[發明專利]一種高壓方波發生器實現方法

有效

• 申請號: 201310722316.7
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103684360A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 龍兆芝;李文婷;丁衛東;劉少波;任想;喬兵兵
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;中國電力科學研究院;西安交通大學
• 主分類號: H03K3/64
• 分類號: H03K3/64
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種高壓方波發生器，其特征在于，所述發生器包括高壓直流源、電阻、儲能電容、觸發脈寬調節模塊、上升沿電路、下降沿電路和同步控制觸發模塊；所述上升沿電路包括固體開關MOSFET和光耦隔離驅動電路；所述下降沿電路包括固體開關MOSFET電路與雪崩三極管串；

所述高壓直流源、電阻、儲能電容、觸發脈寬調節模塊、固體開關MOSFET和光耦隔離驅動電路和雪崩三極管串依次連接。

2.如權利要求1所述的一種高壓方波發生器，其特征在于，所述高壓直流源為直流模塊電源。

3.如權利要求1所述的一種高壓方波發生器，其特征在于，所述儲能電容為高壓薄膜脈沖電容器。

4.如權利要求1所述的一種高壓方波發生器，其特征在于，所述觸發脈寬調節模塊包括外觸發電路和脈寬調節電路。

5.如權利要求1所述的一種高壓方波發生器，其特征在于，所述電阻包括直流充電電阻、限流阻尼電阻、均壓電阻和阻尼電阻。

6.如權利要求1所述的一種高壓方波發生器，其特征在于，所述固體開關MOSFET電路與雪崩管串聯電路形成并聯支路，同步觸發模塊發出觸發MOSFET和雪崩三極管的觸發信號，兩種開關采用過電壓脈沖變壓器隔離驅動，并通過調節同軸電纜的長度實現兩種開關導通的先后順序，由MOSFET開關先行導通再控制雪崩三極管導通。

7.如權利要求1所述的一種高壓方波發生器，其特征在于，所述發生器采用電子器件，元器件和模塊集成在全屏蔽的金屬盒中，電源和測量電纜通過盒上的端口相連，使用過程中接通電源調節直流模塊的輸出電壓即可。

8.一種高壓方波發生器實現方法，其特征在于，所述方法包括：

（1）高壓直流電源對儲能電容預充電；

（2）觸發脈寬調節模塊將外觸發信號轉變為脈寬可調方波信號；

（3）控制光耦隔離驅動電路驅動MOSFET導通，對負載快速充電形成上升沿電路；

（4）驅動下降沿電路的MOSFET與雪崩管導通，快速截斷輸出脈沖形成下降沿電路。

9.如權利要求8所述的一種高壓方波發生器實現方法，其特征在于，所述步驟（4）包括控制上升沿電路MOSFET關斷，用于防止對負載再次充電，并防止儲能電容長時間通過雪崩管放電而燒毀雪崩管。

10.如權利要求8所述的一種高壓方波發生器實現方法，其特征在于，所述步驟（2）包括通過脈寬調節模塊可以形成脈寬（10-220）μs的方波，并且平頂降<0.5%，脈寬遠大于被檢測分壓器的響應穩定時間，分壓器對方波上升沿的響應不會干擾其對下降沿的響應，且方波下降沿后輸出波形可長時間穩定在零電位，對分壓器的響應無干擾。

11.如權利要求8所述的一種高壓方波發生器實現方法，其特征在于，所述MOSFET與雪崩管串聯電路形成并聯支路，調節其同步導通放電，雪崩管回路對MOSFET放電回路形成快速截斷，用于防止因雪崩管通流能力差而發生過流燒毀。

12.如權利要求8所述的一種高壓方波發生器實現方法，其特征在于，所述步驟（4）包括發生器回路對負載沒有限制，電阻為>2kΩ的電阻分壓器，400pF左右的弱阻尼電容分壓器都可掛接，而且負載為（2-10）kΩ或（300-500）pF變化時發生器的輸出電壓下降沿都可滿足<5ns。