DD246432A1 - ARRANGEMENT FOR GENERATING HIGH VOLTAGE PULSE - Google Patents

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DD246432A1 DD28619986A DD28619986A DD246432A1 DD 246432 A1 DD246432 A1 DD 246432A1 DD 28619986 A DD28619986 A DD 28619986A DD 28619986 A DD28619986 A DD 28619986A DD 246432 A1 DD246432 A1 DD 246432A1
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Gerd-Reiner Evert
Walter Liess
Peter Schwarz
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Schiffselektronik Veb
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  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen zur Pruefung von elektronischen Geraeten und Anlagen auf elektromagnetische Vertraeglichkeit. Die Aufgabe der Erfindung ist die Realisierung einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung von schnell aufeinander folgenden Hochspannungsimpulsen einer bestimmten Amplitude, wobei nach einer festgelegten Anzahl von Impulsen rhythmisch eine Pause eingefuegt wird. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass die Erzeugung der Impulse ueber eine mechanisch gesteuerte Schaltfunkenstrecke erfolgt, deren Elektrodenrad (5) mit Elektroden (4) versehen ist, zu dem um 90 versetzt eine rotierende Elektrode (8) angeordnet ist, die vorzugsweise die Form eines Kreissektors besitzt, wobei die Impulsfolgefrequenz von der Anzahl der Elektroden (4) und der Drehzahl des Elektrodenrades (5) abhaengt. Fig. 1The invention relates to an arrangement for generating high-voltage pulses for testing electronic devices and systems for electromagnetic compatibility. The object of the invention is the realization of a circuit arrangement for the generation of high-succession high-speed pulses of a certain amplitude, wherein after a fixed number of pulses rhythmically a pause is inserted. The object is achieved in that the generation of the pulses via a mechanically controlled switching spark gap, the electrode wheel (5) with electrodes (4) is provided to the 90 offset a rotating electrode (8) is arranged, which preferably takes the form of a Has circular sector, wherein the pulse repetition frequency of the number of electrodes (4) and the speed of the electrode wheel (5) depends. Fig. 1

Description

Die Impulsspitzenspannung hängt hauptsächlich von dem Spannungswert der speisenden Gleichspannungsquelle ab. Wesentlich ist dabei, daß die Impulsspitzenspannung nicht von den lonisationsbedingungen, wie der umgebenden Luft, dem Zustand der Oberflächen der Elektroden sowie sonstigen Einflußgrößen der Umgebung abhängt, sondern nurabhängig.istvon der Spannung, auf die der o.g. Kondensator aufgeladen wurde. Der speziell bei dieser Spannung für den Funkenüberschlag erforderliche Elektrodenabstand stellt sich zwangsläufig durch die Annäherung der Elektroden während des Rotierens ein.The pulse peak voltage mainly depends on the voltage value of the DC power supply. It is essential that the pulse peak voltage does not depend on the lonisationsbedingungen, such as the surrounding air, the state of the surfaces of the electrodes and other factors of the environment, but onlyabhängig.istvon the voltage to which the o.g. Capacitor was charged. The electrode spacing required especially for this voltage for the flashover inevitably sets itself by the approach of the electrodes during rotation.

Ausführungsbeispielembodiment

Die erfindungsgemäße Lösung soll anhand eines Beispiels nach Figur 1 näher erläutert werden.The solution according to the invention will be explained in more detail by means of an example according to FIG.

Aus einer Gleichspannungsquelle 1 wird über einen Widerstand 2 und eine feste Elektrode 3 der Kondensator 7 aufgeladen, indem ein Funke von der Elektrode 3 zu einer der Elektroden 4 des Eiektrodenrades 5 überschlägt, wenn eine solche Elektrode 4 die feste Elektrode 3 passiert. Der Kondensator 7 ist elektrisch leitend über den Schleifkontakt 6 mit dem Elektrodenrad 5 verbunden.From a DC voltage source 1, the capacitor 7 is charged via a resistor 2 and a fixed electrode 3 by a spark from the electrode 3 to one of the electrodes 4 of the Eiektrodenrades 5 overturns when such an electrode 4 passes through the fixed electrode 3. The capacitor 7 is electrically conductively connected via the sliding contact 6 with the electrode 5.

Durch den Strom über die Funkenstrecke erfolgt ein Potentialausgleich zwischen Kondensator 7 und der Gleichspannungsquelle 1. Der Strom über die Funkenstrecke fließt solange, bis die Brennbedingungen der Funkenstrecke nicht mehr eingehalten werden. Während dieses Ausgleichvorganges kann nicht gleichzeitig eine Entladung zur kreissektorförmigen Elektrode 8 stattfinden, weil die Elektroden 4 dann den größten Abstand zur kreissektorförmigen Elektrode 8 aufweisen und somit die Zündbedingungen für diese Funkenstrecke nicht erreicht werden, durch die erfindungsgemäße Anordnung und Konstruktion der Elektroden 3,4 und 8 ist gesichert, daß die Zündbedingungen für die Funkenstrecke zwischen den Elektroden 4 und 8 erst . erreicht werden, wenn die Brennbedingungen der Funkenstrecke zwischen den Elektroden 3 und 4 nicht mehr gewährleistet sind. Durch die Entladung des Kondensators 7 über die Funkenstrecke zwischen den Elektroden 4 und 8 über den Entladewiderstand 9 entsteht über diesem der zu erzeugende Hochspannungsimpuls. Dieser kann über einen Anpassungswiderstand 10 auf ein anzuschließendes Prüfobjekt 11 gegeben werden. Die Drehzahl des Elektrodenrades 5 bestimmt im Zusammenhang mit der Anzahl seiner Elektroden 4 die Impulsfolgefrequenz. Der Sektorwinkel und die Umdrehungszahl der kreissektorförmigen Elektrode 8 bestimmen die Dauer einer Impulsfolge I und die Wiederholfrequenz derThrough the current over the spark gap, a potential equalization between capacitor 7 and the DC voltage source 1. The current over the spark gap continues until the firing conditions of the spark gap are no longer met. During this balancing process can not take place at the same time a discharge to the circular sector-shaped electrode 8, because the electrodes 4 then have the greatest distance from the circular sector electrode 8 and thus the ignition conditions for this spark gap can not be achieved by the inventive arrangement and construction of the electrodes 3,4 and 8 it is ensured that the ignition conditions for the spark gap between the electrodes 4 and 8 only. be reached when the firing conditions of the spark gap between the electrodes 3 and 4 are no longer guaranteed. By discharging the capacitor 7 via the spark gap between the electrodes 4 and 8 via the discharge resistor 9, the high-voltage pulse to be generated arises above it. This can be given via a matching resistor 10 to a test object 11 to be connected. The speed of the electrode wheel 5 determines in connection with the number of its electrodes 4, the pulse repetition frequency. The sector angle and the number of revolutions of the circular sector electrode 8 determine the duration of a pulse train I and the repetition frequency of the

Impulsfolge — der periodisch erzeugten Impulsfolgen, (s. dazu Figur 4)Pulse train - the pulse trains generated periodically (see Figure 4)

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Figur 2 dargestellt. Hier ist der Kondensator 7 zusammen mit dem Elektrodenrad 5 über den Widerstand 2 mit der Gleichspannungsquelle 1 verbunden. Die Aufladung des Kondensators 7 erfolgt nach der in Figur 3 dargestellten e-F.unktion und kann bei 3τ als abgeschlossen betrachtet werden, die Anordnung nach Figur 2 ist anwendbar, wenn für das Elektrodenrad 5 eine hohe Drehzahl gewährleistet werden kann und somit bereits eine geringe Anzahl von Elektroden 4 bei großem Elektrodenabstand zur Erzielung der standardisierten Impulsfolgefrequenzen ausreicht.Another embodiment is shown in FIG. Here, the capacitor 7 is connected together with the electrode wheel 5 via the resistor 2 to the DC voltage source 1. The charging of the capacitor 7 is carried out according to the eF.funktion shown in Figure 3 and can be considered as completed at 3τ, the arrangement of Figure 2 is applicable when the electrode 5, a high speed can be ensured and thus already a small number of Electrodes 4 is sufficient at a large electrode spacing to achieve the standardized pulse repetition frequencies.

Claims (5)

Erfindungsansprüche:Invention claims: 1. Anordnung zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen für EMV-Prüfungen unter Verwendung eines Kondensators (7) und eines Entladewiderstandes (9), gekennzeichnet dadurch, daß die Erzeugung der Impulse über eine mechanisch gesteuerte Schaltfunkenstrecke erfolgt, deren Elektrodenrad (5) mit Elektroden (4) versehen ist, zu dem um 90° versetzt eine rotierende Elektrode (8) angeordnet ist, die vorzugsweise die Form eines Kreissektors besitzt, wobei die Impulsfolgefrequenz von der Anzahl der Elektroden (4) und der Drehzahl des Elektrodenrades (5) abhängt.1. An arrangement for generating high-voltage pulses for EMC tests using a capacitor (7) and a discharge resistor (9), characterized in that the generation of the pulses via a mechanically controlled switching spark gap, the electrode wheel (5) with electrodes (4) is arranged, to the offset by 90 °, a rotating electrode (8) is arranged, which preferably has the shape of a circular sector, wherein the pulse repetition frequency of the number of electrodes (4) and the speed of the electrode wheel (5) depends. 2. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Impulsamplitude von der Spannung am Kondensator (7) abhängt, wobei der bei dieser Spannung zum Funkenüberschlag erforderliche Elektrodenabstand durch die Annäherung der Elektroden (4) und (8) während des Rotierens erzielt wird.2. Arrangement according to item 1, characterized in that the pulse amplitude of the voltage across the capacitor (7) depends, wherein the spark gap required at this voltage electrode gap by the approach of the electrodes (4) and (8) is achieved during rotation. 3. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Wiederholfrequenz einer Impulsfolge und die Dauer einer Impulsfolge durch die Drehzahl und den Sektorwinkel der rotierenden kreissektorförmigen Elektrode (8) bestimmt werden.3. Arrangement according to item 1, characterized in that the repetition frequency of a pulse train and the duration of a pulse train by the speed and the sector angle of the rotating circular sector-shaped electrode (8) are determined. 4. Anordnung nach 1. bis 3., gekennzeichnet dadurch, daß die Aufladung des Kondensators (7) aus der Gleichspannungsquelle (1) über eine feste Elektrode (3) einer mechanisch gesteuerten Schaltfunkenstrecke erfolgt.4. Arrangement according to 1. to 3., characterized in that the charging of the capacitor (7) from the DC voltage source (1) via a fixed electrode (3) of a mechanically controlled switching spark gap. 5. Anordnung nach Punkt 1. bis 3., gekennzeichnet dadurch, daß die Gleichspannungsquelle (1) an der rotierenden kreissektorförmigen Elektrode (8) angeschlossen wird und der Entladewiderstand (9) an die feste Elektrode (3).5. Arrangement according to item 1 to 3, characterized in that the DC voltage source (1) is connected to the rotating circular sector-shaped electrode (8) and the discharge resistor (9) to the fixed electrode (3). Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention Die Anordnung wird zur Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) elektronischer Geräte und Anlagen angewandt.The arrangement is used to test the electromagnetic compatibility (EMC) of electronic equipment and installations. Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions Es ist bekannt. Kondensatoren in Verbindung mit Funkenstrecken zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsen zu verwenden. Dabei wird der Kondensator als energiespeicherndes Bauelement bis, auf eine Spannung aufgeladen, bei der es zum Funkenüberschlag kommt. Die Impulsspitzenspannung hängt dabei von schwankenden Umwelt- und Materialbedingungen ab, die die lonisationsbedingungen der Funkenstrecke darstellen. Weiterhin ist nach (1) bekannt, Funkenstrecken mit elektrischen oder magnetischen Feldern oder zusätzlichen Elektroden so zu beeinflussen, daß bestimmte Zeit- oder Spitzenspannungsbedingungen eingehalten werden können. Des weiteren ist nach (2) eine Anordnung bekannt, bei der bei jedem Impuls die Spitzenspannung gemessen und in Auswertung der Messung die Funkenstrecke justiert wird. < Nachteile dieser Lösung sind der relativ große Schaltungsaufwand bzw. das erforderliche Justieren und Putzen der Elektroden. Die Parameter für EMV-Prüfungen, nämlich Impulsspitzenspannung, Impulsform, Impulsfolgefrequenz, Dauer einer Impulsfolge und Wiederholfrequenz der Impulsfolge, sind optimiert worden (3).It is known. Use capacitors in conjunction with spark gaps to generate high voltage pulses. In this case, the capacitor is charged as an energy-storing component up to a voltage at which it comes to the flashover. The pulse peak voltage depends on fluctuating environmental and material conditions that represent the ionization conditions of the spark gap. Furthermore, according to (1) is known to affect spark gaps with electric or magnetic fields or additional electrodes so that certain time or peak voltage conditions can be met. Furthermore, according to (2), an arrangement is known in which the peak voltage is measured for each pulse and the spark gap is adjusted in evaluation of the measurement. <Disadvantages of this solution are the relatively large amount of circuitry or the required adjustment and cleaning of the electrodes. The parameters for EMC tests, namely pulse peak voltage, pulse shape, pulse repetition frequency, duration of a pulse train and repetition frequency of the pulse train, have been optimized (3). Ziel der ErfindungObject of the invention Das Ziel der Erfindung ist es, mit einfachen Mitteln einen Hochspannungsimpulsgenerator zu schaffen, der zur Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit elektronischer Geräte und Anlagen angewandt werden kann.The object of the invention is to provide, by simple means, a high-voltage pulse generator which can be used to test the electromagnetic compatibility of electronic equipment and installations. Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention Die Aufgabe der Erfindung ist die Realisierung einer Anordnung zur Erzeugung von Hochspannungsimpulsfolgen einer bestimmten Spitzenspannung und Folgefrequenz. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Kondensator auf eine bestimmte Spannung aufgeladen und über eine mechanisch gesteuerte Funkenstrecke und einen Widerstand entladen wird. Die mechansich gesteuerte Funkenstrecke gewährleistet dabei einerseits die Impulsfolgefrequenz sowie die Impulsfolgendauer und Pausenlängen und andererseits die Einhaltung der geforderten Impulsspitzenspannung. Die Impulsfolgefrequenz wird dabei durch ein rotierendes Elektrodenrad bestimmt, wobei sich die Impulsfolgefrequenz nach folgender Beziehung ergibt:The object of the invention is the realization of an arrangement for generating high-voltage pulse sequences of a specific peak voltage and repetition frequency. The object is achieved in that a capacitor is charged to a certain voltage and discharged via a mechanically controlled spark gap and a resistor. The mechansich controlled spark gap ensures on the one hand the pulse repetition frequency and the pulse duration and pause lengths and on the other hand, the maintenance of the required pulse peak voltage. The pulse repetition frequency is determined by a rotating electrode wheel, whereby the pulse repetition frequency results according to the following relationship: Impulsfolge- Drehzahl Anzahl der ElektrodenPulse sequence speed Number of electrodes frequenz = des Elektrodenrades am Umfangfrequency = of the electrode wheel on the circumference (in Hz) (in Hz) des Elektrodenrades(in Hz) (in Hz) of the electrode wheel Die Dauer einer Impulsfolge wird durch eine weitere rotierende kreissektorförmige Elektrode bestimmt. Die Wiederholfrequenz der Impulsfolge entspricht dabei der Umdrehungszahl der antreibenden Welle pro Sekunde. Die Dauer einer Impulsfolge ergibt sich nach folgender Beziehung:The duration of a pulse train is determined by a further rotating sector-shaped electrode. The repetition frequency of the pulse train corresponds to the number of revolutions of the driving shaft per second. The duration of a pulse sequence is determined by the following relationship: Dauer einer Winkel des Kreissektors der Elektrode 8Duration of an angle of the circular sector of the electrode 8 Impulsfolge 360° Wiederholfrequenz der ImpulsfolgePulse train 360 ° Refresh rate of the pulse train
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