脉冲源放电回击的保护方法、电路以及脉冲电子设备与流程

本申请涉及电力系统保护，特别是涉及一种脉冲源放电回击的保护方法、电路以及脉冲电子设备。

背景技术：

1、在电子器件级电磁脉冲交互作用效应实验以及相关的应用场景中，大功率脉冲源通常需要通过微带天线和匹配电阻的连结对地构成放电回路。在其放电的过程中，由于匹配电阻直接接地，将产生巨大的第一回击电流，该脉冲电流沿着匹配电阻和微带天线被反射到脉冲源，形成瞬变的高压脉冲，并通过脉冲源的各连结线路，形成传导干扰，影响脉冲源的正常工作，甚至损毁脉冲源的核心部件。因此，对反击电流进行有效的防护对于提高脉冲源工作的可靠性是十分必要的。

2、传统技术中提出了采用阻抗匹配的方式进行回击防护，即通过调整负载阻抗使之与大地电阻匹配消除电流反击；或者对脉冲源的电路系统进行防护加固，例如，在关键电路的节点加装放电管或特殊的几何结构设计。

3、然而，采用阻抗匹配的防护方式，其需要对负载的阻抗进行调整，其无法应用于阻抗需求不断变化的使用场景，适应性差。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种适应性良好的脉冲源放电回击的保护方法，以及与方法对应的保护电路以及设备。

2、第一方面，本申请提供了一种脉冲源放电回击的保护方法。所述方法包括：

3、获取脉冲源外放电形成的第一回击电流；

4、增加接入的单元级子电路的数量，以通过接入的单元级子电路对所述第一回击电流进行脉冲幅值削减，得到脉冲幅值削减后的第二回击电流；

5、将所述第二回击电流回传至所述脉冲源。

6、在其中一个实施例中，所述获取脉冲源外放电形成的第一回击电流，包括：

7、获取脉冲源对外放电形成的反射电流和折射电流；

8、将所述反射电流以及所述折射电流相加形成所述第一回击电流。

9、在其中一个实施例中，所述获取脉冲源对外放电形成的反射电流和折射电流，包括：

10、获取对外放电的入射电压；

11、根据对外放电通路的折射系数以及所述入射电压的乘积，确定折射电压；根据对外放电通路的反射系数以及所述入射电压的乘积，确定反射电压；

12、根据所述折射电压、以及对外放电通路的第一等效阻抗产生所述折射电流；根据所述反射电压、以及对外放电通路的第一等效阻抗产生所述反射电流。

13、在其中一个实施例中，所述增加接入的单元级子电路的数量，以通过接入的单元级子电路对所述第一回击电流进行脉冲幅值削减，得到脉冲幅值削减后的第二回击电流，包括：

14、获取所述接入的单元级子电路的第二等效阻抗；

15、根据所述第二等效阻抗对所述回击电流对应的电压值进行脉冲幅值削减。

16、在其中一个实施例中，进行脉冲幅值削减之后回击电流对应的电压值满足如下计算式：

17、

18、其中，ubb为脉冲幅值削减后的电压值，u0为脉冲幅值削减前的电压值，z为第二等效阻抗的阻抗值，i为回击电流的电流值，n为单元级子电路的数量。

19、第二方面，本申请还提供了一种脉冲源放电回击的保护电路。包括接地放电模块与回击衰减模块：

20、所述接地放电模块采集外部脉冲源的外放电生成回击电流、并输出所述回击电流至所述回击衰减模块；所述回击衰减模块通过调整内置单元级子电路的导通数量对所述回击电流进行脉冲幅值削减，发送脉冲幅值削减后的回击电流至外部脉冲源。

21、在其中一个实施例中，所述接地放电模块包括微带天线和接地电阻，所述回击电流包括反射电流和折射电流；

22、所述微带天线通过所述回击衰减模块连接至外部脉冲源，所述接地电阻通过所述回击衰减模块连接至外部脉冲源；

23、所述微带天线在电磁脉冲辐射过程中产生反射电流以及折射电流；所述接地电阻在接地放电过程产生反射电流以及折射电流。

24、在其中一个实施例中，所述单元级子电路包括并联连接的若干个接地保护子电路；

25、所述接地保护子电路的一端接地，所述接地保护子电路的另一端连接至所述外部脉冲源。

26、在其中一个实施例中，所述回击衰减模块还包括接地汇流排，所述接地保护子电路的一端通过所述接地汇流排接地；

27、或，所述回击衰减模块还包括金属编织件，所述接地保护子电路的一端通过所述金属编织件接地。

28、第三方面，本申请还提供了一种脉冲电子设备，该电子设备包括脉冲源以及第二方面中所述的保护电路，所述脉冲源与所述保护电路中的所述接地放电模块以及所述回击衰减模块连接。

29、上述脉冲源放电回击的保护方法、保护电路以及脉冲电子设备，通过在放电回路中接入单元级电路的方式，对脉冲源在放电过程中所产生的第一回击电流进行分摊或分散，以此来降低返回至脉冲源的回击脉冲的幅值，从而对回击电流的能量进行消弭，达到对脉冲源进行放电回击保护的效果；本申请方案可以通过变更接入至放电回路中单元级电路的数量，对放电回路中的等效阻抗进行调整，可以满足不同场景下的阻抗需求，实现良好的脉冲源放电回击保护，具备良好的适应性。

技术特征：

1.一种脉冲源放电回击的保护方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取脉冲源外放电形成的第一回击电流，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取脉冲源对外放电形成的反射电流和折射电流，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述增加接入的单元级子电路的数量，以通过接入的单元级子电路对所述第一回击电流进行脉冲幅值削减，得到脉冲幅值削减后的第二回击电流，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二回击电流对应的电压值满足如下计算式：

6.一种脉冲源放电回击的保护电路，其特征在于，包括接地放电模块与回击衰减模块：

7.根据权利要求6所述的保护电路，其特征在于，所述接地放电模块包括微带天线和接地电阻，所述回击电流包括反射电流和折射电流；

8.根据权利要求7所述的保护电路，其特征在于，所述单元级子电路包括并联连接的若干个接地保护子电路；

9.根据权利要求8所述的保护电路，其特征在于，

10.一种脉冲电子设备，其特征在于，包括脉冲源以及如权利要求6-9任一项所述的保护电路，所述脉冲源与所述保护电路中的所述接地放电模块以及所述回击衰减模块连接。

技术总结
本申请涉及一种脉冲源放电回击的保护方法、电路以及脉冲电子设备。所述方法包括：获取脉冲源外放电形成的第一回击电流；增加接入的单元级子电路的数量，以通过接入的单元级子电路对所述第一回击电流进行脉冲幅值削减，得到脉冲幅值削减后的第二回击电流；将所述第二回击电流回传至所述脉冲源。采用本方法能够通过在放电回路中接入单元级电路的方式，对脉冲源在放电过程中所产生的第一回击电流进行分摊或分散，降低返回至脉冲源的回击脉冲的幅值，对回击电流的能量进行消弭，达到对脉冲源进行放电回击保护的效果，可以满足不同场景下的阻抗需求，实现良好的脉冲源放电回击保护，具备良好的适应性。方案可以广泛应用至电力系统保护技术领域。

技术研发人员：邵伟恒,丁文瑞
受保护的技术使用者：中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室））
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13