[實(shí)用新型]一種基于薄膜開關(guān)的全自動(dòng)方波發(fā)生器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420058247.4
• 申請(qǐng)日: 2014-01-30
• 公開（公告）號(hào): CN203745850U
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國偉;陳志強(qiáng);孫鳳榮;王海洋;陳維青;曾正中;馬蓮英
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北核技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G05B19/05
• 分類號(hào): G05B19/05
• 代理公司: 西安智邦專利商標(biāo)代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于脈沖功率裝置，具體涉及一種全自動(dòng)快沿方波發(fā)生器。?

背景技術(shù)

在高電壓、脈沖功率技術(shù)、電力系統(tǒng)及電磁脈沖效應(yīng)等研究領(lǐng)域，由于電流電壓等級(jí)較高，脈沖波形上升沿快，針對(duì)這些脈沖的測試一般沒有標(biāo)準(zhǔn)的探測器件，需要根據(jù)具體波形和環(huán)境設(shè)計(jì)測量器件，在使用前需要對(duì)這些器件進(jìn)行標(biāo)定。對(duì)高電壓、大電流而言，如果對(duì)分壓器、分流器、羅科夫斯基線圈等測量系統(tǒng)進(jìn)行方波響應(yīng)校驗(yàn)，要求方波源不但要有快前沿，而且要有高幅值。?

常見的方波發(fā)生器輸出電壓5V－2kV之間，通常采用半導(dǎo)體開關(guān)或者水銀開關(guān)構(gòu)成方波形成電路，由于器件性能的限制，輸出電壓2kV以上的高電壓方波發(fā)生器在國內(nèi)市場上未見產(chǎn)品出售，而低電壓方波發(fā)生器并不能完全滿足測量器件標(biāo)定要求。?

高電壓方波發(fā)生器通常采用氣體開關(guān)或者薄膜開關(guān)作為放電開關(guān)。輸出電壓達(dá)到10kV。氣體開關(guān)性能受氣壓影響較大，在低壓時(shí)前沿較慢。另外由于需要?dú)馄俊⒊錃饪刂频雀綄傧到y(tǒng)，使得整個(gè)發(fā)生器體積較大，使用不方便。薄膜開關(guān)優(yōu)點(diǎn)是前沿快，但是由于薄膜為消耗品，每次擊穿后需要更換，嚴(yán)重影響使用效率，目前未見成品基于薄膜開關(guān)的方波發(fā)生器。?

發(fā)明內(nèi)容

為克服薄膜開關(guān)換膜不方便、使用效率低的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出一種基于薄膜開關(guān)的全自動(dòng)方波發(fā)生器。?

本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是：?

一種基于薄膜開關(guān)的全自動(dòng)方波發(fā)生器，包括觸發(fā)單元15，輸出傳輸線5，依次連接的高壓直流電源13、充電電阻6、第一同軸傳輸線1的芯線、第二同軸傳輸線3的芯線、薄膜開關(guān)4、第二同軸傳輸線3的皮線、負(fù)載電阻2、第一同軸傳輸線1的皮線、接地端子；所述輸出傳輸線5的芯線和皮線分別與負(fù)載電阻2的兩端連接；其特殊之處在于：?

還包括低壓直流電源22、PLC模塊11、供膜單元、電磁鐵12；?

所述供膜單元包括帶轉(zhuǎn)軸絕緣膜14、步進(jìn)電機(jī)20、卷膜裝置；所述步進(jìn)電?機(jī)在PLC模塊驅(qū)動(dòng)下驅(qū)動(dòng)卷膜裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，所述帶轉(zhuǎn)軸絕緣膜的自由端被轉(zhuǎn)動(dòng)的卷膜裝置帶動(dòng)后穿過薄膜開關(guān)的兩電極之間；?

所述低壓直流電源向PLC模塊、觸發(fā)單元和電磁鐵供電；?

所述觸發(fā)單元在PLC模塊控制下刺穿絕緣膜；?

所述電磁鐵在PLC模塊控制下驅(qū)動(dòng)觸發(fā)單元壓緊或松開薄膜開關(guān)的兩電極；?

所述PLC模塊控制高壓直流電源的通斷。?

還包括機(jī)箱10；?

所述機(jī)箱前面板上設(shè)置有觸摸屏8和按鈕9；所述觸摸屏8和按鈕9用于控制PLC模塊；?

所述觸發(fā)單元15，高壓直流電源13、充電電阻6、薄膜開關(guān)4、低壓直流電源、PLC模塊、供膜單元、電磁鐵均設(shè)置在機(jī)箱內(nèi)；?

所述機(jī)箱后面板上設(shè)置有兩個(gè)電纜充電接口17，所述兩個(gè)電纜充電接口分別連接外部的第一同軸傳輸線1和第二同軸傳輸線3。?

所述接地端子21和輸出傳輸線5設(shè)置在機(jī)箱后面板上。?

本實(shí)用新型的有益效果：?

1、本實(shí)用新型通過自動(dòng)換膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、PLC總體控制結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)換膜、充電、觸發(fā)，解決了薄膜開關(guān)換膜不方便，使用效率低的問題。?

2、本實(shí)用新型提出的基于薄膜開關(guān)的全自動(dòng)方波發(fā)生器能夠?qū)崿F(xiàn)觸摸屏控制全自動(dòng)換膜，人機(jī)界面友好，操作方便。?

附圖說明

圖1是方波發(fā)生器電路原理圖；?

圖2是基于薄膜開關(guān)的全自動(dòng)方波發(fā)生器布局圖；?

圖3是自動(dòng)換膜結(jié)構(gòu)示意圖；?

附圖標(biāo)記為：?

1-第一同軸傳輸線，2-負(fù)載電阻，3-第二同軸傳輸線，4-薄膜開關(guān)，5-輸出傳輸線，6-充電電阻，8-觸摸屏，9-按鈕，10-機(jī)箱，11-PLC模塊，12-電磁鐵，13-高壓直流電源，14-帶轉(zhuǎn)軸絕緣膜，15-觸發(fā)單元，16-220V電源接口，17-電纜充電接口，18-薄膜開關(guān)陰極，19-輸出傳輸線接口，20-步進(jìn)電機(jī)，21-接地端子，22-低壓直流電源。?

具體實(shí)施方式

薄膜開關(guān)工作原理是：?

開關(guān)兩電極之間采用厚度為幾十微米量級(jí)的絕緣膜(聚丙烯、聚酯等)作為絕緣材料，在充電過程中絕緣膜不擊穿，待充電完成后，由觸發(fā)單元將絕緣膜戳破，絕緣膜失去絕緣能力，開關(guān)快速放電。由于開關(guān)體積緊湊，電感小，因此可以產(chǎn)生快前沿脈沖。?

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)換膜、充電和觸發(fā)的結(jié)構(gòu)，包括1個(gè)電磁鐵、一個(gè)步進(jìn)電機(jī)、一臺(tái)高壓直流電源模塊、1個(gè)觸發(fā)單元和一臺(tái)低壓直流模塊組合工作。?