电阻分压器性能与高压纳秒双指数脉冲的测量

在分析电阻分压器性能影响因素的基础上,仿真分析了电感补偿、供给式电容补偿、收集式电容补偿及综合补偿的补偿效果.加入套筒电极的收集式补偿措施,更适用于小型电阻分压器的性能改善.介绍了小型收集式补偿电阻分压器的结构设计,试验对比验证了其补偿效果.仿真优化显示,该分压器阶跃响应的上升时间(10%~90%)能够降低7 ns,达到1 ns以内.并对分压器的双指数脉冲响应进行了仿真分析和试验,结果表明,分压器准确测量双指数脉冲的前提是分压器阶跃响应的上升时间小于被测脉冲的上升时间,且没有过冲.     

阻容型分压器在脉冲电容器放电特性研究中的应用

该文设计了一种包括脉冲电阻分压器和高压云母电容器的阻容型分压器，用于脉冲电容器放电特性的实验研究。在脉冲电容器充电过程中，高压云母电容器承受高电压；在脉冲电容器放电过程中，脉冲电容器的瞬变电压在脉冲电阻分压器上产生输出电压。通过合理设计阻容分压器的电容、电阻值，可以准确测量脉冲电容器的充电电压和放电波形。该文用阻容型分压器分析了一种脉冲电容器的放电特性。     

毫微秒脉冲发生器设计

利用晶体管的雪崩特性,本文设计制作可以按需要改变输出脉冲宽度的毫微秒脉冲发生器,可获得上升时间Ins、50Ω负载下最大输出脉冲幅度35V、脉冲成形宽度20ns、最大重复频率60kHz的毫微秒脉冲。     

用于电池管理系统的高压多路选择器（英文）

提出了一种用于在电池管理系统(BMS)中传输和转换高共模电压的多路复用器.该多路复用器由高压开关和电平移位电路组成.在电平移位电路中,引入电阻分压器和金属层叉指电容两种结构,解决了普通电容器不能承受高电压的问题.提出了一种用于校准电容、电阻失配和参考电压偏差的校准方案.基于0.25μm1P4M 80 V BCD工艺完成该高压多路选择器设计,并用于一款电池监控芯片中.高压多路选择器版图提取的后仿真结果表明:采用电阻分压器方法,最大误差从11.2%降低到1.9%;采用叉指电容方法,最大误差从8.7%降低到2.7%.该高压多路复用器可以传输和转换0-70 V共模电压.     

一种脉冲电阻分压器的性能分析

针对脉冲电阻分压器的响应性能,建立了分压器的分布参数模型.理论与仿真结果表明:影响分压器性能的主要因素有总阻值、第一级高压臂电阻长度及直径和屏蔽罩内径;分压器总阻值越小,第一级高压臂电阻的长度越短且直径越小,屏蔽罩内径越大,分压器的响应时间越短;增加屏蔽外罩可以减少电磁干扰对电阻分压器的影响.电流探头测试结果证实,脉冲电阻分压器可用于纳秒级脉冲的测量.     

一种用于高压测试的电阻分压器研究

为有效监测电容储能脉冲功率源装置中晶闸管从触发到导通时间内两端的电压变化情况,设计出一种分压器+数字存储示波器电压采集方案。建立电阻型分压器的集中参数模型。从理论上分析杂散电感、对地杂散电容、纵向电容等分布参数对低压输出波形幅值、响应时间、相位误差的影响。并通过软件仿真分析。根据分析结果提出设计分压器的相关参数,采用玻璃釉膜电阻制作分压器。经过实验验证,该分压器方案能实时、准确地监测电容储能脉冲功率源中晶闸管两端的阶跃高压信号。     

用于高压纳秒脉冲杀菌系统的气体火花开关研制

高强度脉冲电场杀菌是脉冲功率技术的一个重要应用方向。文章结合现有的理论和技术,研制出适用于高压纳秒脉冲杀菌系统的气体火花开关。开关产生的脉冲上升时间可以短至2.2ns、脉冲峰值电压可以达到40kV。     

基于AT89C51的金属材料电阻率测量仪

以AT89C51微处理器为核心组成智能型微电阻测量仪．该仪器依据四探针法原理,采用高稳定度的恒流源电路,低漂移、低噪声的直流放大器电路和自动量程转换电路构成测量回路．恒流源采用深度负反馈技术,其稳定度、电压调整率和温度漂移分别小于0．1％,0．1％和0．05％／℃．采用了分时测量、共同一测量回路的自校准方法,高稳定恒电流分时通过待测试样和内置标准电阻,电压测量回路的输入阻抗高达20MΩ以上,消除了试样接触电阻的影响．通过对高精度标准电阻器组BZ-3的检测表明,全量程中的最大非线性误差为0．12％,对各种标号的漆包线的测量误差小于0．5％,对金属试样在腐蚀液体中的腐蚀情况能进行动态监测,对大试样粉末冶金样品的微小电阻也能进行精确的测量     

正窄脉冲电参数对脉冲电晕脱硫影响的研究

基于自行研制的毫微秒级超窄脉冲电源，研究了电源放电回路参数和超窄脉冲电参数对脉冲电晕等离子体脱硫的影响．研究表明，脉冲上升时间是脉冲电源的一个主要参数，上升时间对SO2脱除影响比脉宽的影响大，增加脉冲电压上升时间和减小脉宽，都将降低脱硫量．在综合考虑脱硫效率和能量利用率的基础上，提出了优化脉冲供能对窄脉冲电参数的要求和窄脉冲电源的设计特性指标．     

正窄脉冲电参数对脉冲电晕脱硫影响的研究

基于自行研制的毫微秒级超冲电源，研究了电源放电回路参数和超窄脉冲电参数对脉冲电晕等离子体脱硫的影响，研究表明，脉冲上升时间是脉冲电源的一个主要参数，上升时间对ＳＯ２脱除影响比脉宽的影响大，增加脉冲电压上升时间和减小脉宽，都将降低脱硫量，在综合考虑脱硫效率和能量利用率的基础上，提出了优化脉冲供能对窄脉冲电参数的要求和窄脉冲电泳的设计特性指标。     

电阻分压器电场计算及其结构参数的确定

研究一种电磁式电压互感器的替代装置——电阻分压器,并对其电场进行分析计算以确定其结构参数。本文中利用简单谐变场的有限元方法,计算了几种方案的电阻分压器电场,得到了场中各点复数形式的电位分布,通过比较其幅值误差、相角误差和最大场强值。优化出最佳方案,并分析了该方案幅值误差的频率特性。最后从电路的角度验证了设计计算的正确性。     

脉冲型阵列量子级联激光器驱动电源

设计并研制了一种高精度的可调节阵列量子级联(QC: Quantum Cascale)激光器驱动电源, 以用于中红外多气体检测系统。该系统运用时分复用的思想, 利用并联加串联的方式, 同时驱动多个QC激光器。在硬件方面, 以DSP F28335为主处理器, 采用压控恒流源的原理, 通过大功率半导体器件, 实现脉冲频率(1~10 kHz, 步进0.5 kHz)、 占空比(0.5%~40%, 步进0.5%)、 电流幅值(0~4 A, 步进0.1 A)连续可调的脉冲恒流源。在控制方案上, 采用模拟PI(Proportion Integral)控制算法, 通过两级模拟PI环节的双重反馈方式, 提高了驱动电流的准确性和稳定性。同时, 该系统还设计了电源滤波慢启动电路、 过流保护电路、 过压保护电路、 静电防护电路等, 防止QC激光器被瞬间大电流损坏, 以确保激光器的正常工作。经实验测试, 当设定脉冲电流幅值为2.0 A, 脉冲频率为5 kHz, 脉冲宽度为2 μs时, 输出脉冲电流幅值稳定度优于1.7×10^-3 A, 脉冲宽度稳定度优于2.4×10^-2μs, 脉冲上升时间小于11.9 ns, 脉冲下降时间小于9.6 ns。在同时驱动多个QC激光器长时间测试过程中, 驱动电流稳定, QC激光器发光稳定, 测试指标达到要求。     

超高速微小碎片激光测速系统研制及应用

地面超高速模拟实验是研究微小空间碎片撞击效应经济有效的手段,其中等离子体加速器为微米量级碎片的主要地面模拟设备.本文研制了在等离子体驱动微小碎片加速器系统并应用于高速飞行微粒速度测量的激光测速系统.该激光测速系统工作原理是.利用主动激光照明,在颗粒飞行路径上形成光墙,通过检测颗粒通过光墙形成的散射激光,得到微粒到达光墙的时间,利用飞行时间法进行高速微粒速度测量.在激光测速系统原理测试实验中,采用信号响应上升时间小于10 ns,电子渡越时间小于20ns的高灵敏、快响应的光电倍增管,原理试验测得该探测系统的响应时间仅为约70 ns.该响应时间小于速度为15 km/s的颗粒通过3～5mm厚度的片状激光束的理论时间,并验证了该系统灵敏度高、响应时间快的特点,可以满足超高速微粒(8～20 km/s)通过3～5 mm激光墙的时间阈值(约0.1 μs)的需求.目前,激光测速系统已经应用于等离子体加速器发射超高速微粒的试验中,能有效测量等离子体加速器所发射的高速微粒的群速度,对15 km/s及以上速度的超高速颗粒亦能捕捉到有效信号,实现对微粒速度的测量,达到了良好的预期效果.在等离子体微小碎片加速器上开展的超高速撞击试验中,激光测速系统能够实现无损在线速度测量,对等离子体加速器上开展的超高速撞击试验提供了重要帮助.     

不同绝缘支柱材料及改善措施对高压直流分压器测量准确度的影响研究

在1×10~(-5)数量级上提高高压直流电阻分压器的测量准确度,对直流高电压的精密测量具有重要意义。为减小高压直流分压器中沿绝缘支柱表面的泄漏电流,研究了不同绝缘支柱材料及改善措施对分压器测量准确度的影响。搭建包含50 kV被测分压器、100 kV标准分压器和同步采集系统的试验平台。在完成高精度数字万用表标定试验后,开展了有机玻璃和聚四氟乙烯材料对分压器测量准确度影响的测量试验。研究了增加内屏蔽电阻和在分压器内部充氮气对分压器测量准确度的改善效果。得出的结论对设计0.005级及以上准确度等级的高压直流电阻分压器具有一定的借鉴作用。     

盘式分流器方波响应特性研究

盘式分流器具有极佳的方波响应特性,适宜于测量强流陡脉冲或作为标准测量装置校准其他同类型测量装置。本文从理论和试验两方面介绍以金属薄膜为电阻体的盘式分流器的方波响应特性的主要研究结果。理论分析表明,当被测方波前沿极陡时,即使电阻薄膜厚度为μm级,也要注意对波形的畸变。试验研究证实了理论研究结果。经陕西省计量部门标定,研制的盘式分流器方波响应上升时间小于0.3ns。文章还介绍了以盘式分流器为标准,校准其它强流脉冲测量装置的结果。     

用于飞行时间质谱仪的高压延时脉冲串发生器的研制

介绍了一种高压延时脉冲串发生器的原理和测试结果。该发生器使用简单的RC电路,通过延时调节、脉冲串产生和高压脉冲串产生三个步骤实现了0～±800V高压脉冲串的输出。此高压脉冲串上升沿小于100ns,可实现2μs～30ms的延时,产生的脉冲串总宽度可在1～10ms内调节,脉冲串内脉冲频率为1～10kHz可调,且产生的波形稳定,误差不超过1%,可用作垂直引入式飞行时间质谱仪里的推斥电源,用于离子的采样。同时介绍了电路各部分的调节方法、波形的输出及抖动情况,分析了误差的产生主要来自电路中电阻电容的不稳定性。提出了装置的不足之处及需要改进的地方。     

冲击电阻分压器测量误差的校正

当冲击电压测量系统用来测量幅值很高、波头很陡或在波头截断的冲击电压波时,不可避免的是会存在着测量误差的。因之,必须校正冲击电压测量系统的测量误差.本文介绍了利用直角电压波校正冲击分压器测量误差的一些工作.文章首先介绍了一种产生直角电压波的方法和线路。利用这种线路可以产生波头时间为十几个毫微秒的冲击电压波.然后,通过实验测量出冲击分压器对直角电压波的响应曲线.最后,通过数学分析(杜阿美积分)求出分压器对0.5/50,1.5/40微秒冲击电压的测量误差.在这次工作中,也通过实验比较了几种不同屏蔽电极对测量误差的影响.     

电容器的电压跃变能量转换

本文分析了电容器电压跃变时伴随的冲激电流的能量转换，并以脉冲补偿分压器为例进行了，指出在计算有电容电压跃变的能量损耗时，除计及集中参数的电阻元件的员耗而外，冲激电流在分布电阻及电磁辐射上的能耗不可忽略。     

电晕放电辐射场实验研究

针对带高压物体的电晕放电辐射信号的时域、频域特征开展研究,对静电电晕放电电流、辐射场进行了理论分析,设计完成了静电电晕放电电流及辐射信号实验.研究发现,不同极性电晕放电的辐射场波形测试有明显差别:实验条件为负极性时,先发生电晕放电,但正极性放电发生时,脉冲幅值比负极性时大;负电晕电流脉冲波形的上升时间小于正电晕电流.实验结构不同,电晕放电辐射场的特征不同:利用电晕放电针与直流高压源直接相连的实验结构得到的放电波形的上升时间为十几个ns,频率分布集中在20～100 MHz;利用孤立导体电晕放电实验结构得到的放电波形的上升时间为几个ns,频率分布集中在200～600 MHz.结论对于研究带高压物体的电晕放电辐射信号特征具有很好的参考价值.     

模拟微弱PD UHF信号纳秒级陡脉冲源的研制

针对电气设备超高频法检测局部放电的定位和定量校正需要,设计了一种纳秒级陡脉冲源,构建了相应的电路模型,用Pspice仿真分析了储能电容和电源电压对产生陡脉冲波形的影响。该纳秒级陡脉冲源在储能电容为10、20pF时,脉冲上升陡度分别达到0.68、0.90ns,脉宽分别为0.98、1.18ns,脉冲峰值分别为8.72、12.2V,产生的局部放电量分别为320、600pC,用研制的套筒单极子天线接收的多路陡脉冲信号稳定,误差小于70ps,可以用于超高频法检测局部放电的定位和定量校正试验研究。