高压脉冲产生电路图
高压脉冲轨道电路培训教材(第一版)
第1章交流电力牵引区段脉冲轨道电路的形成一、概述轨道电路是用以检查一定区段上是否有列车和车辆占用的设备。
其原理是：在该区段内，利用轨枕相对绝缘的的两根钢轨传送信号电流，根据其是否被列车轮轴所短路，以检查这一区段，线路上是否被占用。
轨道电路在铁路信号现代化、自动化上，越来越多的被广泛应用，它既可用于区间的信号电路，也可用于车站的联锁电路，并能在非电化铁路上使用，也能在电气化铁道上使用。
随着直流和交流电气化铁道的发展，对轨道电路也提出了更高的要求，同时设备的现代化、自动化和列车速度的提高、牵引重量的增加，也要求有安全可靠的轨道电路。
轨道电路的工作是否稳定可靠是决定列车运行安全的首要因素。
因此对于轨道电路采用元器件必须慎重选择，以消除事故的根源，特别是要防止各个元件的故障和损坏、组件的故障，在任何情况下，都不能使轨道电路的接收设备错误的保持在工作状态。
轨道电路是一个十分复杂的问题，这是因为：1.两根钢轨有一定的阻抗，并且绝缘不良（道碴电阻每公里低到0.1欧姆）、由它构成的传输线路极不完善，它的参数随着道碴电阻状态和传送的信号频率而异。
2.电气化线路要求轨道电路不受牵引电流的干扰。
3.由于两根钢轨的直流电阻不对称（如钢轨的连接线不好），在该两根钢轨内牵引电流的不平衡，钢轨对地间的漏泄电流和附近交流接触网的感应电流，这三者都对轨道电路产生影响。
由牵引变电所、整流器和可控硅调速装置的机车，所产生的大量谐波也使这个问题更加复杂化。
4.相邻轨道电路之间一个或者两个绝缘节短路，理想状态下，不应使轨道继电器错误的保持在励磁状态。
绝缘区段无车时，这种短路必须导致轨道继电器的失磁，很快的检出事故。
5.钢轨的折断（电气折断）也应使轨道继电器失磁（最晚在第一趟列车通过以后）。
在电气化线路上，钢轨的折断，还能导致牵引电流完全不平衡，这种不平衡在任何场合都不应使轨道继电器励磁。
6.工频50周电源电压在220V±1020%范围变动，环境温度在-30℃~+60℃之间变化时，轨道电路的全部设备应仍能正常的工作。
高压脉冲轨道电路
频率 发码器 脉冲 高高
2020/4/3
1
D
N3
N2 XLD
H15 -8
高 压 脉 冲
C
发 码 器 原 理
B
图
I-1
交流2 20 V
I-2
WBQ
N1 II-2
H15 -2 2 H15 -1 6
4
II-3 II-1 H15 -2 0
II-4 N4
N5
H15 -4 4
类型：YD-国产移频电码区段化 ZD-ZPW2000 电码区段化
隔离 匹配
盒 脉冲 高高
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6.3 使用
注意:使用时将调整端子TL接向该高压脉冲隔离匹配盒所 在一侧移频发送设备产生的载频频率相对应的端子。例如， 若该侧移频发送频率为1700Hz时，则调整端子TL接向隔离 匹配盒的1700端子,并根据现场情况对TC进行调整。
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9、GM·QY型抑制器 9.1 用途： GM·QY型抑制器用于高压脉冲轨道电路叠加电码化区
段，其作用是通过高压脉冲信号，抑制电码化信号，从而 达到高压脉冲轨道电路与电码化的正常叠加。
9.2 型号及含义：
G M·Q Y
抑制 器
脉冲 高压
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四、高压脉冲轨道电路的极性交叉防护
3.2 工作值：头部线圈电压不大于27伏 尾部线圈电压不大于19伏
释放值：头部线圈电压不小于13.5伏 尾部线圈电压不小于9.5伏 返还系数0.5
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4、 BE1(2)-M系列扼流变压器 4.1 用途： BE1(2)-M型扼流变压器适用于电气化非电码化区段高压
脉冲轨道电路。 4.2 型号含义：
igbt的固态高压脉冲电源的设计原理
IGBT的固态高压脉冲电源的设计原理由于脉冲电源有断续供电的特性，在很多领域都获得了广泛的应用，其中高压脉冲电源是系统的核心组成部分。
为了获取高重复频率、陡前沿高压脉冲电源，文中提出了一种基于IGBT的高压脉冲电源，系统主要由高压直流充电电源和脉冲形成电路两部分组成，由DSP作为主控制芯片，控制IGBT的触发和实现软开关技术，并用仿真软件PSIM对高压脉冲电源进行仿真分析，验证了设计思想的正确性。
由于脉冲电源有断续供电的特性，在很多领域都获得了广泛的应用。
比如说高能量物理、粒子加速器、金属材料的加工处理、食品的杀菌消毒、环境的除尘除菌等方面，都需要这样一种脉冲能量--可靠、高能量、脉宽和频率可调、双极性、平顶的电压波形。
无论将此高功率脉冲电源用于何种用途，高压脉冲电源均是其设计的核心部分。
传统的高功率脉冲电源一般采用工频变压器升压，然后采用磁压缩开关或者旋转火花隙来获取高压脉冲，因而大都比较笨重，且获得的脉冲频率范围有限，其重复频率难以调节，脉冲波形易变化，可靠性较低，控制较困难，成本较高。
文中采用固态电器--IGBT来获取高压脉冲波形。
将IGBT 作为获取高压脉冲的电子开关，利用IGBT构成LCC串并联谐振变换器作为高压脉冲电源的充电电源，同时利用IGBT构成全桥组成脉冲形成电路，输出双极性高压脉冲波形。
文中给出了系统结构、系统各个部分功能说明，通过仿真电力电子仿真软件PSIM对LCC充电过程和脉冲形成电路进行仿真分析。
1 高压脉冲电源系统结构1.1 高压脉冲电源的拓扑结构高压脉冲电源常用的主电路拓扑可以归纳为两类：电容充放电式和高压直流开关电源加脉冲生成的两级式两种。
电容充放电式是通过长时间充电、瞬间放电，即通过控制充放电的时间比例，达到能量压缩、输出高压大功率脉冲的目的。
优点是可以输出的脉冲功率和电压等级较高，脉冲上升沿较陡;但是，输出脉冲的精度难以控制，而且重复频率低，因而应用范围比较有限，主要应用在核电磁物理研究、烟气除尘、污水处理、液体杀菌等场合。
不对称高压脉冲轨道电路讲义
4.3 原理
注意：高压脉冲信号根据现场情况参考调整表进行变比选择。
5、GM·HPG-ZD型高压脉冲隔离匹配盒
5.1 用途
GM·HPG-ZD型高压脉冲隔离匹 配盒用于高压脉冲轨道电路叠加 ZPW2000 电 码 化 区 段 和 双 制 式 轨 道 电 路 ， 其 作 用 是 通 过 ZPW2000 信号，隔离高压脉冲信号而保护 ZPW2000设备。
器输出最多可带载3个译码器同时工作。
2、电路调整
（1）、通电后，首先确保钢轨线路脉冲信号的极性正确，保证二元差动继电器吸起。 若通电后发现高压脉冲轨道电路尾部电压高出头部电压很多，则考虑可能是极性 相反，在保证钢轨极性交叉下，只需将轨道变压器或扼流变压器信号侧端子所接 线对调即可。
（2）、根据轨面的锈层情况适当调整轨面峰值电压，锈层越厚，轨道变压器/扼流变 压器应选用的变比越小（变比对应端子见器材使用、检验标准，3.5：1～10.5： 1可调，但送、受端轨道/扼流变压器变比选择应最好一致）。
发码器室外分散安装时，送端室内防雷采用纵横全模防护，室外发码电源变压 器前端设置纵横全模防护；
室内受端采用横向防护，标称及最大持续运行电压380V(峰值电压不小于800V ），基础限制电压UB≤ 1500V，标称冲击通流容量:10KA； 3、 防雷单元室外安装在轨道变压器箱端子条上；室内安装在分线防雷柜组合上。
输出端
6、GM·QY1型抑制器
6.1 用途 GM▪QY1型抑制器用于高压脉冲轨道电路叠加电码化区段，其作用
是通过高压脉冲信号，抑制电码化信号，从而达到高压脉冲轨道电路 与电码化的正常叠加。 6.2 原理
7、GM·BG1-80高压脉冲轨道变压器
7.1 用途 GM·BG1-80高压脉冲轨道变压器适用于非电气化区段高压脉冲轨道
高压脉冲轨道电路
7.3 使用
注意:使用时将两个调整端子T接向该高压脉冲隔离匹配盒 所在一侧移频发送设备产生的载频频率相对应的端子。例如， 若该侧移频发送频率为1700Hz时，则将两个调整端子T均 接向隔离匹配盒的1700端子。
7.4内部原理图
8、 GM·QY型高压脉冲抑制器
8.1用途： GM·QY型高压脉冲抑制器适用于高压脉冲轨道 电路叠加ZPW2000电码化，在高压脉冲轨道电路受端 起到隔离电码化的作用。
施工调整：
1、现场调研轨道电源容量 高压脉冲轨道电路的平均功耗为60W/区段。施工前应根据改造区段的数量
初步估算轨道电源容量是否满足改造后的要求，若不满足，则需要考虑增加电源 屏容量。
2、器材测试 使用前应先将器材按照标准要求进行检测，避免因运输等问题影响开通使用。 3、根据施工图纸、现场情况及调整表选择扼流变压器或轨道变压器，并确定 变比及连接端子。四线制电码化区段，扼流变压器或轨道变压器应选择3：1变比， 调谐器一般固定使用6.5：1变比。然后进行室外及室内设备的接线及调整，并进 行仔细检查，确保接线正确。 4、连接译码器的输入端子 长区段译码器输入使用1、3端子，短区段使用1、2端子。 5、若通电后发现尾部电压高出头部电压很多，则考虑可能是极性相反，只需 将轨道变压器或扼流变压器端子所接线对调即可。
高压脉冲轨道电路
国际铁路联盟UIC技术研究所ORE(现ERRIA174委员会)推荐的确 保车轮在轨间分路的轨间电压: 1.1V（峰值） :钢轨表面通常干净的区段； 6V （峰值） :轻轨车辆行走，闲散的线路区段； 10V （峰值） :钢轨表面有一层硅氧化层污染的区段； 50V （峰值） :钢轨表面氧化生锈严重、陈旧的区段。
4.4 BE1-M系列扼流变压器匝比。
液晶电视背光板(高压板)电路原理
一台完整的液晶一般由液晶屏、主板、按键板以及高压板组成（又称升压板），另外，在一些特殊的液晶彩显中还带有音频板以及USB插口板等。
而早期的高压板均为独立型的高压板，即：需要由一个12V电源的电源盒来提供，另有部份机子主电源与升压板是连在一起的。
先来讲讲液晶屏的构造再讲升压板原理或许各位会听得更明白些。
目前，市场上液晶屏主要有三星、中华、奇美等等，而追其构造，均由液晶粒子屏、玻璃、信号处理板及灯管等组成！一方面，主板上提供的信号经信号处理板解码后送到液晶粒子屏，推动液晶粒子翻转，这时是看不到亮画面的，因方没有背灯管（即贴在液晶左右背处，即上面说的灯管）的照射光，只有背景一点黑暗的图象。
另一方面，主板产生信号后，紧接着升压板也开始工作，推动灯管发光，并在背灯管的照射下，液晶显示器才能显示完整的图象。
在了解以上的大概状况后，我们不难理解：升压板的作用就是点亮灯管！！！的确是这样，升压板的作用就是推动灯管发光，以产生背景照亮灯。
但是，话又说回来，灯管如同日光管一样，其内部充满了氖气，要想让它发光，必须在其未点亮前产生1500V的高压来击发内部的气体，一旦气体导通后，则必须要有600~800V电压、9MA左右的电流供其发光，这就使得普通的12V或者市电的220V电压跟本达不到其要求，因此必须升压。
而此时，所有发光的条件都满足了，背灯管当然就发光了。
是这样的，这时背灯管是发光了，而且如果给主板加信号的话，画面就出来了，没错一切似乎都正常。
但是，大家要明白，多数的液晶显示器是由直流电压控制开关的（即开关只控制主板信号，不能关掉12V），这时，如果关机会出现什么现象？？？？大家想想，主板至液晶屏控制信号是切断了，但升压板呢，背灯管没关掉呀，没关掉当然就一直亮着，亮着当然在关机时就出现全白的显示（呵呵，这样不仅浪费电，而且很难看呀），为此必须从主板中引出一路控制升压板上脉宽IC供电电压，即控制电压（根据机型及厂家设计状况，由高低两种电压控制，一般均为3."3或5V控制），只有有了控制电压，才能保证升压板上的供电随着开关机器而通断（另有一部份机子是控制IC振荡等）。
电除尘器高压脉冲电源控制系统设计要点分析
存取（Direct Memory Access，DMA）是 DSP 中的一个硬件模块，
注：Cp为脉冲电源的负载电容；Cc为隔直电容；n为脉冲变压器的 变比；n2·Cp为一次侧的负载电容；n2·Cc为隔直电容；0.5Lr代表等 效的变压器漏感；u0表示等效的脉冲母线电压值。
图 1 脉冲源等效谐振电路图
Zr
1 n k
Lr Cp
（2）
通过以上参数可推导出二次侧脉冲电流、二次电压以及 谐振电流的表达式，将二次侧电压记为 u2，则 u2 的计算方法 如公式（3）所示。
³ u2 t
1 Cp
t 0
i2
t
dt
2u0nk 1 cos Zr t
（3）
式中 ：i2（t）表示二次侧脉冲电流。 1.2.1.3 主回路参数取值
对于闪络检测问题，关键是要掌握其信号特征，具体表
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工业技术
2023 NO.12（下） 中国新技术新产品
现如下：第一，发生闪络时，二次电压的波形会出现畸变，电 流也会突然增大。第二，输出电压迅速下降，平均电压缓慢下 降。第三，一次电流在极短时间内大幅增加，其幅值大约为正 常电流的 5 倍。第四，一次电流和二次电流的积分值呈增大趋 势。第四，为了进行量化判断，需要明确各参数的变化幅度， 并设定阈值。
扑中设置 2 个对称的主功率器件，记为 Q1 和 Q2，Cr1、Q1 和 Cr2、Q2 各自与பைடு நூலகம்压器构成回路 [3]。脉冲变压器对电路电能进 行变压后，传送至隔直电容，脉冲能量再通过高压隔离电感到 达电除尘器。
1.2.1.2 等效数学模型
1 电除尘器高压脉冲电源技术原理及电路设计方案
1.1 电除尘器高压脉冲电源技术原理
高压电气二次回路原理图及讲解
目 录直流母线电压监视装置原理图------------------------------------------------1 直流绝缘监视装置----------------------------------------------------------2 不同点接地危害图----------------------------------------------------------3 带有灯光监视的断路器控制回路(电磁操动机构)--------------------------------4 带有灯光监视的断路器控制回路(液压操动机构)--------------------------------7 带有灯光监视的断路器控制回路(弹簧操动机构)--------------------------------8 闪光装置接线图(由两个中间继电器构成)--------------------------------------9 闪光装置接线图(由闪光继电器构成)------------------------------------------10 中央复归能重复动作的事故信号装置原理图------------------------------------11 预告信号装置原理图--------------------------------------------------------12 线路定时限过电流保护原理图------------------------------------------------14 线路方向过电流保护原理图--------------------------------------------------15 线路三段式电流保护原理图--------------------------------------------------16 线路三段式零序电流保护原理图----------------------------------------------17 双回线的横联差动保护原理图------------------------------------------------18 双回线电流平衡保护原理图--------------------------------------------------19 变压器瓦斯保护原理图------------------------------------------------------20 双绕组变压器纵差保护原理图------------------------------------------------21 变压器复合电压启动的过电流保护原理图--------------------------------------22 单电源三绕组变压器过电流保护原理图----------------------------------------23 变压器零序电流保护原理图--------------------------------------------------24 变压器中性点直接接地零序电流保护和中性点间隙接地保------------------------25 线路三相一次重合闸装置原理图----------------------------------------------26 储能电容器组接线图--------------------------------------------------------29 小电流接地系统交流绝缘监视原理接线图--------------------------------------29 变压器强油循环风冷却器工作和备用电源自动切换回路图------------------------30 变电站事故照明原理接线图--------------------------------------------------31 开关事故跳闸音响回路原理接线图--------------------------------------------32 10KV线路保护原理图-------------------------------------------------------33 直流回路展开图说明--------------------------------------------------------34 三绕组变压器差动保护原理图------------------------------------------------35 自动按频率减负荷装置(LALF)原理图------------------------------------------361、直流母线电压监视装置原理图直流母线电压监视装置主要是反映直流电源电压的高低。
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高压脉冲产生电路图
如图所示是由7位二进制计数器／分频器CD4024、四2与非门集成电路CD4011、六反相器CD4069、12位二进制计数器／分频器集成电路CD4040以及模拟开关CD4066等组成的高压脉冲产生电路图，该电路主要应用于脉冲点火器及治疗仪中。
高压脉冲产生电路该电路由电源电路、脉宽控制电路、多谐振荡器、倒相电路、脉冲群间隔控制电路、输出驱动电路和输出控制电路等组成。
（1）电源电路是由熔断器FU1及FU2、电源开关K1、电源变压器
如图所示是由7位二进制计数器／分频器CD4024、四2与非门集成电路
CD4011、六反相器CD4069、12位二进制计数器／分频器集成电路CD4040以及模拟开关CD4066等组成的高压脉冲产生电路图，该电路主要应用于脉冲点火器及治疗仪中。
高压脉冲产生电路
该电路由电源电路、脉宽控制电路、多谐振荡器、倒相电路、脉冲群间隔控制电路、输出驱动电路和输出控制电路等组成。
（1）电源电路是由熔断器FU1及FU2、电源开关K1、电源变压器T1、整流桥堆UR、滤波电容器C8及C7、限流电阻器R8、电源指示发光二极管VL1和三端集成稳压器LM7805等组成。
（2）多谐振荡器是由CD4011内部的两个与非门电路A10及A7、石英晶振BC、电容器C6和电阻器R16组成。
（3）倒相电路是由CD4069内部的非门电路A1～A5组成。
（4）脉冲控制电路是由CD4040和D2内部的两个与非门电路A8及A9组成。
（5）脉冲群间隔控制电路是由CD4024、选择开关V和六非门集成电路D5内部的非门电路A6组成。
（6）输出控制电路是由CD4066、按钮K3、电阻器R11及R10和电容器C1等组成。
（7）输出驱动电路是由晶体管V1～V4、脉冲升压变压器T2及T3、电位器RP1及RP2、电容器C2及C3、电阻器R1及V和发光二极管VL2及VL3组成。
电源开关K1接通后，220V交流电压通过T1降压、UR整流及C8滤波后，产生9V直流电压，该电压一路经D1稳压为+5V，作为D2～D6的工作电压，一路直接供给输出驱动电路。
其中+5V电压还经R8限流后将VL1点亮。
多谐振荡器振荡工作后，从D2的3脚输出低频振荡信号，此信号加至脉宽控制电路中D3的/C/P端进行分频处理。
经D3分频处理后的脉冲信号分为两路：一路脉冲信号从D3的Q9端输出，经脉冲群间隔控制电路中的D4再次分频后，从D4的3脚、4脚和5脚分别输出不同频率的脉冲信号；另一路从D3的3脚和5脚输出，经D2内部的与非门电路A9和A8选通处理成窄脉冲信号后，加至D6的10脚。
由选择开关0从D4的3～5脚输出的三种信号中选择出某一种频率的脉冲信号，再经D5内部的非门电路缓冲整形及倒相处理后，产生两路相位相反的脉冲群间隔控制信号，分别加至D6的6脚和12脚。
D6内部的模拟开关S1和S3在D5的8脚和6脚脉冲信号的控制下，间断地接通与关闭。
D6的8脚和11脚外接的两路输出驱动电路在模拟开关S1和S3的控制下，工作在开关状态。
脉冲升压变压器交替产生高压脉冲串。