一种高分辨率宽频域方波脉冲发生器

介绍了一种高分辨率宽频域方波脉冲的产生方法。用此方法设计的方波脉冲发生器使用方便．灵活。它不用变档即可实现高低不同频域方波脉冲的控制，且具有较高的分辨率，可实用于具有特殊要求的步进电动机驱动控制系统中。     

ESD和方波脉冲对集成电路损伤效应异同性

为了考察不同波形脉冲对集成电路损伤效应的异同性,用ESD和方波脉冲对2种集成电路器件进行注入损伤效应实验,在采用曲线拟合分析法建立起波形参数与器件损伤参数间的数学模型后,讨论了不同脉冲注入时器件的损伤阈值和损伤机理。结果表明:2种注入方式对实验器件的损伤机理相同或类似;以损伤能量作比较,同一器件的ESD损伤阈值小于方波阈值;同属一个门类的这2种器件,方波阈值相差小而ESD阈值相差大且方波实验下所得器件敏感度排序与ESD脉冲注入时排序相同。2种注入方式下建立起的数学模型的表述形式虽有可能不同,但器件的损伤参数与脉冲参数间关系变化的实质规律不变。方波时可将所有参数都考虑进来拟合得到一个联合式,但ESD脉冲注入时这种拟合的准确度会降低,可能因实验脉冲参数变化的范围不大而引起。     

基于断路开关的准方波输出脉冲功率源

为了改善电感储能脉冲功率源的输出波形,提出一种基于电爆炸金属丝断路开关的准方波输出脉冲功率源。该脉冲源以脉冲电容器为初始储能源,通过脉冲形成网络对电爆炸金属丝开关放电,当电流达到峰值附近时,电爆炸金属丝开关断开,将能量切换到负载上。由于脉冲形成网络中电感电流不能突变,所以负载上能得到数倍于初始储能电容充电电压的脉冲输出;由于脉冲形成网络中电容的续流作用,所以负载上能得到准方波脉冲输出。通过理论分析和电路仿真分析,确定了脉冲形成网络的电感电容级数和爆炸丝参数。对功率源进行了实验验证,实验结果表明:在1μF初始充电电容充电32 kV时,在10Ω负载上得到电压幅值83 kV,半高宽279 ns,90%平顶172 ns左右的脉冲输出,证明了该原理的脉冲功率源可行性。     

一种10 kV方波电压发生器

为了对高电压分压器进行实验标定,研制了一台最高输出电压为10 kV的方波发生器。它由直流高压源、脉冲形成线、高气压气体火花开关和脉冲传输线构成,以波阻抗为50Ω的聚乙烯高频同轴电缆作为脉冲形成线和脉冲传输线,并采用紧凑型氮气火花开关,改变脉冲形成线的长度和开关的气压可分别改变方波脉宽和幅值(3~10 kV)。实验中脉冲形成线的长度为10 m,对应的方波脉宽为100 ns。开关中氮气为0.2~0.7 MPa时,输出方波前沿的上升时间为14.1~1.5 ns,随气压的上升而急剧下降,且上升时间和气压的关系式不同于由J.C.Mar-tin公式推导的结果。0.7 MPa时间隙静态击穿场强高达500 kV/cm,为输出方波上升时间大大减小的根本原因。由上述实验知:该方波发生器完全适合于高电压分压器的实验标定。     

10kV重复频率方波脉冲源的研制

为进行绝缘材料在快前沿高压脉冲作用下的局部放电和绝缘老化的试验研究,研制了1台最高输出电压为10kV的重复频率高压方波脉冲发生器。该方波发生器采用可调直流高压电源和储能电容器作为能源系统,利用半导体固态开关作为主放电开关控制脉冲宽度和重复频率,通过脉冲放电回路在负载上形成所需的电压脉冲。其半导体固态开关采用具有低耦合电容的紧凑型快速高压金属氧化层半导体场效应晶体管(MOSFET)开关,通过复杂可编程逻辑控制器(CPLD)可编程逻辑电路实现开关通断控制。实测结果表明,该脉冲源可以产生脉冲上升沿约为80ns、最小脉冲宽度为320ns的高压准方波脉冲,最高输出幅值达到±10kV,脉冲重复频率的可调范围为1～3kHz,性能指标满足绝缘材料的局部放电以及绝缘老化试验的要求。     

小型纳秒级方波脉冲电源的研制

采用飞行时间法测量原子氧束能谱时,要求离化源为纳秒级脉宽、能量均匀的脉冲电子束,以尽量降低离子收集器附近产生的等离子体鞘层电位对原子氧束能谱测量精度的影响。针对上述脉冲电子束的性能要求,研制了一款基于雪崩三极管Marx电路的小型方波脉冲源。首先介绍了雪崩三极管的工作特性、Marx电路的升压原理以及元器件的选取方法;然后结合脉冲形成线电压波反射原理,建立了同轴线缆充电时的电路方程;分析了方波脉冲成形机理和传输线阻抗对输出脉冲波形的影响,将同轴电缆传输线等效为分布式电感电容模拟网络,搭建了同轴电缆传输线仿真模型;设计制作了具体电路,在各级模拟网络充放电特性仿真结果的指导下,针对性地对同轴电缆传输线的姿态进行微调,改善了输出波形。实际电路产生了幅值±200～300 V、频率1～10 kHz可调、双快边沿纳秒方波脉冲。     

一种采用高压继电器隔离的方波电压源装置研究

设计了一种驱动采用稳压管取电及高压继电器隔离的方波电压源装置.从装置技术要求出发,给出了方波电压源的总体设计方案,主要有:Marx发生器(包括驱动信号一致性、过冲以及趋稳时间、泄能电路)、充电机等的设计,并对装置在不同电压等级放电进行试验.设计的方波电压源装置能产生5～200 kV连续可调电压,过冲幅度≤5％,放电回路...     

绝缘材料寿命评估用方波脉冲电源问题的探讨

探讨了有关变频电机绝缘材料寿命评估用方波脉冲电源性能和结构的一些问题,包括选择波形、提高峰峰值、加快上升时间以及频率、负载电容和功率的关系等,提出了解决问题的方法,并以研制8kV峰峰值双极性对称方波脉冲电源的实例,介绍了解决问题的一些具体措施。     

高压方波脉冲下局部放电的相位分布特征

针对局部放电可导致变频电机绝缘过早损坏这一问题,笔者分别在方波脉冲下和工频下,对匝间绝缘电磁线进行了老化试验和局部放电测量,主要对脉冲电压下局部放电的相位分布特征进行分析,并与工频下进行了对比。结果表明:脉冲条件下,随老化时间的增长,放电相位呈展宽趋势且出现明显的离散特征;高相位放电的出现是部分缺陷迅速发展的标志,是绝缘失效的先兆。     

基于方波恒流源细胞电阻测量系统的设计实现

设计实现了一个细胞电阻测量系统。该系统基于方波恒流源电路,将交流方波微电流信号施加在被测细胞或细胞群上,根据欧姆定律,输出与被测细胞电阻成正比的交流方波电压,再经滤波、整流、A/D转换后获得电阻数字显示值。系统中恒流源的应用有效消除了测量电极电解作用及细胞膜电位对测量结果的影响,方波电压的产生则便于进一步滤除直流干扰成分,提高测量准确度。利用生理盐水模拟细胞液进行实验,可以观察到随着测试表笔距离的加大,测量电阻也在做正比例增加,结果受表笔电极化影响很小,且在有效测量范围0~1 000Ω内,测量均方误差小于6%,能够基本满足临床上离体辅助检测的需求。     

半导体三极管电磁脉冲损伤功率实验研究

针对硅微波低噪声三极管2SC3399进行方波电磁脉冲效应实验,主要研究三极管在方波电磁脉冲作用下造成损伤的损伤功率表达式,通过对损伤功率进行统计分布,发现三极管损伤能量值基本符合正态分布.     

三极管2SC3402方波电磁脉冲效应实验研究

针对硅微波低噪声三极管2SC3402进行方波电磁脉冲效应实验,主要研究三极管在方波电磁脉冲作用下哪些部位对电磁脉冲最为敏感,哪些电参数最容易发生变化.实验采用方波电磁脉冲发生器对三极管进行方波电磁脉冲注入,观察三极管电参数的变化.实验结果表明,三极管对电磁脉冲最敏感的部位是集电结,最灵敏参数是CE反向击穿电压VBRCEO.     

一种对高速脉冲边沿整形、调整的设计方案

随着高速脉冲的广泛应用,作为决定脉冲质量的重要参数,脉冲上升、下降时间也越来越受到重视。针对高速脉冲发生中对脉冲边沿陡峭、可控的要求,本文提出了一种使用隧道二极管对脉冲边沿整形,利用场效应管开关和恒流源充放电电路控制脉冲边沿时间的方案,并对其电路和隧道二极管的工作原理进行了具体分析。从试验结果看,该方案能将脉冲的边沿时间整形至800ps左右,同时实现边沿时间的可控调整。     

基于GRU神经网络的脉搏波波形预测方法研究

随着生活水平的提高,人们对健康的关注度越来越高,尤其是适应快节奏生活的手环等便携式生理监测设备,备受人们青睐。光电容积脉搏波描记法(PPG)作为一种无创人体脉搏采集手段,被广泛应用于此类设备中。人体脉搏中包含很多生理信息,如血压、血糖、动脉硬化等,为了对这些信息进行提取和分析,目前主要采用机器学习的方法,通过提取脉搏波中的特征点计算特征参数进而建立生理参数模型。但此类方法需要大量且长期的脉搏数据,用于提高生理参数模型的精度,而长期的数据采集受环境限制较大且与便携式生理监测设备设计理念冲突,并且对脉搏波预测的研究存在空白。针对此问题,本文使用Colaboratory建立GRU神经网络模型与LSTM网络模型分别对脉搏波数据进行预测,并对影响模型性能的主要参数进行对比调参。而由自动化机器学习工具AutoML＿Alex针对脉搏波数据分析并择优建立的LightGBM网络可以作为具有参考价值的基线模型。通过以上3个模型针对从不同个体采集到的大量脉搏波数据进行建模,对比其平均绝对百分比误差MAPE,LSTM为0.879%,单层GRU为0.852%,LightGBM为0.842%,4层GRU模型为0....     

VRLA蓄电池用慢脉冲快速充电器的设计

简述了VRLA铅酸蓄电池的充电特性及慢脉冲快速充电的原理。在充电过程中,影响蓄电池充电性能的主要因素是电池内部的浓差极化,慢脉冲快速充电方法能有效地消除或减弱浓差极化。据此设计制作了实用于12V20Ah以下蓄电池的充电器。使用该充电器和普通三段式充电器分别对12V10Ah的铅酸蓄电池进行充电实验,结果表明:慢脉冲快速充电器依靠其充电过程中大电流后面维持的小电流,有效地消除了大电流充电下电池的极化现象,使得蓄电池充电效率大为提高,充电速度加快,同时电池析气量少,温升不高,并具有减缓电池的硫酸盐化和延长蓄电池循环使用寿命的作用。     

一种用于测量快前沿高压脉冲的电阻分压器

分析了电阻分压器中电感和对地电容对分压器响应特性的影响,在此基础上研制了一种用于测量快前沿高压脉冲的同轴型电阻分压器,介绍了分压器的制作过程,对其进行了方波响应标定,并应用于实验测量中。实验结果表明,该电阻分压器能满足测量要求,可用于幅值10kV左右、ns前沿的短脉冲测量。     

备用电源自动投入装置缩短投入时间的研究

在电力系统中,备用电源自动投入装置的应用,提高了供电可靠性。经研究发现,故障时甩掉的供电负荷与该装置投入的时间成正比。通过改变整定方法,明显地缩短了该装置投入时间,减少了因故障给供电客户带来的损失。该方案在实际中已得到应用,取得了预期的效果。     

基于三相电流平方和比值的短路故障快速检测方法

为了快速准确地检测出短路故障,并使故障限流器快速投入运行,提出了一种基于三相电流平方和比值的短路故障快速检测方法。该方法利用前后时间窗内三相电流平方和均值之比作为故障检测量,在三相短路故障时不受故障初相角影响,不受谐波影响。基于PSCAD/EMTDC仿真平台,建立了500 kV输电线路模型,合理选取了该方法的整定值与闭锁值。考虑不同故障类型、不同故障初相角、不同过渡电阻、空载合闸、谐波及噪声等因素,验证了该方法的快速性及有效性。在各类故障工况及干扰工况下,比较了该方法与常用三种检测方法的性能差异。仿真结果表明,该方法性能良好,能够快速可靠地检测出短路故障。     

一种电子设备电磁脉冲响应预测新方法

针对现有机理建模算法普遍存在计算电磁脉冲过于复杂的问题,探索基于实验统计的电磁脉冲响应预测新方法,使用开关电源进行雷击浪涌注入实验,并记录不同注入电压下的输入输出数据.依据系统辨识理论选用ARX模型对开关电源进行建模,并利用最小二乘算法对模型参数进行辨识.通过所建模型预测不同幅值浪涌激励的响应并与实验结果对比,发现该模...