[实用新型]一种用于ZnO性能测试的可调高压方波脉冲电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高压脉冲电源，特别是涉及一种用于ZnO性能测试的可调高压方波脉冲电源。

背景技术

ZnO压敏电阻具有优异的非线性伏安特性和优异的耐受浪涌能力，已被广泛应用在电力、电子系统中。为了测试ZnO压敏电阻的性能，常需要不同幅度或宽度的高压脉冲信号，但许多高压脉冲发生器产生的脉冲幅度和宽度不可调，或幅度和宽度不能同时可调。《强激光与粒子束》2004年5月发表了题为《一种可调的高压脉冲发生器》的文章，其脉冲宽度可调主要是通过改变电容器之间不同的连接组合，从而改变电容器组的电容值来实现。采用改变电容值来实现脉宽调节，这种方法虽然可以调节输出的脉冲宽度，但调节方法繁琐，而且只能输出几个固定脉宽的波形，且调节范围较窄，输出脉冲底宽在 1.4 μs～4.3 μs 之间。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有高压脉冲电源产生的脉冲幅度和宽度不可调，或幅度和宽度不能同时可调，调节方法繁琐，调节范围较窄的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种用于ZnO性能测试的可调高压方波脉冲电源，包括控制系统和高压方波脉冲产生电路，所述控制系统控制高压直流电源输入高压方波脉冲产生电路的输入端，并在高压方波脉冲产生电路的输出端输出可调脉冲幅值的方波； 

所述高压方波脉冲产生电路包括脉冲形成线、开关管S1和开关管S2、高压脉冲变压器、负载电阻，所述开关管S1设置在脉冲形成线的输入端，所述开关管S2设置在脉冲形成线的输出端与高压脉冲变压器的输入端之间，所述负载电阻连接在高压脉冲变压器的输出负载端；

所述控制系统包括控制模块、数字I/O卡、触发板和调压器，所述控制模块与调压器连接用于控制调节电压输入，控制模块与数字I/O卡连接用于产生控制信号，数字I/O卡与触发板连接，触发板分别连接开关管S1和开关管S2。

在上述技术方案中，所述负载电阻串联在高压脉冲变压器的输出负载端，或者并联在高压脉冲变压器的输出负载端。

在上述技术方案中，所述负载电阻为可调节负载电阻。

在上述技术方案中，所述数字I/O卡与触发板之间连接有光电隔离模块。

在上述技术方案中所采用的控制方法中，该方法包括以下步骤：

步骤一：初始化控制系统，开始工作，控制高压直流电源给脉冲形成线进行充电，直到脉冲形成线上的电压到达设定电压；

步骤二：通过控制系统控制开关管S1和开关管S2的导通，给高压脉冲变压器升压；

步骤三：经过高压脉冲变压器升压后在负载电阻上得到输出的高压脉冲。

在上述方法中，通过开关管S1和开关管S2导通的先后顺序来调制输出高压脉冲的宽度，开关管S1和开关管S2导通的顺序为：

开关管S1和开关管S2同时导通；或

开关管S1比开关管S2先导通；或

开关管S1比开关管S2后导通。

在上述方法中，通过调节负载电阻的阻值来调整输出脉冲的幅度值。

在上述方法中，通过调整高压脉冲变压器上的输出电压值来调整输出脉冲幅度值。

本实用新型的优点在于：

采用计算机编程控制开关通断时序实现脉冲宽度的调解，可以使脉宽调节智能化，脉宽调节范围宽；

通过计算机编程实现运行时间和重复频率的调节；

采用人工脉冲形成线、脉冲变压器实现高压方波脉冲输出的电源造价低廉,使用方便、 安全，可应用于多种场合。

附图说明

本实用新型将通过实施例并参照附图的方式说明，其中：

图1是本实用新型的系统框图；

图2是本实用新型中的脉冲方波产生电路图；

图3是开关管S1和开关管S2同时导通的时序图；

图4是开关管S1比开关管S2先导通的时序图；

图5是开关管S1比开关管S2后导通的时序图。 

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1所示，一种用于ZnO性能测试的可调高压方波脉冲电源，整个系统包括调压器、控制模块、数字I/O卡、光电隔离模块、脉冲形成线、脉冲变压器、可调负载电阻和开关管。

调压器：调节调压器可以改变充电直流高压幅值的大小，进一步调节脉冲变压器输出的高压脉冲幅值。