高效率雙指數(shù)電磁脈沖發(fā)生裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及用于產生電脈沖的電路技術領域，尤其設及一種高效率雙指數(shù)電磁脈 沖發(fā)生裝置。
【背景技術】
[0002] 在電磁兼容效應實驗中經常采用注入法和福照法來模擬傳導和福射兩種干擾方 式，并W此來評估武器裝備中的電子設備或者器件的電磁抗擾度/敏感性，注入法就是將雙 指數(shù)快沿電磁脈沖等模擬干擾源直接注入被試器件、電路或設備端口。注入法的優(yōu)點在于 試驗條件和步驟簡單，而且使用功率相對較低的源就可W使受試設備得到一定的電壓值和 能量值;再者，相對于福照法，注入法的不確定因素很少，因此每次試驗結果的可比對性W 及試驗結果的可重現(xiàn)性可W得到良好的保證;而且，采用注入法更方便對被試設備內部電 路關鍵節(jié)點的電壓或電流波形進行監(jiān)測。因此，注入法是進行武器裝備效應研究的一個重 要手段，而作為高穩(wěn)定度的注入式雙指數(shù)快沿脈沖源是保證試驗結果正確性的前提，因此， 研制一種高穩(wěn)定度的注入式雙指數(shù)脈沖發(fā)生器具有重要的軍事意義。
[0003] Marx電路就是多級儲能電容由電源并聯(lián)充電，然后串聯(lián)向負載放電。由于其并聯(lián) 充電、串聯(lián)放電機理，所W具有突出優(yōu)點，可W W較低的電源電壓得到較高的輸出脈沖，其 電壓峰值可W遠高于電源電壓。而采用雙極性的Marx電路結構由于要朝兩個負載分別放 電，所W輸出脈沖電壓峰值減半，效率低，想要輸出高電壓峰值的輸出脈沖，需要的級數(shù)成 倍增加，而級數(shù)的增多勢必會增加Marx電路的長度，使得輸出脈沖的穩(wěn)定性相應下降，增大 脈沖發(fā)生裝置的體積，另外，重復頻率受到雪崩管開關的限制，采用傳統(tǒng)的脈沖源很難獲得 較高的重復頻率，而重復頻率是進行電磁效應實驗中一個重要的指標，重復頻率越高，積累 效應越嚴重，效應試驗效果越明顯，因此，需要改變Marx電路的結構，提高其輸出效率和重 復頻率。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種高效率雙指數(shù)電磁脈沖發(fā)生裝置，所述脈 沖發(fā)生裝置輸出電壓峰值、脈沖寬度、脈沖前沿可選擇，體積小、穩(wěn)定度高、效率高、重復頻 率高、使用方便。
[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：一種高效率雙指數(shù)電磁脈沖 發(fā)生裝置，其特征在于:包括直流電源、觸發(fā)電路和Marx電路，所述直流電源的輸出端分別 與所述觸發(fā)電路和Marx電路的電源輸入端連接，所述觸發(fā)電路的輸出端經光禪與所述Marx 電路的信號輸入端連接，所述Marx電路的輸出端為所述脈沖發(fā)生裝置的脈沖信號輸出端。
[0006] 進一步的技術方案在于:所述直流電源包括變壓器Ul、電容Cl 1-C15和二極管Dll-D14，變壓器Ul的輸入端接交流電，變壓器Ul的一個輸出端與電容Cl 1的一端連接，電容C11 的另一端經電容C13與二極管D14的負極連接，二極管D14的正極依次經電容C14、電容C12后 與變壓器Ul的另一個輸出端連接，二極管Dll的正極W及二極管D12的負極接電容Cll與電 容C13的結點，二極管Dll的負極接電容C12與變壓器Ul的結點，二極管D12的正極W及二極 管D13的負極接電容C12與電容C14的結點，變壓器Ul與電容C12的結點為所述直流電源的負 極輸出端，電容C14與二極管D14的結點為所述直流電源的正極輸出端，所述電容C15并聯(lián)在 所述直流電源的輸出端。
[0007] 進一步的技術方案在于:所述觸發(fā)電路包括第一級觸發(fā)電路和第二級觸發(fā)電路， 所述第一級觸發(fā)電路包括肥555定時器U2和整形忍片U3,所述U3使用74LS123,所述U2的1腳 接地，所述U2的2腳分為兩路，第一路經電阻R21接地，第二路經觸發(fā)開關S21接地;所述U2的 3腳與所述U3的2腳連接;所述U2的4腳接電源;所述U2的5腳經電容C21接地;所述U2的6腳分 為=路，第一路經電容C22接地，第二路經電阻R22接電源，第=路與所述U2的7腳連接;所述 U2的8腳接電源;所述U3的1腳接地;所述U3的3腳接電源;所述U3的14腳經電容C23后分為兩 路，第一路與所述U3的15腳連接，第二路經電阻R23接電源;所述U3的13腳經電容C24后分為 兩路，第一路為所述第一級觸發(fā)電路的輸出端，第二路經電阻R24接地，所述U3的其它引腳 懸空； 所述第二級觸發(fā)電路包括=極管Q21，所述第一級觸發(fā)電路的輸出端與第二級觸發(fā)電 路的輸入端連接，所述第二級觸發(fā)電路的輸入端分為兩路，第一路經反向二極管D21后接 地，第二路與=極管Q21的基極連接，=極管Q21的發(fā)射極接地，=極管Q21的集電極分為兩 路，第一路經電阻R25后接電源，第二路與電容C25的一端連接，電容C25的另一端分為兩路， 第一路經電容C26接地，第二路經電阻R26接地，所述電容C25與電阻R26的結點為所述觸發(fā) 電路的信號輸出端。
[0008] 進一步的技術方案在于:所述Marx電路包括輸入級電路、若干級充放電電路和輸 出級電路，所述輸入級電路包括S極管Tl,所述S極管Tl的基極為所述Marx電路的輸入端， 所述=極管Tl的集電極接第一級充放電電路的輸入端，所述=極管Tl的發(fā)射極接地;所述 每級充放電電路包括充電電感L31、電容C31、電阻R31-R32和雪崩S極管T2，所述充電電感 L31的一端接VCC，另一端經電容C31后分為兩路，第一路與雪崩S極管T2的基極連接，第二 路與雪崩=極管T2的發(fā)射極連接，雪崩=極管T2的基極依次經電阻R31、電阻R32后接地，其 中所述充電電感L31與電容C31的結點為每級充放電電路的輸入端，雪崩=極管T2的集電極 為每級充放電電路的輸出端，其中，第一級充放電電路的輸出端接第二級充放電電路的輸 入端，第二級充放電電路的輸出端與第=級充放電電路的輸入端連接，依次類推，所述第n 級充放電電路的輸出端與所述輸出級電路的輸入端連接，其中所述輸出級電路包括充電電 感L32、電容C32和電阻R33-R34,充電電感L32的一端與電容C32的一端合并后為所述輸出級 電路的輸入端，充電電感L32的另一端接電源VCC，電容C32的另一端分為兩路，第一路為所 述Marx電路的輸出端，第二路依次經電阻R33-R34后接地，n為大于3的自然數(shù)。
[0009] 進一步的技術方案在于:所述Marx電路和觸發(fā)電路位于屏蔽盒內。
[0010] 進一步的技術方案在于:所述Marx電路的輸出端設有N型接頭。
[0011] 采用上述技術方案所產生的有益效果在于:在充電回路中，使用充電電感代替?zhèn)?統(tǒng)Marx電路中的部分充電電阻，利用電感直流電阻低而高頻電阻小的特點，來降低直流充 電時間和對高頻脈沖信號的隔離，電路的充電時間受到充電電阻的限制，一般要求脈沖重 復周期大于五倍的充電電阻和儲能電容的乘積，而且在充電過程中損耗在充電電阻上的能 量會轉換為熱能，導致電路溫度上升，雪崩管性能下降，進一步影響脈沖重復頻率，在充電 回路中，由電感代替電阻，可W減小總的充電電阻，即減小充電時間，由于電感不屬于耗能 元件，脈沖能量利用效率大為提高，消耗在電路中的能量減小，電路發(fā)熱情況得到改善，提 高了脈沖源的重復頻率;在Marx電路中充電電感、儲能電容和充電電阻均采用貼片封裝，進 一步減小了脈沖電路的體積。
[0012] Marx電路中所有的開關均采用貼片封裝的雪崩S極管FMMT415。通過前期試驗發(fā) 現(xiàn)，新型的雪崩=極管是一種比較理想的能同時提供快速響應和很大峰值功率的器件，利 用它的雪崩效應可W使開關導通時間得到大大的縮短，比FMMT417的穩(wěn)定性和一致性更好； 另外，采用貼片封裝減小了脈沖源的體積。
[0013] 所述的充電電阻采用兩個充電電阻串聯(lián)的方法來增加絕緣距離，W防止輸出電壓 增加時容易發(fā)生火花放電。所述Marx電路的級數(shù)、電源電壓、電容S者的取值需要根據(jù)不同 的需求去設置。為了減小外部電磁干擾源W及高壓直流電源對脈沖源的影響，將所述的 Marx電路放置在屏蔽盒中，運樣可W使電路接地效果更好，而且消除對波形測試裝置(示波 器)的干擾，波形更為平滑，重復性更好。
[0014] 綜上，所述脈沖發(fā)生裝置輸出電壓峰值、脈沖寬度、脈沖前沿可選擇，體積小、穩(wěn)定 度高、效率高、重復頻率高、使用方便。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發(fā)明所述脈沖發(fā)生裝置的原理框圖； 圖2是本發(fā)明所述脈沖發(fā)生裝置中直流電源的原理圖； 圖3是本發(fā)明所述脈沖發(fā)生裝置中觸發(fā)電路的原理圖； 圖4是本發(fā)明所述脈沖發(fā)生裝置中Marx電路的原理圖； 圖5是部分電路在屏蔽盒內的結構示意圖； 其中：1、屏蔽盒2、N型接頭。
【具體實施方式】
[0016] 下面結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整 地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；?本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0017] 在下面