多波形沖擊電流發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電涌保護(hù)器測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多波形沖擊電流發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]雷電是自然界中的一種自然放電現(xiàn)象。雷電發(fā)生后，通過(guò)靜電感應(yīng)和電磁感應(yīng)的作用，通信線路中將形成雷電過(guò)電壓。多波形沖擊電流發(fā)生器主要應(yīng)用于模擬雷電流的發(fā)生器，以產(chǎn)生大電流長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的脈沖電流波形，主要用于模擬I級(jí)雷電(直接雷電)電流波形10/350ys，飛機(jī)直接雷電效應(yīng)測(cè)試波形A分量、D分量，以及功率電源10/1000ys等長(zhǎng)波尾波形的發(fā)生器。
[0003]目前市場(chǎng)上的多波形沖擊電流發(fā)生器主要有兩種，一種是基于傳統(tǒng)技術(shù)的CRL放電回路，另一種是使用間隙型Crowbar開(kāi)關(guān)進(jìn)行延長(zhǎng)波尾的Crowbar放電回路，
[0004]第一種方案原理如附圖1所示，使用傳統(tǒng)的CRL放電回路，即通過(guò)大電容儲(chǔ)能，瞬間通過(guò)電感和調(diào)波電阻釋放，形成大電流的輸出波形，但該方法主要依靠回路中的電阻R形成過(guò)阻尼放電回路，回路阻抗大，缺點(diǎn)是需要大容量的儲(chǔ)能電容C，
[0005]第二種方案如附圖2所示，其大大降低了儲(chǔ)能電容的容量，其工作原理如圖2所示，主電容器C充滿(mǎn)電后，首先觸發(fā)Gl開(kāi)關(guān)，當(dāng)放電電流達(dá)到峰值時(shí)，高壓脈沖發(fā)生器輸出高壓點(diǎn)火信號(hào)擊穿G3并使G2導(dǎo)通，此時(shí)G2開(kāi)關(guān)將電容C、電阻Rl短路，電感LI電流最大通過(guò)被試品EUT、間隙開(kāi)關(guān)G2構(gòu)成續(xù)流泄放回路，受EUT和回路阻抗的影響，L上的電荷緩慢釋放，從而實(shí)現(xiàn)流過(guò)EUT的長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間波形。
[0006](1)、發(fā)生器的控制更復(fù)雜，需要同時(shí)控制兩套發(fā)生器(多波形沖擊電流發(fā)生器和沖擊電壓發(fā)生器)的觸發(fā)系統(tǒng)，使沖擊電壓發(fā)生器延后沖擊電流一定的時(shí)間，時(shí)間控制要準(zhǔn)確，否則容易出現(xiàn)放電失敗現(xiàn)象，控制難度大；
[0007](2)、多個(gè)球距控制，整套系統(tǒng)需要控制除本套觸發(fā)器外，需要控制G2三球運(yùn)動(dòng)和G3的耦合球隙，以及沖擊電壓發(fā)生器本體的觸發(fā)球隙，協(xié)調(diào)難度大；
[0008](3 )、調(diào)試波形困難，波尾長(zhǎng)度是由Crowbar儲(chǔ)能電感LI大小控制，但在不同的被試品其負(fù)載阻抗不同，導(dǎo)致輸出波形持續(xù)時(shí)間較難調(diào)整。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型目的是提供一種多波形沖擊電流發(fā)生器，該多波形沖擊電流發(fā)生器可利用較小的電容實(shí)現(xiàn)輸出長(zhǎng)波尾波形，可應(yīng)用于I類(lèi)雷電波形10/350US，陡波沖擊電流波形1/101^，長(zhǎng)波尾沖擊電流波10/100(^8，以及直接雷電(或間接雷電)效應(yīng)波形的4波(6.4/69ys)、D波(3.2/34.5ys)，提高電容利用效率。
[0010]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種多波形沖擊電流發(fā)生器，包括充電單元、儲(chǔ)能單元、間隙開(kāi)關(guān)單元、至少一個(gè)第一調(diào)波電阻、第二調(diào)波電阻、電感、非間隙型自適應(yīng)Crowbar開(kāi)關(guān)單元和待測(cè)物載臺(tái)，所述充電單元連接到儲(chǔ)能單元，串聯(lián)的非間隙型自適應(yīng)Crowbar開(kāi)關(guān)單元、第二調(diào)波電阻與儲(chǔ)能單元并聯(lián)且位于電感與串聯(lián)連接的間隙開(kāi)關(guān)單元、第一調(diào)波電阻之間；
[0011]所述間隙開(kāi)關(guān)單元包括間隔排列的高壓電容側(cè)導(dǎo)電盤(pán)、高壓電感側(cè)導(dǎo)電盤(pán)和低壓導(dǎo)電盤(pán)，此高壓電容側(cè)導(dǎo)電盤(pán)、高壓電感側(cè)導(dǎo)電盤(pán)和低壓導(dǎo)電盤(pán)之間通過(guò)絕緣支撐桿定位連接，一電容側(cè)放電球安裝于高壓電容側(cè)導(dǎo)電盤(pán)上，一電感側(cè)放電球安裝于高壓電感側(cè)導(dǎo)電盤(pán)上，所述電容側(cè)放電球與電感側(cè)放電球相向設(shè)置且之間留有間隙；
[0012]所述非間隙型自適應(yīng)Crowbar開(kāi)關(guān)單元包括高壓快速脈沖半導(dǎo)體組件和支撐架，所述高壓快速脈沖半導(dǎo)體組件由第一二極管、第二二極管和連接板組成，此第一二極管、第二二極管分別安裝于連接板上、下側(cè)且與連接板電連接的第一二極管、第二二極管各自一端的極性相反，所述連接板位于第一二極管、第二二極管上、下側(cè)的中部固定有一換向轉(zhuǎn)軸，此換向轉(zhuǎn)軸兩端均通過(guò)軸承座安裝于支撐架上；
[0013]所述第一二極管、第二二極管中一個(gè)二極管另一端連接到第二調(diào)波電阻一端，所述第一二極管、第二二極管中另一個(gè)二極管另一端連接到待測(cè)物載臺(tái)的低壓端和間隙開(kāi)關(guān)單元的低壓導(dǎo)電盤(pán)；
[0014]所述間隙開(kāi)關(guān)單元的高壓電感側(cè)導(dǎo)電盤(pán)連接到電感一端和第二調(diào)波電阻另一端，所述間隙開(kāi)關(guān)單元的低壓導(dǎo)電盤(pán)連接到待測(cè)物載臺(tái)的低壓端，所述電感另一端作為用于連接待測(cè)物載臺(tái)的高壓端的高壓輸出端；
[0015]所述電感側(cè)放電球和高壓電感側(cè)導(dǎo)電盤(pán)之間留有間隔，且電感側(cè)放電球固定于升降桿一端，此電感側(cè)放電球通過(guò)若干個(gè)軟導(dǎo)電條與高壓電感側(cè)導(dǎo)電盤(pán)電連接，一用于驅(qū)動(dòng)升降桿上下移動(dòng)的電機(jī)與升降桿另一端連接。
[0016]上述技術(shù)方案進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案如下:
[0017]1.上述方案中，所述電容側(cè)放電球、電感側(cè)放電球均為半球形狀。
[0018]2.上述方案中，所述第一調(diào)波電阻為線狀電阻。
[0019]3.上述方案中，所述儲(chǔ)能單元由若干個(gè)并聯(lián)的電容器單元組成，所述第一調(diào)波電阻的數(shù)目與電容器單元的數(shù)目相等，每個(gè)電容器單元與一個(gè)第一調(diào)波電阻串聯(lián)。
[0020]4.上述方案中，一開(kāi)路電阻跨接于電感另一端和待測(cè)物載臺(tái)的低壓端之間。
[0021 ]由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0022]1.本實(shí)用新型多波形沖擊電流發(fā)生器，其波形輸出效率高與現(xiàn)有的放電回路相比，可大幅度提高電容利用率，用較少的電容可以實(shí)現(xiàn)更大的長(zhǎng)波尾波形。按照以C=40uF，充電電壓為10kV為例，使用現(xiàn)有放電回路形成10/350波形，需要回路電阻Rl約14 Ω，調(diào)波電感LI約30uH，可輸出約7kA的10/350us波形，而使用本實(shí)用新型通過(guò)調(diào)波電阻R1=0.5Q，調(diào)波電感1uH，波尾電阻20m Ω?？奢敵黾s10kAl0/350us波形。
[0023]2.本實(shí)用新型多波形沖擊電流發(fā)生器，其操作簡(jiǎn)單，減少試驗(yàn)失敗率，克服了現(xiàn)有技術(shù)使用三間隙開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)，必須配套一臺(tái)高電壓沖擊電壓發(fā)生器來(lái)進(jìn)行三間隙開(kāi)關(guān)的觸發(fā)導(dǎo)通，其輸出電壓一般高于主電流發(fā)生器的充電電壓的2倍且穩(wěn)定性比較差等缺陷，其采用本實(shí)用新型非間隙型自適應(yīng)Crowbar開(kāi)關(guān)單元包括高壓快速脈沖半導(dǎo)體組件和支撐架，所述高壓快速脈沖半導(dǎo)體組件由第一二極管、第二二極管和連接板組成，無(wú)需另外的沖擊電壓發(fā)生器，發(fā)生器避免了出現(xiàn)失控現(xiàn)象，成功率幾乎為100%。
[0024]3.本實(shí)用新型多波形沖擊電流發(fā)生器，其輸出波形光滑、峰值無(wú)震蕩，現(xiàn)有技術(shù)中G2開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通需要高電壓的沖擊電壓發(fā)生器來(lái)進(jìn)行觸發(fā)，而該部分能量會(huì)疊加在放電回路中，將導(dǎo)致在波峰處形成震蕩，而本實(shí)用新型開(kāi)關(guān)不會(huì)形成峰值震蕩，波形比較光滑。
[0025]4.本實(shí)用新型多波形沖擊電流發(fā)生器，其電感側(cè)放電球和高壓電感側(cè)導(dǎo)電盤(pán)之間留有間隔，且電感側(cè)放電球固定于升降桿一端，此電感側(cè)放電球通過(guò)若干個(gè)軟導(dǎo)電條與高壓電感側(cè)導(dǎo)電盤(pán)電連接，一用于驅(qū)動(dòng)升降桿上下移動(dòng)的電機(jī)與升降桿另一端連接，可動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電容側(cè)放電球和電感側(cè)放電球距離。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1是現(xiàn)有技術(shù)多波形沖擊電流發(fā)生器原理示意圖一；
[0027]圖2是現(xiàn)有技術(shù)多波形沖擊電流發(fā)生器原理示意圖二；
[0028]圖3是本實(shí)用新型多波形沖擊電流發(fā)生器電氣原理示意圖；
[0029]圖4是本實(shí)用新型多波形沖擊電流發(fā)生器中電容器放電電流波形(leap);
[0030]圖5是本實(shí)用新型非間隙型自適應(yīng)Crowbar開(kāi)關(guān)單元反饋電流波形(Id1de)；
[0031]圖6是本實(shí)用新型多波形沖擊電流發(fā)生器中被試品實(shí)際流過(guò)的電流波形；
[0032]圖7是本實(shí)用新型多波形沖擊電流發(fā)生器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖8是本實(shí)用新型多波形沖擊電流發(fā)生器局部結(jié)構(gòu)示意圖一；
[0034]圖9是本實(shí)用新型多波形沖擊電流發(fā)生器局部結(jié)構(gòu)示意圖二；
[0035]圖10是本實(shí)用新型多波形沖擊電流發(fā)生器局部結(jié)構(gòu)示意圖三；
[0036]圖11是本實(shí)用新型多波形沖擊電流發(fā)生器局部結(jié)構(gòu)示意圖四；
[0037]圖12是本實(shí)用新型多波形沖擊電流發(fā)生器輸出波形圖。
[0038]以上附圖中:1、充電單元;2、儲(chǔ)能單元;211、電容器單元;3、間隙開(kāi)關(guān)單元;4、第一調(diào)波電阻；5、第二調(diào)波電阻;6、電感;7、非間隙型自適應(yīng)Crowbar開(kāi)關(guān)單元;8、待測(cè)物載臺(tái)；
9、高壓電容側(cè)導(dǎo)電盤(pán)；10、高壓電感側(cè)導(dǎo)電盤(pán)；11、低壓導(dǎo)電盤(pán)；12、絕緣支撐桿；13、電容側(cè)放電球；14、電感側(cè)放電球；15、高壓快速脈沖半導(dǎo)體組件；151、第一二極管；152、第二二極管；153、連接板；16、支撐架；17、換向轉(zhuǎn)軸；171、定位孔；18、軸承座；19、透明外罩;20、定位機(jī)構(gòu)；201、固定塊;202、通孔;203、彈性銷(xiāo)釘;21、開(kāi)路電阻；22、升降桿;23、軟導(dǎo)電條;24、電機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述:
[0040]實(shí)施例:一種多波形沖擊電流發(fā)生器，包括充電單元1、儲(chǔ)能單元2、間隙開(kāi)關(guān)單元
3、至少一個(gè)第一調(diào)波電阻4、第二調(diào)波電阻5、電感6、非間隙型自適應(yīng)Crowbar開(kāi)關(guān)單元7和待測(cè)物載臺(tái)8，所述充電單元I連接到儲(chǔ)能單元2，串聯(lián)的非間隙型自適應(yīng)Crowbar開(kāi)關(guān)單元7、第二調(diào)波電阻5與儲(chǔ)能單元2并聯(lián)且位于電感6與串聯(lián)連接的間隙開(kāi)關(guān)單元3、第一調(diào)波電阻4之間；
[0041]所述間隙開(kāi)關(guān)單元3包括間隔排列的高壓電容側(cè)導(dǎo)電盤(pán)9、高壓電感側(cè)導(dǎo)電盤(pán)10和低壓導(dǎo)電