專利名稱：組合波發生器的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于信號發生器技術領域，特別涉及組合波發生器的結構設計。
背景技術：
雷電過電壓和操作過電壓在電力傳輸和分配線路中經常會產生電磁干擾，這些干擾有時會達到幾千伏甚至更高，這對電力傳輸和通訊系統中的電子設備與低壓元器件產生了不良的影響，可能會使它們發生故障并且導致損壞。因此，通常利用沖擊波形發生器產生的電壓和電流波來檢驗這些電子設備與低壓元器件在電磁環境下的抗干擾能力，這種方法為這些設備的安全性能提供了保證。電壓波發生器與電流波發生器的用途一般是不同的，而結合電流與電壓的組合波發生器可以更加完善的檢驗這些設備的電磁免疫能力。目前在中國市場上有售的組合波發生器只能產生一種電流波和一種電壓波，譬如上海三基電子設備有限公司生產的浪涌發生器LSG 8015，能夠產生1.2/50μs的電壓波和8/20μs的電流波，它的最大輸出電壓是13kV，最大輸出電流是3kA。而在諸如鐵路控制系統等復雜環境下進行的測試則需要更多種類波形的脈沖電壓、電流和更大的電壓和電流幅值。
發明內容
本實用新型的目的是為克服已有技術的不足之處，提出一種組合波發生器，此設備可以產生電壓高達30kV、電流輸出高達15kA的組合波，此外還可以產生其它多種波形的電壓及電流波，以滿足復雜環境下進行的測試的需要。
本實用新型設計的組合波發生器，包括電能儲存網絡、火花開關、高壓觸發信號發生器、波形形成網絡，波形記錄設備，其連接關系為該電能儲存網絡的輸入端接到電源電壓，該火花開關連接在電能儲存網絡和波形形成網絡之間，該高壓觸發信號發生器與火花開關相連，波形形成網絡的輸出端連接波形記錄設備；該電能儲存網絡主要由調壓器、升壓變壓器、水電阻、高壓硅堆和儲能電容組成其中，升壓變壓器的原邊連接調壓器，其副邊依次與水電阻、高壓硅堆和儲能電容相連。
該儲能電容C0與波形形成網絡可采用可進行機械切換的模塊。以產生所需要的多種波形的電壓及電流波。
本實用新型的技術效果本設備可以產生電壓高達30kV、電流輸出高達15kA的組合波，此外還可以產生其它多種波形的電壓及電流波，例如電流幅值高達40kA的8/20μs的電流波；電壓幅值高達20kV的4/300μs電壓波；電壓幅值高達10kV的10/100μs電壓波；電流幅值高達1.2kA的10/350μs的電流波；以及電壓幅值高達20kV的10/700μs電壓波。可以滿足復雜環境下進行的測試的需要。當試品短路時，本實用新型設計的組合波發生器將會產生需要的電流波；當試品正常接入電路時，則會產生需要的電壓波。
圖1為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
本實用新型設計的組合波發生器結合附圖及實施例詳細說明如下本實用新型的組合波發生器的結構如圖1所示，它包括電能儲存網絡(如圖中虛線框I)、火花開關S、高壓觸發信號發生器TR、波形形成網絡(如圖中虛線框II)，波形記錄設備(圖中未示出)，其連接關系為該電能儲存網絡的輸入端接到電源電壓U，該火花開關S連接在電能儲存網絡和波形形成網絡之間，該高壓觸發信號發生器TR與火花開關S相連，波形形成網絡的輸出端連接波形記錄設備；該電能儲存網絡主要由調壓器T1、升壓變壓器T2、水電阻R0、高壓硅堆D和儲能電容C0組成；其中，升壓變壓器T2的原邊連接調壓器T1，其副邊依次與水電阻R0、高壓硅堆D和儲能電容C0相連。當調壓器T1的原邊接到電源電壓U，將調壓器T1調到合適的位置，使得儲能電容C0上能充電到指定的電壓。
該火花開關為三電極型，它有兩個主電極和一個觸發電極。當高壓觸發信號發生器TR發出的高壓脈沖送到火花開關的觸發極上時，火花開關接通，將電能從儲能電容傳到波形形成網絡。
該波形形成網絡由無源的電阻R1、R2、R3、電容C、電感L(有的波形將不一定需要電容C或電感L，圖中所示是沒有電容的情況)以及羅果夫斯基線圈W1、W2組成。在火花開關接通，電能進入波形形成網絡后，由于電阻R、電容C及電感L的作用，將在波形形成網絡的輸出端輸出預定電流或電壓脈沖波形。電阻R、電容C及電感L的數值以及連接方法將根據所需的電流或電壓脈沖波形而定；在本實施例中采用碳化硅的固體電阻器，它的殘余電感很小、熱容量大。
由羅果夫斯基線圈W1獲取電流脈沖信號；同時由羅果夫斯基線圈W2與某支路的電阻R2串聯測得該支路的電流，由于本用新型中采用碳化硅的固體電阻器，這種電阻的殘余電感很小，則可根據歐姆定律推出該電阻上的電壓脈沖信號。電流脈沖信號和電壓脈沖信號經傳輸線傳到示波器而存貯下來。
本實用新型所述的裝置可以產生多種脈沖電流或電壓波形。其方式為每一種波形要求其對應的儲能電容C0和對應的由電阻R、電容C及電感L組成的波形形成網絡。該儲能電容C0以及波形形成網絡做成可用于機械切換的模塊結構，選擇所需的儲能電容C0及相應的波形形成網絡的模塊，與其余的電路部分相連，則可得到所需的電壓或電流脈沖波形的組合波發生器。
本實用新型實施例是產生峰值電壓為30kV、峰值電流為15kA的組合波發生器。其電氣接線原理圖見圖1。在電能儲存網絡中，調壓器T1的容量為2kVA；升壓變壓器T2的變比為220V/35000V；水電阻R0的阻值為300kΩ、高壓硅堆D為1A、反向電壓100kV；儲能電容C0為10μF。
火花開關為三電極型，它有兩個半球形的主電極和一個觸發電極。
在波形形成網絡中，R1＝1.4Ω、R2＝20.0Ω、R3＝9.0Ω、L＝8.8μH。
用W2測量，在R2上得到的脈沖電壓波形為1.2/50μs；在輸出端短路時，用W1測量得到8/20μs的脈沖電流波形。輸出的脈沖電壓幅值范圍為4-30kV；輸出的脈沖電流幅值范圍為3-15kA。
權利要求1.一種組合波發生器，其特征在于，包括電能儲存網絡、火花開關、高壓觸發信號發生器、波形形成網絡，波形記錄設備，其連接關系為該電能儲存網絡的輸入端接到電源電壓，該火花開關連接在電能儲存網絡和波形形成網絡之間，該高壓觸發信號發生器與火花開關相連，波形形成網絡的輸出端連接波形記錄設備；該電能儲存網絡主要由調壓器、升壓變壓器、水電阻、高壓硅堆和儲能電容組成；其中，升壓變壓器的原邊連接調壓器，其副邊依次與水電阻、高壓硅堆和儲能電容相連。
2.如權利要求1所述的組合波發生器，其特征在于，該儲能電容與波形形成網絡采用可進行機械切換的模塊。
3.如權利要求1所述的組合波發生器，其特征在于，該火花開關為有兩個主電極和一個觸發電極的三電極型火花開關。
4.如權利要求1所述的組合波發生器，其特征在于，該波形形成網絡包括無源的電阻、電容、電感以及羅果夫斯基線圈W1、W2。
5.如權利要求1所述的組合波發生器，其特征在于，該波形形成網絡采用碳化硅的固體電阻器。
專利摘要本實用新型涉及組合波發生器，屬于信號發生器技術領域，本設備包括電能儲存網絡、火花開關、高壓觸發信號發生器、波形形成網絡，波形記錄設備，其連接關系為該電能儲存網絡的輸入端接到電源電壓，該火花開關連接在電能儲存網絡和波形形成網絡之間，該高壓觸發信號發生器與火花開關相連，波形形成網絡的輸出端連接波形記錄設備；該電能儲存網絡主要由調壓器、升壓變壓器、水電阻、高壓硅堆和儲能電容組成；其中，升壓變壓器的原邊連接調壓器，其副邊依次與水電阻、高壓硅堆和儲能電容相連。設備可以產生電壓高達30kV、電流輸出高達15kA的組合波，此外還可以產生其它多種波形的電壓及電流波，以滿足復雜環境下進行的測試的需要。
文檔編號G01R31/00GK2786865SQ20052001102
公開日2006年6月7日 申請日期2005年4月1日 優先權日2005年4月1日
發明者顧震, 朱慶國, 王新新, 羅承沐, 朱之鏘 申請人:南京雷克斯遁科技有限公司
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