CN212514979U - 一种标定用高压纳秒脉冲发生器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种标定用高压纳秒脉冲发生器，包括基于555芯片的触发电路及基于HTS 50‑08‑UF电子开关的开关电路，触发电路的输出端与开关电路的输入端相连接。该装置在工作时，通过触发电路产生触发信号，并将触发信号输送到开关电路中，开关电路根据所述触发信号产生脉冲信号，由于高压纳秒脉冲信号集成与电路板上，排线电路电感值极小，因此输出脉冲电压等级高、上升时间短、应用方便、安全性高，本申请能够用来对暂态过电压传感器高频响应特性进行标定。

Description

一种标定用高压纳秒脉冲发生器

技术领域

本申请涉及供电系统空间电荷检测领域，尤其涉及一种标定用高压纳秒脉冲发生器。

背景技术

特高压和超高压变电站受限于目前的技术水平，气体绝缘输电线路(Gasinsulated metal enclosed transmission line,GIL)腔体外壳安装过程中的防尘措施不足以及遭受自然灾害等原因，仍然可能导致GIL在运行过程中发生绝缘子闪络故障，从而产生暂态过电压。这种暂态过电压幅值高达2p.u.，频率高达数十兆赫兹，高幅值对GIL内部绝缘造成威胁，而瞬态外壳电塔和暂态地电位升高会对变电站内二次设备造成影响，高频暂态电磁场也会影响二次设备的正常使用，外部过电压影响周围临近设备的正常运行。因此，测量暂态过电压具有重要意义。

利用暂态过电压传感器可以实现对GIL设备暂态电压信号测量。为保证传感器测量结果的准确性，需在实验室中提前对传感器进行频带标定，确定传感器的频率响应特性，保证其能够满足暂态过电压信号测量的频带要求。

现有实验室标定用信号发生器输出正弦信号电压为0—10V，当传感器与信号源距离比较大时，分压比较大，测量端接收到的信号幅值较小，容易受到空间电磁信号影响，难以判断测量信号是有用信号还是噪声信号，因此现有实验室标定用信号发生器难以实现对暂态过电压传感器高频响应特性进行标定。

实用新型内容

本申请提供了一种标定用高压纳秒脉冲发生器，以解决现有实验室标定用信号发生器难以实现对暂态过电压传感器高频响应特性进行标定的问题。

一种标定用高压纳秒脉冲发生器，包括基于555芯片的触发电路及基于HTS 50-08-UF电子开关的开关电路，触发电路的输出端与开关电路的输入端相连接。所述555芯片为模拟-数字混合式集成电路，内部有5个5kΩ的电阻，故称555芯片。所述HTS 50-08-UF电子开关为德国Behlke生产的高压电子开关。

所述基于555芯片的触发电路包括555芯片、第一电阻、第二电阻、第一电容、第二电容和电源；

所述555芯片上的4号引脚与8号引脚与电源相连接；所述555芯片上的1号引脚与地相连接；所述555芯片上的4号引脚与7号引脚之间通过第一电阻进行连接；所述555芯片上的7号引脚与2号引脚通过第二电阻进行连接；所述555芯片上的6号引脚与2号引脚之间相连；所述555芯片上的2号引脚通过第一电容与地相连接；所述555芯片上的5号引脚通过第二电容与地相连接；所述555芯片上的3号引脚设置为输出端。

可选的，所述555芯片上的3号引脚输出端使用的接头为shv-BNC接头。

所述开关电路包括HTS 50-08-UF电子开关、开关电源、第三电阻、第四电阻、第三电容和第四电容；

所述HTS 50-08-UF电子开关上的1号引脚与触发电路输出端相连；所述HTS 50-08-UF电子开关上的2号引脚接地；HTS 50-08-UF电子开关的9号引脚分别与第三电阻和第四电阻的一端相连，第三电阻的另一端接正极性高压直流电源，第四电阻的另一端接地；HTS 50-08-UF电子开关上的8号引脚分别与第三电容和第四电容的一端连接，第三电容和第四电容另一端相连后接地GND。

可选的,所述HTS 50-08-UF电子开关上的3号引脚与所述开关电源的连接方式为通过5.5mm电源适配器连接。

可选的，所述触发电路与正极性高压直流电源使用的连接方式为shv-BNC接头。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种标定用高压纳秒脉冲发生器，该装置在工作时，通过触发电路产生触发信号，并将触发信号输送到开关电路中，开关电路根据所述触发信号产生脉冲信号，由于高压纳秒脉冲信号集成与电路板上，排线电路电感值极小，导致输出脉冲电压等级高、上升时间短、应用方便、安全性高，能够用来对暂态过电压传感器高频响应特性进行标定。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的触发电路的电路图；

图2为本申请的开关电路的电路图；

图3为本申请的触发电路输出信号波形图；

图4为本申请产生的脉冲信号波形图。

具体实施方式

一种标定用高压纳秒脉冲发生器，包括基于555芯片的触发电路及基于HTS 50-08-UF电子开关的开关电路，触发电路的输出端与开关电路的输入端相连接。所述555芯片为模拟-数字混合式集成电路，内部有5个5kΩ的电阻，故称555芯片。所述HTS 50-08-UF电子开关为德国Behlke生产的高压电子开关。参见图1，所述基于555芯片的触发电路包括555芯片、第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第二电容C2和电源Vcc；

所述555芯片上的4号引脚与8号引脚与电源相连接；所述555芯片上的1号引脚与地GND连接；所述555芯片上的4号引脚与7号引脚之间通过第一电阻R1进行连接；所述555芯片上的7号引脚与2号引脚通过第二电阻R2进行连接；所述555芯片上的6号引脚与2号引脚之间相连；所述555芯片上的2号引脚通过第一电容C1与地GND连接；所述555芯片上的5号引脚通过第二电容C2与地GND连接；所述555芯片上的3号引脚设置为输出端。

参见图2，所述开关电路包括HTS 50-08-UF电子开关、开关电源、第三电阻R3、第四电阻R4、第三电容C3和第四电容C4。

所述HTS 50-08-UF电子开关上的1号引脚与触发电路输出端相连；所述HTS 50-08-UF电子开关上的2号引脚接地GND；HTS 50-08-UF电子开关的9号引脚分别与第三电阻R3和第四电阻R4的一端相连，第三电阻的另一端接正极性高压直流电源，第四电阻R4的另一端接地；HTS 50-08-UF电子开关上的8号引脚分别与第三电容C3和第四电容C4的一端连接，第三电容C3和第四电容C4另一端相连后接地GND。HTS 50-08-UF电子开关上的8号引脚作为电子开关输出，输出高压纳秒脉冲信号。

当标定用高压纳秒脉冲发生器正常工作时，首先触发电路接通电源，若输入是高电平，则7号引脚关闭，连接芯片的第一电容C1充电。充电回路是VCC-R1-R2-C1-GND，按指数规律上升，当上升到充电阈值电压时，输出翻转为低电平。若输入为低电平时，7号引脚导通，第一电容C1放电，放电回路为C1—R2—7号引脚—GND，按指数规律下降，当下降到放电阈值电压时，输出翻转为高电平，7号引脚关闭，电容再次充电。优选的，如图3所示，设置第一电阻R1＝1kΩ，第二电阻R2＝10kΩ，第一电容C1＝0.1μF；优选的，输出高电平时间T＝(R1+R2)C1ln2＝0.038s；优选的，输出低电平时间T＝R2Cln2＝0.0345s；优选的，振荡周期T＝(R1+2R2)Cln2＝0.072s；优选的，输出信号频率为14Hz。此时触发电路输出波形为方波信号。然后将触发信号加载到开关输入，开关电路根据所触发信号产生脉冲信号。参见图4，由于高压纳秒脉冲信号集成与电路板上，排线电路电感值极小，产生的高压纳秒脉冲信号上升时间小于5ns。

可选的，所述555芯片上的3号引脚输出端使用的接头为shv-BNC接头。shv-BNC接头可以隔绝视频输入信号，使信号相互间干扰减少且信号频宽较普通D-SUB大，能提升信号响应效果。

可选的,所述HTS 50-08-UF电子开关上的3号引脚与所述开关电源的连接方式为通过5.5mm电源适配器连接。能够得到高精度的稳定直流电压，保证本实用新型的稳定工作。

可选的，所述触发电路与正极性高压直流电源使用的连接方式为shv-BNC接头。shv-BNC接头可以隔绝视频输入信号，使信号相互间干扰减少且信号频宽较普通D-SUB大，能提升本申请的信号响应效果。

由以上技术方案可知，本申请提供了一种标定用高压纳秒脉冲发生器，包括基于555芯片的触发电路及基于HTS 50-08-UF电子开关的开关电路，触发电路的输出端与开关电路的输入端相连接。该装置在工作时，通过触发电路产生触发信号，并将触发信号输送到开关电路中，开关电路根据所述触发信号产生脉冲信号，由于高压纳秒脉冲信号集成与电路板上，排线电路电感值极小，导致输出脉冲电压具有等级高、上升时间短、应用方便以及安全性高的特点，能够用来对暂态过电压传感器高频响应特性进行标定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (5)

1.一种标定用高压纳秒脉冲发生器，其特征在于，包括基于555芯片的触发电路及基于HTS 50-08-UF电子开关的开关电路，触发电路的输出端与开关电路的输入端相连接；

所述基于555芯片的触发电路包括555芯片、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一电容(C1)、第二电容(C2)和电源(Vcc)；

所述555芯片上的4号引脚与8号引脚与电源(Vcc)相连接；所述555芯片上的1号引脚与地(GND)连接；所述555芯片上的4号引脚与7号引脚之间通过第一电阻(R1)进行连接；所述555芯片上的7号引脚与2号引脚通过第二电阻(R2)进行连接；所述555芯片上的6号引脚与2号引脚之间相连；所述555芯片上的2号引脚通过第一电容(C1)与地相连接；所述555芯片上的5号引脚通过第二电容(C2)与地(GND)连接；所述555芯片上的3号引脚设置为输出端。

2.根据权利要求1所述的标定用高压纳秒脉冲发生器，其特征在于，所述555芯片上的3号引脚输出端使用的接头为shv-BNC接头。

3.根据权利要求1所述的标定用高压纳秒脉冲发生器，其特征在于，所述开关电路包括HTS 50-08-UF电子开关、开关电源、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第三电容(C3)和第四电容(C4)；

所述HTS 50-08-UF电子开关上的1号引脚与触发电路输出端相连；所述HTS 50-08-UF电子开关上的2号引脚接地(GND)；HTS 50-08-UF电子开关的9号引脚分别与第三电阻(R3)和第四电阻(R4)的一端相连，第三电阻的另一端接正极性高压直流电源，第四电阻(R4)的另一端接地；HTS 50-08-UF电子开关上的8号引脚分别与第三电容(C3)和第四电容(C4)的一端连接，第三电容(C3)和第四电容(C4)另一端相连后接地(GND)。

4.根据权利要求3所述的标定用高压纳秒脉冲发生器，其特征在于,所述HTS50-08-UF电子开关上的3号引脚与所述开关电源的连接方式为通过5.5mm电源适配器连接。

5.根据权利要求3所述的标定用高压纳秒脉冲发生器，其特征在于，所述开关电路与正极性高压直流电源使用的连接方式为shv-BNC接头。

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