短时延高陡度脉冲放大器

摘要

一种短时延高陡度脉冲放大器，由隔离变压器、整流电路、储能电路、脉冲输出电路、晶闸管控制电路组成，隔离变压器接工频交流电源，隔离变压后接整流电路，整流电路的输出一路接储能电路，另一路接晶闸管控制电路。储能电路的输出端接脉冲输出电路，晶闸管控制电路的输出端接脉冲输出电路中的晶闸管控制端。晶闸管作为电容器放电的开关，利用电容瞬间放电产生陡脉冲，此脉冲经过脉冲变压器放大产生短时延高陡度的输出脉冲。通过减少脉冲变压器的绕组匝数来减少脉冲变压器的漏电感和分布电容，或者提高整流电路整流后的电压来提高储能电路中充电电容两端的电压，增加脉冲放大器输出脉冲的陡度。

说明书

技术领域

本发明属于高电压试验技术领域，具体涉及的是一种短时延高陡度脉冲放大器。

背景技术

为检测电力系统高压电气设备的绝缘性能，需要对高压电气设备进行模拟雷电过电压和操作过电压的冲击电压试验，其中经常需要用到脉冲放大器。为得到高陡度的脉冲，需对产生的脉冲进行陡化，这会增加放大器的成本和体积。为提高脉冲放大器的效果，本发明提出一种产生短时延高陡度脉冲的放大器。

发明内容

本发明为克服上述现有技术的不足，提出了一种短时延高陡度脉冲放大器，能够产生短时延高陡度的脉冲。

本发明的技术解决方案如下：

一种短时延高陡度脉冲放大器，其特点在于，包括隔离变压器、整流电路、储能电路、脉冲输出电路和晶闸管控制电路；所述的隔离变压器的输入端接工频交流电源，输出端接所述的整流电路的输入端，该整流电路的第一输出端接储能电路的输入端，第二输出端接晶闸管控制电路的输入端，该储能电路的输出端接脉冲输出电路的输入端，晶闸管控制电路的输出端接脉冲输出电路的晶闸管控制端。所述的隔离变压器GB后接整流电路，输出端的一端接地。

所述的整流电路包括第一电阻、第一电容、第二电阻、第二电容、第一二极管和第二二极管；所述的第一电阻和第一电容的一端与所述的隔离变压器的输出接线端相连接，另一端分别与所述的第一二极管的负极和第二二极管的正极相连；所述的第二电阻和第二电容的一端与所述的隔离变压器的输出接地端相连接，另一端与所述的第二二极管的负极相连；所述的第一二极管的负极与所述的隔离变压器的输出接地端相连接。

所述的储能电路包括第四电阻、第四电容和第五电阻；所述的第四电容和第五电阻的一端与所述的第四电阻的一端相连，另一端接地，所述的第四电阻的另一端与所述的第二二极管的负极相连。

所述的脉冲输出电路包括续流二极管、晶闸管和脉冲变压器；所述的脉冲变压器的原边高压接头分别与所述的续流二极管的负极和所述的第四电阻的一端相连，原边低压接头分别与所述的续流二极管的正极和晶闸管的阳极连接，所述的晶闸管的阴极接地；脉冲变压器的输出即所述短延时高陡度脉冲放大器的输出。

所述的晶闸管控制电路包括第三电阻、第三电容、瞬态抑制二极管、第六电阻和开关；所述的第三电阻的一端与整流电路的输出端相连，另一端分别与所述的第六电阻、第三电容和瞬态抑制二极管的一端相连，所述的第三电容和瞬态抑制二极管的另一端接地，所述的第六电阻的另一端经所述的开关与所述的晶闸管的门极相连；瞬态抑制二极管两端的电压经过第六电阻和开关相串联后接到脉冲输出电路中的晶体闸流管的门极，控制晶闸管的导通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)利用电容瞬间放电产生陡脉冲，此脉冲经过脉冲变压器放大产生短时延高陡度的输出脉冲。

(2)通过减少脉冲变压器的绕组匝数来减少脉冲变压器的漏电感和分布电容，或者提高整流电路整流后的电压来提高储能电路中充电电容两端的电压，增加脉冲放大器输出脉冲的陡度。

附图说明

图1是本发明的原理框图

图2是本发明的总电路图

图3是本发明的脉冲放大的电路图

图4是本发明中脉冲放大电路的等效电路图

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明。

如图1所示，本发明的短时延高陡度脉冲放大器由隔离变压器GB、整流电路2、储能电路3、脉冲输出电路4和晶闸管控制电路5组成。

如图2所示，隔离变压器GB接工频交流电源，隔离变压后接整流电路，整流电路的输出一路接储能电路，另一路接晶闸管控制电路。储能电路的输出端接脉冲输出电路，晶闸管控制电路的输出端接脉冲输出电路中的晶闸管门极。

所述的隔离变压器GB后接整流电路，输出端的一端接地。

所述的整流电路由第一电阻R1，第一电容C1，第二电阻R2，第二电容C2，第一二极管D1和第二二极管D2组成。第一电阻R1和第一电容C1相并联，一端接隔离变压器GB输出的一端，另一端接第一二极管D1的负极和第二二极管D2的正极。第二电阻R2和第二电容C2相并联，一端接隔离变压器GB输出的另一端，另一端接第二二极管D2的负极。

所述的储能电路由第四电阻R4，第四电容C4和第五电阻R5组成。第四电容C4和第五电阻R5并联后一端经第四电阻R4接整流电路的输出端，另一端接地。

所述的脉冲输出电路由续流二极管D3、晶闸管SCR和脉冲变压器MB组成。脉冲变压器MB的原边与晶闸管SCR串联后并联在储能电路的输出端，脉冲变压器MB的原边并联有续流二极管D3。脉冲变压器MB的输出即所述短延时高陡度脉冲放大器的输出。

所述的晶闸管控制电路由第三电阻R3、第三电容C3、瞬态抑制二极管TVS、第六电阻R6和开关K组成。第三电阻R3串联瞬态抑制二极管TVS后一端并联在整流电路的输出端，另一端接地。瞬态抑制二极管TVS两端并联起稳压作用的第三电容C3。瞬态抑制二极管TVS两端的电压经过第六电阻R6和开关K相串联后接到脉冲输出电路中的晶闸管SCR的门极，控制晶闸管的导通。

如图3所示，为产生幅值30kV的输出脉冲，从220V工频交流电源经隔离变压后整流成600V直流电压，给储能电路中的第四电容C4充电，再将第四电容C4经过晶闸管SCR控制的放电产生的脉冲经过1：50的脉冲变压器放大，最终得到幅值30kV的脉冲。

如图4所示为本发明中的脉冲放大电路的等效电路，增加电容C1两端的电压或者减少脉冲变压器的漏电感Lk和分布电容CB提高脉冲的陡度，同时减少脉冲生成的延时。

本发明采用晶闸管作为第四电容C4的放电开关，利用第四电容C4瞬间放电产生的脉冲经过脉冲变压器放大输出实现短时延高陡度的脉冲放大。