尖峰脈沖發(fā)生器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域的電子設(shè)備，具體是一種用于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)部件電源線瞬變測(cè)試的尖峰脈沖發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成。使我國(guó)成為繼美、俄之后的世界上第三個(gè)擁有自主衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于測(cè)繪、電信、水利、漁業(yè)、交通運(yùn)輸、森林防火、減災(zāi)救災(zāi)和公共安全等諸多領(lǐng)域，產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。隨著導(dǎo)航系統(tǒng)的發(fā)展，其導(dǎo)航產(chǎn)品深入我們的生活，其產(chǎn)品的安全可靠性也已是我們需要面對(duì)的課題，電磁兼容是其中一項(xiàng)。
[0003]國(guó)內(nèi)的電磁兼容起步比較晚，目前主要借鑒國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)和一些成熟的經(jīng)驗(yàn)。其國(guó)產(chǎn)測(cè)試設(shè)備也主要是一些如雷擊，脈沖群等常用設(shè)備，不能滿足一些特定領(lǐng)域中電子電器產(chǎn)品對(duì)電磁兼容測(cè)試需求，目前這些產(chǎn)品主要依賴于進(jìn)口，其供貨周期長(zhǎng)，價(jià)格高。對(duì)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)電子產(chǎn)品電磁兼容測(cè)試，其測(cè)試儀器設(shè)備也主要依賴于進(jìn)口，國(guó)內(nèi)沒有相應(yīng)的廠家生產(chǎn)。
[0004]經(jīng)過對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利文獻(xiàn)號(hào)CN103997252A公開(公告)日2014.08.20，公開了一種高頻高壓脈沖發(fā)生電路，包括一倍壓整流電路，一濾波電路、一放電開關(guān)和一高壓變壓器，其中:所述倍壓整流電路連接在DC/DC電源高頻變壓器和濾波電路之間，用于將變壓器輸出的方波電壓進(jìn)行倍壓處理；所述濾波電路的輸入端連接倍壓整流電路的輸出端；所述放電開關(guān)串聯(lián)于濾波電路的輸出端和高壓變壓器的初級(jí)線圈之間；所述高壓變壓器的初級(jí)線圈連接在所述放電開關(guān)和電源地之間，次級(jí)線圈與負(fù)載相連，所述高壓變壓器用于將低壓脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換為高壓脈沖信號(hào)。該技術(shù)中的脈沖輸出是靠脈沖變壓器耦合完成，由于受變壓器體積、生產(chǎn)工藝、成本、應(yīng)用環(huán)境等因素影響，變壓器輸出功率有限，其單個(gè)輸出脈沖能量小，不能滿足一般EMC電源線抗擾度測(cè)試需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種尖峰脈沖發(fā)生器，應(yīng)用電容儲(chǔ)能，在微秒級(jí)完成釋放，脈沖上升沿時(shí)間10ns (最大幅值的10%到90% )，持續(xù)時(shí)間10 μ s (最大幅值的50%到50% )，脈沖重復(fù)頻率1Hz?10Hz連續(xù)可調(diào)，輸出脈沖最大幅值100?1800V連續(xù)可調(diào)。波形參數(shù)完全符合標(biāo)準(zhǔn)GB/T15527 - 1995，波形滿足GB/T15540 - 1995。
[0006]本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括:可調(diào)高壓源模塊、高壓高速大電流電子開關(guān)模塊、尖峰脈沖形成模塊、相位采樣模塊、人機(jī)界面模塊和主控制模塊，其中:人機(jī)界面模塊接收工作參數(shù)設(shè)置并將工作指令傳輸至主控制模塊，主控制模塊向人機(jī)界面模塊輸出儀器工作狀態(tài)數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)顯示刷新，主控制模塊另外輸出控制指令分別至可調(diào)高壓源模塊和尖峰脈沖形成模塊、輸出導(dǎo)通指令至高壓高速大電流電子開關(guān)模塊，可調(diào)高壓源模塊依設(shè)定的電壓向尖峰脈沖形成模塊中的儲(chǔ)能電容充電，高壓高速大電流電子開關(guān)模塊依設(shè)定的時(shí)間控制儲(chǔ)能電容放電生成脈沖波，相位采樣模塊將采集到的待測(cè)設(shè)備電源的相位信息輸出至主控制模塊，使得高壓高速大電流電子開關(guān)模塊將脈沖波疊加于待測(cè)設(shè)備的對(duì)應(yīng)相位。
[0007]所述的可調(diào)高壓源模塊輸出電壓幅值O?1800V可調(diào)，全程精度控制在5%以內(nèi)。
[0008]所述的高速電子開關(guān)模塊采用過驅(qū)動(dòng)原理，導(dǎo)通延遲時(shí)間小于50納秒，電流可達(dá)150A，耐壓超過2500V。
[0009]所述的尖峰脈沖形成模塊采用LC振蕩原理和高速半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)，該尖峰脈沖形成模塊包括:儲(chǔ)能單元、振蕩單元、上升沿形成單元和極性切換單元，其中:儲(chǔ)能單元分別與振蕩單元以及高壓高速大電流電子開關(guān)模塊相連，當(dāng)高壓高速大電流電子開關(guān)模塊收到導(dǎo)通指令時(shí)控制儲(chǔ)能單元向振蕩單元放電以形成所需脈沖的形狀和半寬，振蕩單元和上升沿形成單元連接并由上升沿形成單元對(duì)輸出脈沖波進(jìn)行上升沿濾波，上升沿形成單元和極性切換單元連接并由極性切換單元完成脈沖的正負(fù)極性輸出。
[0010]所述的儲(chǔ)能單元的輸出端設(shè)有放電單元，使得尖峰脈沖形成模塊在不工作時(shí)通過放電單元將儲(chǔ)能單元內(nèi)的電荷卸載。
[0011]所述的相位采樣模塊通過對(duì)正弦交流電的過零點(diǎn)探測(cè)，然后通過計(jì)算得出正弦交流電的相位。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明輸出脈沖示意圖。
[0014]圖3為尖峰脈沖形成模塊單元結(jié)構(gòu)圖.
[0015]圖4為實(shí)施例中尖峰脈沖形成模塊電路示意圖。
[0016]圖5為實(shí)施例控制流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。
實(shí)施例1
[0018]如圖1所不，本實(shí)施例包括:0?1800V可調(diào)尚壓源t旲塊、尚壓尚速大電流電了 JT關(guān)模塊、尖峰脈沖形成模塊、相位采樣模塊、人機(jī)界面模塊和主控制模塊，其中:人機(jī)界面模塊接收工作參數(shù)設(shè)置并將信息傳輸至主控制模塊；主控制模塊向人機(jī)界面模塊輸出儀器工作狀態(tài)以顯示刷新，主控制模塊另外分別輸出控制指令至O?1800V可調(diào)高壓源模塊和尖峰脈沖形成模塊、輸出導(dǎo)通指令至高壓高速大電流電子開關(guān)模塊；在主控制模塊的協(xié)調(diào)控制下，O?1800V可調(diào)高壓源模塊依設(shè)定的電壓向尖峰脈沖形成模塊中的儲(chǔ)能電容充電；設(shè)定時(shí)間到后儲(chǔ)能電容則通過高壓高速大電流電子開關(guān)模塊迅速放電，和尖峰脈沖形成模塊共同形成所需脈沖波；相位采樣模塊與主控制模塊相連，并輸出采集到的待測(cè)設(shè)備電源的相位信息，在有同步要求時(shí)，高壓高速大電流電子開關(guān)模塊導(dǎo)通將脈沖波疊加于待測(cè)設(shè)備電源不同相位上。
[0019]本裝置輸出脈沖波形如圖2所示，脈沖上升沿時(shí)間10ns (最大幅值的10%到90% )，持續(xù)時(shí)間10 μ s (最大幅值的50%到50% )，脈沖重復(fù)頻率1Hz?10Hz連續(xù)可調(diào)，輸出脈沖最大幅值100?1800V連續(xù)可調(diào)。上升時(shí)間、持續(xù)時(shí)間、最大幅值的誤差控制在± 10%。輸出脈沖正負(fù)極性可調(diào)，具有和被測(cè)試儀器電源同步功能，脈沖可以疊加于被測(cè)試品電源任意相位上。
[0020]為了滿足上述脈沖需求，需要設(shè)計(jì)一款輸出電壓可調(diào)，電壓全程范圍精度控制在5%以下的高壓電源，還需解決高壓(電壓達(dá)2500V)、大電流(瞬態(tài)電流可達(dá)100Α以上)、快速(上升沿達(dá)100ns)的電子開關(guān)。加強(qiáng)對(duì)元器件的選擇，以使儀器在不同溫度、濕度、電壓、電流下的性能參數(shù)都滿足測(cè)試需求。
[0021]如圖3所示，所述的尖峰脈沖形成模塊采用LC振蕩原理和高速半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)，該尖峰脈沖形成模塊包括:儲(chǔ)能單元、振蕩單元、上升沿形成單元和極性切換單元，其中:儲(chǔ)能單元分別與振蕩單元以及高壓高速大電流電子開關(guān)模塊相連，當(dāng)高壓高速大電流電子開關(guān)模塊收到導(dǎo)通指令時(shí)控制儲(chǔ)能單元向振蕩單元放電以形成所需脈沖的形狀和半寬，振蕩單元和上升沿形成單元連接并由上升沿形成單元對(duì)輸出脈沖波進(jìn)行上升沿濾波，上升沿形成單元和極性切換單元連接并由極性切換單元完成脈沖的正負(fù)極性輸出。
[0022]所述的儲(chǔ)能單元的輸出端設(shè)有放電單元，使得尖峰脈沖形成模塊在不工作時(shí)