接于電源濾波電路。

進一步的，所述電輸入接口為BNC標準接口，數量為兩路。

進一步的，所述光電轉換單元包括：電源濾波、電源變換隔離、信號變換、信號展寬、信號輸出。

一種抗電磁干擾的光電隔離系統的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：電光轉換單元接收到外界電信號，將其轉換成不同波段的光信號，通過光纖傳輸給光電轉換單元；

步驟2：光電轉換單元將接收到的光信號轉換成不同幅度的電脈沖信號；

進一步的，所述光電轉換單元的電信號輸出模式有兩種：其一是根據接收到的光信號的脈沖寬度，輸出同樣脈沖寬度的電信號；其二是無論接收到的光信號脈沖寬度是多少，都輸出固定寬度的電脈沖信號。

進一步的，所述電信號輸出的電壓幅度值能夠從5V、12V、15V、24V選擇，所述電信號的前沿小于5ns,脈沖半高寬在幾百納秒至幾百微秒；同時，所述電信號的電壓幅度值能夠在50V～500V范圍內選擇，所述電信號前沿小于20 ns，脈沖半高寬在幾百納秒。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：公開了一種抗電磁干擾的光電隔離裝置，通過光信號把測試系統、控制系統或通信系統的模擬電信號與高壓大電流干擾源的模擬信號物理隔離，保證了測試、控制和通信等系統在強電磁干擾環境中能夠正常可靠的工作。尤其是在脈沖功率科學與技術領域中大型實驗裝置中，應用在同步觸發系統中，解決了24臺Marx發生器輸出超過4MV高壓產生強電磁脈沖干擾影響同步觸發系統運行的問題，實現了復雜電磁環境下24路超高功率脈沖納秒精度控制。

附圖說明

本發明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本發明的一種抗強電磁干擾的光電隔離系統的系統結構示意圖。

圖2是本發明的一種抗強電磁干擾的光電隔離系統的光電轉換單元的主電源結構示意圖。

圖3是本發明的一種抗強電磁干擾的光電隔離系統在使用過程中的使用示意圖。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書（包括任何附加權利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

本發明實施例1提供了一種光電隔離系統的屏蔽盒：

一種光電隔離系統的屏蔽盒，其特征在于，所述屏蔽盒包括：形狀為長方體的殼體和蓋住殼體的蓋板；所述殼體由金屬鋁材整體銑出，殼體上開出若干個小孔；光釬從所述小孔穿過。

進一步的，所述光纖過孔位置設置有屏蔽螺線管并加襯導電網保證導電的連續性。

進一步的，所述屏蔽盒的蓋板和殼體的接縫處選用了EMI導電膠條。

本發明實施例2提供了一種抗強電磁干擾的光電隔離系統，如圖1、圖2和圖3所示：

一種抗強電磁干擾的光電隔離系統，其特征在于，所述系統包括：用于接收到外界電信號，將其轉換成不同波段的光信號的電光轉換單元和轉換成不同幅度的電脈沖信號的光電轉換單元；所述電光轉換單元通過光釬和電光轉換單元信號連接，電光轉換單元將轉換后的光信號通過光釬傳輸給電光轉換單元。

進一步的，所述電光轉換單元包括：電信號接口、光輸出接口和主電路；所述電信號接口信號連接于主電路；所述主電路信號連接于

所述主電路包括：匹配限幅電路、脈寬產生電路、斬波器和電源濾波電路；所述匹配限幅電路信號連接于脈寬產生電路；所述脈寬產生電路信號連接于斬波器；所述斬波器信號連接于電源濾波電路。

進一步的，所述電輸入接口為BNC標準接口，數量為兩路。

進一步的，所述光電轉換單元包括：電源濾波、電源變換隔離、信號變換、信號展寬、信號輸出。

光電隔離系統設計成兩個信號轉換裝置，能夠很好兼容其它設備單獨做信號源使用。另外，也更加方便將干擾源和被測試系統拉開距離，降低被干擾的可能。光電隔離系統電路結構簡單，性能穩定。

電輸入接口BNC標準接口，數量為兩路。可以產生光信號波長為820nm、1300nm和1500nm的光信號。這三種波段光信號基本涵蓋工業系統、和試驗測試系統中常用的光波信號。光輸出接口可靈活選用ST、FC等常用接口均可。主電路由匹配限幅、脈寬產生、DC-DC隔離及電源濾波等構成。

本發明實施例3提供了一種抗強電磁干擾的光電隔離方法：

一種抗電磁干擾的光電隔離系統的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

步驟1：電光轉換單元接收到外界電信號，將其轉換成不同波段的光信號，通過光纖傳輸給光電轉換單元；

步驟2：光電轉換單元將接收到的光信號轉換成不同幅度的電脈沖信號；

進一步的，所述光電轉換單元的電信號輸出模式有兩種：其一是根據接收到的光信號的脈沖寬度，輸出同樣脈沖寬度的電信號；其二是無論接收到的光信號脈沖寬度是多少，都輸出固定寬度的電脈沖信號。

進一步的，所述電信號輸出的電壓幅度值能夠從5V、12V、15V、24V選擇，所述電信號的前沿小于5ns,脈沖半高寬在幾百納秒至幾百微秒；同時，所述電信號的電壓幅度值能夠在50V～500V范圍內選擇，所述電信號前沿小于20 ns，脈沖半高寬在幾百納秒。

本發明并不局限于前述的具體實施方式。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。