專利名稱：電快速瞬變脈沖群開關電路的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種納秒快速驅動的EFT開關電路，屬于電磁兼容(EMC)測試領域，是電快速瞬變脈沖群(EFT)發生器的核心部件，用于對受試設備(EUT)模擬施加瞬變干擾，從而確定EUT快速瞬變脈沖群的抗擾度。
背景技術：
用電設備在實際使用過程中，經常遭受各種各樣電和電磁的騷擾，例如感性負載切斷、繼電器觸點彈跳等，這些都有可能會影響設備性能甚至造成設備損壞。因此在用電設備投入使用前，需要對其進行模擬較高重復頻率的快速瞬態的試驗。對許多用電設備而言，電快速瞬變脈沖群抗擾度已成為獲得3C認證的強制檢測項目。對該指標的評價是通過快速瞬變脈沖群發生器對EUT施加符合標準要求的脈沖群，然后考察EUT的工作狀態是否正常來實現的。
快速瞬變脈沖群發生器的核心部分為EFT開關電路。現有EFT開關電路如圖1所示，它由高壓供電源1、儲能電路2、放電器K2′、極性切換電路3和信號形成電路4連接而成，高壓供電源1與儲能電路2的相連，儲能電路2通過放電器K2與信號形成電路4相連，信號形成電路4連接脈沖群輸出端口5，上述電路均共地。其中，高壓供電源1由直流正高壓源U+、直流負高壓源U-和電源選擇開關K1組成。這種開關電路通過K1切換正、負高壓源來控制輸出極性當電源選擇開關K1接通正高壓源U+時，放電器K2′閉合，輸出的脈沖極性為正；當電源選擇開關K1接通負高壓源U-時，放電器K2′閉合，輸出的脈沖極性為負。現有的這種EFT開關電路由于K2采用雙極性的放電器，電路工作可靠性和脈沖波形重復性都比較差，脈沖重復率低(一般最高至100kHz)，噪聲較大。此外，由于需要使用兩個高壓源，成本較高。
實用新型內容為了解決現有技術中存在的上述問題，本實用新型提供一種電快速瞬變脈沖群開關電路，以達到提高電路工作可靠性和脈沖重復率、改善脈沖波形重復性、降低噪音和降低成本的目的。
為此，本實用新型所采用如下技術方案電快速瞬變脈沖群開關電路，它包括高壓供電源、儲能電路、放電開關、信號形成電路以及脈沖群輸出端口，高壓供電源的輸出端連接儲能電路的輸入端，儲能電路的輸出端連接放電開關，信號形成電路的輸出端連接脈沖群輸出端口，其特征在于所述的高壓供電源為一單極性的直流高壓源，所述的放電開關與信號形成電路的輸入端之間設有極性切換電路。
本實用新型的高壓供電源為單極性的直流高壓源，省去了現有技術中的負極性直流高壓源及電源極性切換開關，降低了成本，通過改變極性切換電路的狀態來控制輸出極性。脈沖極性切換開關設在放電開關與信號形成電路的輸入端之間，無論極性切換電路處于何種狀態，流經放電開關的電流始終為單一方向，不會在放電開關兩端產生不利的反向電壓。因此，本實用新型的放電開關可采用單極性半導體放電開關，響應時間可達到納秒級，工作穩定，使用壽命長，噪音小。
本實用新型的極性切換電路包括四個開關，利于控制輸出極性。
本實用新型的信號形成電路的輸入端與接地端之間連接有脈沖持續時間形成電阻，該脈沖持續時間形成電阻兩端并聯有高壓瓷介電容，以吸收脈沖中的高次諧波，改善脈沖波形。
本實用新型的放電開關連接有放電開關驅動電路，所述的放電開關驅動電路包括相連的隔離電路和脈沖整形電路，該隔離電路中設有快速光耦。TTL控制信號經光耦隔離再經脈沖整形后驅動放電開關。快速光耦的響應時間可達到納秒級。
本實用新型的開關電路密閉于金屬盒內，控放電開關驅動電路的信號輸入端連接有50Ω同軸電纜，以保證頻率為1MHz、上升沿、下降沿為納秒級的控制信號無損耗地傳輸到驅動電路的輸入端，降低電磁輻射干擾。
本實用新型的有益效果是省去了現有技術中的負極性直流高壓源及電源極性切換開關，降低了成本，電路工作的可靠性好，噪音小，脈沖重復性好，脈沖重復頻率高(達到1MHz)。
圖1為現有的EFT開關電路原理圖。
圖2為本實用新型的主回路原理圖。
圖3為本實用新型的放電開關驅動電路原理圖。
具體實施方式電快速瞬變脈沖群開關電路的主回路原理圖如圖2所示，由直流高壓源1、儲能電路2、放電開關K2、極性切換電路3和信號形成電路4以及高壓射頻插座5(脈沖群輸出端口)連接而成，其中儲能電路2包括充電電阻Rc與儲能電容Cc，信號形成電路4包括阻抗匹配電阻Rm、隔直電容Cd、脈沖持續時間形成電阻Rs和濾波電容Cs。極性切換電路3由四個極性切換開關K3、K4、K5、K6如圖連接而成。
放電開關K2的控制端連接放電開關驅動電路(如圖3所示)，包括隔離電路6和脈沖整形電路7。隔離電路6包括光耦U1、兩組隔離電源VCC/GND、VDD/GND1、旁路電容C1、C2。脈沖整形電路7由施密特反相器U2構成。光耦U1的VDD1端接電源VCC，開關控制信號(TTL電平)通過50Ω同軸電纜線連接至光耦的VI端，光耦的GND1端連接至GND端，光耦的VDD2端連接至電源VDD，光耦的GND2端連接至GND1端，光耦的VO端連接至施密特反相器U2的輸入端，反相器U2的輸出端連接至放電開關的觸發端。其中光耦U1為超快速光耦，響應時間為納秒級，利用施密特反相器U2的回差特性可濾除脈沖中的小毛刺，使脈沖沿變得更為陡峭，從而使頻率為1MHz，占空比為50％，上升沿、下降沿達到納秒級的脈沖信號有效地觸發放電開關，保證脈沖群重復頻率達到1MHz。
整個EFT開關電路均密閉于金屬盒內，同外部電路分開，以降低電磁輻射干擾。
使用時，放電開關驅動電路的信號輸入端連接控制信號，高壓射頻插座5則連接受試設備。
直流高壓源1的輸出通過充電電阻Rc給儲能電容Cc充電，待儲能電容Cc上的電壓基本充滿后，若要輸出極性為正的脈沖群，則斷開極性切換開關K5、K6，閉合極性切換開關K3、K4，再閉合放電開關K2，通過脈沖持續時間形成電阻Rs、濾波電容Cs、阻抗匹配電阻Rm和隔直電容Cd產生快速瞬變脈沖，若要輸出極性為負的脈沖，則斷開極性切換開關K3、K4，閉合極性切換開關K5、K6，再閉合放電開關K2。
權利要求1.電快速瞬變脈沖群開關電路，它包括高壓供電源、儲能電路、放電開關、信號形成電路以及脈沖群輸出端口，高壓供電源的輸出端連接儲能電路的輸入端，儲能電路的輸出端連接放電開關，信號形成電路的輸出端連接脈沖群輸出端口，其特征在于所述的高壓供電源為一單極性的直流高壓源，所述的放電開關與信號形成電路的輸入端之間設有極性切換電路。
2.根據權利要求1所述的電快速瞬變脈沖群開關電路，其特征在于所述的極性切換電路包括四個極性切換開關。
3.根據權利要求1所述的電快速瞬變脈沖群開關電路，其特征在于所述的信號形成電路的輸入端與接地端之間連接有脈沖持續時間形成電阻，該脈沖持續時間形成電阻兩端并聯有高壓瓷介電容。
4.根據權利要求1所述的電快速瞬變脈沖群開關電路，其特征在于所述的放電開關連接有放電開關驅動電路，所述的放電開關驅動電路包括相連的隔離電路和脈沖整形電路，該隔離電路中設有快速光耦。
5.根據權利要求1所述的電快速瞬變脈沖群開關電路，其特征在于所述的開關電路密閉于金屬盒內，控放電開關驅動電路的信號輸入端連接有50Ω同軸電纜。
專利摘要電快速瞬變脈沖群開關電路，用于對受試設備模擬施加瞬變干擾，從而確定其快速瞬變脈沖群的抗擾度。現有產品存在著電路工作可靠性和脈沖波形重復性差、脈沖重復率、噪聲大、成本較高的缺陷，本實用新型的高壓供電源為一單極性的直流高壓源，放電開關與信號形成電路的輸入端之間設有極性切換電路。省去了現有技術中的負極性直流高壓源及電源極性切換開關，降低了成本，電路工作的可靠性好，噪音小，脈沖重復性好，脈沖重復頻率高。
文檔編號G01R29/08GK2821584SQ200520014640
公開日2006年9月27日 申請日期2005年9月2日 優先權日2005年9月2日
發明者潘建根, 涂新雅 申請人:杭州遠方光電信息有限公司