專(zhuān)利名稱(chēng)：高速同步脈沖恒流供電裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是一個(gè)高速同步脈沖恒流源產(chǎn)生器，它是錳銅壓阻傳感器的供電源，是錳銅壓阻法測(cè)壓系統(tǒng)中的必要裝置。
壓阻法，尤其是錳銅壓阻法，是當(dāng)代國(guó)際上最流行的動(dòng)態(tài)高壓測(cè)量技術(shù)。對(duì)于高阻值的，50Ω錳銅壓阻計(jì)主要用于中等壓力測(cè)量，10Mpa－1Gpa；對(duì)于低阻值的，0.02－0.2Ω錳銅壓阻計(jì)(如H型或雙π型的)主要用于1－100Gpa的動(dòng)態(tài)高壓測(cè)量。當(dāng)利用錳銅壓阻計(jì)配置動(dòng)態(tài)高壓測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，傳感器的同步脈沖供電裝置的必不可少的。
1964年Fuller和Price以及Bvesfin和Keough等人首先公布了把錳銅絲嵌入C－7樹(shù)脂園盤(pán)中制成的動(dòng)態(tài)高壓傳感器，以后國(guó)內(nèi)外都有這方面的研究和實(shí)驗(yàn)成果。但是，國(guó)內(nèi)外所使用的傳感器供電源都不理想，主要缺點(diǎn)是從觸發(fā)到輸出電流恒定之間的時(shí)間太長(zhǎng)，一般都在5－7微秒。利用這種脈沖恒流源配置成的錳銅測(cè)壓系統(tǒng)，有時(shí)不能有效的、甚至根本無(wú)法捕獲被測(cè)對(duì)象的動(dòng)態(tài)高壓信息。如在測(cè)量工業(yè)電雷管輸出壓力時(shí)，很難取得提前5－7微秒的觸發(fā)信號(hào)。因此，錳銅壓阻法雖是一種先進(jìn)的動(dòng)態(tài)高壓測(cè)試技術(shù)，但至今不能完全取代古老的評(píng)價(jià)雷管輸出能力的“凹痕法”。
本實(shí)用新型提供的“高速同步脈沖恒流供電裝置”可以大大縮短從觸發(fā)到電流恒定的時(shí)間，(實(shí)測(cè)結(jié)果是在觸發(fā)后0.4微秒，即可給出穩(wěn)定的恒定電流。)從而滿(mǎn)足不對(duì)壓阻計(jì)供電源的要求、擴(kuò)展了壓阻法的應(yīng)用范圍。
本實(shí)用新型的構(gòu)成如附

圖1所示，附圖1為高速同步脈沖恒流供電裝置的組成框圖，它由脈沖形成網(wǎng)絡(luò)(1)，脈寬控制雪崩電路(2)，脈沖開(kāi)關(guān)(3)和脈沖恒流電路(4)四部分組成。
本實(shí)用新型用雪崩電路和高速開(kāi)關(guān)管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的可控硅開(kāi)關(guān)，從而大大縮短了觸發(fā)過(guò)程的過(guò)渡時(shí)間，達(dá)到觸發(fā)后迅速獲得恒定電流供電的目的。
本實(shí)用新型提供恒定電流的持續(xù)時(shí)間，由脈沖形成網(wǎng)絡(luò)(1)和脈寬控制雪崩電路(2)來(lái)控制，可根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，適當(dāng)選擇元件參數(shù)來(lái)調(diào)控恒定電流的持續(xù)時(shí)間，經(jīng)過(guò)若干微秒恒流輸出后，電路將自動(dòng)關(guān)斷，恢復(fù)到初始狀態(tài)，而不需要另加關(guān)斷開(kāi)關(guān)元件。
本實(shí)用新型的電路和工作原理，可參看附圖2，附圖2為高速同步脈沖恒流源電路圖。
圖2中TRI(5)為觸發(fā)探針，它是高速脈沖恒流源的觸發(fā)輸入端，當(dāng)觸發(fā)探針(5)受到?jīng)_擊而接通時(shí)，在BG1(6)基極上得到正觸發(fā)脈沖，BG1(6)導(dǎo)通進(jìn)而使BG2(7)導(dǎo)通，原來(lái)儲(chǔ)能的電容C3(8)開(kāi)始放電，從而在錳銅壓阻傳感器PRG(9)上得到恒定電流。
本實(shí)用新型的特征在于①脈沖形成網(wǎng)絡(luò)(1)由R2、R5、C2、R9、D1、R6，R3和TRI(5)組成，它的作用是當(dāng)觸發(fā)脈沖到來(lái)時(shí)，迅速提高雪崩三極管BG1(6)的基極電位，使BG2盡快達(dá)到雪崩導(dǎo)通，它對(duì)縮短觸發(fā)時(shí)間，起著關(guān)鍵作用。
②脈寬控制雪崩電路(2)由C1、R8、BG1、R9和R10組成，它的主要作用，是用C1的放電時(shí)間常數(shù)來(lái)控制BG1(6)的雪崩導(dǎo)通時(shí)間，從而控制開(kāi)關(guān)管BG2(7)的關(guān)閉時(shí)間，進(jìn)而控制輸出的恒流脈沖寬度。
③脈沖開(kāi)關(guān)(3)選用VMOS管BG2(7)來(lái)完成高速脈沖開(kāi)在的作用，它具有觸發(fā)快和雪崩電流大的優(yōu)點(diǎn)。它被用作恒流源電路的開(kāi)關(guān)。
④恒流電路(4)由C3、R11和PRG(9)組成，當(dāng)BG2(7)雪崩導(dǎo)通后，原來(lái)儲(chǔ)能的電容器C3(8)通過(guò)R11、PRG和BG2放電，由于放電時(shí)間常數(shù)大，在BG2雪崩導(dǎo)通的幾十微時(shí)間內(nèi)，放電電流變化不大，可被認(rèn)為是恒流供電，在串接在這個(gè)放電支路中的錳銅阻壓傳感器，得到恒流供電。
此電路在初始狀態(tài)時(shí)，C1、C2和C3上都充電有恒定電壓，BG1發(fā)射結(jié)反向偏置，BG1和BG2均截止。當(dāng)觸發(fā)探針TPI(5)短路，C2放電，BG1導(dǎo)通，C1放電，BG1雪崩，BG2柵極電位迅速提高，BG2導(dǎo)通。經(jīng)過(guò)若干微秒后，C1放電結(jié)束，BG1恢復(fù)截止，BG2也被關(guān)斷，全部電路恢復(fù)到初始狀態(tài)。
本實(shí)用新型的最佳實(shí)施例的元件參數(shù)如下BG1雪崩三極管 雪崩電壓大于150V，2SD667BG2VMOS N溝 Vdss≥500V，Id≥8AD二極管，2CK系列W1－6 穩(wěn)壓二極管(W1－5為RD80E，W6為RD16E)C10.047－－0.1(＞200V)C20.02－－0.047(160V)C3150μF450V(無(wú)感)R161KΩ，1／4WR21MΩ，1／8W
R361KΩ，1／4WR4750K，1／8WR5100－－200Ω，1／8WR60.2－－1KΩ，1／8WR7750K，1／8WR8200－－400Ω，1／8WR950－－100Ω，1／8WR1050－－100Ω，1／8WR1147Ω，5W，無(wú)感PRG低阻值(0.04－－0.1Ω)壓阻傳感器M300微安電平表E450－560V直流源按以上所述參數(shù)安裝出的高速同步脈沖恒流供電裝置，當(dāng)無(wú)壓力信號(hào)(即在傳感器上不加動(dòng)態(tài)高壓時(shí))，它的輸入、輸出信號(hào)如附圖3所示。附圖3為同步脈沖無(wú)壓力信號(hào)時(shí)，高速同步脈沖恒流源的觸發(fā)信號(hào)與輸出信號(hào)的關(guān)系曲線(xiàn)。圖中V1(t)為T(mén)RI的輸入電壓信號(hào)，V2(t)為PRG的輸出電壓信號(hào)，由于在恒流供電持續(xù)期內(nèi)，通過(guò)PRG的電流不變，在無(wú)壓力時(shí)，PRG電阻不變，故在PCG兩端的輸出電壓信號(hào)不變。圖中t1:V1(t)與V2中(t)的前沿時(shí)間差，本實(shí)施例中測(cè)得，t1≤0.1μst2恒流源達(dá)到恒定的時(shí)間，本實(shí)施例中測(cè)得，t2≤0.3μst3恒流源的脈沖寬度，本實(shí)施例中測(cè)得，
t3＝70μs如果在恒流源作用于PRG時(shí)，傳感器受到動(dòng)態(tài)高壓，則其阻值將發(fā)生變化，其輸出波形V2(t)將變成V’2(t)，根據(jù)下式；Pmax＝△V／KV0｛K為傳感器的壓阻系數(shù)｝即可算出作用在傳感器上沖擊波的峰值壓力。
本實(shí)用新型還可根據(jù)錳銅壓阻計(jì)的要求，裝成單通道如多通道高速脈沖恒流源，均可獲得滿(mǎn)意效果。
附圖4本實(shí)用新型的外觀(guān)結(jié)構(gòu)圖，其中(a)為底板安裝圖，(b)為面板圖，(c)為底板上主要電氣元件安裝圖。
權(quán)利要求1.高速同步脈沖恒流供電裝置，它由脈沖形成網(wǎng)絡(luò)(1)，脈寬控制雪崩電路(2)，脈沖開(kāi)關(guān)(3)和脈沖恒流電路(4)四部分組成，其特征在于①脈沖形成網(wǎng)絡(luò)(1)由R2、R5、C2、R9、D、R6、R3和觸發(fā)探針TRI(5)組成，利用退耦電阻和阻容式脈沖形成網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成無(wú)脈沖變壓器的直接耦合同步觸發(fā)電路，②脈寬控制雪崩電路(2)，由C1、R8、BG1、R9和R10組成，③脈沖開(kāi)關(guān)(3)選用VMOS管BG2(7)，用作恒流源電路的開(kāi)關(guān)，④恒流電路(4)由C3、R11和PRG(9)組成，初始狀態(tài)時(shí)，C1、C2和C3都充有恒定電壓，BG1發(fā)射結(jié)反向偏置，BG1和BG2均截止，當(dāng)觸發(fā)探針TRI(5)短路，C2放電，BG1導(dǎo)通，C1放電，BG1雪崩，BG2導(dǎo)通，經(jīng)過(guò)若干微秒后，C1放電結(jié)束，BG1截止，BG2被關(guān)斷。
專(zhuān)利摘要高速同步脈沖恒流供電裝置，是錳銅壓阻傳感器的供電源。本實(shí)用新型由脈沖形成網(wǎng)絡(luò)，脈寬控制雪崩電路，脈沖開(kāi)關(guān)及脈沖恒流源電路四部分組成。本實(shí)用新型提供的高速同步脈沖供電裝置，大大縮短了觸發(fā)到電流恒定的時(shí)間間隔，在得到觸發(fā)信號(hào)0.4微秒后，即可給出穩(wěn)定的恒流電流，從而滿(mǎn)足了壓阻計(jì)供電源的要求。
文檔編號(hào)H03K3/57GK2063318SQ89213608
公開(kāi)日1990年10月3日 申請(qǐng)日期1989年7月7日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月7日
發(fā)明者黃正平, 劉長(zhǎng)林, 馮喜春 申請(qǐng)人:北京理工大學(xué)