資源描述：
《15A大負(fù)載連續(xù)脈沖電流源》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、全固第二．■特種電萱E與元l件掌術(shù)年套’淪文j‘15A大負(fù)載連續(xù)脈沖電流源趙娟賈興朱利君陳敏張紀(jì)昌(中物院流體物理研究所，四川綿陽市919信箱621900)摘要：本文介紹一種以“555”集成電路為主組成的多諧振蕩器和單穩(wěn)電路作為驅(qū)動電路、用2只串接的1GBT管作為高壓脈沖形成輸出級構(gòu)成的連續(xù)脈沖恒流源。主要技術(shù)指標(biāo)：電流為2-15A(負(fù)載40．1200)，電流脈沖寬度為10ps-4ms，前沿≤0，2Bs，頂部下垂≤01％，工作頻率0．2Hz，波形光滑無振蕩，有同步脈沖輸出。關(guān)鍵詞：脈沖電流源、高壓脈沖、同步輸出1引言本課題是為某項(xiàng)研究特殊需要而研制的，最大輸出電流15A，晟大負(fù)載120Q，最
2、大脈寬4ms，且連續(xù)工作，電流、負(fù)載和脈寬可在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，要求波形光滑無振蕩，前沿、后沿快，頂部下垂小，因此選擇用作高壓脈沖形成的器件就成為本課題的關(guān)鍵。通過對多種器件的比較考核以及吸取以往研制的單次和連續(xù)的脈沖恒流源的經(jīng)驗(yàn)，采用了35A／1．4kV的IGBT管，用串接方式，其工作電壓和電流均有較大余量。高壓放電時(shí)嚴(yán)重干擾同步信號輸出，消除其干擾，使同步信號正常輸出，也是本課題主要解決的問題，為了便于觀察和監(jiān)測，在前面板用數(shù)字表顯示和預(yù)置輸出電流波形的寬度和IGBT管的工作電壓，在后面板設(shè)置輸出電流監(jiān)測口。2工作原理圖l為連續(xù)脈沖電流源工作原理圖圖1連續(xù)脈沖電流源工作原理圖直流高壓VH：
3、采用DC／DC變換方式，低壓24V經(jīng)雙管推挽間歇振蕩器產(chǎn)生幾十千赫茲的高頻方波脈沖，再經(jīng)高頻脈沖變壓器升壓、整流濾波產(chǎn)生500～1800V連續(xù)可調(diào)的直流高壓為恒流形成單元供電。全國第二晨特種電嗣I與元薯l偉掌術(shù)年套論文j‘方波發(fā)生器：用“555”電路組成多諧振蕩器，其脈寬為0．69R2cl，振蕩周期069(Rl+2R2)C。連續(xù)方波脈沖經(jīng)BGl三極管倒向，再經(jīng)R6C2微分，負(fù)脈沖觸發(fā)脈寬成形電路，正脈沖經(jīng)整形去復(fù)位計(jì)數(shù)器。脈寬成形：用“555”電路組成單穩(wěn)，脈寬由Rw和C3決定，其值為1，1RwC3，調(diào)節(jié)Rw，可使輸出電流脈寬在10Ijts．4ms范圍內(nèi)變化?！瘑畏€(wěn)輸出的脈寬前沿開計(jì)數(shù)門，使
4、1MHz晶振的連續(xù)脈沖通過，由計(jì)數(shù)器記錄，脈寬的后沿關(guān)門，計(jì)數(shù)停止，因此計(jì)數(shù)器顯示的是單穩(wěn)輸出的脈寬。恒流形成：由2只IGBT管，高壓儲能電容Co和高壓組件組成。IGBT管選用2只35A／1400V功率較高的管子串接；儲能電容Co用8只1000uF／450V并、串構(gòu)成50011F／1800V，高壓組件輸出的直流高壓為電容充電，單穩(wěn)輸出的某一寬度的脈沖經(jīng)BG2管驅(qū)動IGBT，電容Co經(jīng)IGBT管和負(fù)載放電，如果充電電壓和負(fù)載確定，則放電電流就為“恒流”。開關(guān)“K”：用于控制電流脈沖輸出，開關(guān)K合上時(shí)，有電流脈沖輸出。3設(shè)計(jì)與調(diào)試31方波發(fā)生器：要求工作頻率為O2Hz，則振蕩周期T為T=Tl+T
5、2=5s．??????(1)T=0．69(Rl+2R2)C1(2)T1=069(RI+R2)C1(3)T2=0．69R2Cl????．??．?(4)Tl為電容充電時(shí)間，用于計(jì)數(shù)器顯示時(shí)間，取4．7s～45sT2為電容放電時(shí)間，作為計(jì)數(shù)器復(fù)位時(shí)間，取O3～05s取Cl=4．7uF，T2=03s，由(4)式得R2=92kQ取R2=91kQ由(1)式得T2=47s再由(3)式得Rl=1．4MQ實(shí)測多諧振蕩器波形0．309s4633s32單穩(wěn)脈寬成形電路要求最大電流脈沖寬度4ms。脈寬tw由下式計(jì)算：tw=11RwC3??．?????(5)取C3=0082uF，則由(5)式得最大Rw--44kQ，取
6、Rw=50kQ，調(diào)節(jié)R。，可使脈寬在10¨j～4ms范圍內(nèi)變化。3．3高壓脈沖成形輸出此部分是該電源的關(guān)鍵部分·最大直流供電電壓V}IIlla。：由最大負(fù)載RL。ax和最大脈沖電流10。、決定，即V№x=RLfⅢIDmx114全回第：；屆特種電營t與元嗣I件掌術(shù)年會’淪文秦RLm。。=120QIom。x=15A則V}hTlax=1800V·高壓儲能電容C：電容C耐壓Vc≥VH。。電容C的容量：由電容放電時(shí)間常數(shù)-“和最大脈沖寬度t。。。估算1dls．RLmxC>>t一“twm“=4X10sC>>33uF取C=500uF電容c采用8只1000uF／450V電容并、串構(gòu)成500uF／1900V·
7、電容器最大平均充電電流I?：電容器在4ms內(nèi)放電電量Qd。。為Qdi。；Iom。。tw=006C為了保證頂部下垂?jié)M足指標(biāo)要求，需在周期為5秒內(nèi)，直流供電電源為電容C充電，充的電量等于或大于4ms內(nèi)放電電量。因此最大平均充電電流I?、為12mA，設(shè)計(jì)的直流電源為20mA。3．4同步信號同步信號從高壓脈沖成形輸出前端取出，高壓放電對同步信號干擾嚴(yán)重，解決的辦法：主板與地隔離：高壓部分的“地”與低壓部分的“地”用電
