CN102868314B - 多波形的冲击电流发生器 - Google Patents

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Abstract

一种多波形的冲击电流发生器，包括控制器、高压直流充电模块、多波形切换模块、测试台、间隙球，多波形切换模块包括第一电容器单元、第一开关组、第二电容器单元、第二开关组和调波电阻单元；所述第一电容器单元中第一电容器依次与第二电容器单元中第二电容器串联连接，所述第一电容器和第二电容器均由串联的上电容、下电容组成，第一电容器单元中各第一电容器的上电容、下电容之间接点通过第一导线串联，第二电容器单元中各第二电容器的上电容、下电容之间接点通过第二导线串联，第一电容器单元中各下电容与第二电容器单元中各上电容的接点通过第三导线串联。本发明冲击电流发生器可产生多种波形、提高了器件的利用率并减少了部件组件，大大降低了电容器的部分残余电压所带来的危害。

Description

多波形的冲击电流发生器
技术领域
本发明涉及功率输入变换为浪涌功率输出的技术领域，尤其涉及一种多波形的冲击电流发生器。
背景技术
模拟雷击浪涌电流测试系统，又称冲击电流发生器，是通过储能电容器的瞬时放电形成大电流，对SPD、压敏电阻、防雷箱等防雷保护装置以及器件进行模拟雷击试验，从而验证这些器件是否能满足对雷电引起的大电流、过电压起到吸收和抑制作用，也可用来对电源系统、电子产品等在雷击的环境中的抗干扰能力进行测试和验证；该设备也可用应用于其他科研分析，比如电磁脉冲防护等领域。现有技术是使用不同的仪器分别产生单一波形，试验仪器投资较大，使用也不方便，控制白动化程度不高，而多种波形发生器需要控制的器件多，涉及各个波形模块互锁问题，采用传统的继电器控制模式会人大增加控制难度。
发明内容
本发明目的是提供一种用于雷击浪涌电流测试系统的多波形切换模块，该多波形切换模块可产生多种波形、提高了器件的利用率并减少了部件组件，大大降低了电容器的部分残余电压所带来的危害，避免操作员接触设备高压部件、增强设备操作安全性，方便了在多种波形之间进行切换，达到操作员在人机界面通过设置可以自动完成波形的切换，从而节约劳动时间、提高劳动效率。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种多波形的冲击电流发生器，包括控制器、高压直流充电模块、多波形切换模块、用于放置待测样品的测试台、位于多波形切换模块与测试台之间的用于控制其通断的间隙球；
所述控制器用于控制所述高压直流充电模块冲电和多波形切换模块的波形切换；
所述高压直流充电模块用于对多波形切换模块进行充电；
所述多波形切换模块给测试台提供冲击电流；
所述多波形切换模块中放电回路包括至少4个第一电容器并联组成的第一电容器单元、与第一电容器单元并联的第一开关组、与所述第一电容器数目相等的第二电容器并联组成的第二电容器单元、与第二电容器单元并联的第二开关组和调波电阻单元；
所述第一电容器单元中第一电容器依次与第二电容器单元中第二电容器串联连接并位于放电回路两端之间，所述第一电容器和第二电容器均由串联的上电容、下电容组成，第一电容器单元中各第一电容器的上电容、下电容之间接点通过第一导线串联，第二电容器单元中各第二电容器的上电容、下电容之间接点通过第二导线串联，第一电容器单元中各下电容与第二电容器单元中各上电容的接点通过第三导线串联；第三导线与第一开关组和第二开关组之间的接点电连接；
所述调波电阻单元包括第一调波电阻组和第二调波电阻组，第一导线一端经第三开关组与第二导线一端连接，第一调波电阻组与所述第三开关组和第二导线的接点之间设置有第四开关组，所述第二电容器单元另一端与第二调波电阻组之间设置有第五开关组。
上述技术方案进一步改进技术方案如下：
1. 上述方案中，所述第一调波电阻组由若干电阻并联组成，所述第二调波电阻组由若干电阻并联组成。
2. 上述方案中，所述第一电容器和第二电容器中电容均采用20kV32μF×2的电容。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明多波形切换模块可产生多种波形、其提高了器件的利用率并减少了部件组件，大大降低了电容器的部分残余电压所带来的危害，避免操作员接触设备高压部件、增强设备操作安全性，方便了在多种波形之间进行切换，达到操作员在人机界面通过设置可以自动完成波形的切换，从而节约劳动时间、提高劳动效率。
附图说明
图1是本发明多波形的冲击电流发生器结构示意图；
图2是本发明多波形切换模块结构示意图。
以上附图中：1、测试台；2、放电回路；3、间隙球；4、第一电容器单元；41、第一电容器；411、上电容；412、下电容；5、第二电容器单元；51、第二电容器；6、调波电阻单元；61、第一调波电阻组；62、第二调波电阻组；7、第一导线；8、第二导线；9、第三导线；10、控制器；11、高压直流充电模块；12、多波形切换模块。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
实施例：一种多波形的冲击电流发生器，包括控制器、高压直流充电模块、多波形切换模块、用于放置待测样品的测试台、位于多波形切换模块与测试台之间的用于控制其通断的间隙球；
所述控制器用于控制所述高压直流充电模块冲电和多波形切换模块的波形切换；
所述高压直流充电模块用于对多波形切换模块进行充电；
所述多波形切换模块给测试台提供冲击电流；
所述多波形切换模块中放电回路包括至少4个第一电容器并联组成的第一电容器单元、与第一电容器单元并联的第一开关组、与所述第一电容器数目相等的第二电容器并联组成的第二电容器单元、与第二电容器单元并联的第二开关组和调波电阻单元；
所述第一电容器单元4中第一电容器41依次与第二电容器单元5中第二电容器51串联连接并位于放电回路2两端之间，所述第一电容器41和第二电容器51均由串联的上电容411、下电容412组成，第一电容器单元4中各第一电容器41的上电容411、下电容412之间接点通过第一导线7串联，第二电容器单元5中各第二电容器51的上电容411、下电容412之间接点通过第二导线8串联，第一电容器单元4中各下电容412与第二电容器单元5中各上电容411的接点通过第三导线9串联；第三导线9与第一开关组K1、K2和第二开关组K3、K4之间的接点电连接；
所述调波电阻单元6包括第一调波电阻组61和第二调波电阻组62，第一导线7一端经第三开关组K5、K6与第二导线8一端连接，第一调波电阻组61与所述第三开关组K5、K6和第二导线8的接点之间设置有第四开关组K7、K8，所述第二电容器单元5另一端与第二调波电阻组62之间设置有第五开关组K9、K10。
上述第一调波电阻组61由若干电阻并联组成，所述第二调波电阻组62由若干电阻并联组成。
上述第一电容器41和第二电容器42中电容均采用20kV32μF×2的电容。
本实施例多波形的冲击电流发生器具体工作过程如下：在主回路中，10台电容器，每台电容器内部存在2个电容即电容器芯，每组2台，若要实现8/20放电回路，则需要每组的2台（4个）电容器进行串联，然后5组进行并联，即开关K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8全部打开，K9，K10两个台开关闭合，从而形成总电容量40μF，最高电压80kV，通过R1’～R15’的8/20调波电阻单元放电，可输出标准8/20μs波形。若要实现10/350放电回路，则需要每组的2台（4个）电容器全部并联，5组并联，即开关K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7、K8全部闭合，K9，K10两台开关打开，此时形成总电容量640μF，最高电压20kV，通过R1’～R15’的10/350调波电阻放电，可输出标准10/350μs波形
采用上述多波形的冲击电流发生器时，其提高了器件的利用率并减少了部件组件，大大降低了电容器的部分残余电压所带来的危害，避免操作员接触设备高压部件、增强设备操作安全性，方便了在多种波形之间进行切换，达到操作员在人机界面通过设置可以自动完成波形的切换，从而节约劳动时间、提高劳动效率。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种多波形的冲击电流发生器，包括控制器（10）、高压直流充电模块（11）、多波形切换模块（12）、用于放置待测样品的测试台（1）、位于多波形切换模块（12）与测试台（1）之间的用于控制其通断的间隙球（3）；
所述控制器（10）用于控制所述高压直流充电模块（11）充电和多波形切换模块（12）的波形切换；
所述高压直流充电模块（11）用于对多波形切换模块（12）进行充电；
所述多波形切换模块给测试台（1）提供冲击电流；
其特征在于：所述多波形切换模块中放电回路（2）包括5个第一电容器（41）并联组成的第一电容器单元（4）、与第一电容器单元（4）并联的第一开关组（K1、K2）、与所述第一电容器（41）数目相等的第二电容器（51）并联组成的第二电容器单元（5）、与第二电容器单元（5）并联的第二开关组（K3、K4）和调波电阻单元（6）；
所述第一电容器单元（4）中第一电容器（41）依次与第二电容器单元（5）中第二电容器（51）串联连接并位于放电回路（2）两端之间，所述第一电容器（41）和第二电容器（51）均由串联的上电容（411）、下电容（412）组成，第一电容器单元（4）中各第一电容器（41）的上电容（411）、下电容（412）之间接点通过第一导线（7）串联，第二电容器单元（5）中各第二电容器（51）的上电容（411）、下电容（412）之间接点通过第二导线（8）串联，第一电容器单元（4）中各下电容（412）与第二电容器单元（5）中各上电容（411）的接点通过第三导线（9）串联；第三导线（9）与第一开关组（K1、K2）和第二开关组（K3、K4）之间的接点电连接；
所述调波电阻单元（6）包括第一调波电阻组（61）和第二调波电阻组（62），第一导线（7）一端经第三开关组（K5、K6）与第二导线（8）一端连接，第一调波电阻组（61）与所述第三开关组（K5、K6）和第二导线（8）的接点之间设置有第四开关组（K7、K8），所述第二电容器单元（5）另一端与第二调波电阻组（62）之间设置有第五开关组（K9、K10）。
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