[發(fā)明專利]一種交流峰值疊加脈沖振蕩高壓的產(chǎn)生方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710390955.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-27
• 公開（公告）號(hào): CN107121626B
• 公開（公告）日: 2019-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王永紅;姜杰;王天野
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01R31/14
• 分類號(hào): G01R31/14
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.一種交流峰值疊加脈沖振蕩高壓的產(chǎn)生方法，該產(chǎn)生方法是基于交流峰值疊加脈沖振蕩高壓的產(chǎn)生電路實(shí)現(xiàn)，且該產(chǎn)生電路包括：脈沖振蕩電路(1)、保護(hù)電阻R₃、容性試樣C_X、工頻交流試驗(yàn)電路(2)、球隙點(diǎn)火電路(3)和球隙放電控制電路(4)；

球隙放電控制電路(4)發(fā)出觸發(fā)脈沖信號(hào)至球隙點(diǎn)火電路(3)，球隙點(diǎn)火電路(3)根據(jù)接收的觸發(fā)脈沖信號(hào)輸出點(diǎn)火控制信號(hào)至脈沖振蕩電路(1)的點(diǎn)火控制端；

脈沖振蕩電路(1)產(chǎn)生脈沖振蕩電壓經(jīng)保護(hù)電阻R₃后加載在容性試樣C_X的一端，

工頻交流試驗(yàn)電路(2)用于產(chǎn)生工頻交流電壓，并加載在容性試樣C_X的另一端；

容性試樣C_X的兩端作為疊加后的電壓輸出端；

所述的脈沖振蕩電路(1)包括脈沖振蕩側(cè)調(diào)壓器T₁、脈沖振蕩側(cè)試驗(yàn)變壓器T₂、高壓硅堆D、保護(hù)電阻R₁、充電電容C₁、輔助電感L₁和可控放電球隙G；

脈沖振蕩側(cè)調(diào)壓器T₁兩個(gè)電壓輸入端用于接入220V交流電；

脈沖振蕩側(cè)調(diào)壓器T₁的電壓輸出端與脈沖振蕩側(cè)試驗(yàn)變壓器T₂原邊的一端連接，脈沖振蕩側(cè)試驗(yàn)變壓器T₂原邊的另一端與脈沖振蕩側(cè)調(diào)壓器T₁的一個(gè)電壓輸入端連接；

脈沖振蕩側(cè)試驗(yàn)變壓器T₂副邊的一端與高壓硅堆D的陽(yáng)極連接，高壓硅堆D的陰極與保護(hù)電阻R₁的一端連接，保護(hù)電阻R₁的另一端與充電電容C₁的一端和可控放電球隙G的一端同時(shí)連接，可控放電球隙G的另一端與脈沖振蕩側(cè)試驗(yàn)變壓器T₂副邊的另一端和輔助電感L₁的一端同時(shí)連接后，接電源地；

充電電容C₁的另一端與輔助電感L₁的另一端連接，并用于產(chǎn)生脈沖振蕩電壓；

可控放電球隙G的放電端作為脈沖振蕩電路(1)的點(diǎn)火控制端；

所述的工頻交流試驗(yàn)電路(2)包括工頻交流側(cè)調(diào)壓器T₄、工頻交流側(cè)試驗(yàn)變壓器T₅、保護(hù)電阻R₂和輔助電容C₂；

所述的保護(hù)電阻R₂的一端與容性試樣C_X的另一端連接，且保護(hù)電阻R₂的一端還與輔助電容C₂的一端連接，保護(hù)電阻R₂的另一端與工頻交流側(cè)試驗(yàn)變壓器T₅副邊的一端連接，工頻交流側(cè)試驗(yàn)變壓器T₅副邊的另一端與輔助電容C₂的另一端連接后，接電源地；

工頻交流側(cè)試驗(yàn)變壓器T₅原邊的一端與工頻交流側(cè)調(diào)壓器T₄的電壓輸出端連接，

工頻交流側(cè)調(diào)壓器T₄的兩個(gè)電壓輸入端用于接入220V交流電；

工頻交流側(cè)試驗(yàn)變壓器T₅原邊的另一端與工頻交流側(cè)調(diào)壓器T₄的一個(gè)電壓輸入端連接；

所述的產(chǎn)生方法包括如下步驟：

步驟一：當(dāng)工頻交流試驗(yàn)電路(2)同時(shí)滿足條件和時(shí)，此時(shí)工頻交流試驗(yàn)電路(2)施加在容性試樣C_X兩端的電壓為：

其中，

ω為工頻交流電壓角頻率，所述的工頻交流電壓為220V交流電壓，t為時(shí)間；

為工頻交流側(cè)試驗(yàn)變壓器T₅副邊繞組輸出交流電壓的峰值；

步驟二：球隙放電控制電路(4)發(fā)出觸發(fā)脈沖信號(hào)至球隙點(diǎn)火電路(3)，球隙點(diǎn)火電路(3)根據(jù)接收的觸發(fā)脈沖信號(hào)輸出點(diǎn)火控制信號(hào)至可控放電球隙G的放電端，使可控放電球隙G進(jìn)行放電，可控放電球隙G放電時(shí)，輔助電感L₁兩端的電壓u_L為：

且，當(dāng)脈沖振蕩電路(1)同時(shí)滿足條件和時(shí)，此時(shí)脈沖振蕩電路(1)施加在容性試樣C_X兩端的電壓為：

其中，ω₁為脈沖振蕩電路的脈沖振蕩頻率，R為脈沖振蕩電路的等效回路電阻；且

其中，U_C0為充電電容C₁的初始充電電壓，δ為脈沖振蕩電路的衰減系數(shù)，e為常數(shù)；

步驟三：脈沖振蕩電路(1)施加在容性試樣C_X兩端的電壓和工頻交流試驗(yàn)電路(2)施加在容性試樣C_X兩端的電壓在容性試樣C_X上進(jìn)行疊加，從而獲得容性試樣C_X在工頻交流試驗(yàn)電路(2)輸出的交流電壓峰值處疊加脈沖振蕩電壓從而完成在交流峰值處疊加脈沖振蕩高壓；

其中，

所述的球隙放電控制電路(4)包括移相整形電路(4-1)、調(diào)頻電路(4-2)和隔離驅(qū)動(dòng)電路(4-3)；

移相整形電路(4-1)對(duì)接收的220V交流電依次進(jìn)行移相、整形后，輸出至調(diào)頻電路(4-2)，調(diào)頻電路(4-2)的調(diào)頻信號(hào)輸出端與隔離驅(qū)動(dòng)電路(4-3)的調(diào)頻信號(hào)輸入端連接，隔離驅(qū)動(dòng)電路(4-3)的信號(hào)輸出端用于發(fā)出觸發(fā)脈沖信號(hào)；

其特征在于，所述的調(diào)頻電路(4-2)包括電阻R_A、電阻R_B、電阻R_C、電阻R_D、電阻R_L、電阻R_H、電容C₄、電容C₅、PNP型三極管Q₁、PNP型三極管Q₂、邏輯或門、邏輯與門、NE555時(shí)基集成電路U1和NE555時(shí)基集成電路U2；

PNP型三極管Q₁的基極作為調(diào)頻電路(4-2)的移相整形信號(hào)輸入端；

PNP型三極管Q₁的集電極與電阻R_A的一端連接，電阻R_A的另一端與電阻R_B的一端和NE555時(shí)基集成電路U1的7號(hào)管腳連接，電阻R_B的另一端與電容C₄的一端、NE555時(shí)基集成電路U1的6號(hào)及2號(hào)管腳同時(shí)連接，電容C₄的另一端接電源地；NE555時(shí)基集成電路U1的1號(hào)管腳接電源地；

PNP型三極管Q₁的發(fā)射極與NE555時(shí)基集成電路U1的4號(hào)管腳連接，電源Vcc與電阻R_L的一端、NE555時(shí)基集成電路U1的4號(hào)及8號(hào)管腳同時(shí)連接，電阻R_L的另一端與NE555時(shí)基集成電路U1的3號(hào)管腳和邏輯或門的一個(gè)輸入端同時(shí)連接，邏輯或門的另一個(gè)輸入端與PNP型三極管Q₁的基極連接；

邏輯或門的輸出端與邏輯與門的一個(gè)輸入端和PNP型三極管Q₂的基極同時(shí)連接；

PNP型三極管Q₂的集電極與NE555時(shí)基集成電路U2的7號(hào)管腳連接；

PNP型三極管Q₂的發(fā)射極與電阻R_C的一端和電阻R_D的一端同時(shí)連接；

電阻R_D的另一端與電容C₅的一端、NE555時(shí)基集成電路U2的6號(hào)及其2號(hào)管腳同時(shí)連接，電容C₅的另一端接電源地；

電阻R_C的另一端與電阻R_H的一端、NE555時(shí)基集成電路U2的4號(hào)及其8號(hào)管腳同時(shí)接入電源Vcc，電阻R_H的另一端與NE555時(shí)基集成電路U2的3號(hào)管腳和邏輯與門的另一個(gè)輸入端同時(shí)連接，NE555時(shí)基集成電路U2的1號(hào)管腳接電源地；

邏輯與門的輸出端作為調(diào)頻電路(4-2)的調(diào)頻信號(hào)輸出端。