自动调节的交流高压电源

运用脉宽调制器 TL494、计算机及采集卡实现了交流高压的自动调节 ,该高压源可测试氧化锌电阻片和压敏电阻片给定电流下的交流 U1m A、U10 0μA、U10μA等参数 ,以及给定交流高压下的全电流 Io、阻性电流 Ir,可用于自动化生产线的大批量交流参数测试 ,大大提高了测试的效率与精度     

A Novel Crowbar Impulse Current Circuit for Testing the Switch-Type SPD

A crowbar impulse current circuit for testing the switch-type surge protective device （SPD） is presented. The crowbar circuit consists of a computer control circuit, a trigger voltage pulse generator, a main discharging switch, and a crowbar pseudospark switch. The active trigger technology was studied in the crowbar impulse current circuit. The circuit monitors the main discharging current and generates a trigger signal at a proper time for the crowbar pseudospark switch operation. The trigger characteristics of the main discharge switch and the crowbar pseu- dospark switch were investigated. By monitoring the preset applied capacitor voltage, the gap distance of the main discharging switch could be adjusted to ensure a discharging delay time less than 2 μs. Equipped with a surface ttashover trigger device made of high relative perimittivity dielectric material BaTiO3 （εr = 3460）, the discharge delay time of the crowbar pseudospark switch is less than 85 ns, and the minimum operating voltage is less than 1% of its self-breakdown voltage. With a storage capacitor of 9 μF , an inductor of 18 μH and a crowbar pseudospark switch, a load of 30 mΩ and an applied capacitor voltage of 40 kV, an impulse current waveform of maximum 25 kA was generated with a rise time and time to half peak value of 17.2 μs and 336μs respectively.     

低气压放电开关沿面闪络触发器的性能研究

脉冲功率技术和脉冲电流试验技术对放电开关提出了越来越高的要求,如较长的使用寿命、宽的工作范围、较小的触发时延及抖动等。为了满足这些需求,设计了伪火花开关的氧化锌半导体和高介钛酸钡陶瓷介质沿面闪络的触发装置,通过对表面放电触发器的实验发现:高介钛酸钡陶瓷沿面闪络触发器显示出强而快的电荷释放能力,在伪火花开关工作的气压范围内,触发器能够在20～30ns内释放20～30μC的电荷量,释放的电子数达到1.25×1014～1.875×1014,触发电流的上升陡度可达120～320GA/s。上述两种介质材料制作的PSS,气压7Pa时,自击穿电压28kV,最小工作电压分别为360、130V,放电延时分别为380～106ns和80～35ns,时延抖动分别为85～23ns和22～6ns。研究结果表明:高介钛酸钡陶瓷沿面闪络触发器显示出比氧化锌半导体强而快的电荷释放能力,由其制作的伪火花开关具有极低的放电时延和时延抖动。     

雷电流组合波形下碳纤维/环氧树脂基复合材料层压板雷击损伤试验

为了评估碳纤维/环氧树脂基复合材料位于不同飞机雷击分区下的雷击损伤程度及损伤特征,采用A+B、D+B+C和A+B+C+D 3种不同的雷电流波形组合,对两类不同尺寸复合材料层压板试验件（Type1和Type2）进行了模拟雷电流冲击试验,通过目视损伤观察和超声损伤扫描,分析评估了复合材料位于飞机1A区、2A区及1B区时的雷击损伤程度及特征,同时还对含铜网防护碳纤维/环氧树脂基复合材料层压板在不同雷击分区下的雷击防护效果进行了评估。结果表明：不同雷击分区下,碳纤维/环氧树脂基复合材料在雷电流作用下的损伤模式基本一致,包括纤维断裂、基体烧蚀及分层损伤;对于相同类型试验件,1B区对应雷击损伤程度最严重,其次为2A区,1A区损伤程度最小;在相同雷击分区下,长宽比较小的Type1型试验件雷击损伤程度大于长宽比较大的Type2型试验件;0.25 mm厚铜网能够有效对碳纤维/环氧树脂基复合材料进行雷击防护,位于1A区、2A区及1B区的含防护与无防护Type2型试件,前者雷击损伤程度较后者分别下降88.9%、53.9%和68.7%。     

压敏电阻对冲击电流回路输出特性影响的仿真

为研究压敏电阻的非线性特性及其性能评估,建立了非线性压敏电阻冲击电流特性的仿真模型,并研究了压敏电阻对不同特征阻抗8/20μs冲击电流回路输出电流波形参数的影响规律。研究结果表明:①压敏电阻的动态电阻r对冲击电流波参数有较大影响,随着r的降低,冲击电流波前时间tf增加,逐渐趋于8μs,冲击电流波半峰值时间tt减小,逐渐趋于20μs,tt与tf之比tt/tf减小,逐渐趋于2.5;②冲击电流回路的特征阻抗Z越小,r对回路输出电流波形参数的影响越大,对压敏电压为471V的压敏电阻负载,当Z为0.35Ω且电流幅值从4A到10kA变化时,tf的变化幅度为4.75μs,tt的变化幅度为19.537μs,tt/tf的变化幅度为9.75;而当Z为1Ω时,tf的变化幅度为2.8μs,tt的变化幅度为3.54μs,tt/tf变化幅度为2.093;③得出了压敏电阻动态电阻和输出满足IEC和国家试验标准要求的8/20μs冲击电流要求的最小电流幅值的关系规律,由此得出在实际应用中,对于电流幅值范围较宽的压敏电阻冲击电流回路,为了提高冲击电流回路输出的效率,应采用分段设计冲击电流回路。     

沿面闪络触发真空开关初始等离子体特性实验

提出了一种RC阻容式电荷收集器,并对触发真空开关触发初始等离子体特征进行了实验研究。实验结果表明,在触发真空开关初始等离子体的起始阶段有一个尖峰脉冲,而且初始等离子体电流波形呈振荡衰减的过程。初始等离子体电流波形的第一个振荡峰的极性取决于触发脉冲的极性。触发初始等离子体的电子电荷略大于离子电荷;触发初始等离子体的电荷随触发电压、触发电流、触发电荷的增加呈线性增加;触发初始等离子体在TVS真空间隙中的扩散时间受触发电压、触发电流、触发电荷以及TVS真空间隙距离的影响,在触发电压小于8kV时,初始等离子体的扩散时间随触发电压的增加呈线性减小,而后基本稳定在66～69ns;初始等离子体的扩散时间随TVS真空间隙距离的增加而增加,当真空间隙距离从0.5mm增加至8mm,初始等离子体的扩散时间从50ns增大至70ns。     

虚拟多通道氧化锌电阻片老化试验系统

采用数字I/O接口、采集卡和计算机组成了多通道氧化锌电阻片老化试验虚拟测试系统。该系统具有方便操作的人机界面,可设定电阻片的编号、数据采样的间隔,通过可视化的VB编程软件,实现全电流、阻性电流、容性电流和功耗的计算,并在线显示测试数据、全电流和阻性电流波形和功耗的动态曲线。全电流、阻性电流及功耗的测试精度均在1.5%以内。     

脉冲电流电磁场对生物膜的非热效应分析

通过简单的生物体细胞模型,研究脉冲电磁场对生物体所产生的生物效应的机制问题。证明了高电压脉冲电流放电环境中,低强度的脉冲电磁场可引起膜内外离子的输运过程,而当脉冲电磁场足够强时,则引起细胞膜的击穿。因此高电压脉冲电流放电环境中脉冲电流电磁场分量以及电磁防护的研究是非常有必要的。     

10/1000μs雷电流测量Rogowski线圈的研制

为了兼顾10/1 000μs雷电流波形快速上升的波前部分的高频分量与缓慢变化的波尾低频分量的测量需求,在对10/1 000μs雷电流波进行频谱分析的基础上,设计了带磁芯式的自积分Rogowski线圈,满足10/1 000μs雷电流波频谱的要求。采用10/1 000μs冲击电流Crowbar回路对设计的自积分Rogowski线圈进行了实验验证,与标准同轴管式分流器进行了测量结果比对,结果表明:研制的Rogowski线圈对幅值不大于3. 4 k A的10/1 000μs雷电流波,与标准同轴管式分流器测量准确度相比,峰值、波前时间、半峰值时间的测量偏差均不大于1%,满足测量要求,可应用于10/1 000μs雷电流的测量以及其它类似场合。