[实用新型]一种节能型气体放电管老练用高压电源放电电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及气体放电管的电气性能试验领域，具体涉及一种节能型气体放电管老练用高压电源放电电路。

背景技术

    陶瓷气体放电管（Gas Discharge Tube）是在放电间隙内充入适当的惰性气体介质,配以高活性的电子发射材料及放电引燃机构，通过贵金属焊料高温封接而成的一种特殊的金属陶瓷结构的气体放电器件。它可用于瞬间过电压防浪涌，也可用作点火。其高阻抗、低极间电容和高耐冲击电流是其它放电管所不具备的。当线路有瞬时过电压窜入时，放电管被击穿，阻抗迅速下降，几乎是短路状态。放电管将大电流通过线路接地或回路泄放，也将电压限制在低电位，从而保护了线路及设备。当过电压浪涌消失后，又迅速的恢复到≥10⁹ 欧姆的高阻状态，保证线路的正常工作。

随着气体放电管应用领域的不断扩大和需求量的增加，提高和稳定产品质量，降低生产成本(包括原材料成本，产品合格率及工时成本)，改进生产设备成为气体放电管生产企业面临的重要课题。 

气体放电管的生产流程大致可分为以下几个阶段：1，部件准备、2，装配和制造、3，老练和检验（失效分析）、4，表面处理、5，质量最终确认和发货处理。从上面的5个阶段可以看出，第三阶段也就是老练和检验（失效分析）阶段在整个生产环节中占据着非常重要的位置，其目的在于提高电子发射，保证产品电参数的稳定性，这也是每家生产放电管的企业均不敢忽视的重要的环节。目前，一般企业均采用的传统老练电路是通过大功率电阻限流，使整个老练电路的工作电流限制在1A。以型号为R230的放电管为例，其老练电压应大于标称电压的1.2倍以上，即实际老练电压约为300V。根据欧姆定律，为获得1A的放电电流，其限流电阻应选取300欧姆/300W的电阻。由此我们也可计算出在限流电阻上损耗的功率为： 

                     P = I² x R=1 x 300 = 300W    （1）

 而当放电管击穿后两端维持电压仅为70V,所以在放电管放电过程中损耗的功率为：

P =I x U = 1 x 70 = 70W      （2）

其中U为放电管击穿后两端的维持电压。

由公式（1）（2）可知，单一放电管的老练功耗为（1）+（2）=300+70=370W。 因此必须配置最小功率为400W的变压器，如果想提高放电电流，或者需要8只放电管同时进行老练，那么必须配置功率大于4000W的变压器；同时，一个300W以上的功率电阻，体积庞大，必须同时配置一个散热风机，若多个限流功率电阻同时使用，更是一个实际生产中难以回避的老大难问题。而在整个的老练过程中，放电管实际使用功耗仅为70W，占整个功耗的20%；而高达300W的限流电阻功耗占了整个老练过程功耗的80%，即300W。如何降低这个功耗，对于一个年产上千万只放电管的企业是一个极其重要的问题。 

 实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种节能型的气体放电管老练用高压电源，大幅度降低了限流电阻的功率损耗。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：由电容和电阻组成一个RC串联回路来控制放电电流，电容的另外一端连接变压器的输出端，电阻的另外一端连接放电管。本电路的工作原理是：在RC串联电路中，假定输入的信号为正弦交流信号，电压 ，根据基尔霍夫定律，回路方程为：            

这是一阶非齐次常系数线性微分方程，它的特解描述RC电路对正弦信号的稳态响应。

                        

                               

上述2式中，U_C1、U_R1分别为电容C1、电阻R1上的电压，该电路的总阻抗Z为：

              

同时，由公式可以得到： ，所以整个回路的阻抗可以推算出如下公式：

由上述公式可知，当R取值较小时，可以忽略不计，则= 8.38uf。在实践使用中，考虑到电容容值的误差，采用10uf/600V的高压电容。

作为本技术方案的优选方案，在上述电容两端可并联放电电阻进行缓慢放电，以消除电容二端剩余电压。 

进一步，当需要改变放电电流时可以在上述RC串联连接上再并联一个RC串联结构。