專利名稱：一種產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路。
背景技術(shù)：
電子電氣設(shè)備的端口經(jīng)常會出現(xiàn)阻尼振蕩波，該阻尼振蕩波是由電廠、高中壓變電站及重工業(yè)設(shè)備中的電弧再放電或切換時產(chǎn)生的。電子電氣設(shè)備遭受的阻尼振蕩波極大地影響該設(shè)備和系統(tǒng)運行時的可靠性，為了衡量電子電氣設(shè)備對阻尼振蕩波的承受程度，需要通過模擬阻尼振蕩波的電路來產(chǎn)生阻尼振蕩波，從而對電子電氣設(shè)備進行試驗以評估設(shè)備所達到的振蕩波抗擾度等級。國際標(biāo)準(zhǔn)IEC61000-4-2規(guī)定了電子電氣設(shè)備在正常運行條件下對阻尼振蕩波的抗擾度試驗要求和測量程序，規(guī)定了模擬阻尼振蕩波電路的輸出技術(shù)要求。因此，該產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路成為該抗擾度試驗的關(guān)鍵。
現(xiàn)有技術(shù)提出了一種模擬阻尼振蕩波電路，如圖1所示，其由高壓波產(chǎn)生電路、高壓開關(guān)和振蕩波形產(chǎn)生電路組成；該高壓波產(chǎn)生電路由高壓電源U1、充電電阻R1和儲能電容C1組成；該振蕩波形產(chǎn)生電路由振蕩電路線圈L1、濾波電感L2、濾波電阻R2、濾波電容C2組成；而該高壓開關(guān)S1采用氣隙放電開關(guān)，其中該高壓開關(guān)S1包含有單點靜觸點A、多點動觸點B兩部分，正常工作時單點靜觸點A靜止，多點動觸點B旋轉(zhuǎn)，多點動觸點B上有很多觸點，當(dāng)多點動觸點B上的觸點與單點靜觸點A靠近時(但不接觸)空氣擊穿導(dǎo)通，高壓開關(guān)S1形成一次閉合狀態(tài)，從而形成一個阻尼振蕩波。當(dāng)多點動觸點B上的下一個觸點與單點靜觸點A靠近時形成又一次閉合，二次閉合的中間時間屬于開關(guān)斷開狀態(tài)。如此反復(fù)，可形成持續(xù)的阻尼振蕩波，該阻尼振蕩波通過源電阻R3、電阻分壓器R4、R5和監(jiān)視端口CRO輸出。
顯然，上述現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足1、輸出的脈沖電壓檔數(shù)通常固定為幾檔，如1.0KV、1.5KV、2.0KV、2.5KV和3.0KV；其是由于采用空氣氣隙擊穿放電導(dǎo)通的方式造成的，而氣隙擊穿的電壓要根據(jù)開關(guān)觸電之間的距離來調(diào)整，即使有采用可調(diào)輸出的，但調(diào)節(jié)范圍僅限0.5～3KV(或1～3KV)。
2、波形中振蕩的次數(shù)不穩(wěn)定；由于采用氣隙放電，當(dāng)要求脈沖幅度可調(diào)時，往往造成波形中振蕩次數(shù)的不穩(wěn)定；當(dāng)電壓低時，振蕩次數(shù)明顯減少；反之，震蕩次數(shù)增加，且振蕩波形中毛刺較多；同樣是由于采用氣隙放電，振蕩波的重復(fù)率不可調(diào)節(jié)(一般為400次/S)；即使可調(diào)，也只有固定幾檔(如50、100、200和400次/S)。
3、輸出的阻尼振蕩波的頻率不可調(diào)；其一般只設(shè)一檔，如1MHz，有時當(dāng)選購不同備件時，業(yè)可改變?yōu)?00KHz、200KHz、100KHz等，但隨之電路只能固定產(chǎn)生由備件所決定的頻率。
4、輸出阻尼振蕩波脈沖的第一峰的極性也不可調(diào)。
5、電路工作時的高壓對高壓開關(guān)S1的損傷非常大，使用壽命受到很大的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型提出了一種產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的輸出脈沖電壓檔數(shù)固定、波形中振蕩次數(shù)不穩(wěn)定的問題。
為了解決上述問題，本實用新型的解決方案是一種產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路，由高壓波產(chǎn)生電路、高壓開關(guān)和振蕩波形產(chǎn)生電路組成，其還包括該產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路還包含有脈沖產(chǎn)生控制電路和驅(qū)動模塊，該脈沖產(chǎn)生控制電路產(chǎn)生的脈沖信號輸入到該驅(qū)動模塊，而由該驅(qū)動模塊發(fā)出驅(qū)動信號給該絕緣柵雙極晶體管使其通斷。
所述的高壓開關(guān)為絕緣柵極晶體管。
所述的高壓開關(guān)和振蕩波形產(chǎn)生電路之間還串聯(lián)有極性切換繼電器，所述的脈沖產(chǎn)生控制電路輸出的控制信號輸入到該極性切換繼電器，來實現(xiàn)正負(fù)極性的切換。
所述的驅(qū)動模塊中還包括有高電壓隔離的DC/DC變換器。
本實用新型所述的產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路，充分利用絕緣柵雙極晶體管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的快速開關(guān)特性，將其用作為產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波電路的高壓開關(guān)，本發(fā)明的整個工作原理和工作過程完全符合國際電工委員會(International ElectrotechnicalCommission)IEC61000-4-12標(biāo)準(zhǔn)。絕緣柵雙極晶體管IGBT的電子無觸電開關(guān)的特性，能保證輸出阻尼振蕩波形的穩(wěn)定；其高耐壓特性，實現(xiàn)輸出的阻尼振蕩波電壓幅度滿足國際電工委員會IEC61000-4-12標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明通過借助極性切換繼電器來實現(xiàn)輸出脈沖第一峰的正負(fù)極性可調(diào)。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路示意圖；圖2是本實用新型的產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路原理圖。
具體實施方式
為了便于理解本實用新型實施例，下面首先簡單介紹一下絕緣柵雙極晶體管IGBT的有關(guān)背景知識IGBT稱為絕緣柵雙極晶體管，目前現(xiàn)有的功率MOSFET(Metal-Oxide SemiconductorField Effect Transistor金屬氧化半導(dǎo)體場效應(yīng)管)管具有開關(guān)速度快、可適用于電壓控制的優(yōu)點，缺點是導(dǎo)通電壓降壓稍大，電流、電壓容量不大；而雙極性晶體管，其優(yōu)缺點與前述功率MOSFET管的優(yōu)點、缺點互異。但是絕緣柵雙極晶體管IGBT既有MOSFET管的優(yōu)點，導(dǎo)通時又具有雙極型晶體管的優(yōu)點。
本實用新型實施例所述的一種產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路提出用IGBT作為高壓開關(guān)，如圖2所示，其分為主回路部分和控制回路部分主回路部分包含有高壓波產(chǎn)生電路11、高壓開關(guān)S1和振蕩波形產(chǎn)生電路13；
該高壓波產(chǎn)生電路11由互感線圈T、整流回路Z、充電電阻R1、充電電容C1組成，此為公知技術(shù)，這樣可調(diào)交流電源信號在互感線圈T的一次側(cè)處輸入后，通過二次側(cè)線圈互感完成升壓，升壓后的電壓波經(jīng)過整流、濾波后在C0兩端形成比較穩(wěn)定的高壓波信號，該高壓波信號通過充電電阻R1實現(xiàn)對充電電容C1的充電，而為每一次振蕩波的產(chǎn)生做好準(zhǔn)備。
該高壓開關(guān)S1采用絕緣柵雙極晶體管IGBT，IGBT是利用電場效應(yīng)來控制電流的一種半導(dǎo)體器件，其分為柵極G、源極S、漏極D。本發(fā)明的最大閃光點就是采用該絕緣柵雙極晶體管IGBT，其作為可控開關(guān)出現(xiàn)，該IGBT的柵極G由一控制回路(圖中未示)和驅(qū)動模塊Q1驅(qū)動，這些將在后面進行描述。
該振蕩波形產(chǎn)生電路13是由振蕩線圈L1、濾波電感L2、濾波電阻R2、濾波電容C2、源電阻R3所組成。
為了使本實施例能夠?qū)崿F(xiàn)輸出模擬阻尼振蕩波第一峰極性的可選擇性，在所述的高壓開關(guān)和振蕩波形產(chǎn)生電路之間還串聯(lián)有極性切換繼電器K1、K2，其受下述的脈沖產(chǎn)生控制電路的控制來實現(xiàn)輸出模擬阻尼振蕩波第一峰正負(fù)極性的切換。
控制回路采用普通的單片機就可以實現(xiàn)，一般僅僅需要輸出TTL電平即可。該控制電路一方面會產(chǎn)生需要的脈沖數(shù)量來驅(qū)動IGBT的驅(qū)動模塊Q1，使其來驅(qū)動IGBT；另一方面其輸出還能控制極性切換繼電器K1、K2來實現(xiàn)正負(fù)極性的切換。該驅(qū)動模塊Q1可以使用智能門極驅(qū)動模塊IGD系列IGBT驅(qū)動器，其是特別為準(zhǔn)確、可靠的功率管的驅(qū)動而設(shè)計的，適用于串并聯(lián)電路中大功率、高耐壓模塊的驅(qū)動和保護。其驅(qū)動及狀態(tài)識別信號通過外接光纖傳輸(可實現(xiàn)遠距離驅(qū)動)。該驅(qū)動器內(nèi)部包括一個集成化的、高電壓隔離的DC/DC變換器，其特殊的邏輯功能極大的提高了IGBT電路工作的可靠性，極大地縮短了用戶的開發(fā)時間。
本實施例中，當(dāng)IGBT的驅(qū)動模塊Q1接收到一個來自前述控制回路輸出的脈沖信號時，其就發(fā)一驅(qū)動信號給IGBT使高壓開關(guān)S1導(dǎo)通，充電電容C1向后續(xù)電路放電，放電過程中在端口out處形成阻尼振蕩波；而極性切換繼電器K1、K2在放電前就完成選擇，即確定目前輸出的阻尼振蕩波的第一峰的極性，如圖2所示產(chǎn)生的阻尼振蕩波中，其第一峰是正極性；在充電電容C1一次放電完成后，高壓開關(guān)S1又重新斷開，充電電容C1又充電為下一次放電做準(zhǔn)備。這樣，通過充電電容C1周期性的充電、放電和高壓開關(guān)S1周期性的連接、斷開，就可以實現(xiàn)周期性的阻尼振蕩波了。
根據(jù)上述電路所獲得的模擬阻尼衰減振蕩波具有以下特點1、輸出脈沖幅度連續(xù)可調(diào)(最高可達2.5KV)；2、正負(fù)極性可任選；3、脈沖重復(fù)率為1～500次/S，可任意設(shè)定；4、輸出波形中的震蕩次數(shù)與電壓無關(guān)，且穩(wěn)定、光滑；5、此外，脈沖串的長度和每串脈沖之間的時間間隔也可任意設(shè)定，所以，使用更隨人意，亦更方便。
權(quán)利要求1.一種產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路，由高壓波產(chǎn)生電路、高壓開關(guān)和振蕩波形產(chǎn)生電路組成，其特征在于該產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路還包含有脈沖產(chǎn)生控制電路和驅(qū)動模塊，該脈沖產(chǎn)生控制電路產(chǎn)生的脈沖信號輸入到該驅(qū)動模塊，而由該驅(qū)動模塊發(fā)出驅(qū)動信號給該絕緣柵雙極晶體管使其通斷。
2.如權(quán)利要求1所述的一種產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路，其特征在于所述的高壓開關(guān)為絕緣柵極晶體管。
3.如權(quán)利要求1所述的一種產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路，其特征在于所述的高壓開關(guān)和振蕩波形產(chǎn)生電路之間還串聯(lián)有極性切換繼電器，所述的脈沖產(chǎn)生控制電路輸出的控制信號輸入到該極性切換繼電器，來實現(xiàn)正負(fù)極性的切換。
4.如權(quán)利要求1所述的一種產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路，其特征在于所述的驅(qū)動模塊中還包括有高電壓隔離的DC/DC變換器。
專利摘要本實用新型提出了一種產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的輸出脈沖電壓檔數(shù)固定、波形中振蕩次數(shù)不穩(wěn)定的問題。為了解決上述問題，本實用新型的解決方案是一種產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路，由高壓波產(chǎn)生電路、高壓開關(guān)和振蕩波形產(chǎn)生電路組成，其還包括該產(chǎn)生模擬阻尼振蕩波的電路還包含有脈沖產(chǎn)生控制電路和驅(qū)動模塊，該脈沖產(chǎn)生控制電路產(chǎn)生的脈沖信號輸入到該驅(qū)動模塊，而由該驅(qū)動模塊發(fā)出驅(qū)動信號給該絕緣柵雙極晶體管使其通斷。
文檔編號G01R1/28GK2672660SQ200320127260
公開日2005年1月19日 申請日期2003年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月5日
發(fā)明者鄭軍奇 申請人:華為技術(shù)有限公司