[发明专利]一种用于脉冲电流注入试验系统的感性耦合模型

说明书

一种用于脉冲电流注入试验系统的感性耦合模型，本发明在使用时脉冲源信号经过传输线输入到感性耦合装置的输入端，输入端为耦合装置的初级回路，回路中线圈沿磁芯轴向方向绕制，初级回路中的能量激励磁芯的磁通，并在次级回路的受试设备电缆上产生脉冲电流，并通过受试线缆传输到耦合装置注入回路中，从而实现脉冲电流的注入过程，本发明通过将感性耦合装置采用一体式设计的思路，此时该耦合器的磁环为完整圆环，其优势在于不需要切割磁芯，也不存在对齐切面，且利于安装和固定等，本发明应用于非饱和状态下的感性耦合装置，在计算后应根据伏秒积公式验证耦合装置磁芯是否饱和等，适合大范围的推广和应用。

技术领域

本发明涉及一种感性耦合模型，具体涉及一种用于脉冲电流注入试验系统的感性耦合模型。

背景技术

已知的，在脉冲电流注入试验系统中，电流注入耦合模型是系统中非常重要的一部分，脉冲源输出的电流需要通过耦合装置进入被测试设备的线缆上。但是GJB8848规范中并未对耦合模型的方案提出具体要求等，那么如何提供一种用于脉冲电流注入试验系统的感性耦合模型就成了本领域技术人员的长期技术诉求，以满足PCI注入试验的需求等。

发明内容

为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种用于脉冲电流注入试验系统的感性耦合模型，本发明应用于非饱和状态下的感性耦合装置，在计算后应根据伏秒积公式验证耦合装置磁芯是否饱和。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种用于脉冲电流注入试验系统的感性耦合模型，包括用于产生高压脉冲的脉冲源、脉冲源到耦合装置之间的传输线、耦合装置初级回路、耦合装置次级回路和耦合装置注入回路，所述脉冲源的信号经过传输线输入到耦合装置初级回路，耦合装置初级回路中线圈沿磁芯轴向方向绕制，耦合装置初级回路中的能量激励磁芯的磁通，并在耦合装置次级回路的受试线缆上产生脉冲电流，并通过受试线缆传输到耦合装置注入回路中，从而实现脉冲电流的注入过程。

所述的用于脉冲电流注入试验系统的感性耦合模型，所述耦合装置初级回路为包含结构参数在内的耦合装置初级回路，包含结构参数在内的耦合装置初级回路为磁芯初级绕组，包括绕线电阻、寄生电容及寄生电感三项杂散参数和初级绕组自电感，由于绕组中的绕线到金属外壳的距离相等，所以绕组所产生的寄生电容与寄生电感采取大地上单根输电线公式进行估算，即

式中，L_wd为绕线的寄生电感，C_wd为绕线寄生电容，R_wd为绕线的电阻，l_wd为绕线长度，r_wd为绕线半径，h_wd为初级绕组距离外壳的距离；

初级绕组自电感主要由磁芯复磁导率、绕组结构决定，如下式所示：

式中为磁芯复磁导率；L₀为绕组空心电感，即同样绕组结构但磁芯位置为真空时的电感，在感性耦合装置的结构中，绕组空心电感L₀由下式求得：

式中N₁为初级绕组匝数；l_f为磁芯厚度；r_f1为磁芯内半径；r_f2为磁芯外半径，在已知磁芯材料和绕组结构的情况下，直接求得自电感；在未知时，通过测量入口阻抗并采用去嵌入法求得。

所述的用于脉冲电流注入试验系统的感性耦合模型，所述耦合装置次级回路包括次级绕组的自电感和漏电感，对于感性耦合装置的脉冲变压器模型，初级匝数为N₁，次级匝数为N₂取1，由于次级空气隙很大，因此主要考虑次级漏感，为简化计算，认为磁性材料为漏磁积分计算的边界，漏电感可由下式进行计算：