專(zhuān)利名稱(chēng)：一種大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種實(shí)驗(yàn)電路，具體涉及一種大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路。
背景技術(shù)：
目前，電力電子脈沖電路、大功率電路、大功率設(shè)備開(kāi)啟或關(guān)閉、大型電氣開(kāi)路或短路、雷電發(fā)生和其它電磁干擾，均會(huì)引起正常工作的電氣線路產(chǎn)生過(guò)壓或過(guò)流現(xiàn)象，甚至?xí)斐呻娐饭收?、電氣爆炸、電氣火?zāi)等危害。在工業(yè)生產(chǎn)中，人們總是利用過(guò)壓或過(guò)流的有利的一面，而抑制過(guò)壓或過(guò)流的不利的一面。例如電子打孔，是利用高壓大電流，使加工位置和尺寸達(dá)到較高的精度?？朔头乐惯^(guò)壓或過(guò)流異常的辦法有為價(jià)值高、要求高的電路或不允許間斷工作的電路加裝防雷設(shè)施、電磁屏蔽裝置、防干擾電路、過(guò)壓或過(guò)流保護(hù)電路等，其中，還有一種必要的措施就是提聞電路兀器件抗過(guò)壓或過(guò)流的能力，例如IEC標(biāo)準(zhǔn)要求某些電容器應(yīng)承受抗雷擊實(shí)驗(yàn)負(fù)荷，這對(duì)高可靠或安全性要求高的設(shè)備尤為重要。 怎樣才能識(shí)別電子元器件抗過(guò)壓或過(guò)流的能力呢？這就需要一種模擬過(guò)壓、過(guò)流的實(shí)驗(yàn)設(shè)備來(lái)鑒別電容器抗雷擊或抗高dv/dt變化的能力，這種實(shí)驗(yàn)設(shè)備在國(guó)內(nèi)很少見(jiàn)，即使有，其脈沖電壓和dv/dt值也很小或者是只有脈沖電壓指標(biāo)，而無(wú)dv/dt指標(biāo)。例如上海儀表研究所生產(chǎn)的SYS306電容器脈沖實(shí)驗(yàn)設(shè)備的電壓指標(biāo)為O 1500V連續(xù)可調(diào)，而無(wú)dv/dt指標(biāo)；實(shí)際上，dv/dt指標(biāo)一般為100V/μ S，最大只能達(dá)到400ν/μ S。而客戶對(duì)電容器dv/dt沖擊實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊笤絹?lái)越高，達(dá)到5000 10000V/μ s ;目前國(guó)內(nèi)廠家沒(méi)有符合上述高要求的實(shí)驗(yàn)方法和手段。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，本實(shí)用新型提供了一種新的解決方案。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路，該電路使電容器及其它電子元器件dv/dt實(shí)驗(yàn)的能力由400V/y s提升到了100000V/μ S，滿足電容器及電子元器件大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)的需求，有利于提升電容器或其它電子元器件的dv/dt水平，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。為達(dá)到上述發(fā)明目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案為提供一種大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)電路包括直流可調(diào)電壓源、儲(chǔ)能電路、實(shí)驗(yàn)電容器充電電路、實(shí)驗(yàn)電容器放電電路；所述儲(chǔ)能電路由開(kāi)關(guān)K、儲(chǔ)能電容器C和與儲(chǔ)能電容器C并聯(lián)的儲(chǔ)能電容器放電控制開(kāi)關(guān)K5組成，所述儲(chǔ)能電容器C的I端經(jīng)開(kāi)關(guān)K與直流可調(diào)電壓源正極連接，儲(chǔ)能電容器C的2端與直流可調(diào)電壓源的負(fù)極連接；所述實(shí)驗(yàn)電容器充電電路包括實(shí)驗(yàn)電容器Cx、實(shí)驗(yàn)電容器充電控制開(kāi)關(guān)KMl、實(shí)驗(yàn)電容器充電可調(diào)變阻器R1，所述實(shí)驗(yàn)電容器Cx的3端經(jīng)實(shí)驗(yàn)電容器充電控制開(kāi)關(guān)KM1、實(shí)驗(yàn)電容器充電可調(diào)變阻器Rl與儲(chǔ)能電容器C的I端連接，實(shí)驗(yàn)電容器Cx的4端經(jīng)開(kāi)關(guān)K4與儲(chǔ)能電容器C的2端連接；[0009]所述實(shí)驗(yàn)電容器放電電路包括實(shí)驗(yàn)電容器Cx、實(shí)驗(yàn)電容器放電控制開(kāi)關(guān)KM2、實(shí)驗(yàn)電容器放電可調(diào)變阻器R2，所述實(shí)驗(yàn)電容器Cx的3端經(jīng)實(shí)驗(yàn)電容器放電控制開(kāi)關(guān)KM2和實(shí)驗(yàn)電容器放電可調(diào)變阻器R2與直流可調(diào)電壓源的負(fù)極連接。所述實(shí)驗(yàn)電容器Cx還并聯(lián)有被開(kāi)關(guān)K3所控制的歐姆表，所述歐姆表的量程為O 10000 Ω，歐姆表的精度為O. 001 Ω。所述儲(chǔ)能電容器C為若干個(gè)有機(jī)薄膜電容器所組合成的額定工作電壓為實(shí)驗(yàn)工作電壓2倍、電容量為被試元件20倍的可變?nèi)萘康母邏捍笕萘績(jī)?chǔ)能電容器。所述直流可調(diào)電壓源為O lOOOOVdc連續(xù)可調(diào)的電壓源。所述實(shí)驗(yàn)電容器充電電路還包括開(kāi)關(guān)K1，所述開(kāi)關(guān)Kl并聯(lián)于實(shí)驗(yàn)電容器充電可 調(diào)變阻器Rl的兩端。所述實(shí)驗(yàn)電容器放電電路還包括開(kāi)關(guān)K2，所述開(kāi)關(guān)K2并聯(lián)于實(shí)驗(yàn)電容器放電可調(diào)變阻器R2的兩端。綜上所述，本實(shí)用新型所提供的大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路具有以下有益效果I)該電路通過(guò)設(shè)置直流可調(diào)電壓源和高壓大容量電容器，利用高壓大容量電容器在直流下儲(chǔ)能，可以快速放電的方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電子元器件進(jìn)行大功率dv/dt的實(shí)驗(yàn)。2)本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)電路使電容器及其它電子元器件dv/dt實(shí)驗(yàn)的能力由400V/μ S提升到了 ιοοοοον/μ S，滿足電容器及電子元器件大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)的需求，有利于提升電容器或其它電子元器件的dv/dt水平，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

圖I為大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路的電路圖；圖2為大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路充電狀態(tài)下的工作原理圖；圖3為大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路放電狀態(tài)下的工作原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)地描述如圖I所示，該大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路包括直流可調(diào)電壓源、儲(chǔ)能電路、實(shí)驗(yàn)電容器充電電路、實(shí)驗(yàn)電容器放電電路；所述直流可調(diào)電壓源的輸出實(shí)驗(yàn)電壓為O lOOOOVdc連續(xù)可調(diào)，該電源是為可變高壓儲(chǔ)能組合電容器提供能源和充放電回路；所述儲(chǔ)能電路由開(kāi)關(guān)K、儲(chǔ)能電容器C和與儲(chǔ)能電容器C并聯(lián)的儲(chǔ)能電容器放電控制開(kāi)關(guān)K5組成，所述儲(chǔ)能電容器C的I端經(jīng)開(kāi)關(guān)K與直流可調(diào)電壓源正極連接，儲(chǔ)能電容器C的2端與直流可調(diào)電壓源的負(fù)極連接；所述儲(chǔ)能電容器C為若干個(gè)有機(jī)薄膜電容器所組合成的額定工作電壓為實(shí)驗(yàn)工作電壓2倍、電容量為被試元件20倍的可變?nèi)萘康母邏捍笕萘績(jī)?chǔ)能電容器。所述實(shí)驗(yàn)電容器充電電路包括實(shí)驗(yàn)電容器Cx、實(shí)驗(yàn)電容器充電控制開(kāi)關(guān)KMl、實(shí)驗(yàn)電容器充電可調(diào)變阻器R1，所述實(shí)驗(yàn)電容器Cx的3端經(jīng)實(shí)驗(yàn)電容器充電控制開(kāi)關(guān)KM1、實(shí)驗(yàn)電容器充電可調(diào)變阻器Rl與儲(chǔ)能電容器C的I端連接，實(shí)驗(yàn)電容器Cx的4端經(jīng)開(kāi)關(guān)K4與儲(chǔ)能電容器C的2端連接；[0026]所述實(shí)驗(yàn)電容器放電電路包括實(shí)驗(yàn)電容器Cx、實(shí)驗(yàn)電容器放電控制開(kāi)關(guān)KM2、實(shí)驗(yàn)電容器放電可調(diào)變阻器R2，所述實(shí)驗(yàn)電容器Cx的3端經(jīng)實(shí)驗(yàn)電容器放電控制開(kāi)關(guān)KM2和實(shí)驗(yàn)電容器放電可調(diào)變阻器R2與直流可調(diào)電壓源的負(fù)極連接。所述開(kāi)關(guān)K3、K4、K5是為儲(chǔ)能電容器、實(shí)驗(yàn)電容人工或自動(dòng)放電和檢測(cè)充放電回路電阻而設(shè)立；所述實(shí)驗(yàn)電容器Cx還并聯(lián)有被開(kāi)關(guān)K3所控制的電阻表，所述電阻表的量程為O 10000 Ω，電阻表的精度為O. 001 Ω。所述實(shí)驗(yàn)電容器充電電路還包括開(kāi)關(guān)K1，所述開(kāi)關(guān)Kl并聯(lián)于實(shí)驗(yàn)電容器充電可調(diào)變阻器Rl的兩端。所述實(shí)驗(yàn)電容器放電電路還包括開(kāi)關(guān)K2，所述開(kāi)關(guān)K2并聯(lián)于實(shí)驗(yàn)電容器放電可調(diào)變阻器R2的兩端。如圖I所示，在工作前，各開(kāi)關(guān)是斷開(kāi)的；如圖2所示，開(kāi)始工作時(shí)，控制實(shí)驗(yàn)電路中的開(kāi)關(guān)K、K4、KM1自動(dòng)閉合(若實(shí)驗(yàn)需要使開(kāi)關(guān)Kl也閉合，可在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行人工設(shè)定)，實(shí)驗(yàn)電容器Cx處于充電dv/dt實(shí)驗(yàn)狀態(tài)下，當(dāng)Cx充電dv/dt實(shí)驗(yàn)結(jié)束，開(kāi)關(guān)KMl會(huì)先斷開(kāi)，自動(dòng)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)電容器Cx放電dv/dt實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備狀態(tài)。圖3是實(shí)驗(yàn)電容器Cx放電dv/dt實(shí)驗(yàn)的工作原理圖，將開(kāi)關(guān)KMl斷開(kāi)后，再把開(kāi)關(guān)KM2閉合(若實(shí)驗(yàn)需要使K2開(kāi)關(guān)也連通，可在檢測(cè)前進(jìn)行人工設(shè)定)；當(dāng)&放電dv/dt實(shí)驗(yàn)結(jié)束，先將開(kāi)關(guān)KM2斷開(kāi)，再進(jìn)入充電dv/dt實(shí)驗(yàn)程序，如上往復(fù)循環(huán)，完成產(chǎn)品dv/dt實(shí)驗(yàn)。本電路dv/dt實(shí)驗(yàn)指標(biāo)計(jì)量可通過(guò)示波器檢測(cè)或檢測(cè)實(shí)驗(yàn)電容器充放電電路的電阻和電容的量值來(lái)計(jì)算，檢測(cè)實(shí)驗(yàn)電容器充放電電路電阻的方法如下I)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)電容器充電電路電阻的方法先停機(jī)，斷開(kāi)電源K ;用自動(dòng)或手動(dòng)的方法將儲(chǔ)能電容器C和實(shí)驗(yàn)電容器Cx充分放電；將開(kāi)關(guān)KM2斷開(kāi)，再閉合開(kāi)關(guān)K3、KMl、K5、K4，開(kāi)啟歐姆表，可測(cè)得實(shí)驗(yàn)電容器Cx充電電路電阻，其中包含接觸電阻。若需測(cè)量開(kāi)關(guān)KI閉合時(shí)的充電電路的電阻，可在測(cè)量前人工設(shè)定，該測(cè)定可在靜態(tài)或動(dòng)態(tài)下進(jìn)行。2)檢測(cè)實(shí)驗(yàn)電容器放電電路電阻的方法先停機(jī)，斷開(kāi)電源K ;再用自動(dòng)或手動(dòng)的方法將儲(chǔ)能電容器C和實(shí)驗(yàn)電容器Cx充分放電；先將開(kāi)關(guān)KMl斷開(kāi)，再閉合開(kāi)關(guān)K3、KM2、K4，開(kāi)啟歐姆表，可測(cè)得實(shí)驗(yàn)電容器Cx放電電路電阻，其中包含接觸電阻。若需測(cè)量開(kāi)關(guān)K2閉合時(shí)放電電路的電阻，可在測(cè)量前人工設(shè)定，該測(cè)定可在靜態(tài)或動(dòng)態(tài)下進(jìn)行。檢測(cè)出實(shí)驗(yàn)電容器充放電電路的電阻和電容的量值后，可根據(jù)數(shù)學(xué)和物理原理導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)電容器Cx任意時(shí)刻的dv/dt值、最大dv/dt值、平均dv/dt值、最小dv/dt值等關(guān)鍵參數(shù)，從而完成大功率電容器或其它電子元器件dv/dt實(shí)驗(yàn)指標(biāo)的計(jì)量，其中，實(shí)驗(yàn)電容器充電時(shí)dv/dt值的計(jì)算公式如下a、實(shí)驗(yàn)電容器充電時(shí)任意瞬時(shí)dv/dt值
權(quán)利要求1.一種大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)電路包括直流可調(diào)電壓源、儲(chǔ)能電路、實(shí)驗(yàn)電容器充電電路、實(shí)驗(yàn)電容器放電電路； 所述儲(chǔ)能電路由開(kāi)關(guān)K、儲(chǔ)能電容器C和與儲(chǔ)能電容器C并聯(lián)的儲(chǔ)能電容器放電控制開(kāi)關(guān)K5組成，所述儲(chǔ)能電容器C的“ I”端經(jīng)開(kāi)關(guān)K與直流可調(diào)電壓源正極連接，儲(chǔ)能電容器C的“2”端與直流可調(diào)電壓源的負(fù)極連接； 所述實(shí)驗(yàn)電容器充電電路包括實(shí)驗(yàn)電容器Cx、實(shí)驗(yàn)電容器充電控制開(kāi)關(guān)KMl、實(shí)驗(yàn)電容器充電可調(diào)變阻器Rl，所述實(shí)驗(yàn)電容器Cx的“ 3 ”端經(jīng)實(shí)驗(yàn)電容器充電控制開(kāi)關(guān)KMl、實(shí)驗(yàn)電容器充電可調(diào)變阻器Rl與儲(chǔ)能電容器C的“I”端連接，實(shí)驗(yàn)電容器Cx的“4”端經(jīng)開(kāi)關(guān)K4與儲(chǔ)能電容器C的“2”端連接； 所述實(shí)驗(yàn)電容器放電電路包括實(shí)驗(yàn)電容器Cx、實(shí)驗(yàn)電容器放電控制開(kāi)關(guān)KM2、實(shí)驗(yàn)電容器放電可調(diào)變阻器R2，所述實(shí)驗(yàn)電容器Cx的“ 3 ”端經(jīng)實(shí)驗(yàn)電容器放電控制開(kāi)關(guān)KM2和實(shí)驗(yàn)電容器放電可調(diào)變阻器R2與直流可調(diào)電壓源的負(fù)極連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)電容器Cx還并聯(lián)有被開(kāi)關(guān)K3所控制的歐姆表，所述歐姆表的量程為O 10000 Ω，歐姆表的精度為O.001 Ω。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路，其特征在于儲(chǔ)能電容器C為若干個(gè)有機(jī)薄膜電容器所組合成的額定工作電壓為實(shí)驗(yàn)工作電壓2倍、電容量為被試元件20倍的可變?nèi)萘康母邏捍笕萘績(jī)?chǔ)能電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路，其特征在于所述直流可調(diào)電壓源為O IOOOOVdc連續(xù)可調(diào)的電壓源。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)電容器充電電路還包括開(kāi)關(guān)Kl，所述開(kāi)關(guān)Kl并聯(lián)于實(shí)驗(yàn)電容器充電可調(diào)變阻器Rl的兩端。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)電容器放電電路還包括開(kāi)關(guān)K2，所述開(kāi)關(guān)K2并聯(lián)于實(shí)驗(yàn)電容器放電可調(diào)變阻器R2的兩端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)電路，其特征在于所述實(shí)驗(yàn)電路包括直流可調(diào)電壓源、儲(chǔ)能電路、實(shí)驗(yàn)電容器充電電路、實(shí)驗(yàn)電容器放電電路；所述儲(chǔ)能電路由開(kāi)關(guān)K、儲(chǔ)能電容器C和與儲(chǔ)能電容器C并聯(lián)的儲(chǔ)能電容器放電控制開(kāi)關(guān)K5組成；所述實(shí)驗(yàn)電容器充電電路包括實(shí)驗(yàn)電容器Cx、實(shí)驗(yàn)電容器充電控制開(kāi)關(guān)KM1、實(shí)驗(yàn)電容器充電可調(diào)變阻器R1；所述實(shí)驗(yàn)電容器放電電路包括實(shí)驗(yàn)電容器Cx、實(shí)驗(yàn)電容器放電控制開(kāi)關(guān)KM2、實(shí)驗(yàn)電容器放電可調(diào)變阻器R2。該實(shí)驗(yàn)電路使電容器及其它電子元器件dv/dt實(shí)驗(yàn)的能力由400V/μs提升到了100000V/μs，滿足電容器及電子元器件大功率dv/dt實(shí)驗(yàn)的需求，有利于提升電容器或其它電子元器件的dv/dt水平，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
文檔編號(hào)G01R31/14GK202533550SQ20122013374
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月1日
發(fā)明者張學(xué)明, 李學(xué)權(quán), 鄒華碧 申請(qǐng)人:四川中星電子有限責(zé)任公司