脉冲功率诊断课件.ppt

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1、脉冲功率诊断一、概述二、脉冲电压测量三、脉冲电流测量四、光电诊断方法五、其它参量测量一、概述脉冲电压和脉冲电流的诊断（测量）是脉冲功率电路中最基本的操作，通过测量可以较深入地了解回路的具体工作过程和参数。从而建造所需要的脉冲功率系统。除脉冲电压、脉冲电流的诊断外，基本L、R、C元件的测量也要采取特殊的处理，这就是要在器件的工作频率内测量LRC等参数，并考虑分布参数的影响一、概述（续）基本特征一般的仪表受绝缘和功率容量的限制，不能直接测量高电压、大电流信号，而必须和能够耐高压和大电流的转换装置配合起来使用测量高压和强流的装置，体积一般都

2、比较大，容易受到电磁场的影响，并且脉冲功率电路也经常产生各种不利于测量的电磁场，故此防干扰措施是必须的一、概述（续）基本特征测量瞬态信号时，要求转换装置具有良好的脉冲响应当波长与导体实际尺寸接近时(高频情况)，导体两端的电压并无太大意义。故此要根据实际情况来解释所得到的结果课堂上只给出各种诊断方法的原理和应用思路，不讲具体计算和推导过程二、脉冲电压测量在脉冲电压的测量中，分压器是应用的最多的测量手段，有些情况与稳态电压的测量相同，但也有新的特点，如高频下需要考虑测量电路中各元件的配合出现的振荡或畸变二、脉冲电压测量（续）分压器的类型1

3、、电阻分压器2、电容分压器3、阻容分压器1、电阻分压器基本特点结构简单，由高阻金属丝或液体电阻组成是高阻抗和低压仪表配合使用的基本方式高阻抗承受高压作用，尺寸较大，易受各种因素的影响1、电阻分压器（续1）等效电路1、电阻分压器（续2）寄生电容、电感寄生电容主要是对地的，这些电容起了分流的作用特别是在使用液体电阻的情况下，寄生电容更大寄生电容与电阻并联连接，寄生电感与电阻串联连接1、电阻分压器（续3）寄生电容的影响分压器对地电容的存在，是误差的主要原因，电容的分流使得流过高压臂和低压臂的电流不等寄生电感的影响使回路中的电流不能突变，只能

4、按指数规律上升，故低压臂输出电压也是按指数规律上升的1、电阻分压器（续4）平衡的分压器图中的分压器特地增加了Cs和Ls以补偿分布电容和串联分布电感对信号的畸变1、电阻分压器（续5）方波响应电压上升时间：定义为输出电压从0.1到0.9峰值电压的时间理想响应实际情况含有并联电容的分压器的上升时间可以推出为tr=0.23CgR1、电阻分压器（续6）减小测量误差的措施采用多种补偿方法使初始电位分布接近稳态分布采用不均匀电阻使得沿高度电位分布均匀在不影响被测回路波形的情况下，分压器的电阻应尽可能小1、电阻分压器（续7）设计电阻分压器选择电阻要求

5、自感小，具有较高的功率容量根据上升时间的要求，确定合适的阻值（因为分布电容难减小，故要减小电阻）tr=0.23CgR同轴结构即可以减小电感，又有屏蔽的效果1、电阻分压器（续8）1、电阻分压器（续9）举例：水电阻分压器图中的水电阻分压器由于只使用了一个电阻，低压臂从中间引出，由于水的介电常数较高，这可以保证电场在电阻内非常接近于与柱平行，于是分布电容也恰好满足与电阻相同的分压比，不会对信号波形造成较大的畸变1、电阻分压器（续10）1、电阻分压器（续11）低压臂与测量电路实际上分压器低压臂既非高阻抗的一段，也不是理想的电阻（或电容），也有

6、寄生参数，它的影响和高压臂的影响一样重要对低压臂的要求主要有：与测量电缆的阻抗匹配，减小分布电感（因为其阻抗小，故对电感要求更高），良好屏蔽等1、电阻分压器（续12）低压臂与测量电路（续1）一个纯电阻分压器的例子（忽略各种寄生参数）。如果在示波器端使R0与传输线特征阻抗相同，则示波器端无波反射，低压臂的有效电阻为R2//R0，分压比增加1、电阻分压器（续13）低压臂与测量电路（续2）也可以用串联匹配电阻Rm加在低压臂一端，使得Rm＋R2＝Z0，这样在分压器一端与电缆是匹配的1、电阻分压器（续14）低压臂与测量电路（续3）如果匹配不好，

7、则要在电缆的两端形成反射，以上页图为例，电缆阻抗100，低压臂电阻50，示波器端可视作开路，可以得到如下图所示的输出1、电阻分压器（续15）分压器的标定分压比的测量根据实测电压的比值根据高、低压臂的阻抗方波响应当分压器的输入是一个方波，由于电容、电感的影响，分压器的输出是一个类似指数曲线上升的波形，波形的前沿越陡就越接近方波，说明分压器的性能越好，误差越小频率响应保持输入信号幅值不变，改变频率，测量分压器的输出，则可以画出频率响应曲线1、电阻分压器（续16）分压器的补偿用分压器测量电压，所得到的电压值既有电阻性分量，也有电感性分量，即

8、负载为纯电阻时，测到的电压大于负载上实际电压，并且频率越高，电感性分量越多在测量回路中串入一个和主放电回路相耦合的互感线圈（套住导线），然后这个线圈一端接被测电压，另一端接分压器。如果这个线圈的接法满足其电感性电压与主回