[發明專利]一種高壓精密負載保護緩沖器及其參數提取方法

在審

• 申請號: 202111459054.0
• 申請日: 2021-12-02
• 公開（公告）號: CN114200209A
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 童樹之;程銀寶;牛文旭;胡明杰;謝樹冰
• 申請（專利權）人: 中乾格致精密測量技術(杭州)有限公司
• 主分類號: G01R27/02
• 分類號: G01R27/02;H02M1/32
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務所(普通合伙) 34153
• 代理人: 何梓秋

本發明公開了一種高壓精密負載保護緩沖器及其參數提取方法，屬于精密負載保護技術領域，包括由不同磁性材料制得的第一弧形磁體、第二弧形磁體，所述高壓精密負載保護緩沖器工作特性介于兩種磁性材料之間。本發明采用混合鐵芯的設計方式，更容易實現阻抗特性的任意調節，使得緩沖器的工作特性介于兩種磁性材料之間，為大型緩沖器的精細化設計提供了可能性；并且通過搭建測試回路，可測量緩沖器的電壓V_t和電流I_t的波形，進而計算得到混合磁環的等效電阻，即得到緩沖器的等效電阻，電阻參數只需通過放電電壓和放電電流波形的簡單運算即可獲得，這樣就可以大大減輕工業企業研發人員的渦流電阻建模時間，提高生產效率。

技術領域

本發明涉及精密負載保護技術領域，具體涉及一種高壓精密負載保護緩沖器及其參數提取方法。

背景技術

在高壓物理實驗中，經常需要高壓電源為精密、貴重負載(如四極管)供電。這些負載的造價昂貴(幾千萬元)，供貨周期很長(2年以上)，一旦發生負載損害就是災難性的后果。高壓電源為大型精密負載供電(如閃光二極管)，在正常工作模式下，高壓電源的能量會緩慢地釋放到負載中，從而驅動負載工作。但是，在負載發生打火等非正常模式下，由于負載自身不消耗能量，所有的能量全部瞬間施加到負載兩端。在這種情況下，既有可能損壞負載，又有可能燒毀高壓供電電源。在這種應用中，高壓電源和負載的保護技術至關重要

傳統上多采用單一鐵芯來制作緩沖器，由于鐵芯性能規格限制，往往不能按照最小電感或電阻來設計緩沖器，而要按照二者的最大要求來設計，由于電感和電阻特性的規格數量較少，造成鐵芯材料的浪費和體積、重量的增加，很難達到最小化設計。為此，提出一種高壓精密負載保護緩沖器及其參數提取方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于：如何解決現有技術中采用單一鐵芯來制作緩沖器存在的難以實現緩沖器的精細化設計，無法滿足在超大功率緩沖器(如核聚變、軍工)和小型化高壓測試裝置(如機載、星載、航天等)中的迫切需求的問題，提供了一種高壓精密負載保護緩沖器。

本發明是通過以下技術方案解決上述技術問題的，本發明包括由不同磁性材料制得的第一弧形磁體、第二弧形磁體，所述第一弧形磁體、所述第二弧形磁體組合形成一個圓環磁體，通過所述圓環磁體繞制形成所述高壓精密負載保護緩沖器，所述高壓精密負載保護緩沖器工作特性介于兩種磁性材料之間，通過改變所述第一弧形磁體、第二弧形磁體上鐵芯的配比實現對阻抗特性的任意調節。

更進一步地，改變所述第一弧形磁體、第二弧形磁體上鐵芯的配比，即可實現緩沖器阻抗-頻率特性的精準調控，使其剛好滿足負載保護所需的阻抗特性要求。

更進一步地，所述高壓精密負載保護緩沖器設置在高壓電源與負載之間。

本發明還提供了一種高壓精密負載保護緩沖器的參數提取方法，用于獲取上述的高壓精密負載保護緩沖器的電阻參數，包括以下步驟：

S1：搭建一個等效電容Co-放電機械開關S-緩沖器B的串聯回路；

S2：對等效電容Co充電至預定電壓；

S3：通過機械開關放電，測量緩沖器B的電壓V_t和電流I_t的波形。

更進一步地，所述等效電容Co與所述高壓電源的輸出電容量相等。

更進一步地，緩沖器B即所述高壓精密負載保護緩沖器。

更進一步地，所述參數提取方法還包括根據V_t和I_t的放電波形即可擬合出緩沖器B的瞬態電阻模型：

R_t＝R₀e^kΨ