亡的多参数可调高压纳秒脉冲发生器_图文(精)
1llO仪器仪表学报第3l卷
3高压纳秒脉冲发生器的研制
高压纳秒脉冲发生器的原理框图如图3所示,该装置主要由高压直流电源、纳秒脉冲形成系统和脉冲整形及计数系统三大部分组成。
纳秒脉冲形成系统
…………….企…………….
钮刮里h—习■刭一传:感厶畸器ry t
图3高压纳秒脉冲发生器基本原理框图
Fig.3The basic principles of the hish—voltage
nanosecond pulse generator
高压纳秒脉冲发生器基本原理:高压直流电源通过限流保护电阻向LC形成线网络充电,在达到自击穿开关阈值电压时,自击穿开关瞬间击穿并在匹配负载(50Q处产生幅值为充电电压一半的高压纳秒方波脉冲。电流传感器在放电回路中采集脉冲电流,经过滤波、脉冲整形处理电路引入脉冲计数器,在脉冲输出重复频率一定时,通过计数器内置继电器控制整个装置的电源输入,从而实现本装置治疗时间窗口可控。
3.1高压直流电源
为减小装置的体积和重量,满足医用设备便携、简单可靠特性,高压直流电源采用高压恒流源(天津东文DW—IX303.1FlD。输出电压:DC O一+30kV;最大输出电流:l mA,电源配有电流、电压显示模块和调节电位器,并具有过压、过流保护模块。通过调节电源输出电流来控制LC形成线网络的充电速度,进而控制自击穿开关的闭合频率,最终实现装置输出脉冲重复频率可调,便于寻找最佳肿瘤细胞治疗剂量。
3.2纳秒脉冲形成系统
纳秒脉冲形成系统主要由LC网络、自击穿开关和负载电阻组成。
高陡度方波脉冲所包含的高频分量将有助于肿瘤细胞内电处理效应,进一步提高肿瘤细胞凋亡率及治疗效果,因此如何提高输出脉冲上升沿陡度是本装置的关键技术之一。根据电路理论¨…,脉冲的上升时间与杂散电感成正比,因此本装置主要从两个方面提高方波前沿的陡度。一方面在设计过程中,选择优质无感电容、电阻;合理布线,尽量减小回路所包含的面积,以减小回路杂散电感。另一方面,设计低导通时延的高性能自击穿开关。
3.2.1LC网络
高压电容选用无感陶瓷电容(西安九元CT8-1。电容值200pF,充分考虑裕度,电容耐压值选40kV。
LC网络中电感的精确度直接影响输出脉冲的脉宽、上升沿及网络阻抗匹配,因此绕制精确度较高的电感是改善装置输出波形质量的关键因素。LC网络阻抗设定为50Q,由网络阻抗公式Z=(∥C”2,则电感值￡取500nH。电感由漆包线在制定好的塑料骨架上绕制而成,由经验公式(1¨引:
￡=哇嘎,
式中:b为线圈长度;o为线圈半径;17,为线圈匝数;p。为真空磁导率。‰为长岗系数。
取口=4.2mm、b=39.7mm、n=18、KⅣ=0.88(查长冈系数表可得。所绕制电感线圈均由TH2816型宽频LCR数字电桥进行测量矫正。
装置独特的使用铜板共地接线方式。Lc网络的电感、电容均匀分布在铜板之上,构成一个网络模块,整体效果美观。可根据需要添加或减少模块来改变装置输出脉冲脉宽,进而寻找诱导肿瘤细胞凋亡的最佳脉宽参数。
3.2.2自击穿开关
自击穿气体火花开关具有较高的击穿电压且重量较轻、击穿电压便于控制等优点。结合装置实际情况,研制出圆柱平球头电极开关,单个电极长度30mm,直径
10mm,倒角4mm,开关电极间距2mm,并根据J.C. Martin公式¨驯计算出开关击穿延时在1.5n8以内,满足设计要求。
利用COMSOL Multiphsics有限元分析软件仿真分析开关模型静电场下(30kV 的电场分布,如图4所示。开关间隙最大场强为15.8kV/mm,电场不均匀系数为
1.053。
配6=(24.58d+6.7￣/剐∥(2
式中:U“起始击穿电压/kV;6:空气相对密度;d:距离间彬cm∥:电场不均匀系数。
图4气体开关静电场分布
Fig.4Electrostatic field distribution of the gas
switch
第5期姚陈果等:一种诱导肿瘤细胞凋亡的多参数可调高压纳秒脉冲发生器11ll
由稍不均匀电场静态击穿电压式(2可得:当开关
内充有0.496MPa干燥空气,且LC形成线网络充满30
kV电压时,自击穿火花气体开关瞬间击穿,并在匹配负
载电阻处产生15kV高压纳秒脉冲。开关顶部安装有
进、出气阀,通过调节密闭气体气压即可调节开关击穿电压,从而实现装置输出脉冲幅值连续可调。根据仿真模型制作的开关实物图如图5所示。
图5
自击穿气体火花开关实物照片
Fig.5
The pictures of the auto?breakdown gas switch
3.2.3负载电阻
负载电阻选用超高频高电流氧化膜无感电阻(咸阳秦华RY—GDL,该电阻超高频性能稳定,能够响应网络输出的高压纳秒脉冲信号。阻值50Q+l%,能精确匹配LC 形成线网络阻抗,避免困折反射引起的脉冲波形振
荡。
3.3脉冲整形及计数系统
为了实现纳秒脉冲电场治疗时间窗口及剂量可控,
装置采用自制电流传感器采集高压纳秒脉冲信号H“,传感器以圆环形硅钢片为骨架,外径28.35mm,内径
13.9mm。上面均匀缠绕150匝铜质漆包线(西0.65
toni。为了滤除传感器信号中的负半波部分,传感
器信号经过二极管IN4007引入到RC脉冲整形电路。再经过光电隔离及555脉宽调制电路,传感器采集到的高压纳秒脉冲就变为可被脉冲计数器(上海卓一电子ZYCA8—11识别的毫秒级低压脉冲信号,该计数器具有拨码开关设定功能,配合计数器内置继电器可实现装置输出脉冲个数可设定的智能化控制,在输出脉冲莺复频率一定情况下,最终实现装置治疗时间窗口可控。脉冲整形及计数电路的原理框图如图6所示。
传
卜
脉冲
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感
脉冲计数器
矿
-7/
光电隔离
--3/
555脉宽调制
旷
整形
器
图6脉冲整形及计数系统示意图
Fig.6
Block diagram of the pulse shaping and counting system
4
高压纳秒脉冲发生器性能测试
整个装置紧凑设计,连线、焊接、布局都尽力减小引
入电感,研制出的高压纳秒脉冲发生器实物如图7所示。整个装置尺寸:440 iTlm×370mill×220
mill,重量为7.5
kg,有效满足了医学实验研究便携件的要求。
图7
高压纳秒脉冲发生器实物图
Fig.7
Photograph of the hish—voltage nanosecond pulse generator
选择一个LC网络模块(8级Lc网络,自击穿气体火花开关内充满0.49MPa干燥洁净空气,当高压恒流源充电电压为30kV时,气体开关瞬间击穿。采用美国Tektronic公司DP04054型数字荧光示波器和P6015A型高压探头对装置输出高压纳秒脉冲波形进行测试。得到如图8所示方波脉冲,脉冲幅值15kV、上升沿10啮、半高宽脉宽200ns,脉冲波形稳定、无明显毛刺,与理论输出波形基本一致。
,一
遥馨
脉宽,m
图8脉冲发生器输出实测波形
Fig.8
Measured waveforln of the pulse generator
5
诱导肿瘤细胞凋亡窗口参数选择实验
研究
纳秒脉冲电场诱导肿瘤细胞凋亡机理是多参数(脉
第５期姚陈果等：一种诱导肿瘤细胞凋亡的多参数可调高压纳秒脉冲发生器ｔｉｏｎｓＰｌａｓｍａｌｌｌ３诱导细胞凋亡的窗口参数，为研究纳秒脉冲电场诱导肿瘤细胞的凋亡效应及其窗口参数选择规律奠定了基础。参考文献［１］ＳＣＨＯＥＮＢＡＣＨＫＨ．ＢＥＥＢＥＳｏｎＳｃｉｅｎｃｅ．２００４，３２（５）：１９１９．１９２４．Ｔ．Ｓｏｌｉｄ—ｓｌａｔｅ［１１］ＳＵＮＫＡＭＲＫ，ＳＥＬＭＩＣＲＲ，ＨＡＹＮＩＥＤｎａｎｏｐｕｌｓｅｇｅｎｅｒａｔｏｒ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｕｌｔｒａ－ｗｉｄｅｂａｎｄｂｉｏｅｆ－ｆｅｃｔｓｒｅｓｅａｒｃｈ［Ｃ］．ＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ—ＩＥＥＥＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．Ｐｉｓｃａｍｗａｙ：ＩＥＥＥ，２００４：Ｊ，ＢＵＥＳＣＨＥＲＥＳ．Ｉｎ—Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ２８ｌ－２８４．ｔｒａｃｅＵｕｌａｒｅｆｆｅｃｔｏｆｕｌｔｒａｓｈｏｒｔｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｐｕｌｓｅｓ［Ｊ］．Ｂｉｅｅｌ—ｅｃｔｍｍａｇｎｅｔｉｃｓ，２００１，２２：４４０４４８．［１２］ＰＡＩＳＴ，ＺＨＡＮＧＱ．Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｔｏｈｉｇｈｐｏｗｅｒｐｕｌｓｅ［２］包家立，梁文权，胡巧红，等．经皮给药电穿孔仪的研制［Ｊ］．仪器仪
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ｓｃａｕｓｅｍｅｌａｎｏｍａｓａｎｄＢｉｏｐｈｙｓｉｃａｌｓｅｌｆ－ｄｅ—ｓｔｒｕｅｔ［Ｊ］．ＢｉｏｃｈｅｍｉｃａｌＲｅｓｅａｒｃｈＣｏｍ?作者简介姚陈果，２００３年于重庆大学电气工程学院获得博士学位，现为重庆大学教授、博士生导师。主要从事生物医学的电工新技术研究。ｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２００６：３４３。３５１－３６０．［５］ＳＣＨＯＥＮＢＡＣＨＫＨ．ＫＡＴＳＵＫＩＳ，ＳＴＡＲＫＲＨ．ｅｔａ１．Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｉｃｓ－－ｎｅｗ野［Ｊ］．ＩＥＥＥ（１）：２９３－３００．［６］ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｆｏｒｐｕｌｓｅｄｐｏｗｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏ－ｏｎＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓＰｌａｓｍａＳｃｉｅｎｃｅ，２００２，３０Ｅ—ｍａｉｌ：ｙａｏｃｈｅｎｇｕｏ＠ｃｑｕ．ｅｄｕ．ｃｎＹａｏＣｈｅｎｇｕｏＣｏｌＪｅｇ｜（１ｏｉＬｌｃｃｔｒｉｃａｌｉｎ２００３．Ｈｅｉｓａ姚陈果，孙才新，米彦，等．陡脉冲不可逆性电击穿治疗肿瘤的研究［Ｊ］．高电压技术，２００７，３３（２）：７—１３．ＹＡＯＣＨＧ，ＳＵＮＣＸ，ＭＩＹ，ｅｔａ１．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｓｔｕｄ—ｉｅｓｏｎｋｉｌｌｉｎｇａｎｄｉｎｈｉｂｉｔｉｎｇｒｅｃｅｉｖｅｄＰｈＤ．ｄｅｇｒｅｅｆｒｏｍＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｉｎａ，ｉｎＣｈｏｎｇｑｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇｐ∞ｆｅｓ哪ａｎｄｄｏｃｔｏｆｉａｌｃｕｒｒｅｎｔｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｅｆｆｅｃｔｓｏｆｓｔｅｅｐｐｕｌｓｅｄｅｌｅｃｔｒｉｃＶｏｌｔａｇｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｎｏｗ．ＨｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｉｎｃｌｕｄｅｓＩｌ删ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｉｔｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｆｉｅｌｄ（ＳＰＥＦ）ｔｏｔａｒｇｅｔｃａｎｃｅｒｃｅｌｌｓ［Ｊ］．Ｈｉｓｈｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅａｐｐａｒａｔｕｓ．ｉｎｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＥｎｇｎｅｅｒｎｇ，２００７，３３（２）：７?１３．［７］ＨＡＨＮＵ．ＨＥＲＲＭＡＮＮＭ．ＬＥＩＰＯＬＤＦ，ｅｔａ１．Ｎａｎｏｓｅ－ｏｆ赵东阳，２００６年于中国矿业大学获得电气工程学士学位，现为重庆大学电气工程学院硕士研究生，主要从事脉冲功率技术及过电压与接地研究。Ｅ－ｍａｉｌ：２００７１１０２１２０＠ｃｑｕ．ｅｄｕ．ｃａＺｈａｏＤｏｎ
ｇｙａｎｇｃｏｎｄ，ｋｉｌｏｖｏｌｔｐｕｌｓｅｇｅｎｅｒａｔｏｒｓ［Ｊ］．ＤｉｇｅｓｔＴｅｃｈｎｉｃａｌＰａｐｅｒｓ，２００１，２：１５７５—１５７８．［８］ＢＥＨＲＥＮＤＭ，ＫＵＴＨＩＡ，ＧＵＸＹ，ｅｔａ１．Ｐｕｌｓｅｇｅｎｅｒａ－ｔｏｒｓｆｏｒｐｕｌｓｅｄａｎｄｔｉｓｓｕｅｓｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｅｘｐｏｇｕｒｅｏｆｂｉｏｌｏｇｉｃａｌｃｅｌｌｓｏｎＪ１．ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃｓａｎｄｒｅｃｅｉｖｅｄＢ．Ｓ．ｄｅｇｒｅｅｉｎｅ?Ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ，２００３，ｌＯ（５）：８２０－８２５．ｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆｒｏｍＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＭｉｎｉｎｇａｎｄＴｅｃｈ－ｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｉｎａ，ｉｎ２００６，ｈｅｄｅｇｒｅｅｉｎＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｔｙ．Ｈｉｓｒｅｓｅａｒｃｈｉｓｉｓｃｕｒｒｅｎｔｌｙ［９］ＫＯＬＢｐｕｌｓｅｄＪＦ，ＫＯＮＯＳ，ＳＣＨＯＥＮＢＡＣＨＫＨ．Ｎａｎｏｓｅｃｏｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｆｉｅｌｄｇｅｎｅｒａｔｏｒｓｆｏｒ
ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｓｕｂｃｅｌｌｕｌａｒｗｏｒｋｉｎｇｔｏｗａｒｄＭ．Ｓ．Ｕｎｉｖｅｒｓｉ—Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇｈｉｇｈｖｏｌｔａｇｅｅｆｆｅｃｔｓ［Ｊ］．Ｂｉｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ，２００６，２７：１－１６．［１０］ＣＨＡＮＥＹＡ，ＳＵＮＤＡＲＡＲＡＪＡＮＲ．ＳｉｍｐｌｅＭＯＳＦＥＴ－ｂａｓｅｄｆｏｃｕｓｅｄｏｎｐｕｌｓｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｄｌｉｇｈｔｎｉｎｇａｎｄｅａｒｔｈｉｎｇ．ｌｌｉｇｈ－ｖｏｌｔａｇｅｎａｎｏｓｅｃｏｎｄｐｕｌｓｅｃｉｒｃｕｉｔ［Ｊ］．ＩＥＥＥＴｒａｍａｃ?万方数据
一种诱导肿瘤细胞凋亡的多参数可调高压纳秒脉冲发生器作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期：被引用次数：姚陈果，赵东阳，王剑飞，王建，章锡明， Yao Chenguo， Zhao Dongyang， Wang Jianfei， Wang Jian， Zhang Ximing 重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆,400044 仪器仪表学报 CHINESE JOURNAL OF SCIENTIFIC INSTRUMENT 2010，31(5 0次参考文献(15条 1.SCHOENBACH K H.BEEBE S J.BUESCHER E S Intracellular effect
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小甚至消失，并减少对正常细胞的损害和治疗过程中的不良反应，因此，研究诱导肿瘤细胞凋亡的方法与机制，对于肿瘤治疗有着特别重要的意义。
为此，本文在传统电疗法的基础上，通过阐述各种参数脉冲电场的生物电效应共性基础理论，深入研究纳秒脉冲电场诱导肿瘤凋亡的方法和机制，取得的主要成果有：
①分别建立了球形细胞的多层介电模型、等效电路模型和场一路复合模型，提出了各种模型内外膜跨膜电位的计算方法，分析了内外膜跨膜电位对全时 /频段(微秒-纳秒-皮秒范围内脉冲电场的响应规律，从而提出了脉冲电场的脉宽-场强脉冲参数窗口效应和电导率-介电常数细胞电参数窗口效应。
②以传统脉冲功率技术中的电容充放电为基本原理，结合高压大功率电力电子开关及其触发技术、基于数字电位器和线性光耦的程控调压技术，研制出了一套高场强纳秒脉冲肿瘤治疗仪样机，该样机稳定可靠，并能对输出指数衰减纳秒脉冲的电压峰值(0～25kV、脉冲宽度(100ns～1μs、重复频率 (1～100Hz和脉冲个数等参数进行独立、精确控制。
③以离体人浆液囊腺性卵巢癌SKOV3肿瘤细胞为对象，采用场强10kV/cm、脉宽100ns的高场强纳秒脉冲电场进行处理，通过流式细胞术检测、扫描电子显微镜观察、透射电子显微镜观察、AO(吖啶橙/EB(溴化乙啶荧光检测、细胞内钙离子浓度检测等手段，证实了纳秒脉冲电场能有效诱导离体肿瘤细胞凋亡，其机制是通过激活细胞内钙库(内质网、线粒体，引起细胞内钙离子浓度升高，从而介导凋亡信号通路。
④以接种人黑色素瘤细胞A375的BALB/C裸鼠为对象，采用场强20kV/cm、脉宽300ns的高场强纳秒脉冲电场进行处理，通过抑瘤效应观察、透射电子显微
镜观察、免疫荧光染色检测Caspase-3蛋白表达、RT-PCR检测Caspase-3 mRNA表达、TUNEL原位末端标记DNA降解等手段，证实了纳秒脉冲电场能有效诱导在体肿瘤凋亡并有效抑制其生长，其机制是通过激活肿瘤细胞Caspase-3蛋白酶而诱导肿瘤细胞调亡，从而使肿瘤组织缩小甚至消失。
综上所述，诱导肿瘤细胞凋亡是治疗肿瘤的最新研究热点和可能突破口，而
纳秒脉冲电场能有效诱导肿瘤细胞凋亡并明显抑制在体肿瘤组织的生长，在局部肿瘤治疗领域显示出良好的应用前景。本文链接：
https://www.360docs.net/doc/6910542177.html,/Periodical_yqyb201005025.aspx 授权使用：赵平(wfycgxy12，授权号：5d7ec6f4-4296-47b2-8e43-9e6300ad0732 下载时间：2011年1月6日
秒脉冲发生器
设计题目：秒脉冲发生器的设计 设计小组：第三组
1 秒脉冲发生器整体设计方案 1.1秒脉冲发生设计方案概述 秒脉冲发生器是由100HZ时钟产生电路和分频电路两部分构成，其中100HZ时钟产生电路主要由555定时器组成的时钟电路，主要用来产生100HZ的脉冲信号；分频电路主要由74LS192组成的100进制计数器电路，主要用于将100HZ 脉冲信号分成1HZ脉冲信号。该方案通过了Multisim软件仿真，并得到了1HZ的脉冲信号，基本实现了工程训练的要求。
1.2 秒脉冲发生器整体设计电路设计图 图1 秒脉冲发生器整体设计电路设计图1.3 秒脉冲发生器整体设计电路仿真图 图2 秒脉冲发生器整体设计电路仿真图
2 各分电路的元件介绍及设计方案 2.1 100HZ时钟产生电路 图3 100HZ时钟产生电路 2.1.1元件介绍 555芯片引脚图及引脚描述： 555的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为5～18V，以UCC表示；从分压器上看出，上比较器A1的５脚接在R1和R2之间，所以5脚的电压固定在2UCC/3上；下比较器A2接在R2与R3之间，A2的同相输入端电位被固定在UCC/3上。 1脚为地。2脚为触发输入端；3脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。 当触发器接受上比较器A1从R脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出低电平； 2脚和6脚是互补的，2脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于1Ucc/3，此时3脚输出高电平。6脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入电压大于2 Ucc/3，称高触发端，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即2脚电位必须大于1Ucc/3时才有效。3脚在高电位接近电源电压Ucc，输出电流最大可打200mA。 4脚是复位端，当4脚电位小于0.4V时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出低电平。 5脚是控制端。
脉冲高压发生器
FS系列直流高压发生器 一、产品介绍 FS系列直流高压发生器采用了高频倍压电路，应用了最新的PWM高频脉宽调制技术，闭环调整，采用了电压大反馈，使电压稳定度大幅度提高。使用性能卓越的大功率IGBT器件及其驱动技术，并根据电磁兼容性理论，采用特殊屏蔽、隔离和接地等措施。使直流高压发生器实现了高品质、便携式，并能承受额定电压放电而不损坏。适用于电力部门、厂矿企业动力部门、科研单位、铁路、化工、发电厂等对氧化锌避雷器、磁吹避雷器、电力电缆、发电机、变压器、开关等设备进行直流高压试验，是新世纪最理想的换代产品。 二、产品特点 1、体积小、重量轻、更美观、更可靠、操作简便、功能齐全，便于野外使用，是新世纪最理想的可靠产品。 2、采用最先进技术、工艺制造，率先应用最新的PWM高频脉宽调制技术、脉冲串逻辑阵列调制，采用大功率IGBT器件，利用高频技术提高频率，频率高达100kHz，从而使
输出高压稳定度更高，波汶系数更小。 3、精度高、测量准确。电压、电流均为数字显示，电压分辨率为0.1kv，电流分辨率为0.1uA，控制箱上电压表直接显示加在负载试品上的电压值，使用时无需外加分压器，接线简单。仪器具有高、低压端测量泄漏电流，高压端采用圆形屏蔽数字表显示，不怕放电冲击，抗干扰性能好，适合现场使用。 4、电压调节稳定度高，全量程平滑调压，输出电压调节采用进口单个多圈电位器，升压过程平稳，调节精度高，并设计有粗调和细调功能。电压调节度优于0.1%，电压、电流测量误差小于1.0%，脉动因数优于0.5%。 5、负极性输出、零启动、连续可调、有过电压、过电流、回零、接地保护、特有断线保护等各种保护功能。自动保护电路功能强，保护完善可靠，使操作安全，各种技术指标均优于行业标准及优于同类产品。 6、增设了高精度75%VDC-1mA的功能，做氧化锌避雷器测量带来极大的方便。轻轻一按无须计算。本仪器控制箱上有75%的电压功能键，在做避雷器氧化锌试验时，当电流升到1000uA时，就打开0.75的按钮，这时，电压表、电流表所显示的值就是75%的数据，做完后应立即将升压的旋钮回到零位上，同时，将细调电压旋钮回到零位上，并应立即按绿色按钮，切断高压并关闭电源开关。再做其它试验。 7、方便的过电压整定设置功能，采用了数字拨盘开关，能将整定电压值直观显示，使你操用更随意，显示数值单位为kv。8、倍压筒可分节结构，现场使用，灵活方便，一机多用，经济实惠。 三、FS系列规格及主要技术参数
高压脉冲发生器的类型
高压脉冲发生器通常有五种方式可以实现： （1）Marx型，其原理图如图1.11所示，工作原理可以简单地概括为“电容器并联充电，串联放电”，即n个电容器对一个电压值为V0的直流电源进行并联充电，串联放电后，在负载上产生一定脉宽、电压幅值为nV0的高压脉冲。Baek等于2007年设计了一套输出为20kV/300A、脉宽为5μs的Marx型高压脉冲发生器。 （2）脉冲升压型，其原理如图1.12所示，这种类型的的发生器是将一个直流电压先经过逆变电路变为双极性的方波，再通过一个脉冲升压器提高电压等级。采用这种方法设计高压脉冲发生器的研究机构比较多，其中美国俄亥俄州立大学的Zhang等在2000年利用该原理搭建了一台输出电压为12kV的高压脉冲发生器，先将1000V的直流电经逆变电路转化为1000V 的双极性方波脉冲，再通过一个变比为1:12的脉冲变压器将电压升至12kV。另外，Alkhafaji 等在2007年也设计一台脉冲升压型结构的高压脉冲发生器，最后输出脉冲幅值30kV、脉宽2.5μs、频率200Hz的高压脉冲发生器。同样地，Rocher等在2010年也根据脉冲升压型的原理设计了一台脉冲幅值为15kV、频率为250~300kHz的高压脉冲发生器。 （3）固态开关串联型，其原理图如图1.13所示，系统一般由高压直流电源、储能电容、固态开关的串、并联模块和负载组成，通过控制串并联开关的导通与关断，可在负载上得到高压脉冲。Prins等于2001年利用IGBT串联技术搭建了一台电压幅值为30kV、电流200A、脉宽在0~99μs可调、频率为1kHz的双极性方波脉冲发生器。在中国，工程物理研究所的孔甘银等研制了电压等级为10kV的固态开关串联型高压脉冲电源。
纳秒级脉冲电源的研究与设计
纳秒级脉冲电源的研究与设计 随着脉冲功率技术在军事、医疗、环保等领域的快速发展,对于大功率脉冲电源的上升沿宽度要求日益提高,高功率快脉冲也逐渐成为脉冲功率技术的研究热点和发展趋势。而如何以较低的成本在提高脉冲电源电压等级的同时陡化脉冲宽度也是研究的难点之一。 以高压快脉冲为技术核心,以小型化、高重频和高效率为发展方向,本论文提出了一种低成本对称式的脉冲发生拓扑,同时以磁压缩技术陡化脉冲宽度,并深入研究了磁开关的控制技术,以实现高稳定性的纳秒级脉冲电源的研制,论文主要内容分为以下三个部分:1、提出了一种具有对称串联结构的高压脉冲电源拓扑,大幅降低成本;基于这种新型的高压脉冲电源拓扑,分析并初步验证了各种工作环境下的可行性。搭建了该高压脉冲电源的仿真模型,仿真验证了在正常运行和发生闪络等不同状态下电路的工作原理。 在实验室完成了该高压脉冲电源的研制,实验验证了在正常运行和发生闪络等不同状态下对于电路的分析,并在实际应用中证明了该拓扑相对于现有研究的优越性。2、介绍了脉冲磁压缩技术的工作原理,分析了各个磁芯参数对磁开关性能的影响,基于此,确定了磁芯材料的选择,并搭建了磁芯检测平台测量磁芯的磁滞曲线,对比了不同磁芯材料的区别。 基于脉冲电源体积小型化原则,分析了影响磁开关体积的因素,并利用数学模型确定了磁开关参数的最优解。系统地分析了磁复位原理以及磁复位电路与脉冲电源的匹配问题。 最后搭建了30kV/3kW的纳秒级脉冲电源样机,验证了磁复位原理的可行性,以及在高压大功率应用场合可能遇到的问题及其解决方案。3、针对电流型磁复
位方式存在的不足,指出了对于磁开关控制的必要性,并系统地分析了磁开关控制原理,提出了相应的控制方案。 最后基于PLECS软件搭建了35kV的纳秒级脉冲电源的仿真模型,通过仿真验证了控制方案的可行性和稳定性,并从实际应用角度分析了磁开关的最佳工作区间。
快前沿纳秒高压脉冲源的开发及实验研究
第16卷 第11期 强激光与粒子束V ol.16,N o.11 2004年11月HIG H POWER LASER AND PARTIC LE BE AMS N ov.,2004 文章编号: 100124322(2004)1121434203 快前沿纳秒高压脉冲源的开发及实验研究 Ξ 谭坚文1, 石立华1, 李炎新1, 张力群1, 谢彦召2 (1.解放军理工大学工程兵工程学院,江苏南京210007; 2.西北核技术研究所,陕西西安710024) 摘 要: 针对国际电工委员会1996年制定的IEC610002229和美国国防部1999年修定的MI L 2ST D 2461E 标 准提出的高空核爆电磁脉冲波形,研制了一台新型纳秒高压脉冲源。其产生的双指数波脉冲前沿小于3ns ,脉 宽58ns ,幅度可达4kV ,此外还可产生前沿小于2ns 、幅度最高为4kV 的脉冲方波;两种脉冲均可实现单次和间 歇可调输出。介绍了脉冲源的电路设计和调试结果,通过实验对比了MI L 2ST D 2461E 与MI L 2ST D 2461D 两种双指 数波形条件下某测控系统模块的干扰耦合效应。 关键词: 核爆电磁脉冲; 高压脉冲发生器; 辐射干扰; 电磁兼容 中图分类号: TH752.5 文献标识码: A 高空核爆电磁脉冲(HE MP )的典型波形分为早期、中期和晚期三种不同表述形式。就早期波形来说,其波形参数的定义,在1996年国际电工委员会(IEC )制定的IEC610002229[1]和1999年美国国防部(DOD )修订的MI L 2ST D 2461E [2]中均采用图1所示的波形,上升时间t r (10%～90%)为2.5ns ,下降时间t f (90%～10%)为55ns ;峰值电场强度为50kV/m 。该波形参数与较早颁布的MI L 2ST D 2461D [3]有较大差别。文献[4]对已颁布的各种高空核爆电磁脉冲波形标准进行了对比,而文献[5]则通过理论计算,讨论了MI L 2ST D 2461D 规定的和IEC 1996年推荐的HE MP 对长电缆的不同耦合效应。 Fig.1 Early 2time HE MP defined by IEC610002229and MI L 2ST D 2461E 图1 新标准定义的HE MP 早期波形 以往大量的HE MP 效应试验是针对MI L 2ST D 2461D 标准波 形进行的,为适应新的电磁脉冲环境模拟试验的需要,有必要研 制符合MI L 2ST D 2461E 标准的高压脉冲源发生器。本文介绍的 纳秒高压脉冲源波形上升时间和下降时间符合新的HE MP 波形 参数要求,脉冲最高幅值在4kV 下连续可调,脉冲重复频率从 1H z 至数H z 利用这一设备提供的测试波形,在TE M 室中 实验对比了该脉冲源与基于旧标准的脉冲源产生的辐射环境对 电子线路的干扰效应。1 高压脉冲源的组成 脉冲源包括直流高压、脉冲形成和触发电路三部分。图2为其结构示意图。直流高压部分采用240V/10kV 变压器升压,经限流电阻和半波整流后,送至高压储能单元,它具有结构简单、可靠性高的特点。高压储能单元主要由3个30kV 的电容组成,能在脉冲重复频率较高的情况下及时给放电电容C 1或方波成形线充电 。 Fig.2 Diagram of the high v oltage pulse generator 图2 脉冲源结构示意图Fig.3 Schematic of the discharging circuit 图3 放电回路原理图 Ξ收稿日期:2004203225; 修订日期:2004207212基金项目:国家自然科学基金资助课题(编号:60172002;50237040) 作者简介:谭坚文(1980— ),男,硕士研究生,现从事电磁脉冲防护方面的研究工作;E 2mail :artan @https://www.360docs.net/doc/6910542177.html, 。
高压脉冲发生器
FS系列直流高压发生器 一、产品概述： 高压脉冲发生器广泛用于电表、家用电器、低压电器、机电等相关行业进行绝缘性能试验。高压脉冲发生器主要包括充电电路、脉冲成形电路两大部分。此外，脉冲变压器是高压大功率脉冲发生器中的关键部件，其功率转换效率高并对减小脉冲发生器的体积和重量起到决定作用。 FS系列直流高压发生器是我公司根据中国行业标准BF24003-90《便携式直流高压发生器通用技术条件》的要求，重新设计制造的新一代便携式直流高压发生器。它适用于电力部门、企业动力部门对氧化锌避雷器、电力电缆、发电机、变压器、开关等设备进行直流高压试验和泄漏电流试验。 二、高压脉冲发生器设计的要点 1、充电电路 目前比较常见的高压脉冲发生器充电电路包括电阻充电电路和电感充电电路。电阻充电电路结构简单、技术成熟，但其充电效率低，一般适用于中小功率、脉宽窄或工作比很低的场合；电感充电电路，由于其效率较高，故在大功率、高频场合下经常使用。另外，还有回扫充电电路、阶梯充电电路等。实际应用中需根据具体要求选择合适的充电电路。
2、高压脉冲成形 高压脉冲成形是高压脉冲发生器的主要部分。对于一般的指数型脉冲，可以通过控制调制开关的导通，使储能电容通过调制开关对负载放电，从而在负载上得到输出脉冲。该方法简单、技术成熟，但其杀菌效率明显低于方波脉冲。目前高压方波脉冲的产生一般采用全桥逆变加脉冲变压器升压。这种脉冲成形电路的优点是降低了初级电路的设计难度，但也存在很大的缺陷，如初级的震荡会传递到次级，从而使输出波形变差，其占空比的调节也比较困难，在频率较低时脉冲变压器体积较大且难设计。随着高压大电流开关的发展，使用高压直流电源、高压调制开关，可以通过控制开关的导通和关断在负载上得到脉冲输出。 该开关通过简单的电路，将功率MOSFET或者IGBT串并联，通过选用低感元件及合理的布局，从而实现脉宽和频率宽范围可调的高压脉冲发生器，且寿命长易于维修，但串并联开关器件导通和关断的控制电路设计比较复杂，需考虑均压均流同步等问题。另外，还有一种线型脉冲调制器，其以人工线（脉冲形成网络）做储能元件，用氢闸流管或晶闸管SCR 做开关，实现全部放电的脉冲调制器。其中人工线由电容和电感组成，随着其级数的增加，输出脉冲的波形越趋于方波。但人工线参数一旦确定，其输出脉宽就基本确定，所以该方法不适用于要求输出脉宽大范围可调的场合。实际应用中根据实际输出脉冲的指标要求来选取合适的脉冲成形电路。 3、高压脉冲变压器的设计 高压脉冲发生器中为了解决调制开关器件的电压等级以及阻抗匹配等问题，一般采用脉冲变压器。脉冲变压器的使用会使其最大输出脉冲受限于脉冲变压器磁芯的可利用伏秒特性，为了增加输出脉宽，一般增加去磁电路，以使其磁芯复位。利用脉冲变压器升压的高压脉冲发生器，其初级电路电压等级降低、设计难度减小。但这种结构要求脉冲变压器初级必须流过较大的电流，在脉冲变压器升压比较大时初级电流更大。因此在设计中要根据输出电压幅值、功率大小、脉冲调制开关的开关能力和脉冲参数的要求等方面进行权衡以确定合适的脉冲变压器升压比。脉冲变压器的漏感以及回路分布电感会影响输出脉冲的前后沿，因此在对输出脉冲前后沿要求较高或要求输出窄脉冲时，应设法减小脉冲变压器的漏感以及合理布局放电回路。 三、工作原理
脉冲信号发生器的使用方法
脉冲信号发生器的使用方法 脉冲信号发生器可以产生重复频率、脉冲宽度及幅度均为可调的脉冲 信号，广泛应用于脉冲电路、数字电路的动态特性测试。脉冲信号发生器一般 都以矩形波为标准信号输出。脉冲信号发生器的种类繁多，性能各异，但 内部基本电路应包括主振级一般由无稳态电路组成，产生重复频率可调的周期 性信号。隔离级由电流开关组成，它把主振级与下一级隔开，避免下一级对主 振级的影响，提高频率的稳定度。脉宽形成级一般由单稳态触发器和相减电路 组成，形成脉冲宽度可调的脉冲信号。放大整形级是利用几级电流开关电路对 脉冲信号进行限幅放大，以改善波形和满足输出级的激励需要。输出级满足脉 冲信号输出幅度的要求，使脉冲信号发生器具有一定带负载能力。通过衰减器 使输出的脉冲信号幅度可调。 如（1）XC－15型脉冲信号发生器的面板开关、旋钮的功能及使用 ①频率粗调开关和频率细调旋钮。调节频率粗调开关和频率细调旋钮， 可实现1kHz～100MHz的连续调整。粗调分为十挡 （1kHz、3kHz、10kHz、100kHz、300kHz、1MHz、3MHz、10MHz、30MHz 和100MHz），用细调覆盖。频率细调旋钮顺时针旋转时频率增高，顺时针旋转 到底，为频率粗调开关所指频率；逆时针旋转到底，为此频率粗调开关所指刻 度低一挡。例如，频率粗调开关置于10kHz挡，频率细调旋钮顺时针旋转到底 时输出频率为10kHz；逆时针旋转到底时输出频率为3kHz。 ②延迟粗调转换开关和延迟细调旋钮。调节此组开关和旋钮，可实现延 迟时间5ns～300，tts的连续调整。延迟粗调分为十挡 （5ns、10ns、30ns、l00ns、300ns、1μs、3μs、10μs、30μs和100μs），用细调覆盖。延迟时间加上大约30ns的固有延迟时间等于同步输
等离子体应用中高压脉冲电源的研制
华中科技大学 硕士学位论文 等离子体应用中高压脉冲电源的研制 姓名：钟生辉 申请学位级别：硕士 专业：环境工程 指导教师：李胜利 2003.5.6
华中科技大学硕士学位论文 摘要 ｌ脉冲功率电源是低温等离子体技术在环境工程应用中的关键设备，其总体能量转化效率和脉冲功率的容量是影响等离子体技术工业化应用的重要因素十本文首先综述了一系列典型的脉冲电源回路，以及当前国内外脉冲电源研究的最新进展，提供了了几种新的电源结构。结合脉冲功率电源在环境工程应用中的要求和以往的设计经验，提出了新的设计思路。 在研制处理垃圾渗滤液的实用化电源中，分别对高压脉冲放电回路的原理电路进行了数值分析和仿真分析。ｆ根据分析结果，对电路进行了具体的改进措施。在电源控制回路中的设计中，考虑了一般的电路保护项目，加入了零电压启动的闭锁回路，并利用Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈实现了放电电压幅值的自动保护功能。最后针对现场运行时复杂的放电环境，提出了绝缘匹配方案。、ｌ 在脉冲高压开关电源的研制中，给出了电源的总体设计方案。在其中的Ｂｕｃｋ变换器设计中，首先通过数值计算，给出电路元件的参数，然后利用Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对电路仿真分析，发现功率晶体管在开关瞬间在集一射极之间有浪涌电压出现，根据结果对电路加入了保护电路。（经电路实验，验证了电路保护设计的成功；在半桥逆变回路设计部分，给出了电路的原理分析，依据电路设计参量选取了相应的电路参数；高频高压变压器作为半桥逆变回路的关键设备，影响着电路工作的可靠性和性能，主要针对它进行了具体的设计和分布参数分析。１ 关键词：脉冲功率电源’／Ｒｏｇｏｗｓｋｉ线圈、／Ｂｌｌｃｋ变换器；半桥逆琴高频变压器
亡的多参数可调高压纳秒脉冲发生器_图文(精)
1llO仪器仪表学报第3l卷 3高压纳秒脉冲发生器的研制 高压纳秒脉冲发生器的原理框图如图3所示,该装置主要由高压直流电源、纳秒脉冲形成系统和脉冲整形及计数系统三大部分组成。 纳秒脉冲形成系统 …………….企……………. 钮刮里h—习■刭一传:感厶畸器ry t 图3高压纳秒脉冲发生器基本原理框图 Fig.3The basic principles of the hish—voltage nanosecond pulse generator
高压纳秒脉冲发生器基本原理:高压直流电源通过限流保护电阻向LC形成线网络充电,在达到自击穿开关阈值电压时,自击穿开关瞬间击穿并在匹配负载(50Q处产生幅值为充电电压一半的高压纳秒方波脉冲。电流传感器在放电回路中采集脉冲电流,经过滤波、脉冲整形处理电路引入脉冲计数器,在脉冲输出重复频率一定时,通过计数器内置继电器控制整个装置的电源输入,从而实现本装置治疗时间窗口可控。 3.1高压直流电源 为减小装置的体积和重量,满足医用设备便携、简单可靠特性,高压直流电源采用高压恒流源(天津东文DW—IX303.1FlD。输出电压:DC O一+30kV;最大输出电流:l mA,电源配有电流、电压显示模块和调节电位器,并具有过压、过流保护模块。通过调节电源输出电流来控制LC形成线网络的充电速度,进而控制自击穿开关的闭合频率,最终实现装置输出脉冲重复频率可调,便于寻找最佳肿瘤细胞治疗剂量。 3.2纳秒脉冲形成系统 纳秒脉冲形成系统主要由LC网络、自击穿开关和负载电阻组成。 高陡度方波脉冲所包含的高频分量将有助于肿瘤细胞内电处理效应,进一步提高肿瘤细胞凋亡率及治疗效果,因此如何提高输出脉冲上升沿陡度是本装置的关键技术之一。根据电路理论¨…,脉冲的上升时间与杂散电感成正比,因此本装置主要从两个方面提高方波前沿的陡度。一方面在设计过程中,选择优质无感电容、电阻;合理布线,尽量减小回路所包含的面积,以减小回路杂散电感。另一方面,设计低导通时延的高性能自击穿开关。 3.2.1LC网络 高压电容选用无感陶瓷电容(西安九元CT8-1。电容值200pF,充分考虑裕度,电容耐压值选40kV。
EMC61000-4B电快瞬变脉冲群发生器操作手册
编制/日期：蒋修旭 2019-3-2 审核/日期： 批准/日期：EMC61000-4B 快速群脉冲发生器操作手册
第一章面板说明 一、前面板说明 图3EMS61000-4B快速群脉冲发生器前面板示意图 1.EUT电源指示灯：当试品电源输入端已上电，并且“EUT ON”按键按下后，此指示灯亮，表明EUT电源输出端已通电，否则此指示灯熄灭。 2.EUT电源输出端口：此端口可连接被试设备的电源端，供受试设备工作。 3.群脉冲耦合端：通过同轴电缆线或一转三连接器将P.OUT输出端与其中一个或多个耦合端连接，可将群脉冲耦合至相应路径。 4.P.OUT输出端：脉冲群输出口，可与左侧群脉冲耦合端连接。也可用于观察波形或连接电容耦合夹进行信号线试验，观察波形时必须在端口接上高压衰减器和400M以上示波器。 5.接地端（SG）：用于与参考接地板进行连接。 6.“谨防高压”警示灯：当仪器在测试状态时，该警示灯亮。 7.电压调节旋钮：用于调节试验电压，顺时针旋转时电压增大，逆时针旋转时电压减小。开机和关机之前均要将其逆时针旋转到底。 8.操作键
脉冲频率选择：在复位状态下，按此键可进行2.5kHz/5kHz/100kHz脉冲重复频率的切换，相应指示灯会点亮；在设定状态下，按此键为光标循环左移； POS/NEG：在复位状态下，按此键切换试验电压正、负极性，相应指示灯会点亮；在设定状态下，按此键为光标循环右移； EUT.ON：此键用于控制受试设备工作电源的接通和断开；在设定状态下，按此键为光标所在位置数循环减1； △:在设定状态下，按此键为光标所在位置数循环加1； 设定/确定：在复位状态下，按此键可进入试验时间的设定；在设定状态下，按此键确认并完成该项设定。 9.电源开关(POWER)：仪器电源开关。 10.复位键(RESET)：按此键可切断脉冲输出，测试结束，相应警示灯会熄灭。 11.启动键(START)：按此键可启动脉冲输出，测试开始，相应警示灯会闪烁。 12.显示窗口B：时间显示窗口，用于显示试验时间，单位为s。 13.显示窗口A：试验电压显示窗口，用于显示脉冲峰值电压，单位为kV。
基于PLD的纳秒级脉冲发生器
基于PLD的纳秒级脉冲发生器 随着电子技术的迅速发展，高速信号触发源已经广泛应用于通讯、雷达等 各种电子系统的测试和精确控制中。这就要求有一个稳定性好、纳秒上升沿、 可控的脉冲发生器。但是，国内至今还没有合乎这些要求的商用脉冲发生器。 即使在国际上普遍使用的加拿大生产的AVI-N 型脉冲发生器也存在着幅度小、 重复率低、易损坏等缺点。针对此现状，设计一款高速脉冲信号发生器是非常 有意义的。可编程逻辑器件(PLD)经历了PAL，GAL，CPLD 和FPGA 几个发 展阶段，技术日趋成熟。采用VHDL 语言对PLD 进行编程设计具有更改灵活、调试方便、操作性强、系统可靠性高等众多优点，并有利于硬件设计的保护， 防止他人对电路的分析、仿照。因此，利用PLD 器件为核心构造高速脉冲信号发生器是一种有效的方法。 1 基本原理 设计采用的XILINX 公司的复杂可编程逻辑器件(CPLD)几乎可适用于所有的 门阵列和各种规模的数字集成电路，他以其编程方便、集成度高、速度快、价 格低等特点越来越受到设计者的欢迎。选用的CPLD 为XILINX 公司的 XC9572XL，属于XC9500 系列，是目前业界速度较快的高集成度可编程逻辑 器件。 CPLD 开发软件用ISE 6.0+ModelSim 5.7SE，该软件是一个完全集成化、易学易用的可编程逻辑设计环境，并且广泛支持各种硬件描述语言。他还具有与 结构无关性、多平台运行、丰富的设计库和模块化的工具等许多功能特点。CPLD 主程序流程图如图1 所示，时针信号是整个程序的关键，通过时钟对 各个模块进行精确控制，实现基本功能。时钟信号的精准度决定了输出脉冲信 号的精准度。时钟源采用了4 脚晶振，可以输出一个稳定的时钟信号。CPLD 内部电路资源分配如图2 所示。
脉冲发生器工作原理
脉冲发生器工作原理 泥浆流动引起叶轮在其外部旋转。叶轮和脉冲发生器内部的主轴含有强力磁铁。叶轮与主轴之间的磁耦合运动产生两者间的磁力吸引。当叶轮在脉冲发生器外部旋转时，主轴则由于磁耦合作用在脉冲发生器内部旋转。 这是叶轮，这是主轴。把主轴伸入到叶轮里，来讲述这种磁耦合的强度。当试图转动主轴时，而主轴依然粘附在叶轮上。想转到主轴是非常困难的，磁耦合作用是相当强的。 脉冲发生器是一个充满油的密封单元。任何外部压力，象静水压力，可以通过这种活动的橡胶皮囊传递到脉冲发生器内部，或者对于没有橡胶皮囊的脉冲发生器，它是通过这个壳体里的活塞传递的。脉冲发生器内部与外部的压力是平衡的。由于脉冲发生器总与它周围的环境处于压力相等的状态，这样它不易损坏。压力平衡是由脉冲发生器的小直径促成的。脉冲发生器的壁较薄，能够承受足够的机械载荷，由于内外压力平衡，不必承受外部压力。 脉冲发生器内含有一个液压泵，液压泵是由六个柱塞和液缸组成。这六个柱塞随着其下端旋转斜盘的转动，在液缸内交替上下运动。通过六个柱塞的交替运动，把泵下端腔里的油，通过一组单流阀泵入到提升阀活塞液缸里。 这是活塞。在产生脉冲过程中，活塞被向上推入液缸里，使提升阀轴伸出。当活塞向上运动时，打开了液缸壁上的一组小孔，使液流回到液缸里，因此起到限制活塞继续运动和降低内部压力。 在主轴的下端是电磁发电机。它是由六个固定的线圈和八个磁极构成，当主轴旋转时，带动其下端的磁极相对线圈转动，线圈内磁场的变化从而产生电流。 主轴的旋转速度控制液压和产生电量的大小。主轴转动越快，产生电量越大。通常主轴的转速为2800rpm~3500rpm。 现在讲解更复杂的部件。我们怎样控制提升阀轴的运动？ 首先，当提升阀轴向下回缩时，让我们描述其液压油流的流动方向。(驱动活塞向上运动时)油从泵下面的腔中直接进入泵里，并通过泵和其出孔进入到活塞缸里。然而回缩活塞时(提升阀向下运动)，油顺着中心管向下流入到主阀里。 主阀内部有一个带小孔的活塞，允许一部分油直接流过主阀。流过主阀的油通过中心管向下继续流动，最终流过一个电磁控制阀，然后进入到电磁控制阀下
新型高压快脉冲发生器
新型高压快脉冲发生器 相关情况解析方案 https://www.360docs.net/doc/6910542177.html,/来源：元器件交易网日期：2012年02月03日 1、引言 目前，在大功率、高频率、窄脉冲的应用领域中利用的基本都是真空管，如：二次电子发射管、放电间隙开关、触发管、氢闸管等。主要研究方向是如何提高电真空器件的开关速度，减小其触发晃动，研制与其相配的高速高压驱动电路。但是真空电子管这类器件存在损耗大、驱动电路庞大、冷却麻烦等缺点;同时，为了在速调管打火时对其进行快速保护，还经常需要在调制器中设置复杂的撬棒管及其触发电路，这些问题直接影响调制器的效率和可靠[1]。近年来，由于半导体器件的电压和功率等级不断提升，相关技术也在逐步完善，为解决上述问题创造了条件。基于该项技术发展趋势，本文设计了一种新型高压快脉冲发生器。 2、输出指标和基本结构 高电压、快脉冲和高重复率是脉冲功率装置的发展方向。高频化是减小系统体积的一个有效途径。本设计采用IGBT做为主开关器件，输出脉冲电压峰峰值为±5kV，频率为1kHz～10kHz可调，脉冲前沿200ns。
本高压快脉冲发生器的设计主要分为三部分： (1)可调高压直流发生器：使用工频交流电为电源，在低压部分经过整流、逆变电路产生低压脉冲，经脉冲变压器升压，成为高压脉冲再经不可控整流为高压直流。再将其作为高压直流电源提供给最后的高压脉冲发生部分。可调高压直流发生器结构如图1所示。 图1 可调高压直流发生器结构图 (2)高压脉冲发生部分：将高压直流电源提供的直流高压送入可控开关器件，产生所需要的高压脉冲。 (3)高压逆变控制和驱动部分：控制高压逆变过程中的开关器件的开通与关断。在控制方面采用基于PWM控制方法的芯片SG3525。在驱动电路方面，采用三菱公司的IGBT专用驱动芯片M57962L。
秒信号发生器
一、硬件电路设计 （1）复位电路 复位是使单片机处于某种确定的初始状态。单片机工作从复位开始。在单片机RST引脚引入高电平并保持2个机器周期，单片机就执行复位操作。复位操作有两种基本方式：一种是上电复位，另一种是上电与按键均有效的复位。如图1所示为复位电路： 图1复位电路 开机瞬间RST获得高电平，随着电解电容C3的充电，RST引脚的高电平将逐渐下降。若该高电平能保持足够2个机器周期，就可以实现复位操作。根据经典电路选择参数，选取C3=10μF，R1=10KΩ。 （2）晶振电路 单片机的时钟信号通常有两种产生方式：一是内部时钟方式，二是外部时钟方式。内部时钟方式是利用单片机内部的振荡电路产生时钟信号。外部时钟方式是把外部已有的时钟信号引入到单片机内。本次设计中，采用的是12MHz晶振，配上30pF的电容，构成谐振，这样有助于输出稳定的波形。图2所示为晶振电路： 图2晶振电路
在单片机的XTAL1和XTAL2引脚外接石英晶体（简称晶振），作为单片机内部振荡电路的负载，构成自激振荡器，可在单片机内部产生时钟脉冲信号。C1和C2的作用是稳定振荡频率和快速起振。根据经典电路选择参数，本电路选用晶振12 MHz，C1=C2=33PF。其中晶振周期（或外部时钟信号周期）为最小的时序单位。 (3)串口调试电路 二、程序设计 程序思路说明：只需要4个按键。关于频率和占空比的确定，对于12M晶振，输出频率为1KHZ,这样定时中断次数设定为 10，即10MS 中断一次，则TH0=FF,TL0=F6;由于设定中断时间为10ms，这样可以设 * *定占空比可从1-99%变化。即10ms*100=1s #include
电快瞬变脉冲群发生器说明书
海林自控 快速群脉冲发生器 操作手册 编制/日期： 审核/日期： 批准/日期：
第一章 面板说明 一、前面板说明 图 3 EMS61000-4B快速群脉冲发生器前面板示意图 1. EUT电源指示灯：当试品电源输入端已上电，并且“EUT ON”按键按下后，此指示灯亮，表明EUT电源输出端已通电，否则此指示灯熄灭。 2. EUT电源输出端口：此端口可连接被试设备的电源端，供受试设备工作。 3. 群脉冲耦合端：通过同轴电缆线或一转三连接器将P.OUT输出端与其中一个或多个耦合端连接，可将群脉冲耦合至相应路径。 4. P.OUT输出端：脉冲群输出口，可与左侧群脉冲耦合端连接。也可用于观察波形或连接电容耦合夹进行信号线试验，观察波形时必须在端口接上高压衰减器和400M以上示波器。 5. 接地端（SG）：用于与参考接地板进行连接。 6. “谨防高压”警示灯：当仪器在测试状态时，该警示灯亮。 7. 电压调节旋钮：用于调节试验电压，顺时针旋转时电压增大，逆时针旋转时电压减小。开机和关机之前均要将其逆时针旋转到底。 8. 操作键
脉冲频率选择：在复位状态下，按此键可进行2.5kHz/5kHz/100kHz脉冲重复频率的切换，相应指示灯会点亮；在设定状态下，按此键为光标循环左移； POS/NEG：在复位状态下，按此键切换试验电压正、负极性，相应指示灯会点亮；在设定状态下，按此键为光标循环右移； EUT.ON：此键用于控制受试设备工作电源的接通和断开；在设定状态下，按此键为光标所在位置数循环减1； △:在设定状态下，按此键为光标所在位置数循环加1； 设定/确定：在复位状态下，按此键可进入试验时间的设定；在设定状态下，按此键确认并完成该项设定。 9. 电源开关(POWER)：仪器电源开关。 10. 复位键(RESET)：按此键可切断脉冲输出，测试结束，相应警示灯会熄灭。 11. 启动键(START)：按此键可启动脉冲输出，测试开始，相应警示灯会闪烁。 12. 显示窗口B：时间显示窗口，用于显示试验时间，单位为s。 13. 显示窗口A：试验电压显示窗口，用于显示脉冲峰值电压，单位为kV。
脉冲信号发生器
电子技术综合训练 设计报告 题目：脉冲信号发生器 姓名：xxx 学号：xxxxxxx 班级：xx 电气及其自动化xx 同组成员：xxx 指导教师：xxx 日期：2011年1月4日
脉冲信号发生器的原理主要分为四部分，即正弦波的产生，方波的变换，分频电路和倍频电路，并由这四部分最终产生三种不同频率的信号，其要点在于电路的线路连接及焊接。通过设计体会理论与实际结合的重要性. 关键字：正弦发生多谐振荡器降频电路锁相环
一、设计任务和要求 (5) 1.1设计任务 (5) 1.2设计要求 (5) 二、系统设计 (6) 2.1系统要求 (6) 2.2方案设计 (6) 2.3系统工作原理 (7) 三、单元电路设计 (8) 3.1 RC正弦发生器 (8) 3.1.1电路结构及工作原理 (9) 3.1.2电路仿真 (9) 3.1.3元器件的选择及参数确定 (9) 3.2 555定时器组成的多谐振荡器 (9) 3.2.1电路结构及工作原理 (9) 3.2.2电路仿真 (11) 3.3 74LS161计数器降频电路 (11) 3.3.1电路结构及工作原理 (11)
3.3.2电路仿真 (11) 3.3.3元器件的选择及参数确定 (11) 3.4 锁相环升频电路 (13) 3.4.1电路结构及工作原理 (13) 3.4.2元器件的选择及参数确定 (15) 四、系统仿真 (17) 五、电路安装、调试与测试 (18) 5.1电路安装 (17) 5.2电路调试 (17) 5.3系统功能及性能测试 (17) 5.3.1测试方法设计 (18) 5.3.2测试结果及分析 (18) 结论 (19) 参考文献 (20) 总结、体会和建议 (21) 附录 (22)
高压大电流脉冲信号发生器-模拟高抗干扰大电流输出10kHz信号发生器
高压大电流脉冲信号发生器模拟信号发生器 一：应用范围 A: 高压窄脉冲应用场合 B: 脉冲激光电源信号源 C: 高达10A触发脉冲电流 D: 适用于强干扰环境 E: 需要极陡的上升沿相关应用 二：参数(电流、电压参数可以修改定做) 类型数值单位备注输出电流能力>10 A 单次触发短路峰值电流输出脉冲上升沿<10 nS 输出脉冲下降沿<10 nS 输出方波电压幅度 3.5-12 V 可通过单圈电位器调节 输出短路能力可短路抗短路且不会损坏 输出方波电压数显 3 位可精确到0.1V 输出方波频率0-10.0 kHz 可通过多圈电位器精密调节 频率数显位数 4 位最大为9999Hz，超出量程显示 HHHH 方波脉冲宽度23.5~70 us 可通过单圈电位器调节方波脉冲宽度数显 3 位可精确到0.1us 电源输入220V±10% VAC 市电
手动按钮触发 单次触发 手动按钮 输出指示灯 有 蓝色 单次触发延时显示 输出封锁开关 有 可手动切换 输出档位切换开关 128和1 分频 可手动切换 环境温度 0-50 ℃ 存储温度 -40-+85 ℃ 三：界面介绍及操作步骤说明 单次 图1 前面板介绍 频率调节：图片右上旋钮F 为频率调节旋钮，选取多圈精密调节，顺 时针旋转可增大频率，反之减小。 脉宽显示 脉冲电压幅度显示 手动触发 指示灯 频率调节 幅度调节 脉宽调节 输出开关 输出分频切换 频率显示
幅度调节：图片右中旋钮Amp为方波脉冲电压幅度调节旋钮，单圈调节，顺时针旋转增大输出峰值，反之减小。 脉宽调节：图片右下旋钮PW为方波脉冲正脉冲脉宽调节旋钮，单圈 调节，顺时针旋转增大脉宽，反之减小。 输出分频切换：图片下侧开关为频率档位选择，开关向上，频率调节 范围0-10kHz，开关向下，频率范围是0-80Hz。 输出开关：图片上侧开关为输出开关，开关打向上方为有输出，打向下方无输出，手动触发不收输出开关控制，只要按下就有 脉冲输出。 电源开关 输出脉冲 BNC接口 电源插座 图2 后面板介绍 频率显示：图片下方FREQUENCY/Hz为频率显示数码管，实时显示频率，单位Hz，最大测量范围10kHz，超出显示HHHH。
秒信号发生器电路图两个
秒信号发生器电路图两个 秒信号发生器： 下面介绍的秒信号发生器可用在LED数字钟中，为数字钟提供秒基准信号。字串7 附图1电路由14位二进制串行计数器/分频器和振荡器 CD4060、BCD同步加法计数器CD4518构成的秒信号发生器。 电路中利用CD4060组成两部分电路。一部分是14级分频器，其最高分频数为16384；另一部分是由外接电子表用石英晶体、电阻及电容构成振荡频率为32768Hz的振荡器。震荡器输出经14级分频后在输出端Q14上得到1/2秒脉冲并送入由1/2 CD4518构成的二分频器，分频后在输出断Q1上得到秒基准脉冲。 检验电路是否工作，可测量CD4060的9脚有无振荡信号输出。调整微调电容可校准振荡频率。 附图2是另一款秒信号发生器电路。它由双BCD同步加计数器CD4518、四输入端与非门CD4011和四2输入端或非门CD4001等构成。 电路中利用CD4060组成两部分电路。一部分是14级分频器，
其最高分频数为16384；另一部分是由外接电子表用石英晶体、电阻及电容构成振荡频率为32768Hz的振荡器。震荡器输出经14级分频后在输出端Q14上得到1/2秒脉冲并送入由1/2 CD4518构成的二分频器，分频后在输出断Q1上得到秒基准脉冲。 检验电路是否工作，可测量CD4060的9脚有无振荡信号输出。调整微调电容可校准振荡频率。 电路中，由CD4011门I构成晶体振荡电路产生的1MHz脉冲信号，经反相器门II送至由CD4518构成的多级计数分频器。其中第一级10分频后输出为100KHz，第二级输出为10KHz，第三级输出为1000Hz，第四级输出为100Hz、第6级输出为1Hz。 由CD4011的门III、IV构成R-S触发器和CD4001的一个门组成了秒信号控制门。单允许工作开关K3置“开”位置时，允许输出秒信号；置“关”位置时，禁止输出秒信号。走时、校准开关K2置“走时”位置时，输出秒信号；置“校准”位置时，输出校准信号。若秒信号与标准时间相差较大，把K1置“快校”位置，送出10KHz信号；若接近标准时间，则置“慢校”位置，送出100Hz信号。
频率可调的快速方波电脉冲发生器-
本科毕业论文（设计） 题目:频率可调的快速方波电脉冲发生器姓名: 专业: 测控技术与仪器 学院: 光电工程学院 学号: 指导教师: 职称： 2012年 4 月15 日
摘要 (4) 一、前言 (4) 二、设计应用与指标 (5) 三、总体结构 (6) 四、各模块电路分析 (6) （一）内触发振荡电路 (7) （二）手动按键触发 (8) （三）触发方式选择电路 (8) （四）单稳态多谐振荡器 (9) (五)快速触发信号产生电路 (10) （六）可调延迟线 （七）方波成形电路 （八）低压稳压电源电路 （九）高压稳压电源电路 五、全文总结和建议 (17) （一）总结 (17) （二）给实际研究方案的建议 (17) 致谢 (17) 参考文献 (17) Abstract (18)
本文对基于绝缘薄膜开关的方波脉冲发生器的设计及整体结构作了较详细的介绍, 并分析了方波发生器放电回路杂散参数对方波前沿的影响。整机可产生幅值115~ 8kV、前沿小于115ns、脉宽40ns 的方波脉冲。 关键词:薄膜开关; 高电压; 方波发生器 一、前言 脉冲信号是一种离散信号，形状多种多样，与普通模拟信号（如正弦波）相比，波形之间在时间轴不连续（波形与波形之间有明显的间隔）但具有一定的周期性是它的特点。最常见的脉冲波是矩形波（也就是方波）。脉冲信号可以用来表示信息，也可以用来作为载波，比如脉冲调制中的脉冲编码调制（PCM），脉冲宽度调制（PWM）等等，还可以作为各种数字电路、高性能芯片的时钟信号。 所谓脉冲信号表现在平面坐标上就是一条有无数断点的曲线,也就是说在周期性的一些地方点的极限不存在,比如锯齿波,也有电脑里用到的数字电路的信号,0,1。脉冲信号,也就是像脉搏跳动这样的信号，相对于直流，断续的信号，如果用水流形容，直流就是把龙头一直开着淌水，脉冲就是不停的开关龙头形成水脉冲。 你把手电打开灯亮，这是直流，你不停的开关灯亮、熄，就形成了脉冲，开关速度的 快慢就是脉冲频率的高低。 二、设计应用与指标 随着科学技术的发展, 在许多科学研究领域和军事技术中, 脉冲前沿在纳秒一级的脉冲技术得到广泛应用, 如核物理和电子导弹的研究及电磁脉冲的测量等, 这就需要对脉冲进行准确测量。在高电压技术中, 快速变化的电压和电流波形的测量特别困难, 一般采用分压器和分流器等。但要准确测量, 就要求测量系统必须具有良好的方波响应, 否则会因响应特性不好造成误差和波形失真等。方波响应的测定一般利用方波发生器。目前大多采用汞润开关作为方波发生器的开关元件工。这种方波易于产生, 但由于汞润开关耐压较低, 方波电压幅值只有一。如果用这样的方波作为方波响应的信号源, 测量系统的输出信号很微弱, 且易受外界干扰, 测量系统的响应时间就难以准确测量。而高压方波响应实验中, 测量系统的输出电压较高, 高压方波又比较接近实际情况, 提高了方波响应的可信度。因此, 采用高压方波要优于低压方波。方波响应测定时, 要求方波的上升时间应小于测量系统所要求的响应时间的五分之一。因此, 对于上升前沿为几纳秒、几十纳秒的高压陡波的测量系统来说, 就需要一种新型的高压亚纳秒前沿的方波来测定其响应特性。 本文研究的频率可调快速方波电脉冲发生器是根据传输线原理, 通过高压放电管