CN101793915A - 一种由印刷电路板构成的电容分压器 - Google Patents

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翟小社
耿英三
王建华
王妍
刘志远
张国钢
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Abstract

一种由印刷电路板构成的电容分压器，用于快速前沿高压脉冲的测量。本发明提出以印刷电路板工艺设计电容分压器的低压臂电容。该设计方法极好的控制了低压臂的寄生电感，且当采用多层电路板方案时，可用较低成本实现较大容值，从而实现高分压比和宽频带的电容分压器，另外，根据电容分压器的测量原理，采用较大的低压臂电容量，能够提高可响应的脉冲宽度。本发明以印刷电路板构造低压臂电容的设计方法，在工艺上易于加工，可根据被测系统的安装条件设计不同的低压臂形状，能够广泛应用于高压脉冲以及其他暂态电压的测量。

Description

一种由印刷电路板构成的电容分压器
技术领域
本发明涉及一种由印刷电路板构成的电容分压器，具体涉及一种用于脉冲功率技术或电力系统的用于纳秒级高压脉冲测量的由印刷电路板构成的电容分压器。
背景技术
用于高压脉冲测量的分压器主要有电阻式及电容式两种结构。电阻分压器由于分压臂的电阻元件存在寄生参数，其测量频带受到较大限制，待测脉冲前沿速度较快时，响应特性不能满足测量要求，同时，电阻分压器有限的输入阻抗对待测系统电路存在一定的影响。
目前，对于前沿速度较快的脉冲，一般采用电容分压器的测量方式。电容分压器按照不同的高、低压臂构成方式，可分为同轴型、分立型及同轴-分立混合型。但目前同轴结构体积较大，分立元件寄生电感对响应速度存在着不利影响，且电容分压器的分压比以及测量带宽较低。
发明内容
本发明的目的在于提出一种宽频带的电容分压器设计方法，通过印刷电路板工艺，以覆铜层和板基材料构成分压器的低压臂电容。该设计方法能够较好的控制低压臂的寄生电感，且当采用多层电路板方案时，可用较低成本实现较大容值的低压臂，从而实现高分压比和宽频带的电容分压器。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：包括接地外壳以及设置在接地外壳内的高压侧母线，在高压侧母线与接地外壳之间设置有环氧树脂绝缘件，且在环氧树脂绝缘件上套装有高压植入电极，高压植入电极上套装有以双层或多层印刷电路板制成的电容分压器的低压臂，所述的低压臂由板基材料以及印刷在该板基材料表面的覆铜层构成，所述的一侧覆铜层与高压植入电极相连，另一侧设置有与接地外壳相连接的接地端，低压臂的电容量由印刷电路板的层间电容决定，分压器信号输出侧所需匹配电阻采用表贴工艺设置在印刷电路板与高压植入电极相连接一侧的覆铜层上，通过匹配电阻与输出信号端连接。
当采用多层印刷电路板构成低压臂电容时，电路板的覆铜层分为两组，不同组覆铜层之间相互隔离，同组覆铜层之间以过孔方式连接，两组覆铜层分别与分压器高压植入电极及接地端连接。
本发明能够很好的控制低压臂的寄生电感，并可采用多层电路板以实现较大的电容值，从而在保证测量带宽的基础上提高电容分压器的分压比；另外，以印刷电路板构造低压臂电容，工艺上易于加工，可根据被测系统的安装条件实现不同的低压臂形状，可广泛应用于高压脉冲以及其他暂态电压测量的由印刷电路板构成的电容分压器。
附图说明
图1是本发明的俯视图；图2是本发明实施例1的侧视图；图3是本发明实施例2的侧视图。
图中，1为高压侧母线，2为高压植入电极，3为匹配电阻，4为输出信号端，5为接地端，6为接地外壳，7为环氧树脂绝缘件，8为印刷电路板覆铜层，9为板基材料，10为连接过孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1：参见图1，2，本发明包括接地外壳6以及设置在接地外壳6内的高压侧母线1，在高压侧母线1与接地外壳6之间设置有环氧树脂绝缘件7，且在环氧树脂绝缘件7上套装有高压植入电极2，高压植入电极2上套装有双层印刷电路板制成的电容分压器的低压臂，所述的低压臂由板基材料9以及印刷在该板基材料表面的覆铜层8构成，所述的一侧覆铜层与高压植入电极2相连，另一侧四个方向上均设置有与接地外壳6相连接的接地端5，低压臂的电容量由印刷电路板的层间电容决定，分压器信号输出侧所需匹配电阻3采用表贴工艺设置在印刷电路板与高压植入电极2相连接一侧的覆铜层8上，通过匹配电阻3与输出信号端4连接。
实施例2，参见图1，3，本实例采用多层印刷电路板构成低压臂电容时，电路板的覆铜层分为两组，不同组覆铜层之间相互隔离，同组覆铜层之间以过孔10连接，两组覆铜层分别与分压器高压植入电极2及接地端5连接。其它连接关系同实施例1。

Claims (2)

1.一种由印刷电路板构成低压臂的电容分压器，其特征在于：包括接地外壳(6)以及设置在接地外壳(6)内的高压侧母线(1)，在高压侧母线(1)与接地外壳(6)之间设置有环氧树脂绝缘件(7)，且在环氧树脂绝缘件(7)上套装有高压植入电极(2)，高压植入电极(2)上套装有以双层或多层印刷电路板制成的电容分压器的低压臂，所述的低压臂由板基材料(9)以及印刷在该板基材料表面的覆铜层(8)构成，所述的一侧覆铜层与高压植入电极(2)相连，并通过匹配电阻(3)与输出信号端(4)连接，作为低压臂的一级；另一侧四个方向上均设置有与接地外壳(6)相连接的接地端(5)，低压臂的电容量由印刷电路板的层间电容决定，分压器信号输出侧所需匹配电阻(3)采用表贴工艺设置在印刷电路板的覆铜层(8)上。
2.根据权利要求1所述的由印刷电路板构成低压臂的电容分压器，其特征在于：所说的当采用多层印刷电路板构成低压臂电容时，电路板的覆铜层分为两组，不同组覆铜层之间相互隔离，同组覆铜层之间通过印刷电路板对称位置上的过孔(10)连接，两组覆铜层分别与分压器高压植入电极(2)及接地端(5)连接。
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