專利名稱：沖擊電流發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種沖擊電流發(fā)生器，特別是一種大電流沖擊電流發(fā)生器，用于檢測(cè)防雷電和防過壓保護(hù)產(chǎn)品的性能。
隨著信息技術(shù)的發(fā)展，集成電路(IC)因其功能齊全、價(jià)格便宜、集成度高而應(yīng)用越來越廣，但同時(shí)也存在一定的弱點(diǎn)，例如在雷電、電氣系統(tǒng)操作以及靜電等產(chǎn)生的過電壓作用下極易損壞，最終會(huì)導(dǎo)致整個(gè)產(chǎn)品性能下降或毀壞。沖擊電流發(fā)生器主要用于產(chǎn)生多種波形的沖擊電流，用來檢測(cè)防雷電和防過壓保護(hù)產(chǎn)品的性能。沖擊電流發(fā)生器是充電電源Uo向脈沖形成電路(PFN)中的儲(chǔ)能電容C充電，見

圖1。當(dāng)放電開關(guān)Ks接通時(shí)，PFN向試樣DUT放電，在試樣中流過一個(gè)一定波形和一定峰值的沖擊電流i，目前的沖擊電流發(fā)生器大多采用單回路放電，存在一定的缺陷1、若測(cè)試時(shí)要求的電流蜂值ip很高，充電電壓Uo也要求很高，不僅使該設(shè)備費(fèi)用增加，同時(shí)給操作人員和設(shè)備本身帶來一定的安全問題，存在著安全隱患。2、試驗(yàn)時(shí)阻抗匹配困難。一般來說，為使沖擊的波形參數(shù)限定在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)允許的范圍內(nèi)，應(yīng)將試樣等效阻抗的變化范圍限定在±(0.3～0.4)Zo的范圍內(nèi)，這里Zo是沖擊電流發(fā)生器的源阻抗。在單個(gè)脈沖形成電路的情況下，只有一個(gè)源阻抗Zo值，±(0.3～04)Zo的范圍相當(dāng)有限，而實(shí)際試樣的阻抗變化范圍往往遠(yuǎn)大于這個(gè)范圍，因此試驗(yàn)時(shí)的阻抗匹配變得較為復(fù)雜化。
本實(shí)用新型的目的是克服已有技術(shù)的缺陷而提供一種成本更低、更安全且更易實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的沖擊電流發(fā)生器。
實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的技術(shù)方案是一種沖擊電流發(fā)生器，包括有電源電壓變換電路、充放電控制電路、輸出端口和受控制電路控制的放電開關(guān)Ks，還包括有與電源電壓變換電路的輸出端連接的至少二路并接的脈沖形成電路，且電源電壓變換電路、脈沖形成電路、放電開關(guān)Ks和輸出端口依次串接在試樣回路中，充放電控制電路通過控制電源電壓變換電路和放電開關(guān)Ks來控制脈沖形成電路的充電和放電。
采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型具有積極的效果由于脈沖形成電路至少有2路，在由n路同時(shí)放電的情況下，假設(shè)每一路的源陽抗Zo都相等，則為使沖擊電流峰值達(dá)到ip，要求的充電電壓為Uom＝(Zo·ip/n+Up)因此在試樣電壓Up相對(duì)于充電電壓Uom不很大的情況下，為獲得同一個(gè)ip，多個(gè)脈沖形成電路同時(shí)放電時(shí)的充電電壓，大體為單個(gè)脈沖形成電路放電時(shí)的1/n。例如，在四路同時(shí)放電的情況下，Uom只要12KV就可獲得40KA的8/20μS的電流，而對(duì)于單個(gè)脈沖形成電路放電的設(shè)備，電壓Uom約為50KV，因此本實(shí)用新型使用時(shí)更安全，成本也更低，降低了事故隱患。在多個(gè)脈沖形成電路工作的情況下，通過轉(zhuǎn)接，可以選擇一路放電，或二路同時(shí)放電，或n路同時(shí)放電，因而對(duì)試樣而言就有n種源阻抗，以便與不同的試樣阻抗相匹配，更好地解決了阻抗匹配問題。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
圖1是現(xiàn)有沖擊電流發(fā)生器的原理框圖；圖2是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)框圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例電原理圖。
圖2所示的本實(shí)用新型包括有電源電壓變換電路1，用于對(duì)供電電源進(jìn)行電壓升壓、整流等處理，而后給脈沖形成電路3充電；以及用于對(duì)脈沖形成電路3的充電和放電進(jìn)行控制的充放電控制電路2，當(dāng)脈沖形成電路3充電至設(shè)定值，充放電控制電路2切斷電源電壓變換電路1，同時(shí)控制放電開關(guān)Ks使之閉合，使脈沖形成電路3通過輸出端口4給試樣5放電。本實(shí)用新型的發(fā)明點(diǎn)是包括有至少2路并接的脈沖形成電路(PFN)3，用于產(chǎn)生多路沖擊電流，同時(shí)疊加輸送給試樣5。電源電壓變換電路1、脈沖形成電路(PFN)3、放電開關(guān)Ks、輸出端口4依次串接在試樣5回路中，充放電控制電路2通過控制電源電壓變換電路1及放電開關(guān)Ks來控制脈沖形成電路(PFN)3的充電和放電。
圖2所示的本實(shí)用新型實(shí)施例的電源電壓變換電路1包括有市售的濾波器、充電開關(guān)Ko、調(diào)壓器AT、升壓變壓器B和整流電路ZL，其中充電開關(guān)Ko由充放電控制電路2控制。所述充放電控制電路2包括有并接在整流電路ZL兩端的測(cè)量電路CL，接收來自CL的信號(hào)和現(xiàn)有的電壓設(shè)定電路ST設(shè)定的電壓信號(hào)并進(jìn)行比較的比較電路BJ，比較電路BJ的輸出一路送或門OR1至RS觸發(fā)器，RS觸發(fā)器(RSFF)的輸出接現(xiàn)有的控制電路KZ1，控制充電開關(guān)Ko斷開；PSFF對(duì)控制電路KZ1與Ko的控制方式是本領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)，BJ輸出的另一路通過或門OR2至現(xiàn)有的控制電路KZ2，控制充電開關(guān)Ks接通，這也是本領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)。本實(shí)施例中的脈沖形成電路(PFN)3由3路RLC網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，第一路脈沖形成電路(PFN)的儲(chǔ)能電容C1并接在ZL兩端，電感L1、電阻R1和滑片開關(guān)SL串聯(lián)后與放電開關(guān)Ks連接，第二、第三路脈沖形成電路均由電容、電感和電阻串聯(lián)而成，并接在電容C1的一端(即ZL負(fù)端)和滑片開關(guān)SL之間，滑片開關(guān)SL可以與一路脈沖形成電路連接，實(shí)現(xiàn)一路放電；也可以與兩路脈沖形成電路連接，實(shí)現(xiàn)兩路同時(shí)放電；還可以將三路脈沖形成電路都連接，實(shí)現(xiàn)三路并接放電。本實(shí)施例的脈沖形成電路3可以是2路RLC網(wǎng)絡(luò)并接組成，也可以是3路以上RLC網(wǎng)絡(luò)并接組成。本實(shí)施例中的脈沖形成電路3還可以采用RC或LC網(wǎng)絡(luò)，其中C為儲(chǔ)能元件，均是將第一路脈沖形成電路中的儲(chǔ)能電容C并接在ZL兩端，其余連接方式同本實(shí)施例。為了測(cè)試充電電壓的大小，將測(cè)量電路CL的電壓送給電壓表M指示大小。同樣，為測(cè)試試樣5兩端電壓及試樣5中流過的放電電流，在試樣兩端并聯(lián)現(xiàn)有的分壓器FY后與峰值電壓表DMU連接，在試樣回路中串接磁位計(jì)CW，CW的電流信號(hào)由峰值電流表DMI檢測(cè)并顯示，這些均是常規(guī)技術(shù)。
本實(shí)用新型的具體工作過程如下先將預(yù)定的充電電壓用電壓設(shè)定電路ST設(shè)定好，電源電壓經(jīng)電源濾波器DL送到可控充電開關(guān)Ko，按下充電按鈕AN1后，RS觸發(fā)器的輸出為高電平，控制電路KZ1動(dòng)作，接通Ko，交流電壓經(jīng)調(diào)壓器AT后送至升壓變壓器B，B的交流輸出電壓經(jīng)整流電路ZL后向脈沖形成電路的電容器C1充電。通過L1、R1、R2、L2和滑片開關(guān)SL向C2充電、通過L1、R1、R3、L3和滑片開關(guān)SL向C3充電。直流充電電壓由測(cè)量電路CL測(cè)量，送給電表M指示，同時(shí)送給比較電路BJ，與電壓設(shè)定電路ST送來的設(shè)定電壓相比較，當(dāng)充電電壓升到設(shè)定值時(shí)，比較電路BJ送出高電平，經(jīng)或門OR1使RS觸發(fā)器復(fù)位，控制KZ1動(dòng)作，使Ko斷開，從而停止充電；另一方面比較電路BJ的輸出經(jīng)或門OR2控制KZ2動(dòng)作，使放電開關(guān)K2閉合，脈沖形成電路中的C1、C2、C3可以同時(shí)對(duì)試樣(DUT)5放電，從而使試樣5中流過的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單個(gè)脈沖形成電路釋放的電流。與單個(gè)脈沖形成電路相比，為使試樣5中產(chǎn)生同樣的電流和電壓，本實(shí)用新型的電容C1、C2、C3充電電壓值可大大下降，因此本實(shí)用新型的安全性更好，成本更低。為了能更好地與試樣的阻抗匹配，通過滑片開關(guān)可以選擇1路、2路，直至n路并接，很好地解決了阻抗匹配問題。放電電流由磁位計(jì)CW檢測(cè)，CW的電流信號(hào)由峰值電流表DMI或示波器檢測(cè)并顯示。試樣兩端的電壓經(jīng)分壓器FY后送給峰值電壓表DMU或示波器檢測(cè)并顯示。按壓放電按鈕AN2可強(qiáng)制放電開關(guān)Ks閉合放電。
權(quán)利要求1.一種沖擊電流發(fā)生器，包括有電源電壓變換電路(1)、充放電控制電路(2)、輸出端口(4)和受控制電路(2)控制的放電開關(guān)Ks，其特征在于還包括有與電源電壓變換電路(1)的輸出端連接的至少二路并接的脈沖形成電路(3)，且電源電壓變換電路(1)、脈沖形成電路(3)、放電開關(guān)Ks和輸出端口(4)依次串接在試樣回路中，充放電控制電路(2)通過控制電源電壓變換電路(1)及放電開關(guān)Ks來控制脈沖形成電路(3)的充電和放電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊電流發(fā)生器，其特征在于脈沖形成電路(3)是RLC網(wǎng)絡(luò)，第一路脈沖形成電路的儲(chǔ)能電容C1并接在電源電壓變換電路(1)兩端，電感L1、電阻R1和滑片開關(guān)SL串聯(lián)后與放電開關(guān)K2連接，其余的脈沖形成電路由電容、電感和電阻串聯(lián)后接在電容C1的一端(即電源負(fù)端)和滑片開關(guān)SL之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊電流發(fā)生器，其特征在于所述脈沖形成電路(3)是RC網(wǎng)絡(luò)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的沖擊電流發(fā)生器，其特征在于所述脈沖形成電路(3)是LC網(wǎng)絡(luò)。
專利摘要一種沖擊電流發(fā)生器,包括有電源電壓變換電路、充放電控制電路、輸出端口和受控制電路控制的放電開關(guān)Ks,還包括有與電源電壓變換電路的輸出端連接的至少二路并接的脈沖形成電路,且電源電壓變換電路、脈沖形成電路、放電開關(guān)Ks和輸出端口依次串接在試樣回路中,充放電控制電路通過控制電源電壓變換電路和放電開關(guān)Ks來控制脈沖形成電路的充電和放電。它具有成本更低、更安全且更易實(shí)現(xiàn)阻抗匹配的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H02M5/12GK2443536SQ00240589
公開日2001年8月15日 申請(qǐng)日期2000年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月12日
發(fā)明者張南法, 段強(qiáng), 張梅 申請(qǐng)人:常州市創(chuàng)捷防雷電子有限公司