高压静电放电发生器的研制
高压发生器制造工艺流程
高压发生器制造工艺流程1.原材料准备：首先需要准备制造高压发生器所需的原材料，包括金属材料、电子元件、绝缘材料等。
这些原材料需要根据设计要求进行选择和采购。
2.设计和制图：在确定了高压发生器的使用场景和性能要求后，需要设计高压发生器的结构和电路图。
设计包括以下几个方面：尺寸、形状、材料选择、工作电压和电流、绝缘层等。
制图则是将设计转化为具体的制造工艺流程。
3.制作零部件：根据设计图纸，开始制作高压发生器的各个零部件。
这些零部件的制作过程包括材料切割、焊接、组装等。
严格控制制作过程中的尺寸和工艺要求，确保零部件的质量。
4.组装和调试：完成零部件的制作后，开始进行高压发生器的组装。
将各个零部件按照设计要求进行组装，并进行初步的功能调试。
调试包括接线和连接测试、电压和电流的调整等，确保发生器的正常工作。
5.测试和检验：组装和调试完成后，对高压发生器进行全面的测试和检验。
测试包括静态测试和动态测试两个方面。
静态测试主要是检测发生器的电压和电流输出是否符合设计要求；动态测试则是模拟实际使用场景，检测发生器的性能稳定性、输出纹波等。
6.质量控制和调整：根据测试和检验结果，将发生器性能进行调整。
如果发现不符合设计要求的地方，需要进行相应的调整和优化。
同时，制定质量控制措施，确保发生器的质量达到标准要求。
7.包装和出厂：最后，对已经通过测试和检验的高压发生器进行包装，以确保运输过程中不受损。
包装一般包括静电包装、泡沫填充、外包装等步骤。
完成包装后，高压发生器即可出厂。
以上是一个高压发生器的制造工艺流程，该流程涵盖了原材料的准备、设计和制图、零部件的制作、组装和调试、测试和检验、质量控制和调整、包装和出厂等多个环节。
这样的流程可以保证高压发生器的质量和性能，并能够满足用户的需求。
高压静电放电发生器的研制
高压静电放电发生器的研制
朱武;许立衡;操瑞发;管水秀;涂祥存
【期刊名称】《上海电力学院学报》
【年(卷),期】2009(025)004
【摘要】在介绍高压静电发生器工作原理的基础上,根据IEC61000- 4-2的要求,对其关键技术进行了深入研究,设计了一种高压静电放电发生器装置.实验表明,该发生器的输出电压达到30 kV,输出电压在0.5~30.0 kV的线性度达到4%,放电电流波形符合IEC61000- 4-2标准.
【总页数】4页(P384-387)
【作者】朱武;许立衡;操瑞发;管水秀;涂祥存
【作者单位】上海电力学院,计算机与信息工程学院,上海,200090;上海悉雅特楼宇自控有限公司,上海,200127;上海电力学院,计算机与信息工程学院,上海,200090;上海电力学院,计算机与信息工程学院,上海,200090;上海电力学院,计算机与信息工程学院,上海,200090
【正文语种】中文
【中图分类】TH744.11+6
【相关文献】
1.基于高压静电发生器的静电吸尘器设计研究 [J], 郭成英;李吉辉;杨德日;魏浩
2.高压静电发生器的原理、结构和选用 [J], 闫万举
3.高压静电发生器的设计与静电喷雾试验 [J], 竹贝芬;邱白晶;季红波;张平;纪鸿波;
王超柱;刘艳艳
4.高压静电发生器设计与负载特性研究 [J], 陈成功;竹贝芬;邱白晶;季红波;纪鸿波;张平
5.数字式高压静电发生器的设计 [J], 邓琪琦;杨日福
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高压静电发生器_莫济成
3 收稿日期:2007-04-10高压静电发生器莫济成 黄榜彪(广西工学院,广西 柳州 545006) 摘 要: 在环境的相对湿度较大时,手摇感应起电机很难获得相应的静电。
大学物理实验常需要在各种气候条件下进行有关的静电实验。
为此介绍一种自制高压静电发生器的制作要领,这种高压静电发生器能在各种气候条件下可靠地工作,有效地提供静电,保证大学物理相关静电实验的正常进行。
关键词: 静电发生器;原理;调试中图分类号: O441.1 文献标识码:A 文章编号:1003-7551(2007)02-0038-?物理实验中所需要的高压静电,常常由手摇感应起电机获得,在环境的相对湿度较低时是不存在什么问题的。
但是,在我们所处的南方地区,特别到了春天的梅雨季节,环境的相对湿度较大,用感应起电机很难获得所需的高压静电,致使相关的实验无法进行。
为此,笔者制作了一种高压静电发生器,其结构简单,造价低廉,性能良好,体积小巧,能全天候可靠工作。
该仪器已在本校物理实验课上使用,取得较好的效果。
1 电路原理电路原理如图1所示,按下开关AN1、AN2接通电源,当电源在正半周,即上正下负时,电源经过R1→D1、D2→C1→④→①形成回路,对C1充电,C1两端的电压达到电源的峰值,与此同时,B1的次级上负下正,D3截止,电极G —K 间受反向电压,SCR 因而处于关断状态;当电源在负半周,即上负下正时,D1、D2截止,同时B1的次级变成上正下负,触发信号经D3、C2使电极G —K 间受正向电压,SCR 触发导通,此时C1通过SCR 的A →K →①→④迅速放电[1],在B2的次级L2即感应出高压电动势。
C1放电完毕,SCR 恢复关断状态。
随着电源的周期变化,不断重复上述过程,于是在输出端得到持续的高压静电。
图1 电路原理图2 元件选择B1为容量5VA 、输出电压6V 的小型电源变压器,SCR 为8A/600V 的单向可控硅(B T151—600R ),B2为“华声”牌彩电回扫变压器(编号333#,长虹2168型),C3、C4为莱顿瓶所形成的电容器,L 是电源指示灯,其它元件参数按图中所标注选取。
静电发生器的制作方法
静电发生器的制作方法静电发生器是一种能够产生高电压的装置，它能够利用静电现象将电荷分离并积累起来，最终产生静电放电。
静电发生器在实验室、科研机构以及一些电子设备中有着广泛的应用。
下面我将简要介绍一种制作静电发生器的方法。
首先，准备材料和工具。
制作静电发生器所需要的材料主要有一个马达、一块绝缘材料（如塑料板）、两个金属薄片（如铝箔）、一根绝缘支柱和一根绝缘电线。
工具方面，需要准备锯子、钢丝刷、电焊机、螺丝刀、钳子和万用表等。
其次，开始制作静电发生器。
首先，使用锯子将绝缘材料板切割成合适大小的底板。
然后，用钳子和螺丝刀将金属薄片固定在底板的两侧，使其与底板保持一定的距离。
接下来，使用钢丝刷将金属薄片表面进行清洁，以确保良好的电导性。
然后，使用电焊机将绝缘支柱焊接在底板的一侧，作为手柄。
最后，使用万用表测试金属薄片和绝缘材料之间的电阻，确保电阻适当。
最后，测试和使用静电发生器。
将一根绝缘电线的一端连接到绝缘材料的底板上，将另一端插入到一个地线插座中。
打开马达开关，马达开始带动金属薄片在底板上摩擦。
摩擦过程中，金属薄片带有电荷，由于绝缘材料的特性，电荷无法逃逸，从而在金属薄片之间积累的电荷会逐渐增加。
当积累的电荷达到一定程度时，静电会发生，导致静电放电现象。
需要注意的是，制作静电发生器时要注意安全。
使用电焊机和马达时，要佩戴护目镜和手套，避免火花或碎片伤害。
在测试和使用静电发生器时，也要遵循相关的安全规范，尽量避免触摸金属薄片的裸露部分。
以上就是一种制作静电发生器的方法。
通过这种方法，我们可以简单地制作出一个简易的静电发生器，并利用它来进行一些简单的静电实验。
当然，如果需要更高电压或更精确的静电发生器，还需要使用更复杂的制作方法和更专业的材料。
另一种更高压和更精确的静电发生器是基于万氏机构的震荡器。
震荡器由一个旋转的玻璃盘和一个静电软臂构成。
以下是制作万氏震荡器的方法：1. 准备材料和工具：一个马达，玻璃盘，静电软臂，绝缘材料板（如塑料板），导线和电焊机。
高压静电放电发生器的研制
２０ ０９年 ８月
上 海 电 力 学 院 学
报
Ｖｏ ． ５， Ｎｏ ４ １２ ． Ａｕ ． ２ ０ ｇ ０９
Hale Waihona Puke Ｊ ｕ ｎ ｌ ｏ Ｓ ｎｇ ａ Ｕｎ ｖ ｒｉ ｏ Ｅｌｃｒｃ Ｐ ｗｅ ｏ ｒ ａ ｆ ｈａ ｈ ｉ ｉ ｅ ｓｔ ｙ ｆ ｅｔ ｏ ｒ ｉ
ｗａ ｅ ｏ ｍ ｓ ａ ｃ ｒ ａ ｔｗｉｈ Ｉ ｖ ｆｒ ｉ ｃ ｏ ｄ ｎ ｔ ＥＣ ０ Ｏ４－ ｔｎｄ ｒ ． ６ｌ ０ ２ ｓａ ａ ｄ Ｋｅ ｒ ｓ： ＥＭＣ；ｅ ｅ ｔｏ ｔｔｃ ｄ ｓ ｈａｇ ；ｃ ｒｅ ｔｗａ ｅｏ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ｌ ｃｒ ｓａ ｉ ｉｃ ｒ ｅ ｕ ｒ ｎ ｖ ｆｒｌ ｌ
关 键 词 ： 电磁 兼 容 ； 电 放 电 ； 静 电流 波 形 中图 分 类 号 ：Ｔ ７４ １ ６ Ｈ ４ ．１ 文献 标 识 码 ：Ａ
Ｄｅ ｅ ｏ ｍ ｅ ｔ ｏ Ｄ ｎｅ ａ ｏ ｔ ｉ ｈ Ｖｏ ｔ ｇ ｖ ｌｐ ｎ ｆ ＥＳ Ｇｅ ｒ ｔ ｒ ｗｉｈ Ｈ ｇ ｌａ ｅ
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Ａｂｓｒ ｃ ： Ｏｎ ｔ ｅ ｂ ｓｓｏ ｎｒ ｄ ｃｉｎ ｏ ｒｎ ｉ ｌ ｆＥＳ ｇ ｎ ｒ ｔｒｗｉｈ ｈｉｈ ｖ ｌａ ｅ， ｎ ＥＳ ｔ ａ ｔ ｈ ａ ｉ ｆｉ ｔｏ ｕ ｔｏ ｆｔ ｐ ｃｐ ｅ ｏ Ｄ ｅ ｅ ａ ｏ ｔ ｇ ｏｔ ｇ ａ Ｄ ｈｅ ｉ ｇ ｎ ｒ ｔｒ ｉ ｃ ｏ ｄ ｎ ｅ ｗｉｈ Ｉ １ ０ ４－ ｐ ｃｆｃ ｔｏ ｓ ｄ ｓｇ ｄ ａｔｒ ｉ ｙ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｒ ｅ ｅ ａ ｏ ｎ ａ ｃ ｒ ａ ｃ ｔ ＥＣ ６ ０ ０－ ２ ｓ ｅ ｉ ａｉｎ ｉ ｅ ｉｎｅ ｆｅ ｔ ｋｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉｓ ａ ｅ ｉ ｓ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｎ ｄｅａｌ ．Ｉ ｓｐｒｖ ｄ ｔ ａ ｕ ｐ ｔｖ ｌ ｇ ｆｔ ｅ ＥＳ ｇ ｎ ｒ ｔｒｒ ａ ｈ ｓ３ Ｖ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ｉ ｔ ｉ ｓ ｔｉ ｏ ｅ ｈ ｔｏ ｔ ｕ ｏｔ ｅ ｏ ｈ Ｄ ｅ ｅ ａｏ ｅ ｃ ｅ ０ ｋ ａ ｎ ｈ ｌｎ ａ ｉｙ ｉ ｅ ｓ ｈ ｎ ４％ ｉ ｅ ｒｔ ｓ ｌ ｓ ｔ ａ ｉ ｖ ｌ ｇ ｓ ｏ ｅ ａ ｇｎ ｒ ｍ ｎ ｏｔ ｅ ｃ ｐ ｒ ｎ ｉ ｇ ｆｏ ０．５ ～ ３ ａ ０．０ Ｖ ． ａ ｔ ｅ ｋ ｎｄ ｈ ＥＳＤ ｃ ｒｅ ｔ ｕ ｒｎ
高压静电发生器设备工艺原理
高压静电发生器设备工艺原理前言静电发电是指在力的作用下, 电荷(一般是电子)从一个物体转移到另一个物体中, 转移时伴随着电场的变化而产生的一种能量转换方式。
静电发电在宇宙、天文、自然界、现代工业等领域中都有应用。
高压静电发生器是一种能够将低电压/电流转化为高电压的装置，主要应用于静电纺丝、离子喷涂、静电吸附等工艺中。
工艺原理高压静电发生器设备是由变压器、整流器、滤波器等电学元件组成的，主要通过以下工艺原理来产生高压静电：1. 高压变压器提高电压高压变压器是高压静电发生器的核心部件，主要通过变压器的电感性将低电压(如12V等)转化为高电压(数千伏、数十千伏甚至数百千伏)。
高压变压器一般由高压绕组、低压绕组、铁芯等组成。
生产高压变压器时, 绝缘层应选用高压绝缘材料，以防止因绝缘破裂而短路。
2. 整流器将交流电转换为直流电高压变压器得到的电压是交流电，需要经过整流器将交流电转换为直流电。
整流器一般由整流管组成，整流管能将交流电的正向部分导通，而将反向部分隔断。
通常采用半波整流、全波整流等方式。
3. 滤波器消除高频干扰高压静电发生器产生的高压电场会产生较强的干扰信号，这些信号可能影响到设备的工作。
滤波器可用于降低高频噪声干扰。
滤波器一般由电容、电感等电学元件组成，通常是低通滤波器或高通滤波器。
4. 放电管释放电能高压静电发生器产生的高压电需要通过放电管释放出来。
放电管一般由几个并联的电感线圈和一根中间绕制的高压导线构成。
放电管只有在电场达到一定程度时才能导电，否则它就是一个绝缘体。
5. 设备控制模块控制输出电流高压静电发生器需要额外增加控制模块来控制其输出电压/电流。
控制模块可以实现高压静电发生器输出电压、电流大小的调节。
而且在纺绸、印染、喷涂等工艺中, 还需要实现对喷涂颜料、纳米溶胶等粒子(或液滴)的电荷控制。
该控制方式需要在高压静电发生器的控制模块上，增加一组电荷输出接口。
应用领域高压静电发生器设备主要应用于静电降温、静电吸尘、静电助力、静电除尘、静电过滤、离子束治疗、静电植树、静电喷涂、静电纺丝、离子探测、核物理学、粉尘脱附等领域。
高压电生成器的制作方法
高压电生成器的制作方法高压电生成器，也被称为高压电发生器，是将低电压的直流电转换为高电压的设备。
它在实验室、工业生产以及医疗设备等领域有广泛的应用，常用于电子器件的测试、粒子加速器的供电以及电气设备的绝缘强度测试等。
下面将介绍一种简单的高压电生成器的制作方法。
材料准备：1. 电源适配器：选择一个输出电压为12V的大功率适配器，以确保足够的电源供应。
2. 高压电磁继电器：选购一个带有高压输出的电磁继电器，其额定电压通常为12V。
3. 高压二极管：选择一个额定电压大于500V的二极管，以确保能够承受高压电流。
4. 电容器：选择两个额定电压为500V的电容器，它们将被串联在电路中，用于储存电荷。
5. 发射线圈：这是高压电生成器的核心部件。
可以从市场上购买一个高压发生线圈，也可以自己制作。
步骤：1. 将电源适配器的正极连接到继电器的输入端，负极连接到电容器的一个极板上。
2. 将继电器的高压输出连接到另一个电容器的极板上。
3. 将两个电容器的另一极板通过高压二极管连接起来，形成一个串联电路。
4. 将发射线圈的一个输出端连接到电容器串联电路的中间连接点，将另一个输出端连接到继电器的高压输出端。
5. 将线圈的输入端通过开关连接到电源适配器的负极，这样就可以控制高压电的开关。
6. 打开电源开关，此时电容器开始储存电荷。
7. 关闭电源开关，此时电容器释放出储存的电荷，经过发射线圈的放大作用，输出高压电。
需要注意的是，高压电生成器操作时存在一定的危险性，因为高压电具有很强的穿透力和致命性。
因此，在操作过程中，应严格遵守安全规范，佩戴绝缘手套和眼部保护装备，确保安全操作。
此外，高压电生成器的制作涉及到较高的电压和电流，对电子知识的要求较高。
对于初学者来说，最好在有经验的人的指导下操作，以确保安全。
综上所述，高压电生成器的制作方法主要包括选购所需材料及零部件，并按照一定的步骤进行连接和组合。
制作完成后，可以通过控制开关进行高压电的输出。
静电放电发生器的结构原理及研究现状
103科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON动力与电气工程静电放电(Electrostatic Discharge,ESD)抗扰度试验是模拟操作人员或物体在接触设备时的放电以及人或物体对临近物体的放电,以评估设备遭受ES D时的性能。
ES D 发生器是模拟ESD过程、进行抗扰度试验的前提和基础。
在IEC61000-4-2标准中,对ESD发生器的构成、性能要求及波形校验等都有较详细的介绍。
1 ESD发生器回路简图图1中的R c 是充电电阻,取值为50MΩ～100MΩ;R d 是放电电阻,取值为330Ω±10%;C s 是储能电容,C d 为分布电容(存在于发生器与被试设备之间、参考接地板和耦合板之间),两者之和取150pF±10%。
2 ESD 测试模型ESD是一个复杂多变的随机过程。
由于ESD有许多不同的放电形式,而且同一静电源对不同的物体放电时产生的结果也不一样,因此难以有效地对ESD的效应和危害进行正确的评估。
但是根据不同场合ESD的主要特点可以建立相应的ES D模型,来模拟ESD的主要特征。
常见ESD测试模型有人体模型、机器模型、带电器件模型和人体-金属模型。
建立ESD模型的一个最主要的目的就是根据模型参数来设计、制作相应的ESD发生器。
目前的国内外产品,都是根据IEC61000-4-2中的规定,采用人体-金属模型制作而成的。
人体-金属模型(BMM)的模拟对象是带电人体通过金属对他物产生放电的情形,主要特点是能够全面反映出高速、低速两种放电模式;用于对系统的人体静电敏感度的测试。
3 ESD发生器的研究现状目前的国内外E S D 发生器产品基本上分为两大类:以EM-TEST的DITO为代表的手持式E SD 发生器和以No is ek en 的E SS -2002为代表的放电枪与主机分离式结构的静电放电发生器的结构原理及研究现状①田巍 张洛花(河南城建学院电气与电子工程系 河南平顶山 467036)摘 要:静电放电发生器是模拟静电放电过程、进行静电放电抗扰度试验的平台。
静电发生器的原理与实验制作
实验装置搭建
所需材料：静 电发生器、绝 缘材料、导线
等
搭建步骤：将 静电发生器固 定在绝缘材料 上，连接导线， 确保装置稳定
且安全
注意事项：确 保装置的绝缘 性能良好，避 免发生电击等
意外情况
实验操作：通 过操作静电发 生器，观察静 电现象并记录
实验数据
实验操作步骤
准备材料：静电发生器、绝缘材料、导线等
Part Three
静电发生器的应用
静电除尘
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静电除尘器利用静电场使气体电离，产生大量电子和离子，在电场力的作用下向 两极移动，在移动过程中碰到悬浮在空气中的尘粒，使尘粒带电，负极收集到带 负电的尘粒，正极收集到带正电的尘粒，由于尘粒带负电，负极处的尘粒在库仑 力的作用下向正极运动，从而使正极收集到大量粉尘。
静电放电的危害
人体危害：静电放电可能导致人体受到电击，影响生理和心理健康
设备危害：静电放电可能对电子设备造成损坏或干扰，影响其正常运行 火灾危险：静电放电可能导致可燃气体或粉尘爆炸，造成火灾和人员伤 亡 环境危害：静电放电可能对环境造成污染，如电磁辐射和化学污染等
静电防护措施
操作人员需佩戴防 静电手环和手套， 避免人体带电
静电发生器在各领域的应用拓展
静电除尘：在工业领域中用于净化空气，提高生产环境的空气质量。 静电喷涂：用于家具、汽车等产品的表面涂装，提高涂层的均匀性和附着力。 静电纺丝：在纺织领域中用于生产高分子纤维，提高纤维的品质和性能。 静电植绒：在包装、印刷等行业中用于增加产品的附加值和美观度。
静电发生器的发展趋势与挑战
组装设备：将绝缘材料和导线按照设计图组装成静电发生器的结构
连接电源：将静电发生器的电源线连接到合适的电源上 启动实验：按下静电发生器的启动按钮，观察静电发生器的运行状态和实 验效果
基于89C51单片机的高压静电发生器设计与实现
基于89C51单片机的高压静电发生器设计与实现摘要：介绍一种基于单片机89C51组成的高压静电发生器的原理结构与设计，以及HD7279A接口芯片、频压转换、光电隔离电路、高压倍压整流电路在设计中的应用和系统软件控制流程。
关键词：高压静电; 静电场; 频压转换; 倍压整流随着现代科学技术尤其是现代电子技术和计算机技术的发展，“静电”已被应用于现代社会的各个生产领域，如静电选矿、静电除尘、静电纺纱、静电植绒、静电喷涂、静电防腐、静电透药、静电固件等静电技术的应用，在社会各个生产领域层出不穷。
1 静电场静电技术的应用，离不开高压静电场。
而高压静电场则须由高压静电发生器产生。
高压静电发生器，实际上是一种高压直流电源，能产生数千伏到数万伏或更高的直流电压。
高压静电电场的强弱，由形成电场的正、负两极控制。
实质上是由高压静电发生器的两输出极正、负极控制，且可以调节，以针对不同的目标体和环境输出不同的高压静电电压。
2 高压静电发生器的原理结构与设计本文所介绍的高压静电发生器是一种由89C51单片机控制的可产生数千伏和数万伏的可调高压输出装置。
其原理结构。
其工作原理是：由键盘输入欲产生电压的伏值数经键盘与LED控制芯片HD7279A送入89C51单片机，同时HD7279A将伏值数送LED数码管显示。
89C51单片机根据HD7279A输送的电压伏值数进行选频，选择对应产生该伏值数频率的脉冲电压，经光电隔离、前置放大、功率放大后，驱动升压装置，使升压变压器升压，再经高压倍压整流后，输出与键盘输入的伏值数相对应的直流静电高压供外部使用。
2.1输入/输出电路设计高压静电发生器的数据输入和数据输出显示电路由键盘与LED控制芯片HD7279A与89C51单片机接口构成。
根据输入和输出电压伏值数的要求，与HD7279A接口的键盘和数码显示电路采用了4×5键盘和4位LED数码显示器。
HD7279A与89C51单片机的接口电路[1]。
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24 V 电压通过调压管 Q3 降压后逆变升压 ; 放大
器 A2 的输入端分别检测高压输出电压和系统设
定电压 ,当二者不相等时 ,放大器的输出伺服控制
调压管 Q3 ,改变逆变变压器原边电压 ,使输出电
压与设定值相等. 二极管 D1 , D2 , D3 , D4 为高压逆
变器提供保护作用. 正常工作时 ,场效应管 Q1 和 Q2 输出的电流通过 0. 1 Ω 采样电阻转换为电压
随着电子 、通信和计算机技术的广泛应用和 发展 ,电子电气设备 、产品的大量使用 ,在工业 、军 事和日常生活中 ,电磁干扰广泛存在 ,电磁干扰及 其抑制问题日益突出. 为使各种电子电气设备和 产品在日趋复杂恶化的电磁环境中能够安全可靠 工作 ,就 要 对 这 些 电 子 产 品 进 行 强 制 认 证. 自 2002年 5 月 1 日 起 实 施 的 国 家 强 制 认 证 制 度 3C 认证也对产品的电磁兼容标准提出了
收稿日期 : 2009 - 06 - 22 (特约稿 ) 作者简介 : 朱武 (1969 - ) ,男 ,教授 ,博士 ,湖北随州人. 主要研究方向为检测技术 、智能仪器 、电磁兼容和大功率超 声应用等. E2mail: zjmzwzsy@126. com. 基金项目 : 上海市科委地方高校能力建设项目 (071605125).
图 2 高压直流稳压电源结构
2. 1 高压电源逆变升压与保护电路 高压电源的逆变升压与保护的简化电路如图
3所示.
图 1 静电放电发生器的原理
交流电源通过电源模块产生 24 V , 5 V , ±12 V的电压. 其中 24 V 电压给高频逆变器供电 ; 5 V 电压给控制系统和数字接口电路供电 ; ±12 V 给 电压控制电路供电. 24 V 的电压通过高频变压器 逆变升压后变成高频高压的交流信号 ,通过电容 和二极管进行直流整流升压 ,然后送到放电枪 ;电 压控制电路采样输入到放电枪的电压 ,与系统设 置电压比较 ,调整高频逆变升压变压器原边电压 , 使其稳定在设定值 ;光电隔离电路把系统高压部 分与低压部分隔离 ,系统控制器按系统设置模式 输出脉冲信号 ,通过光电隔离后送到高压开关上 , 使高压电枪放电 ;键盘接口设置系统的工作模式 、 放电次数 、放电电压大小 ,以及调用 IEC模式和自 定义用户模式等 ,并加以保存 ;显示电路显示系统 设置参数 、系统运行状态等.
387
设定值
0. 50 5. 00 10. 00 15. 00 20. 00 25. 00 30. 00
表 1 电源输出电压 测量值
正电压 0. 49 4. 95 9. 89 14. 60 19. 70 24. 80 29. 80
( 1. S chool of Com pu ter and Inform a tion Eng ineering, S hangha i U n iversity of E lectric Pow er, S hangha i 200090, Ch ina;
2. S hangha i MOX B u ild ing In telligence L td. , S hangha i 200127, Ch ina)
Abstract: On the basis of introduction of the p rincip le of ESD generator w ith high voltage, an ESD generator in accordance w ith IEC 610002422 specification is designed after its key technologies are researched in details. It is p roved that output voltage of the ESD generator reaches 30 kV , and the linearity is less than 4% in voltage scope ranging from 0. 5 ～30. 0 kV , and the ESD current waveform is accordant w ith IEC 610002422 standard. Key words: EMC; electrostatic discharge ; current waveform
3 模数转换器 TLC5615接口电路
系统的给定电压由 CPU 控制 , CPU 通过调整 串行模数转换器 TLC5615 输出电压实现系统输 出电压大小的设定. 其接口电路如图 5所示.
图 5 模数转换与 CPU 接口
根据 TLC5615 的时序 [ 5 ] ,当片选 CS为低电 平时 ,在同步时钟 SCLK的控制下 ,输入数据由 D IN 输入 ,最高有效位在前 ,低有效位在后. 输入 时钟 SCLK的上升沿把串行输入数据移入内部的 16位移位寄存器 , SCLK的下降沿输出串行数据 DOUT,片选 CS的上升沿把数据传送至 DAC寄存 器. 当片选 CS为高电平时 ,串行输入数据 D IN 不 能由时钟同步送入移位寄存器 ;输出数据 DOUT 保持最近的数值不变而不进入高阻状态.
2 高压电源的设计
高压直流电源采用了可调式直流线性稳压电 源和高频逆变器相组合的基本设计原理 ,高频高 压逆变器的输出经正或负极性倍压整流后输出 , 同时将输出电压送至前级直流线性稳压电源的采 样电路. 采样电路根据输出电压的极性决定反馈 切换开关的位置 ,从而构成稳定的闭环控制. 其结 构如图 2所示.
信号 ,经 R5 和 C1 滤波后送入放大器 A3 的反相 端 ,与同相端设定负载相比较. 当负载不超载时 ,
放大器 A3 的反相端电压小于同相端电压 , 放大器
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上 海 电 力 学 院 学 报 2009年
输出接近正电源电压 , 二极管 D1 , D2 , D3 , D4 不导 通 ,系统正常工作 ;当负载超载时 ,放大器 A3 的反 相端电压大于同相端电压 ,放大器输出为零 ,二极 管 D1 , D2 , D3 , D4 导通. D2 导通 ,将放大器 A1 的同 相端钳位到 0. 7 V ,使振荡电路停止工作 ; D1 导 通 ,使 Q3 截止 ,逆变变压器原边电压降为零 ; D3 , D4 导通 ,将 Q1 和 Q2 的栅极电压钳位到 0. 7 V ,使 其截止 ,全面保护高压电源.
4 实验测试数据
本高压静电放电发生器研制完成后 ,输出电 压经过两点线性校正之后 ,再经过长时间的老化 实验 ,然后通过 10 000∶1高压分压器进行性能测 试 ,测试结果如表 1所示.
采用带宽为 4 G的示波器测得正负电源放电 电流波形 ,如图 6和图 7所示.
朱 武 ,等 :高压静电放电发生器的研制
朱 武 ,等 :高压静电放电发生器的研制
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电子产品抗静电性能要求的不断提高 ,研制电压 等级更高的静电放电发生器是科研人员努力实现 的目标 ,因此本文研制的 30 kV 静电放电发生器 具有非常重要的意义.
1 高压静电放电发生器的方案
高压静电发生器采用 P89C51RD2 单片机作 为系统的控制器 ,其内部具有 64 k的程序存储器 和 1 k 的 RAM ,完全满足系统要求. 其原理图如 图 1所示.
2. 2 高频变压器的设计
本文选用利普公司的铁芯材料 E20 型铁氧 体铁芯 ,它的有效截面积 Ac 为 32 mm2 ,饱和磁密 大约为 0. 5 T. 工作磁密取其一半 ,即 0. 25 T. 根 据初级线圈匝数公式
n1≈
U1 Ton 2Bm Ac
(2)
式中 : U1 变压器原边电压的幅值 ;
Ton 一个周期内的单向电压脉宽 ;
具体的要求. 目前 ,主要的电磁兼容试验有静电放 电抗扰度试验 、射频辐射电磁场抗扰度试验 、电快 速瞬变脉冲群抗扰度试验 、雷击浪涌抗扰度试验 , 以及由射频场引起的传导干扰抗扰度试验 、工频 磁场抗扰度试验 、电压跌落抗扰度试验和衰减震 荡波抗扰度试验等 [1]. 在这些电磁兼容性试验 中 ,静电放电应用最广泛 ,对静电放电相关技术的 研究一直是个热点 ,且倍受关注 [ 224 ] . 随着人们对
关键词 : 电磁兼容 ;静电放电 ;电流波形 中图分类号 : TH744. 11 + 6 文献标识码 : A
D evelopm en t of ESD Genera tor w ith H igh Voltage
ZHU W u1 , XU L i2heng2 , CAO Rui2fa1 , GUAN Shui2xiu1 , TU Xiang2cun1
第 25卷第 4期 2009年 8月
上海电力学院学报
Jou rnal of S hanghai U n iversity of E lectric Pow er
文章编号 : 1006 - 4729 (2009) 0. 4 Aug. 2009
高压静电放电发生器的研制
图 3 逆变升压与保护电路
图 3 中 ,电阻 R7 , R6 , 电容 C2 和反相器构成 振荡器 ,产生脉冲信号驱动场效应管 Q1 和 Q2. 其 振荡频率由式 (1)确定.
f=
1
(1)
2R6 C2
0. 405 R7 + 0. 693 R6 + R7
放大器 A1 输出 12 V 电压给振荡电路供电 ,
图 4 直流 4倍压电路
高压变压器输出的第 1半波 (负 )输入时 ,输 入电压通过 D1 使 C1 充电到 UM ,左负右正 ; 第 2 半波 (正 )输入时 ,输入电压与 C1 的电压同相 , 且
相等 (均为 UM ) ,故输入电压与 C1 上的电压叠加 后通过 D2 使 C2 充电 ,电压极性左负右正 ,电压达 到 2UM ;第 3半波 (负 )输入时 ,输入电压与 C2 上 的电压正好同相 ,输入电压与 C2 上的电压叠加后 通过 D3 使 C3 充电 ,由于 C2 上有 2UM 电压 ,加上 输入电压 UM ,叠加后的电压为 3UM. 同时对 D1 和 C1 来说 ,也符合导通充电条件 , 但 C1 只能充电到 UM ,故叠加后的电压有 2UM 压降在 C3 上 , 极性左 负右正 ;第 4 半波 (正 )输入时 , 输入电压正好与 C1 和 C3 上的电压正好同相 , 3 个电压叠加后为 4UM ,通过 D4 可以向 C2 及 C4 充电 , 极性左负右 正 ,故实现 4倍压整流. 依据此原理 ,不难推广到 14倍压.