最新820脉冲波形发生器汇总

1、精品资料820脉冲波形发生器“利用8/20脉冲波形发生器模拟雷 电波形”项目可行性分析报告一、项目背景及“8/20脉冲波形发生器”概况人工引发宙电和雷电预警预报技术的不断发展和完善给人类探索闪电提供了更多的科学手段。 近30年来我国的科研工作者多次在全国各地引雷成功，为宙电物理和大气电学的研究提供了宝贵 的试验数据，同时雷电预警预报技术也在不断发展探索，特别是为服务2008年北京奥运会做了 大量的前期研究工作。雷电流的光谱和频谱研究是雷电物理研究中的一个重要的新课题，但由于 自然雷电发生具有很大的随机性，自然雷电流的测曷非常困难，而随着人工引发雷电技术的成熟 得到了较多的人工引发雷电流的直接测

2、量结果，同时研究结果也揭示出不同地区宙电特征也存在 着较大的差异，这对雷电物理研究和雷电防护工作提出了更高的要求。雷电波频谱特征是雷电防护技术的重要依据。当雷击于各种线路(电力、信号、天馈等线路) 或线路附近时，会在线路上发生雷电流侵入，由于大电流或过电压的作用，从而损坏与之相连 的各种电子设备;分析雷电波的频谱结构可以获悉雷电波振幅和能量等在各频段的分布，通过 这些数据可以估算出通信系统以及电力系统频带范围内雷电冲击波的振幅和能量的大小，进而确 定避宙措施，同时在开发和研究高性能的电子避雷器方面也具有指导意义。在高压技术领域，有 学者曾对雷电波的频谱和能量做了分析,对雷电闪击中回击电流波的频

3、谱做过分析，也有建立雷 电波数学模型，计算其频谱，这些工作都从不同的角度丰富了雷电流波形的探索和研究。而通 过低频信号模拟出雷电波形有助于在安全可控的的条件下，进一步对雷电波频谱特征进行研 究。根据国家标准，gb 50057 94建筑物防雷设计规范)中对雷击参数的定义，选取相 关波形作为文章中的雷电波标准波形。gb 500579，1中对宙电波的波头时间tl和半峰值时间t2 作了以下的规定:：即电流峰值0 一 9倍处e与0 . 1倍峰值点f连一直线，ef的延长线与电流峰值水 平线相交于p点，与横坐标交于点t0,(如图1)。图中时间间隔t l=tp -to,称为雷电波波头 时间，从t。到波尾一半峰

4、值m点之问的时间间隔t2=tm-to。为雷电波半峰值时间，平时我们所 说的雷电波波形是用tl /t2o ( us)来表示。文章采用标准波形8/20(u s)x 10/350( us)、 后续雷击0 . 25 / 100 (u s)和国家标准推荐雷电试验的4种波形(10/200、4 / 300. ii 2/50、 10/ 700(u s),共7个波形作为研究对象。8/20波形发生器则是通过模拟器件制造出820的低功率波形，并以此来对雷电波频谱特征 做进一步研究:图1标准雷电波八、七的定义220v交流电源作为能量来源。通过变压器可选变压位1236v通过桥式整流电路整流为滞留电路。如图所示。桥式整流

5、后进过耦合滤波成为充电电流。二、820 脉 冲波形发 生器的构 思及设计 由于 项目所要求模 拟波形的幅值 至少在20安培 以上，综合考 虑，所用曰常 充放电电路主要考虑用ire回路做。通过rl的2阶滤波使原来的直流波形转变为 所要求的820脉冲波形。其中最重要的则是电感对整个电路的容抗匹配。容抗 的计算和选择关系到最后的输出波形的质量。ege 10/20w ikw40t120hegeikw40t120 二胡犒n20uf丫630v0rvtrvvy甯蛆02李少君也配用感另外电路的另一个重点应该在于充放电开关的控制。由于充电电容在充 满电之后要对rlc回路放电输出脉冲波形，那么对于开关对充放电时间

6、的控制变 显得尤为重要了。我们逐步设想可以利用单片机和周围驱动电路通过可编程器 件来控制开关的开闭合时间。在程序算法中，可通过单片机2个沁口分别输出 脉冲方波控制，2个脉冲高电平时间可有间隔作为开关缓冲时间。高电平时间 即分别为2开关控制充放电时间。需要注意的是，单片机输出电压为35v,故 必须外设一运算放大电路升高电压以至能驱动充电控制开关。整个820脉冲波形发生器便可通过以上几步实现。三、从雷电波形及能量分析，谈信息防雷保护在此考虑10 / 350hs电流波、8 / 20hs电流波、l2 / 50hs电压+ 8 / 20ms 电流组合波及1。/700少电压通信波四种波形具有一定的代表性。雷

7、电试验波 形几乎都是很快上升到峰值，然后较缓慢地下降到零的形式，如图1所示，它 适用于做与外线连接的含有固体化元器的电子设备雷电试脸，但不适用于雷电 直击设备和雷电引起的电磁干扰的检验。实际上沿通信架空明线线路（现在越 来越少）袭入设备的雷电冲击波大部分是振荡波形，沿地下电缆袭入设备的雷 电冲击波大部分是持续时间长、近似单极性的双指数波，而雷电直击接地物体 使其地电位升高所产生的回击波，多为持续时间较短的单极性波（如图2）。对遭受雷电冲击的能量计算如下式：e= i v （t） i （t） dt = k v it （焦耳）其中：v在峰值电流下的箝位电压（伏）i峰值电流（安培）t脉冲时间（秒）k波

8、形因子在此可以将计算的波形分成两个部分，即前半部当成三角波（波形因子k 取0.5）,后半部当成指数波（波形因子k取1.4）。前半部为波上升阶段吸收 的能量，后半部为波衰减阶段吸收能量。对于10/3503波形，主要针对直击雷，或遭首次雷击的暴露环境等。这 时雷电能量为：e= 0.5xvxixloxlo-6+1.4xvxix （350-10）xlo-6=（5+476） xvxixlo6=0.481 xl03xvxi （j）即使假设i = 50ka, v=1000v,则e = 24050 j。可见直击雷的能量是非常 大的，其防护方法完全不能等同于放置于建筑体内部有着良好屏蔽或分流措施 的其它电子设备

9、。一般来说处于暴露环境的信息技术设备或系统很少，遭受直 击雷的可能性也不大。不过高山微波站、移动寻呼基站、广播电视塔、雷达等 例外，需要采取吸收能量较大的防雷设备作为一级保护。对于8 / 20ms这种典型的模拟于电源线感应或传导引入的试验波形。e= 0.5xvxix8xlo-6+1.4xvxix (20-8) xl0-6二(4+ 16.8) xvxixlo-6= 20.8xl0-6xvxi(j)假设没有避雷针接内，按分流至大地及感应至电源线50%法则，取i二 25ka, v=1000v (一级保护)，e=520j。与直击雷能量比较，相差两个数 量级。那么电源的二级保护、三级保护乃至精细保护由于

10、箝位电位的严格要 求，冲击能量将更小。特别是对于计算机集成芯片或某些精密终端设备工作电 压往往从几十伏至几伏，电流从安培到毫安，那么可随能量大至几十、几个 j,小至10-2-10-9 j,所以在电源保护上不同的被保护设备有着千差万别的要 求，需要科学对待。在一些接口或端口上，雷电浪涌冲击总是以组合波形模拟，比如1.2/50口 s +8/206最为常见。最近我国依照cispr第22、24号出版物制定的 gb 17618-1998信息技术设备的抗扰度限值国家标准，在交流和直流电流 输入端口的浪涌(冲击)抗扰度试脸也是采用1.2/50口 +8/20废波形。它的 能量相当于：e= 0.5xvxixl.

11、2xlo-6+ 1.4xvxix (50- 1.2) x 10-6 + 20.8x 106xvxi二(0.6 + 68.32 + 20.8) xvxixlo_6= 89.72xl0-6xvxi(j)同样取i = 25ka. v= 1000v,则e = 2243 j。可见对于端口的冲击能量要 大得多。信息技术设备有着接口、端口多的特点，因此住处防雷口保护尤为重 要。因为结构和阻扰不同，对于外线(如对称电缆、同轴电缆)通常推荐用10 /7006波形冲击，尽管架空外线逐渐被管道地埋替代，但现在基本视同于外 线与设备交叉处总配线架为进入端口，上面提到的gb 17618- 1998标准 中，信号端口和电

12、端口的浪涌(冲击)抗扰度试验波形也是采用1。/700小。 这时冲击能量为：e= 0.5xvxixloxlo-6+1.4xvxix (700-10)xl0-6=(5 + 966) xvxixlo6=0.971 xl03xvxi (j)按v = 4kv, i=100a计算，e=388j。根据ccittk.2o建议，可以认为这 是“一次保护”动作后，电信端口承受的最大冲击能量。对于电信设备，尤其是 程控交换机现在基本具有完善的一、二次过流过压保护电路，但是对于其它信 号端口，如网络、数据、图像等信号端口的保护还未得到充分重视。由上可见，信息防雷需要充分考虑被保护设备的用电级别与所处位置，具 有一定的特殊性，期待人们在技术上进一步探讨和新的标准来指导、规范。四、项目可行性及效益分析从分析可以看出，随着现