[发明专利]高能量浪涌矩形波信号发生电路

说明书

技术领域

本发明公开一种矩形波信号发生电路，特别是一种高能量浪涌矩形波信号发生电路。

背景技术

英国标准RIA12，是拖动及运载设备的直流控制系统中瞬态浪涌高能量矩形波信号发生电路，属于铁路车辆电子设备EMC测试领域，用于对用电设备（EUT）施加模拟高能量浪涌冲击，从而确定用电设备（EUT）抗浪涌冲击能力。

英国RIA12标准对铁路拖动及运载设备的直流控制系统中瞬态浪涌保护做出了明确的规定，被测产品要耐受Vn标称输入电压的3.5倍电压、持续时间20ms、内阻0.2R、矩形波(方波)、“+”极对“-”极，浪涌重复5次。

输入浪涌电压为标称输入电压之3.5倍，对应之电压值如下表所示：

标称输入电压（V_N）3.5（V_N）24V84V36V126V48V168V72V252V96V336V110V385V

列车电子和电气设备运行过程中，由于主电源系统切换骚扰（大电容电流冲击）、配电系统开关切换或负载变化、与开关装置有关的谐振电路（如晶闸管）、各种系统故障（设备组接地系统的短路和电弧故障）、牵引电机启动、停止动作、受电弓接触电网、雷电直接击中或间接感应等产生的浪涌对电子和电气设备造成一定的损害，其中雷击对电子设备的破坏力最大，因此测试电子设备的抗雷击浪涌能力是评估其产品性能的重要的一个因素。 

现有技术中常用的两种雷击浪涌发生器的工作原理如图1、图2所示：其中图1所示的雷击浪涌发生器电路包括高压供电源1、储能电路3、锯齿波信号形成电路4。高压供电源1的输出端与储能电路3的输入端相连，储能电路3的输出端通过放电开关K2＇与锯齿波信号形成电路4的输入端相连，锯齿波浪涌冲击波形成电路4的输出端连有浪涌输出端口5和地输出端口10。该高压供电源1由正高压源U+、负高压源U-和电源选择开关K1组成，储能电路由电阻Rc和电容Cc组成，锯齿浪涌冲击波形由电感Lr、电阻Rs1、电阻Rs2和电阻Rm组成，储能电路3的输出端与锯齿波信号形成电路4的输入端之间连有一双向放电开关K2＇。

当电源选择开关K1接通正高压U+，待储能电容Cc充饱后闭合放电开关K2＇，经过电感Lr、电阻Rs1、电阻Rs2和电阻Rm整形后形成锯齿浪涌冲击波形，输出的浪涌极性为正；当电源选择开关K1接通负高压U-，待储能电容Cc充饱后闭合放电开关K2＇，经过电感Lr、电阻Rs1、电阻Rs2和电阻Rm整形后形成锯齿浪涌冲击波形，输出的浪涌极性为负。

采用这种结构的雷击浪涌发生器电路，不能产生矩形浪涌冲击波形，而且波形时间误差大，波形时间不易控制或控制复杂，由于放电开关为无极性影响的双向可工作的真空高压继电器，使用寿命短、噪音大、开通、关断动作时间长，触点易粘连。 

图2所示为另一种常用的两种雷击浪涌发生器，其包括直流高压源1＇、储能电路3、锯齿波信号形成电路4、放电开关K2和极性切换电路2，储能电路3包括限流电阻Rc与储能电容Cc，锯齿波信号形成电路4包括阻抗匹配电阻Rm、电阻Rs1、电阻Rs2和电感Lr，极性切换电路2包括开关K6、开关K3、开关K4和开关K5。