CN104764911A - 基于电子开关的振铃波试验信号发生器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于电子开关的振铃波试验信号发生器，包括输入回路、输出回路，所述输入回路由高压电源、充电电阻和主电容串联组成，输出回路包括串联连接的输出负电极、振荡电路线圈、滤波电阻、电阻选择模块和输出正电极；电阻选择模块由第二开关、第三电阻器、第四电阻器组成；第一开关包括可控硅开关、二极管，所述可控硅开关的阳极和二极管的阴极均连接到充电电阻与主电容的接点，所述可控硅开关的阴极和二极管的阳极均连接到振荡电路线圈和滤波电阻的接点，一触发脉冲变压器连接到所述可控硅开关的控制极。本发明避免了开关闭合时存在抖动和开关闭合前或闭合期间触点间闭合度不良存在间隙放电的现象，并克服了单管工作电压、电流较低的问题。
Description
技术领域
本发明属于电磁兼容试验与测量技术技术领域，尤其涉及一种基于电子开关的振铃波试验信号发生器。
背景技术
振铃波，如图1 所示，是一种由于电气网络和电抗负载的切换以及电源电路故障和绝缘击穿或雷击而感应到低电压电缆中所产生的典型的振荡瞬态现象。通常，此现象出现在供电网络（高压、中压、低压）以及控制、信号线中。
对于试验信号发生器，标准规定试验信号发生器输出应具有在短路情况下工作的能力。试验信号发生器特性及参数
电压上升时间T1：0.5us±30% （开路状态）；
电流上升时间T1：< 1us （短路状态）；
电压振荡频率： 100 kHz土10%；
振荡频率被定义为第一个峰值后第一个和第三个过零点之间的时间的倒数。这个时间是图1 中所示的T；
衰减（仅指电压见图1）：0.4 < Pk2/Pk1 < 1.1，
0.4 < Pk3/Pk2< 0.8，
0.4 < Pk4/Pk3< 0.8，
其他峰值无要求；
瞬态重复率： （1~60）/min，
输出阻抗： 12 ohm土20% 和30 ohm土20% （可切换），
开路电压Pk1值： 250 v 到4 kV （士10%)，
短路电流Pk1 值： 输出阻抗12 ohm时333 A士10%，
输出阻抗30 ohm时133 A土10%；
与电源频率的相位关系：在0到360度范围之间，与被测设备交流电源的相位角相关，误差士10度；
第一半周期的极性：正和负。
高速、高压、强流开关技术是此类试验发生器的核心技术，决定了试验发生器是否能产生出满足标准要求的波形，目前现有试验设备中高压开关一般采用机械式高压开关，如高压水银继电器或高压真空开关。这些开关普遍存在着开关闭合时存在抖动、开关闭合前或闭合期间间隙放电、开关闭合放电会对触点形成严重灼伤，影响其使用寿命等问题，这些问题的存在使此类设备很难满足标准的要求且设备的可靠性降低。
发明内容
本发明目的是提供一种振铃波试验信号发生器，该振铃波试验信号发生器避免了开关闭合时存在抖动和开关闭合前或闭合期间触点间闭合度不良存在间隙放电的现象，并克服了单管工作电压、电流较低的问题，通过同步触发的方式保证了SCR阵列中每个单管同时工作，可广泛用于振铃波试验信号发生器、雷击浪涌发生器等高压电流试验模拟设备中，试验结果证明了本技术的有效性和可靠性。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种振铃波试验信号发生器，包括：输入回路、输出回路，所述输入回路由高压电源、充电电阻和主电容串联组成，所述输出回路包括串联连接的输出负电极、振荡电路线圈、滤波电阻、电阻选择模块和输出正电极；
所述高压电源的负极与主电容的接点与振荡电路线圈和输出负电极的接点之间通过导线连接，所述充电电阻与主电容的接点与振荡电路线圈和滤波电阻的接点之间设置有第一开关；
所述电阻选择模块由第二开关、并联的第三电阻器、第四电阻器组成，此第二开关的动触点连接到所述输出正电极，所述第二开关的2个静触点分别连接到第三电阻器、第四电阻器，一滤波电容跨接于滤波电阻和电阻选择模块的接点与振荡电路线圈和输出负电极的接点之间；
所述第一开关包括可控硅开关、二极管，所述可控硅开关的阳极和二极管的阴极均连接到充电电阻与主电容的接点，所述可控硅开关的阴极和二极管的阳极均连接到振荡电路线圈和滤波电阻的接点，一触发脉冲变压器连接到所述可控硅开关的控制极，一触发控制器连接到所述触发脉冲变压器。
上述技术方案中进一步改进方案如下：
1. 上述方案中，所述第一开关为高压开关。
2. 上述方案中，所述第三电阻器的阻值为25~35Ω，所述第四电阻器的阻值为10~15Ω。
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：
本发明振铃波试验信号发生器，其开关将半导体器件SCR可控硅通过串并联的方式，避免了开关闭合时存在抖动和开关闭合前或闭合期间触点间闭合度不良存在间隙放电的现象，并克服了单管工作电压、电流较低的问题，通过同步触发的方式保证了SCR阵列中每个单管同时工作，可广泛用于振铃波试验信号发生器、雷击浪涌发生器等高压电流试验模拟设备中，试验结果证明了本技术的有效性和可靠性。
附图说明
附图1为振铃波示意图；
附图2为本发明振铃波试验信号发生器结构示意图；
附图3为附图2中局部结构示意图。
以上附图中：1、高压电源；2、充电电阻；3、主电容；4、滤波电阻；5、振荡电路线圈；6、输出正电极；7、输出负电极；8、触发脉冲变压器；9、第一开关；10、电阻选择模块；11、第二开关；12、第三电阻器；13、第四电阻器；14、滤波电容；15、可控硅开关；16、二极管；17、触发控制器。
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：一种基于电子开关的振铃波试验信号发生器，包括：输入回路、输出回路，所述输入回路由高压电源1、充电电阻2和主电容3串联组成，
所述输出回路包括串联连接的输出负电极7、振荡电路线圈5、滤波电阻4、电阻选择模块10和输出正电极6，所述高压电源1的负极与主电容3的接点与振荡电路线圈5和输出负电极7的接点之间通过导线连接；
所述充电电阻2与主电容3的接点与振荡电路线圈5和滤波电阻4的接点之间设置有第一开关9，所述电阻选择模块10由第二开关11、并联的第三电阻器12、第四电阻器13组成，此第二开关11的动触点连接到所述输出正电极6，所述第二开关11的2个静触点分别连接到第三电阻器12、第四电阻器13；
一滤波电容14跨接于滤波电阻4和电阻选择模块10的接点与振荡电路线圈5和输出负电极7的接点之间；
所述第一开关9包括可控硅开关15、二极管16，所述可控硅开关15的阳极和二极管16的阴极均连接到充电电阻2与主电容3的接点，所述可控硅开关15的阴极和二极管16的阳极均连接到振荡电路线圈5和滤波电阻4的接点，一触发脉冲变压器8连接到所述可控硅开关15的控制极，一触发控制器18连接到所述触发脉冲变压器17。
上述第一开关9为高压开关。
上述第三电阻器12的阻值为30Ω，所述第四电阻器13的阻值为12Ω。
采用上述振铃波试验信号发生器时，其开关将半导体器件SCR通过串并联的方式，避免了开关闭合时存在抖动和开关闭合前或闭合期间触点间闭合度不良存在间隙放电的现象，并克服了单管工作电压、电流较低的问题，通过同步触发的方式保证了SCR阵列中每个单管同时工作，可广泛用于振铃波试验信号发生器、雷击浪涌发生器等高压电流试验模拟设备中，试验结果证明了本技术的有效性和可靠性。
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 (3)
1. 一种基于电子开关的振铃波试验信号发生器，其特征在于：包括：输入回路、输出回路，所述输入回路由高压电源（1）、充电电阻（2）和主电容（3）串联组成，所述输出回路包括串联连接的输出负电极（7）、振荡电路线圈（5）、滤波电阻（4）、电阻选择模块（10）和输出正电极（6）；
所述高压电源（1）的负极与主电容（3）的接点与振荡电路线圈（5）和输出负电极（7）的接点之间通过导线连接，所述充电电阻（2）与主电容（3）的接点与振荡电路线圈（5）和滤波电阻（4）的接点之间设置有第一开关（9）；
所述电阻选择模块（10）由第二开关（11）、并联的第三电阻器（12）、第四电阻器（13）组成，此第二开关（11）的动触点连接到所述输出正电极（6），所述第二开关（11）的2个静触点分别连接到第三电阻器（12）、第四电阻器（13），一滤波电容（14）跨接于滤波电阻（4）和电阻选择模块（10）的接点与振荡电路线圈（5）和输出负电极（7）的接点之间；
所述第一开关（9）包括可控硅开关（15）、二极管（16），所述可控硅开关（15）的阳极和二极管（16）的阴极均连接到充电电阻（2）与主电容（3）的接点，所述可控硅开关（15）的阴极和二极管（16）的阳极均连接到振荡电路线圈（5）和滤波电阻（4）的接点，一触发脉冲变压器（8）连接到所述可控硅开关（15）的控制极，一触发控制器（9）连接到所述触发脉冲变压器（8）。
2. 根据权利要求1所述的振铃波试验信号发生器，其特征在于：所述第一开关（9）为高压开关。
3. 根据权利要求1所述的振铃波试验信号发生器，其特征在于：所述第三电阻器（12）的阻值为25~35Ω，所述第四电阻器（13）的阻值为10~15Ω。
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