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《延時(shí)可控高壓脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、延時(shí)可控高壓脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)
2、第1摘要：將數(shù)字延時(shí)及高壓脈沖形成電路結(jié)合在一起構(gòu)成高精度的高壓脈沖發(fā)生器，用于觸發(fā)Marx發(fā)生器及高壓脈沖觸發(fā)裝置，也適用于高壓雷管起爆裝置。以CPU8031為控制核心，采用VE4137A型高電壓、大電流、低抖動(dòng)、快速氫閘流管構(gòu)成高壓脈沖形成級(jí)，MOSFET作為驅(qū)動(dòng)級(jí)。延時(shí)可控，延時(shí)范圍為10ns至99μs，連續(xù)可調(diào)，數(shù)顯；高壓脈沖幅度為5～30kV，前沿小于16ns，脈寬大于300ns，抖動(dòng)小于10ns。關(guān)鍵詞：高壓脈沖；脈沖發(fā)生器；快速高壓開關(guān)管；延時(shí)控制Designo
3、fControllableDelayHighVoltagePulseGeneratorLIUYun-tao,XIEMin,GaoPing,etcAbstract:AhighprecisionhighvoltagepulsegeneratorisdesignedbybiningadigitaldelayandahighvoltagepulsegeneratingcircuittotriggerMarxgeneratorandhighvoltagepulsetriggeringdevice.Thegenera
4、torcanalsobeusedforhighvoltagedetonatorinitiatingdevice.CPU8031isusedasthecentralcontrollerandVE4137Aquickhydrogenthyratronplituderangesin5～30kVouseg(this)">圖1高壓脈沖發(fā)生器組成框圖外觸發(fā)控制電路是將外觸發(fā)信號(hào)通過(guò)內(nèi)部的比較器進(jìn)行電壓比較，再通過(guò)光電隔離器使外觸發(fā)信號(hào)的地與控制線路的地分開，以屏蔽和減弱外界的電磁干擾及地干擾，增強(qiáng)本機(jī)的抗干擾能力。單
5、片機(jī)控制電路、延時(shí)電路是通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話，來(lái)預(yù)置延時(shí)電路的延時(shí)時(shí)間，達(dá)到延時(shí)可控目的。驅(qū)動(dòng)電路是將延時(shí)電路輸出幅度較低的脈沖信號(hào)變?yōu)檩^高幅度的脈沖信號(hào)，用以驅(qū)動(dòng)后級(jí)高壓脈沖形成電路。直流高壓電路采用DC／DC變換，低壓24V經(jīng)振蕩電路產(chǎn)生頻率較高交流信號(hào)，再經(jīng)高頻脈沖變壓器升壓及多級(jí)倍壓輸出5～30kV連續(xù)可調(diào)的直流高壓，為高壓脈沖形成電路供電。高壓脈沖形成輸出電路是本機(jī)重要部分，主要是形成和輸出負(fù)高壓脈沖。2.2工作原理由鍵盤鍵入所要求的延時(shí)時(shí)間，通過(guò)8031芯片內(nèi)部程序控制延時(shí)器所要求的動(dòng)作時(shí)間
6、。當(dāng)外觸發(fā)信號(hào)輸入時(shí)，外觸發(fā)控制電路開始工作，輸出一個(gè)脈沖信號(hào)觸發(fā)延時(shí)電路，延時(shí)器開始計(jì)數(shù)，當(dāng)達(dá)到所設(shè)定的時(shí)間時(shí)，延時(shí)器停止工作，同時(shí)輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，觸發(fā)驅(qū)動(dòng)電路，使驅(qū)動(dòng)電路輸出一個(gè)正脈沖信號(hào)，使開關(guān)管S導(dǎo)通，儲(chǔ)能電容C經(jīng)S向負(fù)載電阻放電（見圖2），從而在與同軸電纜相匹配的負(fù)載上獲得與直流高壓幅度相同，極性相反的高電壓脈沖。500)this.style.ouseg(this)">圖2高壓脈沖形成電路3電路的設(shè)計(jì)3.1高壓脈沖形成電路設(shè)計(jì)根據(jù)指標(biāo)要求，在負(fù)載電阻75Ω上，輸出最大幅度Vomax為30kV，
7、前沿tr≤16ns，脈寬T1/2≥300ns的高壓脈沖，則選擇高壓脈沖形成器件是本機(jī)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。該器件需具有耐壓高、電流大、開關(guān)速度快、抖動(dòng)小等特點(diǎn)。美國(guó)EG＆G公司生產(chǎn)的GP－12B管，工作電壓、電流、前沿均可滿足要求，但抖動(dòng)較大。國(guó)產(chǎn)V型管，耐壓達(dá)不到要求，且延遲、抖動(dòng)較大。國(guó)產(chǎn)氫閘流管VE4137A陽(yáng)極峰值電壓33kV，峰值電流1.5kA，前沿≤10ns，抖動(dòng)≤5ns，是較理想的高壓脈沖形成器件。高壓脈沖形成電路如圖2所示。圖中VH為高壓脈沖形成電路的直流供電電源，5～30kV，極性為正、連續(xù)可調(diào)、
8、組件式。脈寬主要取決于儲(chǔ)能電容C的大小，按式（1）V1/2=Vo500)this.style.ouseg(this)">(1)式中：Vo為輸出高壓脈沖幅度；V1/2為Vo的50％，即，V1/2=500)this.style.ouseg(this)">Vo；T1/2為半高寬，即幅度為V1/2時(shí)波形的寬度，取T1/2=0.3×10－6s；R為負(fù)載電阻，75Ω；C為放電電容。將數(shù)據(jù)代入式（1）并整理得：C=500)this.style.ouseg(this)">=5.8nF實(shí)取C=6.6nF用兩只3300pF/
9、35kV陶瓷電容并聯(lián)。3.2單片機(jī)延時(shí)電路設(shè)計(jì)儀器的控制核心由CPU8031、大規(guī)模集成電路8155和EPROM2732組成。CPU8031是單片機(jī)的核心，它實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話并完成對(duì)EPLD（可編程邏輯器件）的初始化和數(shù)據(jù)裝入。8155用作鍵盤和顯示器接口。EPROM2732用于存儲(chǔ)延時(shí)同步單元的全部程序，開機(jī)后CPU從EPROM2732中讀取指令進(jìn)行程序控制。延遲時(shí)間的輸入，顯示以及EPLD器件初始化的完成在CPU8031的控制
