[发明专利]一种精密交直流宽频电压分压的装置及方法

说明书

本公开提出了一种精密交直流宽频电压分压的装置及方法，包括：电阻分压模块和缓冲器模块；所述电阻分压模块包括高端电阻和低端电阻；所述缓冲供电模块包括缓冲器；所述高端电阻被配置为接收输入电压通过电阻进行分压，分压后的信号从低端电阻输出到缓冲器的前端；所述高端电阻和低端电阻并联补偿电容修正分压器的频响曲线；所述缓冲器将高内阻信号转换为低阻输出信号，进行宽频带的精密测量。

技术领域

本公开属于分压技术领域，尤其涉及一种精密交直流宽频电压分压的装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在电压分压中常用到两种方法，电阻法和电容法。分压器的工作原理以电阻分压器来介绍，以下图1是电阻器的分压器原理图，计算公式如式(1)所示：

式中：U1——输入高电压，V；

U2——输出低电压，V；

R1、R2——分压电阻，Ω。

电阻法，当采用温度系数小的电阻丝康铜丝或温度系数小的而且电阻系数高的卡玛丝绕成时，它的温度稳定性高，长期稳定性也较高。当采用压缩性的电阻分压器结构，它的响应特性有可能做的比较高。其结构如图2所示。

电容法，测量脉冲电压用的电容分压器可分为两种类型。一种分压器的高压臂是由多个电容器叠装组成，这种分压器多半用绝缘壳的油纸绝缘的脉冲电容来组装。要求这种电容器的电感比较小，能够经受短路放电。一个高压油纸的电容器是由多个元件串并联组装起来的，每个元件不仅有电容而且串联的固有电感和接触电阻。还有并联的绝缘电阻。这种分压器应看做分布参数，故名为分布式电容分压器。如图3所示。另一种分压器的高压臂仅有一个电容，这种分压器的高压臂仅一种电容，常为接近均匀电场的一对金属电极，它的电极间以空气为介质，是一个集中电容，故名为集中式电容分压器。

无论电阻法还是电容法都只能针对低频带分压，并且还有测量范围小、测量精度低的缺点。

电阻法为追求高响应性能，它的阻值不能太高。由于他会对冲击电压发生器造成负载影响，它的接入会缩短冲击波的半峰时间。但一般可以调整发生器的波尾电阻来解决。由于工作时电阻会发热，电阻的能量消耗与所加电压值的平方有关。这就造成了当阻值为10KΩ～20KΩ时，所加雷电冲击电压不得高于2MV的主要原因。作为标准分压器，阻值应该不大于10KΩ。

同样由于上述原因，电阻电容器难以应用于测量操作冲击电压。

分布式电容分压器由多台脉冲电容器叠装而成，只有幅值误差而无波形误差。至于幅值误差，要用一个标准分压器校订以后消除。但在测量陡波时，由于电容分压器的电容比屏蔽电阻分压器屏蔽环的杂散电容大得多，因而响应时间也大很多。

集中式电容分压器的高压臂可采用压缩气体的标准电容器，这种电容器的电容值很准而且很稳定，介质损耗很小。用它来做冲击电容分压器时，出现了一些问题，即出现叠加高频震荡。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本公开提供了一种精密交直流宽频电压分压的装置，实现宽频带、高精度的分压。

为实现上述目的，本公开的一个或多个实施例提供了如下技术方案：

第一方面，公开了一种精密交直流宽频电压分压的装置，包括：

电阻分压模块和缓冲器模块；所述电阻分压模块包括高端电阻模块和低端电阻模块；所述缓冲供电模块包括缓冲器；

所述高端电阻模块被配置为接收输入电压通过电阻进行分压，分压后的信号从低端电阻模块输出到缓冲器的前端；

所述高端电阻模块和低端电阻模块并联补偿电容以修正分压后频响曲线；