高效率双指数电磁脉冲发生装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及用于产生电脉冲的电路技术领域，尤其设及一种高效率双指数电磁脉 冲发生装置。
【背景技术】
[0002] 在电磁兼容效应实验中经常采用注入法和福照法来模拟传导和福射两种干扰方 式，并W此来评估武器装备中的电子设备或者器件的电磁抗扰度/敏感性，注入法就是将双 指数快沿电磁脉冲等模拟干扰源直接注入被试器件、电路或设备端口。注入法的优点在于 试验条件和步骤简单，而且使用功率相对较低的源就可W使受试设备得到一定的电压值和 能量值;再者，相对于福照法，注入法的不确定因素很少，因此每次试验结果的可比对性W 及试验结果的可重现性可W得到良好的保证;而且，采用注入法更方便对被试设备内部电 路关键节点的电压或电流波形进行监测。因此，注入法是进行武器装备效应研究的一个重 要手段，而作为高稳定度的注入式双指数快沿脉冲源是保证试验结果正确性的前提，因此， 研制一种高稳定度的注入式双指数脉冲发生器具有重要的军事意义。
[0003] Marx电路就是多级储能电容由电源并联充电，然后串联向负载放电。由于其并联 充电、串联放电机理，所W具有突出优点，可W W较低的电源电压得到较高的输出脉冲，其 电压峰值可W远高于电源电压。而采用双极性的Marx电路结构由于要朝两个负载分别放 电，所W输出脉冲电压峰值减半，效率低，想要输出高电压峰值的输出脉冲，需要的级数成 倍增加，而级数的增多势必会增加Marx电路的长度，使得输出脉冲的稳定性相应下降，增大 脉冲发生装置的体积，另外，重复频率受到雪崩管开关的限制，采用传统的脉冲源很难获得 较高的重复频率，而重复频率是进行电磁效应实验中一个重要的指标，重复频率越高，积累 效应越严重，效应试验效果越明显，因此，需要改变Marx电路的结构，提高其输出效率和重 复频率。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种高效率双指数电磁脉冲发生装置，所述脉 冲发生装置输出电压峰值、脉冲宽度、脉冲前沿可选择，体积小、稳定度高、效率高、重复频 率高、使用方便。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种高效率双指数电磁脉冲 发生装置，其特征在于:包括直流电源、触发电路和Marx电路，所述直流电源的输出端分别 与所述触发电路和Marx电路的电源输入端连接，所述触发电路的输出端经光禪与所述Marx 电路的信号输入端连接，所述Marx电路的输出端为所述脉冲发生装置的脉冲信号输出端。
[0006] 进一步的技术方案在于:所述直流电源包括变压器Ul、电容Cl 1-C15和二极管Dll-D14，变压器Ul的输入端接交流电，变压器Ul的一个输出端与电容Cl 1的一端连接，电容C11 的另一端经电容C13与二极管D14的负极连接，二极管D14的正极依次经电容C14、电容C12后 与变压器Ul的另一个输出端连接，二极管Dll的正极W及二极管D12的负极接电容Cll与电 容C13的结点，二极管Dll的负极接电容C12与变压器Ul的结点，二极管D12的正极W及二极 管D13的负极接电容C12与电容C14的结点，变压器Ul与电容C12的结点为所述直流电源的负 极输出端，电容C14与二极管D14的结点为所述直流电源的正极输出端，所述电容C15并联在 所述直流电源的输出端。
[0007] 进一步的技术方案在于:所述触发电路包括第一级触发电路和第二级触发电路， 所述第一级触发电路包括肥555定时器U2和整形忍片U3,所述U3使用74LS123,所述U2的1脚 接地，所述U2的2脚分为两路，第一路经电阻R21接地，第二路经触发开关S21接地;所述U2的 3脚与所述U3的2脚连接;所述U2的4脚接电源;所述U2的5脚经电容C21接地;所述U2的6脚分 为=路，第一路经电容C22接地，第二路经电阻R22接电源，第=路与所述U2的7脚连接;所述 U2的8脚接电源;所述U3的1脚接地;所述U3的3脚接电源;所述U3的14脚经电容C23后分为两 路，第一路与所述U3的15脚连接，第二路经电阻R23接电源;所述U3的13脚经电容C24后分为 两路，第一路为所述第一级触发电路的输出端，第二路经电阻R24接地，所述U3的其它引脚 悬空； 所述第二级触发电路包括=极管Q21，所述第一级触发电路的输出端与第二级触发电 路的输入端连接，所述第二级触发电路的输入端分为两路，第一路经反向二极管D21后接 地，第二路与=极管Q21的基极连接，=极管Q21的发射极接地，=极管Q21的集电极分为两 路，第一路经电阻R25后接电源，第二路与电容C25的一端连接，电容C25的另一端分为两路， 第一路经电容C26接地，第二路经电阻R26接地，所述电容C25与电阻R26的结点为所述触发 电路的信号输出端。
[0008] 进一步的技术方案在于:所述Marx电路包括输入级电路、若干级充放电电路和输 出级电路，所述输入级电路包括S极管Tl,所述S极管Tl的基极为所述Marx电路的输入端， 所述=极管Tl的集电极接第一级充放电电路的输入端，所述=极管Tl的发射极接地;所述 每级充放电电路包括充电电感L31、电容C31、电阻R31-R32和雪崩S极管T2，所述充电电感 L31的一端接VCC，另一端经电容C31后分为两路，第一路与雪崩S极管T2的基极连接，第二 路与雪崩=极管T2的发射极连接，雪崩=极管T2的基极依次经电阻R31、电阻R32后接地，其 中所述充电电感L31与电容C31的结点为每级充放电电路的输入端，雪崩=极管T2的集电极 为每级充放电电路的输出端，其中，第一级充放电电路的输出端接第二级充放电电路的输 入端，第二级充放电电路的输出端与第=级充放电电路的输入端连接，依次类推，所述第n 级充放电电路的输出端与所述输出级电路的输入端连接，其中所述输出级电路包括充电电 感L32、电容C32和电阻R33-R34,充电电感L32的一端与电容C32的一端合并后为所述输出级 电路的输入端，充电电感L32的另一端接电源VCC，电容C32的另一端分为两路，第一路为所 述Marx电路的输出端，第二路依次经电阻R33-R34后接地，n为大于3的自然数。
[0009] 进一步的技术方案在于:所述Marx电路和触发电路位于屏蔽盒内。
[0010] 进一步的技术方案在于:所述Marx电路的输出端设有N型接头。
[0011] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于:在充电回路中，使用充电电感代替传 统Marx电路中的部分充电电阻，利用电感直流电阻低而高频电阻小的特点，来降低直流充 电时间和对高频脉冲信号的隔离，电路的充电时间受到充电电阻的限制，一般要求脉冲重 复周期大于五倍的充电电阻和储能电容的乘积，而且在充电过程中损耗在充电电阻上的能 量会转换为热能，导致电路溫度上升，雪崩管性能下降，进一步影响脉冲重复频率，在充电 回路中，由电感代替电阻，可W减小总的充电电阻，即减小充电时间，由于电感不属于耗能 元件，脉冲能量利用效率大为提高，消耗在电路中的能量减小，电路发热情况得到改善，提 高了脉冲源的重复频率;在Marx电路中充电电感、储能电容和充电电阻均采用贴片封装，进 一步减小了脉冲电路的体积。
[0012] Marx电路中所有的开关均采用贴片封装的雪崩S极管FMMT415。通过前期试验发 现，新型的雪崩=极管是一种比较理想的能同时提供快速响应和很大峰值功率的器件，利 用它的雪崩效应可W使开关导通时间得到大大的缩短，比FMMT417的稳定性和一致性更好； 另外，采用贴片封装减小了脉冲源的体积。
[0013] 所述的充电电阻采用两个充电电阻串联的方法来增加绝缘距离，W防止输出电压 增加时容易发生火花放电。所述Marx电路的级数、电源电压、电容S者的取值需要根据不同 的需求去设置。为了减小外部电磁干扰源W及高压直流电源对脉冲源的影响，将所述的 Marx电路放置在屏蔽盒中，运样可W使电路接地效果更好，而且消除对波形测试装置(示波 器)的干扰，波形更为平滑，重复性更好。
[0014] 综上，所述脉冲发生装置输出电压峰值、脉冲宽度、脉冲前沿可选择，体积小、稳定 度高、效率高、重复频率高、使用方便。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明所述脉冲发生装置的原理框图； 图2是本发明所述脉冲发生装置中直流电源的原理图； 图3是本发明所述脉冲发生装置中触发电路的原理图； 图4是本发明所述脉冲发生装置中Marx电路的原理图； 图5是部分电路在屏蔽盒内的结构示意图； 其中：1、屏蔽盒2、N型接头。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0017] 在下面