專利名稱：高精度高壓脈沖火花描跡電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及在物理教學(xué)中，一種用來(lái)描述物體運(yùn)動(dòng)軌跡的電化教具。
在物理學(xué)上，為了記錄物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，例如自由落體、平拋、上拋、碰撞等，過(guò)去采用頻閃照相法。此法使用非常不便，又不能立即看到試驗(yàn)結(jié)果。目前采用高壓脈沖電源在火花記錄紙上直接描繪出運(yùn)動(dòng)軌跡，并且立即可以得到試驗(yàn)結(jié)果。
目前采用的高壓脈沖電源，一般采用可控硅和儲(chǔ)能電容對(duì)高壓脈沖變壓器放電，而產(chǎn)生高壓打火記錄脈沖。這種方式，儲(chǔ)能電容的充電方法和可控硅的觸發(fā)電路決定了高壓脈沖電源的性能和成本。為了不使儲(chǔ)能電容在放電的同時(shí)，可控硅將充電電源短路，一般采用振蕩電路將直流電源轉(zhuǎn)變成高頻、高壓后，再整流對(duì)儲(chǔ)能電容充電。如果將220V市電直接整流作為充電電源，在電容放電時(shí)，可能使電源短路，因此后者的功耗很大，而前者結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作可靠性差，成本高，損耗大，轉(zhuǎn)換效率低。
可控硅觸發(fā)電路的定時(shí)精度，確定了高壓脈沖周期的精度。高精度的定時(shí)，需采用晶體振蕩器，然后，經(jīng)分頻產(chǎn)生觸發(fā)脈沖。這種方法，成本高，可靠性差，分頻用的集成電路容易被高壓脈沖擊穿。另外，采用RC定時(shí)電路，成本低，但是，定時(shí)精度差，易受干執(zhí)產(chǎn)生誤觸發(fā)。
本實(shí)用新型的任務(wù)是設(shè)計(jì)制造一種定時(shí)精度高，工作可靠，并且可以同步產(chǎn)生多路高壓脈沖，同時(shí)描繪幾條運(yùn)動(dòng)軌跡的高壓脈沖火花描跡電源。
本實(shí)用新型任務(wù)的實(shí)現(xiàn)是這樣的，直接將220V的市電進(jìn)行整流，然后通過(guò)限流電阻及隔離二極管對(duì)一儲(chǔ)能電容充電。將儲(chǔ)能電容與高壓脈沖變壓器及可控硅組成高壓脈沖產(chǎn)生電路。為了在儲(chǔ)能電容放電時(shí)，不使充電電路短路，因而可控硅的導(dǎo)通是依靠一個(gè)在電源過(guò)零時(shí)的觸發(fā)電路。另外，為提高脈沖電壓，可將兩個(gè)高壓脈沖變壓器串接，便會(huì)使脈沖電壓按倍數(shù)增加。若將多個(gè)高壓脈沖變壓器并接，可同步產(chǎn)生多路高壓脈沖。
本實(shí)用新型由于采用了過(guò)零觸發(fā)放電，高壓脈沖電源工作極為可靠，轉(zhuǎn)換效率高，不會(huì)產(chǎn)生誤觸發(fā)放電，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，體積小。還可作為汽車、摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火裝置。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的電路圖。
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的高壓脈沖產(chǎn)生電路中的高壓脈沖變壓器串接示意圖。
圖中，1是充電電路；2是高壓脈沖產(chǎn)生電路；3是過(guò)零觸發(fā)電路。
交流220V經(jīng)二極管D1～D4組成橋式整流電路整流，通過(guò)限流電阻R1及隔離二極管D5對(duì)高壓脈沖產(chǎn)生電路2中的儲(chǔ)能電容C1充電。高壓脈沖產(chǎn)生電路2是由儲(chǔ)能電容C1、可控硅SGR及高壓脈沖變壓器T組成。C1的一端與高壓脈沖變壓器的低壓包連接。當(dāng)可控硅SGR受觸發(fā)導(dǎo)通時(shí)，C1放電，高壓脈沖變壓器的高壓側(cè)產(chǎn)生高壓脈沖火花。為防止充電電路1被短路，過(guò)零觸發(fā)電路3必須在電源過(guò)零時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)使可控硅SGR導(dǎo)通。它的工作過(guò)程是這樣的，當(dāng)電源不過(guò)零時(shí)，a點(diǎn)在高電位，Q1導(dǎo)通，b點(diǎn)處在低電位，Q2截止，無(wú)觸發(fā)信號(hào)。這時(shí)，通過(guò)隔離二極管D6和電容C2的充電，使C點(diǎn)處在高電位，當(dāng)電源過(guò)零時(shí)，a點(diǎn)轉(zhuǎn)為低電位，Q1截止，c點(diǎn)電位未變，b點(diǎn)變?yōu)楦唠娢?，Q2導(dǎo)通，觸發(fā)可控硅SGR導(dǎo)通，C1放電產(chǎn)生高壓脈沖火花若要同步產(chǎn)生多路高壓脈沖，可將幾組儲(chǔ)能電容及升壓變壓器并接在電路中即可。若要提高脈沖電壓，可如圖2所示，分別將高低壓包串接即可。
本實(shí)用新型中的D1～D7可采用1N4007，D8可采用3～20V的穩(wěn)壓二極管，Q1可采用3DG6，Q2可采用3DG12，可控硅SGR可采用6A／400V的可控硅，R1可在數(shù)歐至數(shù)K內(nèi)選擇，R2可在數(shù)K至數(shù)百K內(nèi)選擇，儲(chǔ)能電容C1可用2μ／400V的電容器C2可采用10～220μF的電解電容，高壓脈沖變壓器可采用電視機(jī)用行輸出變壓器。
權(quán)利要求1.一種由充電電路、高壓脈沖產(chǎn)生電路、觸發(fā)電路構(gòu)成的高壓脈沖火花描跡電源，其特征是觸發(fā)電路是由晶體管Q1及Q2所搭成的過(guò)零觸發(fā)電路(2)、晶體管Q1的基極與電阻R3和R4的一端相接，發(fā)射極接地，集電極與晶體管Q2的基極相接，同時(shí)接電阻R5，發(fā)射極接電阻R7一端并與可控硅SGR的控制極相連接，集電極接電阻R6的一端，R6的另一端與電解電容C2的正極、R5的另一端及二極管D6的負(fù)相連接，C2的負(fù)極、R7的另一端、R4的另一端及穩(wěn)壓管D8的正極均接地，D8的負(fù)極、R2的一端、R3的一端及二極管D6的正極連接在一起，R2的另一端接充電電路(1)中的D1及D2的負(fù)極。
2.按照權(quán)利要求1所說(shuō)的高壓脈沖火花描跡電源，其特征是所說(shuō)的高壓脈沖產(chǎn)生電路中的高壓脈沖變壓器可用兩個(gè)串接使用。
專利摘要本實(shí)用新型是一種在物理數(shù)學(xué)中，用來(lái)描述物體運(yùn)動(dòng)軌跡的高壓脈沖火花描跡電源。該電源的特征是可控硅觸發(fā)電路采用了過(guò)零觸發(fā)電路因而電源工作極為可靠，轉(zhuǎn)換效率高，不會(huì)產(chǎn)生誤觸發(fā)放電。用多個(gè)儲(chǔ)能電容及高壓脈沖變壓器并接可組成多路高壓脈沖，串接可提高其脈沖電壓。
文檔編號(hào)G09B23/06GK2041869SQ8821951
公開日1989年7月26日 申請(qǐng)日期1988年4月21日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月21日
發(fā)明者孫迎光, 戰(zhàn)新國(guó) 申請(qǐng)人:孫迎光, 戰(zhàn)新國(guó)