基于闪络性故障应用的高压信号发生器的研究

摘要

当电力电缆发生故障时，迅速定位故障并排除故障，是非常有意义的。高压信号发生器是电缆检测仪中的重要组成部分。本设计主要针对电缆闪络性故障的检测进行研究，基于三次脉冲法的技术需求来设计高压信号发生器。
　　高压信号发生器主要由整流滤波、稳压部分、直流斩波电路、逆变器、高频变压器、倍压整流电路和脉冲发生电路组成。将工频交流电通过整流、滤波、稳压环节得到低压直流电，将此直流电作为直流斩波电路的输入，在斩波电路中实现电压调节。设计用BTS器件实现斩波功能，采用PWM调制，改变占空比，实现高性能可调直流电压。
　　逆变电路采用全桥逆变电路的形式，将可调直流电逆变成高频交流方波信号。将得到的高频交流电再经过高频变压器升压和倍压整流，最后得到直流高压电。对逆变电路、倍压整流电路的选择作了具体的介绍，对高频变压器的制做过程进行了详细的分析。
　　低压纳秒脉冲通过脉冲发生电路实现，倍压整流后的直流电作为脉冲的输入，经过高速开关管MOS管和电容充放电作用，最后得到纳秒脉冲。
　　对选定的主电路中各参量的计算，包括整流滤波电路、稳压电路、逆变电路、高频变压器、倍压整流电路以及脉冲发生器。对整个电源系统的硬件进行了选择。最后对整个系统进行了大量的仿真分析和部分试验，给出了仿真结果和试验波形，结果验证了理论分析与设计的合理性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 电源系统

1．2 高压电压源研究背景

1．2．1 高压电压源的概念

1．2．2 高压电压源的应用领域

1．2．3 高压电压源的研究现状

1．3 电缆检测概论

1．4 论文的选题

第2章 直流源的设计

2．1 直流源的组成

2．1 直流源的基本原理

2．2．1 整流滤波

2．2．2 稳压电路

2．2．3 直流斩波

2．3 直流源的设计

2．4 单片机控制调压

2．4 本章小结

第3章 逆变器的设计

3．1 全桥式逆变器的工作原理

3．2 ZVS全桥逆变电路

3．3 器件的选择

3．3．1 开关管的选择

3．3．2 驱动电路的选择

3．4 本章小结

第4章 高频变压器与倍压整流电路的设计

4．1 高频变压器

4．1．1 高频变压器的设计原则和要求

4．1．2 高频变压器磁芯分析

4．1．3 高频变压器参数设计

4．2 倍压整流电路

4．4 本章小结

第5章 纳秒级脉冲发生电路的设计

5．1 几种典型的窄脉冲产生电路

5．1．1 火花放电开关脉冲形成基本原理

5．1．2 磁开关形成的高压脉冲

5．1．3 基于雪崩三极管的脉冲发生器

5．1．4 基于漂移阶跃恢复二极管的电路

5．1．5 阶跃恢复二极管工作原理

5．2 脉冲发生电路设计

5．2．1 设计原理

5．2．2 参数计算

5．2．3 脉冲源总体电路

5．2．3 器件的选择

5．3 本章小结

第6章 系统的仿真与试验

6．1 MATLAB介绍

6．2 电路的仿真与试验

6．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢