CN2672660Y - 一种产生模拟阻尼振荡波的电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种产生模拟阻尼振荡波的电路，以解决现有技术中存在的输出脉冲电压档数固定、波形中振荡次数不稳定的问题。为了解决上述问题，本实用新型的解决方案是：一种产生模拟阻尼振荡波的电路，由高压波产生电路、高压开关和振荡波形产生电路组成，其还包括：该产生模拟阻尼振荡波的电路还包含有脉冲产生控制电路和驱动模块，该脉冲产生控制电路产生的脉冲信号输入到该驱动模块，而由该驱动模块发出驱动信号给该绝缘栅双极晶体管使其通断。
Description
技术领域
本实用新型属于测试技术领域，具体涉及一种产生模拟阻尼振荡波的电路。
背景技术
电子电气设备的端口经常会出现阻尼振荡波，该阻尼振荡波是由电厂、高中压变电站及重工业设备中的电弧再放电或切换时产生的。电子电气设备遭受的阻尼振荡波极大地影响该设备和***运行时的可靠性，为了衡量电子电气设备对阻尼振荡波的承受程度，需要通过模拟阻尼振荡波的电路来产生阻尼振荡波，从而对电子电气设备进行试验以评估设备所达到的振荡波抗扰度等级。国际标准IEC61000-4-2规定了电子电气设备在正常运行条件下对阻尼振荡波的抗扰度试验要求和测量程序，规定了模拟阻尼振荡波电路的输出技术要求。因此，该产生模拟阻尼振荡波的电路成为该抗扰度试验的关键。
现有技术提出了一种模拟阻尼振荡波电路，如图1所示，其由高压波产生电路、高压开关和振荡波形产生电路组成；该高压波产生电路由高压电源U1、充电电阻R1和储能电容C1组成；该振荡波形产生电路由振荡电路线圈L1、滤波电感L2、滤波电阻R2、滤波电容C2组成；而该高压开关S1采用气隙放电开关，其中：该高压开关S1包含有单点静触点A、多点动触点B两部分，正常工作时单点静触点A静止，多点动触点B旋转，多点动触点B上有很多触点，当多点动触点B上的触点与单点静触点A靠近时(但不接触)空气击穿导通，高压开关S1形成一次闭合状态，从而形成一个阻尼振荡波。当多点动触点B上的下一个触点与单点静触点A靠近时形成又一次闭合，二次闭合的中间时间属于开关断开状态。如此反复，可形成持续的阻尼振荡波，该阻尼振荡波通过源电阻R3、电阻分压器R4、R5和监视端口CRO输出。
显然，上述现有技术存在以下不足：
1、输出的脉冲电压档数通常固定为几档，如1.0KV、1.5KV、2.0KV、2.5KV和3.0KV；其是由于采用空气气隙击穿放电导通的方式造成的，而气隙击穿的电压要根据开关触电之间的距离来调整，即使有采用可调输出的，但调节范围仅限0.5～3KV(或1～3KV)。
2、波形中振荡的次数不稳定；由于采用气隙放电，当要求脉冲幅度可调时，往往造成波形中振荡次数的不稳定；当电压低时，振荡次数明显减少；反之，震荡次数增加，且振荡波形中毛刺较多；同样是由于采用气隙放电，振荡波的重复率不可调节(一般为400次/S)；即使可调，也只有固定几档(如50、100、200和400次/S)。
3、输出的阻尼振荡波的频率不可调；其一般只设一档，如1MHz，有时当选购不同备件时，业可改变为500KHz、200KHz、100KHz等，但随之电路只能固定产生由备件所决定的频率。
4、输出阻尼振荡波脉冲的第一峰的极性也不可调。
5、电路工作时的高压对高压开关S1的损伤非常大，使用寿命受到很大的影响。
发明内容
本实用新型提出了一种产生模拟阻尼振荡波的电路，以解决现有技术中存在的输出脉冲电压档数固定、波形中振荡次数不稳定的问题。
为了解决上述问题，本实用新型的解决方案是：
一种产生模拟阻尼振荡波的电路，由高压波产生电路、高压开关和振荡波形产生电路组成，其还包括：
该产生模拟阻尼振荡波的电路还包含有脉冲产生控制电路和驱动模块，该脉冲产生控制电路产生的脉冲信号输入到该驱动模块，而由该驱动模块发出驱动信号给该绝缘栅双极晶体管使其通断。
所述的高压开关为绝缘栅极晶体管。
所述的高压开关和振荡波形产生电路之间还串联有极性切换继电器，所述的脉冲产生控制电路输出的控制信号输入到该极性切换继电器，来实现正负极性的切换。
所述的驱动模块中还包括有：高电压隔离的DC/DC变换器。
本实用新型所述的产生模拟阻尼振荡波的电路，充分利用绝缘栅双极晶体管IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)的快速开关特性，将其用作为产生模拟阻尼振荡波电路的高压开关，本发明的整个工作原理和工作过程完全符合国际电工委员会(International ElectrotechnicalCommission)IEC61000-4-12标准。绝缘栅双极晶体管IGBT的电子无触电开关的特性，能保证输出阻尼振荡波形的稳定；其高耐压特性，实现输出的阻尼振荡波电压幅度满足国际电工委员会IEC61000-4-12标准。本发明通过借助极性切换继电器来实现输出脉冲第一峰的正负极性可调。
附图说明
图1是现有技术产生模拟阻尼振荡波的电路示意图；
图2是本实用新型的产生模拟阻尼振荡波的电路原理图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型实施例，下面首先简单介绍一下绝缘栅双极晶体管IGBT的有关背景知识：
IGBT称为绝缘栅双极晶体管，目前现有的功率MOSFET(Metal-Oxide SemiconductorField Effect Transistor金属氧化半导体场效应管)管具有开关速度快、可适用于电压控制的优点，缺点是导通电压降压稍大，电流、电压容量不大；而双极性晶体管，其优缺点与前述功率MOSFET管的优点、缺点互异。但是绝缘栅双极晶体管IGBT既有MOSFET管的优点，导通时又具有双极型晶体管的优点。
本实用新型实施例所述的一种产生模拟阻尼振荡波的电路提出用IGBT作为高压开关，如图2所示，其分为主回路部分和控制回路部分：
主回路部分包含有高压波产生电路11、高压开关S1和振荡波形产生电路13；
该高压波产生电路11由互感线圈T、整流回路Z、充电电阻R1、充电电容C1组成，此为公知技术，这样可调交流电源信号在互感线圈T的一次侧处输入后，通过二次侧线圈互感完成升压，升压后的电压波经过整流、滤波后在C0两端形成比较稳定的高压波信号，该高压波信号通过充电电阻R1实现对充电电容C1的充电，而为每一次振荡波的产生做好准备。
该高压开关S1采用绝缘栅双极晶体管IGBT，IGBT是利用电场效应来控制电流的一种半导体器件，其分为栅极G、源极S、漏极D。本发明的最大闪光点就是采用该绝缘栅双极晶体管IGBT，其作为可控开关出现，该IGBT的栅极G由一控制回路(图中未示)和驱动模块Q1驱动，这些将在后面进行描述。
该振荡波形产生电路13是由振荡线圈L1、滤波电感L2、滤波电阻R2、滤波电容C2、源电阻R3所组成。
为了使本实施例能够实现输出模拟阻尼振荡波第一峰极性的可选择性，在所述的高压开关和振荡波形产生电路之间还串联有极性切换继电器K1、K2，其受下述的脉冲产生控制电路的控制来实现输出模拟阻尼振荡波第一峰正负极性的切换。
控制回路采用普通的单片机就可以实现，一般仅仅需要输出TTL电平即可。该控制电路一方面会产生需要的脉冲数量来驱动IGBT的驱动模块Q1，使其来驱动IGBT；另一方面其输出还能控制极性切换继电器K1、K2来实现正负极性的切换。该驱动模块Q1可以使用智能门极驱动模块IGD系列IGBT驱动器，其是特别为准确、可靠的功率管的驱动而设计的，适用于串并联电路中大功率、高耐压模块的驱动和保护。其驱动及状态识别信号通过外接光纤传输(可实现远距离驱动)。该驱动器内部包括一个集成化的、高电压隔离的DC/DC变换器，其特殊的逻辑功能极大的提高了IGBT电路工作的可靠性，极大地缩短了用户的开发时间。
本实施例中，当IGBT的驱动模块Q1接收到一个来自前述控制回路输出的脉冲信号时，其就发一驱动信号给IGBT使高压开关S1导通，充电电容C1向后续电路放电，放电过程中在端口out处形成阻尼振荡波；而极性切换继电器K1、K2在放电前就完成选择，即确定目前输出的阻尼振荡波的第一峰的极性，如图2所示产生的阻尼振荡波中，其第一峰是正极性；在充电电容C1一次放电完成后，高压开关S1又重新断开，充电电容C1又充电为下一次放电做准备。这样，通过充电电容C1周期性的充电、放电和高压开关S1周期性的连接、断开，就可以实现周期性的阻尼振荡波了。
根据上述电路所获得的模拟阻尼衰减振荡波具有以下特点：
1、输出脉冲幅度连续可调(最高可达2.5KV)；
2、正负极性可任选；
3、脉冲重复率为1～500次/S，可任意设定；
4、输出波形中的震荡次数与电压无关，且稳定、光滑；
5、此外，脉冲串的长度和每串脉冲之间的时间间隔也可任意设定，所以，使用更随人意，亦更方便。
Claims (4)
1、一种产生模拟阻尼振荡波的电路，由高压波产生电路、高压开关和振荡波形产生电路组成，其特征在于：
该产生模拟阻尼振荡波的电路还包含有脉冲产生控制电路和驱动模块，该脉冲产生控制电路产生的脉冲信号输入到该驱动模块，而由该驱动模块发出驱动信号给该绝缘栅双极晶体管使其通断。
2、如权利要求1所述的一种产生模拟阻尼振荡波的电路，其特征在于：所述的高压开关为绝缘栅极晶体管。
3、如权利要求1所述的一种产生模拟阻尼振荡波的电路，其特征在于：所述的高压开关和振荡波形产生电路之间还串联有极性切换继电器，所述的脉冲产生控制电路输出的控制信号输入到该极性切换继电器，来实现正负极性的切换。
4、如权利要求1所述的一种产生模拟阻尼振荡波的电路，其特征在于：所述的驱动模块中还包括有：高电压隔离的DC/DC变换器。
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