专利名称：电快速瞬变脉冲群开关电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种纳秒快速驱动的EFT开关电路，属于电磁兼容(EMC)测试领域，是电快速瞬变脉冲群(EFT)发生器的核心部件，用于对受试设备(EUT)模拟施加瞬变干扰，从而确定EUT快速瞬变脉冲群的抗扰度。
背景技术：
用电设备在实际使用过程中，经常遭受各种各样电和电磁的骚扰，例如感性负载切断、继电器触点弹跳等，这些都有可能会影响设备性能甚至造成设备损坏。因此在用电设备投入使用前，需要对其进行模拟较高重复频率的快速瞬态的试验。对许多用电设备而言，电快速瞬变脉冲群抗扰度已成为获得3C认证的强制检测项目。对该指标的评价是通过快速瞬变脉冲群发生器对EUT施加符合标准要求的脉冲群，然后考察EUT的工作状态是否正常来实现的。
快速瞬变脉冲群发生器的核心部分为EFT开关电路。现有EFT开关电路如图1所示，它由高压供电源1、储能电路2、放电器K2′、极性切换电路3和信号形成电路4连接而成，高压供电源1与储能电路2的相连，储能电路2通过放电器K2与信号形成电路4相连，信号形成电路4连接脉冲群输出端口5，上述电路均共地。其中，高压供电源1由直流正高压源U+、直流负高压源U-和电源选择开关K1组成。这种开关电路通过K1切换正、负高压源来控制输出极性当电源选择开关K1接通正高压源U+时，放电器K2′闭合，输出的脉冲极性为正；当电源选择开关K1接通负高压源U-时，放电器K2′闭合，输出的脉冲极性为负。现有的这种EFT开关电路由于K2采用双极性的放电器，电路工作可靠性和脉冲波形重复性都比较差，脉冲重复率低(一般最高至100kHz)，噪声较大。此外，由于需要使用两个高压源，成本较高。

实用新型内容为了解决现有技术中存在的上述问题，本实用新型提供一种电快速瞬变脉冲群开关电路，以达到提高电路工作可靠性和脉冲重复率、改善脉冲波形重复性、降低噪音和降低成本的目的。
为此，本实用新型所采用如下技术方案电快速瞬变脉冲群开关电路，它包括高压供电源、储能电路、放电开关、信号形成电路以及脉冲群输出端口，高压供电源的输出端连接储能电路的输入端，储能电路的输出端连接放电开关，信号形成电路的输出端连接脉冲群输出端口，其特征在于所述的高压供电源为一单极性的直流高压源，所述的放电开关与信号形成电路的输入端之间设有极性切换电路。
本实用新型的高压供电源为单极性的直流高压源，省去了现有技术中的负极性直流高压源及电源极性切换开关，降低了成本，通过改变极性切换电路的状态来控制输出极性。脉冲极性切换开关设在放电开关与信号形成电路的输入端之间，无论极性切换电路处于何种状态，流经放电开关的电流始终为单一方向，不会在放电开关两端产生不利的反向电压。因此，本实用新型的放电开关可采用单极性半导体放电开关，响应时间可达到纳秒级，工作稳定，使用寿命长，噪音小。
本实用新型的极性切换电路包括四个开关，利于控制输出极性。
本实用新型的信号形成电路的输入端与接地端之间连接有脉冲持续时间形成电阻，该脉冲持续时间形成电阻两端并联有高压瓷介电容，以吸收脉冲中的高次谐波，改善脉冲波形。
本实用新型的放电开关连接有放电开关驱动电路，所述的放电开关驱动电路包括相连的隔离电路和脉冲整形电路，该隔离电路中设有快速光耦。TTL控制信号经光耦隔离再经脉冲整形后驱动放电开关。快速光耦的响应时间可达到纳秒级。
本实用新型的开关电路密闭于金属盒内，控放电开关驱动电路的信号输入端连接有50Ω同轴电缆，以保证频率为1MHz、上升沿、下降沿为纳秒级的控制信号无损耗地传输到驱动电路的输入端，降低电磁辐射干扰。
本实用新型的有益效果是省去了现有技术中的负极性直流高压源及电源极性切换开关，降低了成本，电路工作的可靠性好，噪音小，脉冲重复性好，脉冲重复频率高(达到1MHz)。

图1为现有的EFT开关电路原理图。
图2为本实用新型的主回路原理图。
图3为本实用新型的放电开关驱动电路原理图。
具体实施方式电快速瞬变脉冲群开关电路的主回路原理图如图2所示，由直流高压源1、储能电路2、放电开关K2、极性切换电路3和信号形成电路4以及高压射频插座5(脉冲群输出端口)连接而成，其中储能电路2包括充电电阻Rc与储能电容Cc，信号形成电路4包括阻抗匹配电阻Rm、隔直电容Cd、脉冲持续时间形成电阻Rs和滤波电容Cs。极性切换电路3由四个极性切换开关K3、K4、K5、K6如图连接而成。
放电开关K2的控制端连接放电开关驱动电路(如图3所示)，包括隔离电路6和脉冲整形电路7。隔离电路6包括光耦U1、两组隔离电源VCC/GND、VDD/GND1、旁路电容C1、C2。脉冲整形电路7由施密特反相器U2构成。光耦U1的VDD1端接电源VCC，开关控制信号(TTL电平)通过50Ω同轴电缆线连接至光耦的VI端，光耦的GND1端连接至GND端，光耦的VDD2端连接至电源VDD，光耦的GND2端连接至GND1端，光耦的VO端连接至施密特反相器U2的输入端，反相器U2的输出端连接至放电开关的触发端。其中光耦U1为超快速光耦，响应时间为纳秒级，利用施密特反相器U2的回差特性可滤除脉冲中的小毛刺，使脉冲沿变得更为陡峭，从而使频率为1MHz，占空比为50％，上升沿、下降沿达到纳秒级的脉冲信号有效地触发放电开关，保证脉冲群重复频率达到1MHz。
整个EFT开关电路均密闭于金属盒内，同外部电路分开，以降低电磁辐射干扰。
使用时，放电开关驱动电路的信号输入端连接控制信号，高压射频插座5则连接受试设备。
直流高压源1的输出通过充电电阻Rc给储能电容Cc充电，待储能电容Cc上的电压基本充满后，若要输出极性为正的脉冲群，则断开极性切换开关K5、K6，闭合极性切换开关K3、K4，再闭合放电开关K2，通过脉冲持续时间形成电阻Rs、滤波电容Cs、阻抗匹配电阻Rm和隔直电容Cd产生快速瞬变脉冲，若要输出极性为负的脉冲，则断开极性切换开关K3、K4，闭合极性切换开关K5、K6，再闭合放电开关K2。
权利要求1.电快速瞬变脉冲群开关电路，它包括高压供电源、储能电路、放电开关、信号形成电路以及脉冲群输出端口，高压供电源的输出端连接储能电路的输入端，储能电路的输出端连接放电开关，信号形成电路的输出端连接脉冲群输出端口，其特征在于所述的高压供电源为一单极性的直流高压源，所述的放电开关与信号形成电路的输入端之间设有极性切换电路。
2.根据权利要求1所述的电快速瞬变脉冲群开关电路，其特征在于所述的极性切换电路包括四个极性切换开关。
3.根据权利要求1所述的电快速瞬变脉冲群开关电路，其特征在于所述的信号形成电路的输入端与接地端之间连接有脉冲持续时间形成电阻，该脉冲持续时间形成电阻两端并联有高压瓷介电容。
4.根据权利要求1所述的电快速瞬变脉冲群开关电路，其特征在于所述的放电开关连接有放电开关驱动电路，所述的放电开关驱动电路包括相连的隔离电路和脉冲整形电路，该隔离电路中设有快速光耦。
5.根据权利要求1所述的电快速瞬变脉冲群开关电路，其特征在于所述的开关电路密闭于金属盒内，控放电开关驱动电路的信号输入端连接有50Ω同轴电缆。
专利摘要电快速瞬变脉冲群开关电路，用于对受试设备模拟施加瞬变干扰，从而确定其快速瞬变脉冲群的抗扰度。现有产品存在着电路工作可靠性和脉冲波形重复性差、脉冲重复率、噪声大、成本较高的缺陷，本实用新型的高压供电源为一单极性的直流高压源，放电开关与信号形成电路的输入端之间设有极性切换电路。省去了现有技术中的负极性直流高压源及电源极性切换开关，降低了成本，电路工作的可靠性好，噪音小，脉冲重复性好，脉冲重复频率高。
文档编号G01R29/08GK2821584SQ200520014640
公开日2006年9月27日 申请日期2005年9月2日 优先权日2005年9月2日
发明者潘建根, 涂新雅 申请人:杭州远方光电信息有限公司