用于hemp傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)的脈沖電流注入源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及脈沖電流產(chǎn)生裝置技術(shù)，尤其涉及一種用于HEMP傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)的脈沖電流注入源。
【背景技術(shù)】
[0002]高空核電磁脈沖(High-altitude nuclear EMP，HEMP)可以通過傳導(dǎo)親合方式在電源線、數(shù)據(jù)傳輸線或外殼上等產(chǎn)生傳導(dǎo)電流，干擾電子設(shè)備的正常工作。為考核電子設(shè)備高空核電磁脈沖傳導(dǎo)抗擾度，IEC國際電工委員會(huì)IEC61000-4-25規(guī)定了高空核電磁脈沖傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)等級和試驗(yàn)方法。美國軍用標(biāo)準(zhǔn)MIL-STD-188-125規(guī)定了高空核電磁脈沖傳導(dǎo)試驗(yàn)要求和脈沖電流注入試驗(yàn)方法。
[0003]但兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的注入電流波形和脈沖電流注入源內(nèi)阻不同。IEC61000-4-25標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高空核電磁脈沖傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)等級EClO試驗(yàn)電壓為25kV，短路電流為500A，脈沖電流注入源等效內(nèi)阻為50 Ω，輸出為25/500ns的雙指數(shù)波；試驗(yàn)等級ECl I試驗(yàn)電壓為160kV，短路電流為3200A，脈沖電流注入源等效內(nèi)阻為50Ω，輸出電流為10/100nS的雙指數(shù)波。美軍標(biāo)MIL-STD-188-125-1和MIL-STD-188-125-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，埋地電纜試驗(yàn)等級的短路峰值電流為800A，波形為雙指數(shù)波，上升時(shí)間為20ns，半波寬度為500?550ns，脈沖電流注入源的內(nèi)阻不小于60 Ω ;標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定裸露電纜試驗(yàn)電流波形采用與埋地電纜相同的雙指數(shù)波，但共模注入峰值電流為5000A，差模注入峰值為2500A。因此，有必要開發(fā)一種能夠?qū)崿F(xiàn)多種輸出波形和不同內(nèi)阻的脈沖電流注入源電源，以便于按照不同測試標(biāo)準(zhǔn)開展高空核電磁脈沖傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于HEMP傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)的脈沖電流注入源，所述脈沖電流注入源可以方便的改變脈沖電流注入源的輸出電流波形、峰值電流和源內(nèi)阻，以便于利用一臺脈沖電流注入源實(shí)現(xiàn)不同標(biāo)準(zhǔn)的高空核電磁脈沖傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)，通用性強(qiáng)，使用方便。
[0005]
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種用于HEMP傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)的脈沖電流注入源，其特征在于:包括高壓充電電源、Marx發(fā)生器、阻抗匹配模塊和控制器，所述高壓充電電源的輸出端與所述Marx發(fā)生器的輸入端連接，高壓充電電源用于為所述Marx發(fā)生器提供高壓充電電源，所述Marx發(fā)生器的輸出端與所述阻抗匹配模塊的輸入端連接，Marx發(fā)生器輸出雙指數(shù)波，經(jīng)阻抗匹配模塊整形和阻抗匹配后輸出正負(fù)極性可選并符合標(biāo)準(zhǔn)要求的雙指數(shù)脈沖電流波形，Marx發(fā)生器整體作為一個(gè)單元模塊，更換整個(gè)單元模塊實(shí)現(xiàn)不同的波形輸出，所述控制器的控制輸出端分別與高壓充電電源的控制端以及Marx發(fā)生器的控制端連接，用于控制充電過程和觸發(fā)Marx發(fā)生器放電過程。
[0006]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述高壓充電電源包括調(diào)壓變壓器、高壓試驗(yàn)變壓器、第一高壓整流模塊和第二高壓整流模塊，調(diào)壓變壓器的初級線圈的輸入端接電源，調(diào)壓變壓器次級線圈的輸出端接高壓試驗(yàn)變壓器的初級線圈，高壓試驗(yàn)變壓器將輸入的電源進(jìn)行二次升壓后，得到幾十kV的交流電，高壓試驗(yàn)變壓器的一個(gè)輸出端接地，另一個(gè)輸出端分別接第一高壓整流模塊和第二高壓整流模塊，第一高壓整流模塊的輸出端為正極性的脈沖直流信號，第二高壓整流模塊的輸出端為負(fù)極性的脈沖直流信號，所述控制器用于調(diào)節(jié)高壓試驗(yàn)變壓器的輸出電壓。
[0007]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述第一高壓整流模塊的輸出端設(shè)有第一高壓接線端子，所述第二高壓整流模塊的輸出端設(shè)有第二高壓接線端子，Marx發(fā)生器的輸入端通過第一高壓電纜與所述第一高壓接線端子或第二高壓接線端子連接。
[0008]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述阻抗匹配模塊包括匹配電阻，所述匹配電阻的一端為所述阻抗匹配模塊的輸入端，所述匹配電阻的另一端為所述阻抗匹配模塊的輸出端。
[0009]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述匹配模塊還包括銳化開關(guān)和銳化電容，所述銳化開關(guān)串聯(lián)在所述匹配模塊的輸入端上，所述銳化電容的一端與所述匹配模塊的輸入端連接，另一端接地；
Marx發(fā)生器的輸出端經(jīng)第二高壓電纜對銳化電容充電，當(dāng)充電到最大電壓時(shí)刻時(shí)銳化開關(guān)導(dǎo)通，由于銳化回路電感極小，因此可以得到更快的上升前沿;如果Marx發(fā)生器直接輸出波形上升時(shí)間能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求則可以省略銳化回路，即銳化電容斷路，銳化開關(guān)短路。
[0010]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述匹配模塊還包括隔離器，所述隔離器串聯(lián)在所述匹配模塊的輸出端，所述隔離器的輸出端為所述電源注入源的輸出端。
[0011 ]進(jìn)一步的技術(shù)方案在于:所述控制器包括調(diào)壓控制模塊和觸發(fā)控制模塊。
[0012]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:本發(fā)明的脈沖注入電流源可以輸入IEC61000-4-25和MIL-STD-188-125兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)多種雙指數(shù)波形，輸出電壓可調(diào)，可以用于直接電流注入、電容耦合夾和電流環(huán)注入，以便于利用一臺脈沖電流注入源實(shí)現(xiàn)不同標(biāo)準(zhǔn)的高空核電磁脈沖傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)，通用性強(qiáng)，使用方便。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的原理框圖；
圖2是本發(fā)明的電路原理圖；
圖3是本發(fā)明的脈沖電流注入源直接注入原理圖；
圖4是本發(fā)明的脈沖電流注入源電容夾注入原理圖；
圖5是本發(fā)明的脈沖電流注入源電流環(huán)注入原理圖。
[0014]其中:1、高壓充電電源2、Marx發(fā)生器3、阻抗匹配模塊4、控制器5、調(diào)壓變壓器6、高壓試驗(yàn)變壓器7、第一高壓整流模塊8、第二高壓整流模塊9、第一高壓接線端子10、第二高壓接線端子ll、Marx發(fā)生器的輸入端12、第一高壓電纜13、充電限流電阻14、充電電容15、觸發(fā)開關(guān)16、自擊穿氣體火花間隙開關(guān)17、第二高壓電纜18、銳化電容19、銳化開關(guān)20、匹配電阻21、隔離器22、所述脈沖電流注入源的輸出端23、調(diào)壓控制模塊24、觸發(fā)控制豐旲塊;
1-1、第一脈沖電流注入源1-2、選擇端子1-3、第一受試設(shè)備1-4、第一去耦網(wǎng)絡(luò)；
2-1、第二脈沖電流注入源2-2、第一高壓同軸電纜2-3、電容耦合夾2-4、第二受試設(shè)備2-5、輔助設(shè)備2-6、第一絕緣支撐物2-7、第二絕緣支撐物2-8、接地線；
3-1、第三脈沖電流注入源3-2、第二高壓同軸電纜3-3、電流注入探頭3-4、第二去耦網(wǎng)絡(luò)3-5、第三受試設(shè)備3-6、監(jiān)測探頭3-7、示波器。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0016]在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明公開了一種用于HEMP傳導(dǎo)抗擾度試驗(yàn)的脈沖電流注入源，包括高壓充電電源l、Marx發(fā)生器2、阻抗匹配模塊3和控制器4。所述高壓充電電源I的輸出端與所述Marx發(fā)生器2的輸入端連接，高壓充電電源I用于為所述Marx發(fā)生器2提供高壓充電電源。所述Marx發(fā)生器2的輸出端與所述阻抗匹配模塊3的輸入端連接，Marx發(fā)生器2輸出雙指數(shù)波，經(jīng)阻抗匹配模塊3整形和阻抗匹配后輸出正負(fù)極性可選并符合標(biāo)準(zhǔn)要求的雙指數(shù)脈沖電流波形。所述控制器4包括調(diào)壓控制模塊23和觸發(fā)控制模塊24，所述控制器4的控制輸出端分別與高壓充電電源I的控制端以及Marx發(fā)生器2的控制端連接，通過調(diào)壓控制模塊23控制充電過程并通過觸發(fā)控制模塊24觸發(fā)Marx發(fā)生器2放電過程。
[0018]如圖2所示，所述高壓充電電源I包括調(diào)壓變壓器5、高壓試驗(yàn)變壓器6、第一高壓整流模塊7和第二高壓整流模塊8。調(diào)壓變壓器5的初級線圈的輸入端接電源，調(diào)壓變壓器5次級線圈的輸出端接高壓試驗(yàn)變壓器6的初級線圈，高壓試驗(yàn)變壓器6將輸入的電源進(jìn)行二次升壓后，得到幾十kV的交流電。高壓試驗(yàn)變壓器6的一個(gè)輸出端接地，另一個(gè)輸出端分別接第一高壓整流模塊7和第二高壓整流模塊8，第一高壓整流模塊7的輸出端設(shè)有第一高壓接線端子9，該端輸出為正極性的脈沖直流信號;第二高壓整流模塊8的輸出端設(shè)有第二高壓接線端子10，該端輸出為負(fù)極性的脈沖直流信號，所述控制器4用于調(diào)節(jié)高壓試驗(yàn)變壓器6的輸出電壓。Marx發(fā)生器2的輸入端通過高壓電纜12與所述第一高壓接線端子9或第二高壓接線端子10連接。
[0019]通過控制器內(nèi)的調(diào)壓控制模塊改變高壓試驗(yàn)變壓器6的初級電壓，從而，調(diào)整高壓試驗(yàn)變壓器6的輸出電壓，利用兩個(gè)高壓整流模塊對輸出交流電壓半波整流，實(shí)現(xiàn)正、負(fù)高壓直流輸出，輸出直流高壓對Marx發(fā)生器充電。
[0020]所述Marx發(fā)生器2包括第一級脈沖發(fā)生電路、第二級脈沖發(fā)生電路…第N級脈沖發(fā)生電路;所述第一級脈沖發(fā)生電路包括兩個(gè)充電限流電阻13、一個(gè)充電電容14和一個(gè)觸發(fā)開關(guān)15，其中的一個(gè)限流電阻為第一限流電阻，另一個(gè)限流電阻為第二限流電阻，第一限流電阻的一端為所述Marx發(fā)生器的一個(gè)輸入端，該輸入端與所述第一高壓整流模塊7或第二高壓整流模塊8的輸出端連接，第一限流電阻的另一端經(jīng)充電電容14與第二限流電阻的一端連接，第二限流電阻的另一端為所述第一級脈沖發(fā)生電路的另一個(gè)輸入端，該輸入端接地;所述觸發(fā)開關(guān)15的一端接第一限流電阻與充電電容14的結(jié)點(diǎn)，該結(jié)點(diǎn)為所述第一級脈沖發(fā)生電路的一個(gè)輸出端，所述觸發(fā)開關(guān)15的另一端接第二限流電阻與充電電容的結(jié)點(diǎn)，該結(jié)點(diǎn)為所述第一級脈沖發(fā)生電路的另一個(gè)輸出端，所述觸發(fā)開關(guān)15受控于所述控制器4;所述第二級脈沖發(fā)生電路至第N級脈沖發(fā)生電路的組成相同，包括兩個(gè)充電限流電阻13、一個(gè)充電電容14和自擊穿氣體火花間隙開關(guān)16，其中的一個(gè)