一種高壓脈沖電源觸發(fā)控制器的制造方法
【專利說(shuō)明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:
[0002]本實(shí)用新型屬于電子與自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高壓脈沖電源觸發(fā)控制器。
[0003]【背景技術(shù)】:
[0004]高壓脈沖電源是特種電源的一類，被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)的電解、雷達(dá)發(fā)射管、激光、氣體電離、器件檢驗(yàn)等方面。特別是在電氣元器件的生產(chǎn)測(cè)試過(guò)程中，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求，某些產(chǎn)品需要做脈沖老化劣化試驗(yàn)。然而在對(duì)比如sro等電氣元器件的沖擊試驗(yàn)中，經(jīng)常發(fā)生充電電壓已經(jīng)穩(wěn)定就緒，高壓脈沖電源的間隙兩極卻不能自行觸發(fā)，或者當(dāng)充電電壓還未充電到位，高壓脈沖電源間隙已經(jīng)自行放電等現(xiàn)象。則再次實(shí)驗(yàn)需要重新調(diào)整間隙兩極距離，重新充放電。同時(shí)，市場(chǎng)上高壓脈沖電源在調(diào)整間隙距離中使用的通常是最常見(jiàn)的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，精確度較低。以上導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)檢測(cè)過(guò)程既浪費(fèi)電能能源、實(shí)驗(yàn)效率又低等敝處。因此，如何減少高壓脈沖在電氣元器件的沖擊實(shí)驗(yàn)中觸發(fā)的失誤率與提高實(shí)驗(yàn)效率是一個(gè)重要的問(wèn)題。
[0005]目前關(guān)于高壓脈沖電源的專利比較多，例如:專利(200610008306.7)主要是闡述了高頻高壓脈沖電源和高頻高壓電脈沖的產(chǎn)生方法。但是以上這些專利只要是對(duì)各種脈沖源的實(shí)現(xiàn)。并未涉及如何減少高壓脈沖在電氣元器件的沖擊實(shí)驗(yàn)中觸發(fā)的失誤率等問(wèn)題。
[0006]關(guān)于高壓脈沖電源觸發(fā)控制器的研宄很少，(ZL 03211378.1) 一種高壓脈沖電源對(duì)低溫等離子體發(fā)生器的高壓脈沖電源進(jìn)行了改進(jìn)，改為電極固定不動(dòng)而旋轉(zhuǎn)絕緣板，并在絕緣板上設(shè)有若干個(gè)放電通道，使板上設(shè)置的導(dǎo)電通道不斷處于兩固定電極之間放電而產(chǎn)生高壓脈沖。然而由于高壓脈沖電壓具有很強(qiáng)的電源峰值電壓易對(duì)絕緣板上若干個(gè)放電通道進(jìn)行擊穿，同時(shí)高壓脈沖多次放電后也很難保證絕緣板的絕緣可靠性。為減少高壓脈沖在電氣元器件的沖擊實(shí)驗(yàn)中觸發(fā)的失誤率等問(wèn)題，改善這種現(xiàn)狀，因此，有必要改進(jìn)高壓脈沖電源觸發(fā)控制器。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0008]本實(shí)用新型的目的是提出一種高壓脈沖電源觸發(fā)控制器，可達(dá)到高效的脈沖觸發(fā)率，降低能源損耗的效果。
[0009]本實(shí)用新型的目通過(guò)以下技方案實(shí)現(xiàn):
[0010]一種高壓脈沖電源觸發(fā)控制器，用于控制高壓脈沖電源，高壓脈沖電源電路包括有充電模塊和放電模塊，該控制器主要包括兩個(gè)觸發(fā)端子、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制開(kāi)關(guān)、光電耦合器和羅氏線圈，羅氏線圈套設(shè)在所述放電模塊的線路中，兩個(gè)觸發(fā)端子相對(duì)連接在放電模塊線路上，觸發(fā)端子中動(dòng)端子經(jīng)絕緣軸桿與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)依次經(jīng)控制開(kāi)關(guān)、光電耦合器與羅氏線圈的繞組連接，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制端與可編程控制器連接，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)輸出端與工控機(jī)連接。
[0011]本實(shí)用新型的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于:
[0012]所述電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)控制模塊和微電子測(cè)量模塊，電動(dòng)機(jī)輸出軸與絕緣軸桿連接，電動(dòng)機(jī)控制模塊與可編程控制器連接，微電子測(cè)量模塊與工控機(jī)連接。
[0013]所述控制開(kāi)關(guān)包括電磁接觸器KM和繼電器Kl，電磁接觸器KM與光電耦合器連接，二個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)分別與地線和繼電器Kl連接。
[0014]在光電耦合器與羅氏線圈之間還連接有取樣電阻R2和過(guò)電流保護(hù)電阻R3。
[0015]本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下有益效果:
[0016]1、本實(shí)用新型的高壓脈沖電源觸發(fā)控制器電路簡(jiǎn)易，安裝簡(jiǎn)單，易于操作。
[0017]2、該高壓脈沖電源觸發(fā)控制器采用夏普高性能的光電耦合器，具有響應(yīng)時(shí)間極快約為幾十μ S。采用西門子電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，對(duì)球隙間距離控制精準(zhǔn)。采用霍尼韋爾線性電位器，電位測(cè)量線性較好，誤差小，可達(dá)到高效的脈沖觸發(fā)率。
[0018]3、本高壓脈沖電源觸發(fā)控制器通過(guò)在放電端增加羅氏電流感應(yīng)線圈、高效光耦控制接觸器以及繼電器開(kāi)關(guān)，隔離了高壓源部分，安全性高，抗干擾性強(qiáng)，達(dá)到了提高實(shí)驗(yàn)效率，降低能源損耗的效果。
[0019]4、本實(shí)用新型的高壓脈沖電源觸發(fā)控制器，主要適用于對(duì)舊式高壓脈沖沖擊實(shí)驗(yàn)平臺(tái)電源觸發(fā)控制器端的改造和新式高壓脈沖平臺(tái)電源觸發(fā)控制器端的裝備。
[0020]【附圖說(shuō)明】:
[0021]圖1為現(xiàn)有高壓脈沖電源發(fā)生器電原理圖。
[0022]圖2為本實(shí)用新型高壓脈沖電源觸發(fā)控制器的電原理圖。
[0023]圖3為本實(shí)用新型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制原理框圖。
[0024]圖中:1_靜端子；2_動(dòng)端子；3_絕緣軸桿；4_光電耦合器。
[0025]【具體實(shí)施方式】:
[0026]如圖1所示，現(xiàn)有的高壓脈沖電源發(fā)生器主要包括充電模塊和放電模塊，充電模塊主要由整流二極管D1、充電限流電阻RO和電容器Cl、升壓變壓器構(gòu)成，LI是升壓變壓器低壓輸入端，L2是升壓變壓器的輸出端，Cl是電容器，是由若干個(gè)電容器并聯(lián)而成的所有電容器的總和；R0主要確保整流硅不會(huì)因?yàn)檫^(guò)電流擊穿。充電模塊中Dl是整流二極管；充、放電模塊共用。
[0027]放電模塊主要包括電感L3，電阻R1，電容C2和電容C3構(gòu)成的分壓器。放電模塊中電容C2和電容C3構(gòu)成的分壓器；羅氏線圈套設(shè)在放電模塊的線路的A點(diǎn)位置，A點(diǎn)位于充電模塊與放電模塊連接位置，并位于電感L3的前部，兩個(gè)觸發(fā)端子對(duì)應(yīng)接在A點(diǎn)位置與電感L3之間。負(fù)載Cx與電容C2和電容C3并接，示波器CRO與電容C3并接。示波器CRO主要顯示負(fù)載Cx的殘壓和放電回路脈沖電流，同時(shí)與工控計(jì)算機(jī)連接。
[0028]如圖2所示，本實(shí)用新型的高壓脈沖電源觸發(fā)控制器主要包括兩個(gè)觸發(fā)端子、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制開(kāi)關(guān)、光電耦合器4和羅氏線圈，羅氏線圈套設(shè)在放電模塊的線路上，兩個(gè)觸發(fā)端子相對(duì)連接在放電模塊線路上，觸發(fā)端子中動(dòng)端子經(jīng)絕緣軸桿3與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)依次經(jīng)控制開(kāi)關(guān)、光電耦合器與羅氏線圈的繞組連接，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制端與可編程控制器連接，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)輸出端與工控機(jī)連接。
[0029]電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)控制模塊和微電子測(cè)量模塊，微電子測(cè)量模塊一般是集成在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的，微電子測(cè)量模塊主要組成部分是:信號(hào)調(diào)節(jié)器、信號(hào)放大器、單片機(jī)和位置發(fā)生器。電動(dòng)機(jī)輸出軸與絕緣軸桿連接，電動(dòng)機(jī)控制模塊與可編程控制器連接，微電子測(cè)量模塊與工控機(jī)連接。
[0030]控制開(kāi)關(guān)包括電磁接觸器KM和繼電器Kl，電磁接觸器KM與光電耦合器連接，二個(gè)常閉觸點(diǎn)分別與地線和繼電器Kl連接。
[0031]本實(shí)用新型的高壓脈沖電源觸發(fā)控制器中，在光電耦合器與羅氏線圈之間還連接有取樣電阻R2和過(guò)電流保護(hù)電阻R3。
[0032]觸發(fā)控制器主要包括兩個(gè)觸發(fā)端子、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制開(kāi)關(guān)、光電耦合器和羅氏線圈，G是兩個(gè)半球觸發(fā)端，I為靜端子，2為動(dòng)端子，球隙擊穿瞬間接通放電模塊。由于放電回路中電流變化，在羅氏線圈中感應(yīng)出電流，并在取樣電阻R2兩端產(chǎn)生脈沖式電壓。R3主要是過(guò)電流保護(hù)電阻。KM為常閉電磁接觸器。Kl為具有鎖存功能的常閉繼電器開(kāi)關(guān)。
[0033]工作原理主要是:電路工作時(shí)，由LI端輸入低壓，經(jīng)過(guò)L2升壓變壓器輸出高壓。高電壓經(jīng)過(guò)整流二極管Dl整流，電阻RO限流后對(duì)電容Cl充電。充電完畢后，在某一時(shí)亥IJ，兩半球觸發(fā)端擊穿接通，則電容器Cl上存儲(chǔ)的電能，通過(guò)回路電感L3對(duì)負(fù)載Cx放電。
[0034]當(dāng)高壓脈沖放電端充電完畢時(shí)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)處于運(yùn)行狀態(tài)，電機(jī)帶動(dòng)絕緣軸桿轉(zhuǎn)動(dòng)，觸發(fā)控制器的兩半球觸發(fā)端球隙按照電機(jī)轉(zhuǎn)軸線性靠近。當(dāng)球隙距離等于高壓充電電壓的擊穿距離時(shí)，球隙被擊穿，如圖2所示，高壓脈沖放電回路的電流通過(guò)A點(diǎn)，羅氏線圈感應(yīng)出電流，電流通過(guò)取樣電阻R2產(chǎn)生脈沖式電壓，通過(guò)合理設(shè)置電阻R3的值，讓發(fā)光二極管D2獲得一定電壓值發(fā)光，高靈敏光電耦合器工作，三極管Q處于放大導(dǎo)通狀態(tài)，含有電磁接觸器KM的電路形成閉合回路，KM瞬間啟動(dòng)，與繼電器Kl連接的常閉觸點(diǎn)閉斷開(kāi)。此時(shí)處于常閉狀態(tài)繼電器開(kāi)關(guān)Kl則變成了常開(kāi)狀態(tài)，并自鎖這一狀態(tài)，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)因供電回路斷開(kāi)而停止運(yùn)行，觸發(fā)控制器的兩半球觸發(fā)端停止靠近。
[0035]如圖3所示，觸發(fā)控制器中的電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)微電子測(cè)量模塊將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸給工控計(jì)算機(jī)，工控計(jì)算機(jī)將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)據(jù)與放電回路電流值數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配處理后傳送到可編程序控制器，可編程控制器按照這些匹配處理后的數(shù)據(jù)對(duì)觸發(fā)控制器進(jìn)行設(shè)置。這樣，脈沖電流預(yù)設(shè)值與觸發(fā)球隙間距值則存在了匹配關(guān)系，下次實(shí)驗(yàn)時(shí)只需按照匹配關(guān)系設(shè)置好脈沖電流值，觸發(fā)控制器則自動(dòng)設(shè)置好觸發(fā)球隙間距。此外，為防止發(fā)生因電磁接觸器KM或者繼電器Kl電路故障，導(dǎo)致電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)持續(xù)運(yùn)行，造成觸發(fā)控制器的兩半球觸發(fā)端發(fā)生接觸擠壓，在電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)微電子控制模塊處預(yù)先設(shè)定好電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)最大軸距范圍。一次脈沖電壓擊穿觸發(fā)球隙后，接觸器KM恢復(fù)閉合狀態(tài)，只需將繼電器Kl復(fù)位閉合，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的供電回路重新形成通路，可進(jìn)入下一次脈沖沖擊試驗(yàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高壓脈沖電源觸發(fā)控制器，用于控制高壓脈沖電源，高壓脈沖電源電路包括有充電模塊和放電模塊，其特征是:該控制器主要包括兩個(gè)觸發(fā)端子、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制開(kāi)關(guān)、光電耦合器和羅氏線圈，羅氏線圈套設(shè)在所述放電模塊的線路中，兩個(gè)觸發(fā)端子相對(duì)連接在放電模塊線路上，觸發(fā)端子中動(dòng)端子經(jīng)絕緣軸桿與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)依次經(jīng)控制開(kāi)關(guān)、光電耦合器與羅氏線圈的繞組連接，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制端與可編程控制器連接，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)輸出端與工控機(jī)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高壓脈沖電源觸發(fā)控制器，其特征是:所述電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)控制模塊和微電子測(cè)量模塊，電動(dòng)機(jī)輸出軸與絕緣軸桿連接，電動(dòng)機(jī)控制模塊與可編程控制器連接，微電子測(cè)量模塊與工控機(jī)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高壓脈沖電源觸發(fā)控制器，其特征是:所述控制開(kāi)關(guān)包括電磁接觸器KM和繼電器K1，電磁接觸器KM與光電耦合器連接，二個(gè)常開(kāi)觸點(diǎn)分別與地線和繼電器Kl連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述高壓脈沖電源觸發(fā)控制器，其特征是:在光電耦合器與羅氏線圈之間還連接有取樣電阻R2和過(guò)電流保護(hù)電阻R3。
【專利摘要】本實(shí)用新型設(shè)計(jì)一種高壓脈沖電源觸發(fā)控制器，該高壓脈沖電源觸發(fā)控制器可達(dá)到高效的脈沖觸發(fā)率，降低能源損耗的效果。該控制器用于控制高壓脈沖電源，高壓脈沖電源電路包括有充電模塊和放電模塊，該控制器主要包括兩個(gè)觸發(fā)端子、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制開(kāi)關(guān)、光電耦合器和羅氏線圈，羅氏線圈套設(shè)在所述放電模塊的線路中，兩個(gè)觸發(fā)端子相對(duì)連接在放電模塊線路上，觸發(fā)端子中動(dòng)端子經(jīng)絕緣軸桿與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)依次經(jīng)控制開(kāi)關(guān)、光電耦合器與羅氏線圈的繞組連接，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制端與可編程控制器連接，電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的信號(hào)輸出端與工控機(jī)連接。
【IPC分類】H03K3-02
【公開(kāi)號(hào)】CN204559527
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520292533
【發(fā)明人】楊仲江, 李鵬飛, 曹洪亮, 肖揚(yáng)
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月8日