一種脈沖磁化曲線測量電路制造技術

本實用新型專利技術公開了一種測量鐵芯脈沖磁化曲線電路，用于測量鐵芯磁化曲線，其中，該電路包括供電電源、升壓變壓器、充電單元、儲能電容器、開關元件、限流電阻；所述供電電源通過升壓變壓器與充電單元用串聯，用于對儲能電容器進行充電；所述開關元件一端與儲能電容器、充電單元并聯，另一端與與穿過鐵芯導線相連并與限流電阻串聯構成放電回路。本實用新型專利技術通過測量鐵芯兩端電壓及放電回路中的電流，經過數據處理，得到鐵芯的脈沖磁化曲線。本實用新型專利技術的電路結構簡單，便于對不同磁化速率下的鐵芯脈沖磁化曲線進行測量。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

Pulse magnetizing curve measuring circuit

The utility model discloses a measuring core circuit for pulse magnetization curve, core magnetization curve, the measurement, the circuit comprises a power supply, a step-up transformer, a charging unit, a storage capacitor, a switching element, a current limiting resistor; the power supply through the step-up transformer and the charging unit is used for storing series. Capacitor charge; the switching element at one end and a storage capacitor, the charging unit in parallel, and the other end of the core wire and connected through a series of discharge circuit and a current limiting resistor. By measuring the voltage at the two ends of the iron core and the current in the discharge circuit, the pulse magnetization curve of the iron core is obtained through data processing. The utility model has the advantages of simple circuit structure and convenient measurement of the pulse magnetization curve of the iron core under different magnetic susceptibility.

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于高電壓技術和脈沖功率
，更具體地，涉及一種測量鐵芯脈沖磁化曲線的電路。
技術介紹
隨著脈沖功率技術的快速發展，快前沿的高電壓脈沖得到了廣泛的應用。在脈沖大電流開關領域，常采用高電壓脈沖觸發兩電極開關導通；在高壓測量領域，常用高電壓方波檢測沖擊電壓分壓器的方波響應；在超寬帶源中，利用高電壓脈沖的前沿時間調節透射譜的高頻成分。不同領域對高壓脈沖發生器的需求呈現出多樣化的發展趨勢，促進了一批結構緊湊、技術簡單、造價低廉的高壓脈沖發生器的發展。此外，在脈沖功率領域，磁開關法常用于進行脈沖壓縮。該方法利用磁開關的非線性電感實現開關功能，磁開關由軟磁鐵芯制成。磁開關法、磁脈沖壓縮網絡法具有高重頻、高穩定性、低損耗及壽命長等優點，進行脈沖壓縮時有效克服了火花隙開關、閘流管、晶閘管等大功率開關性能的不足給脈沖功率系統帶來的限制。伴隨著新型軟磁材料的快速發展及軟磁材料性能的不斷提高，以往鐵芯式脈沖變壓器及磁開關面臨的體積過大、高頻響應性能差等問題得到了有效改善。鐵芯式脈沖變壓器重新被引入到新型緊湊化高壓脈沖發生器的研制中；磁開關法也在脈沖壓縮領域也得到了越來越廣泛的采用。由于是基于軟磁鐵芯制備而成，鐵芯式脈沖變壓器及磁開關中所用軟磁鐵芯性能的優劣直接決定了裝置工作的可靠性。在上述裝置中，鐵芯需要滿足裝置工作條件對伏秒積與電感等參數的要求，而這些參數與裝置的工作狀態密切相關。工作條件一旦改變，就需要相應調整這些參數。鐵芯式脈沖變壓器及磁開關通常工作在脈沖條件下，在設計制作時需要熟知鐵芯材料在脈沖條件下的磁性能參數。鐵芯生產廠家提供的鐵芯磁性參數通常是在直流或工頻條件下測得的。而高頻激勵下，鐵芯由于趨膚效應及渦流等影響，高頻下的損耗較低頻時大的多，且磁滯回線在寬度上與低頻時相差很大。對直流或工頻條件下測得的鐵芯磁性能不能直接應用到脈沖條件下，因此對脈沖條件下裝置的設計參考價值不大。而目前對鐵芯在脈沖條件下磁性能參數的測量研究較少，在僅有的一些研究中還存在脈沖磁化測量方法不一、電路結構復雜等問題。
技術實現思路
針對上述缺陷，本技術的目的在于提供一種測量鐵芯脈沖磁化曲線的電路，該測量電路結構簡單、便于操作，旨在解決現有測量方法中電路結構復雜的問題。本技術所采用的技術方案是一種脈沖磁化曲線測量電路，包括供電電源、升壓變壓器、充電單元、儲能電容器、開關元件、限流電阻；所述供電電源通過升壓變壓器與充電單元串聯，用于對儲能電容器進行充電；所述開關元件一端與儲能電容器、充電單元并聯，另一端與穿過鐵芯導線相連并與限流電阻串聯構成放電回路；作為本技術進一步改進，所述充電單元采用半波整流方式；作為本技術進一步改進，所述開關元件為機械開關；作為本技術進一步改進，所述開關元件為脈沖晶閘管的半導體開關。本技術通過對儲能電容器充電后，控制開關元件導通，儲能電容器進行放電。導線從所要測量閉合鐵芯中心穿過，形成放電回路。同時，為了調節放電回路中的放電電流，在該回路中預先接入有限流電阻。進一步，供電電源為市電，充電單元采用半波整流充電方式或倍壓電路方式，開關元件選擇機械開關或脈沖晶閘管等半導體開關。利用示波器測量放電回路中導線穿過鐵芯磁環前后兩端間的電壓及放電回路中的電流波形及數據，經過處理，即可得到相應磁化速率下的鐵芯脈沖磁化曲線,進一步的,可以獲得鐵芯的脈沖磁性能。通過本技術所構思的以上技術方案，與現有技術相比，本技術具有以下的有益效果:(I)本技術通過調節所選開關元件的開通特性，對鐵芯的脈沖磁化速率進行粗調；通過調節儲能電容器的電容量、充電電壓及限流電阻的大小，對鐵芯的脈沖磁化速率進行細調，以使脈沖磁化速率滿足實際需要。該調節方法簡單方便。(2)本技術利用儲能電容器的充放電進行鐵芯脈沖磁化曲線的測量，這種方法相較于現在常用的將鐵芯置于實際應用回路進行測量，操作簡便。且可以基于此電路制成相關參數可調的裝置，對不同使用環境所用鐵芯進行脈沖磁化曲線的測量。附圖說明圖1是本技術測量鐵芯脈沖磁化曲線的電路。圖2是本技術測量電路測得的電流電壓波形圖。圖3是本技術測量電路測得的脈沖磁化曲線圖。具體實施方式為了使本技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本技術進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本技術，并不用于限定本技術。如圖1所示，本技術為一種測量鐵芯脈沖磁化曲線電路包括供電電源1、升壓變壓器2、充電單元3、儲能電容器4、開關元件5、所測量鐵芯6及限流電阻7。供電電源I通過升壓變壓器2與充電單元3相連，用于對儲能電容器4充電。在本實施方式中，充電單元3采用半波整流方式。開關元件5 —端與充電單元3、儲能電容器4相連，另一端與通過鐵芯磁環的導線相連。在本實施方式中，開關元件選擇機械開關。導線從鐵芯磁環的內環通過，與限流電阻7相連。本技術的工作原理如下:供電電源I通過升壓變壓器2與充電單元3相連，用于對儲能電容器4充電。儲能電容器4充電完成后，控制開關元件5導通，儲能電容器4瞬時放電，儲能電容器4、開關元件5、鐵芯6、限流電阻7組成放電回路。鐵芯6在測試之前需要采用措施進行復位。開關元件5剛閉合時，放電回路中電流很小，鐵芯6構成的磁開關等效電感很大，此時放電回路中電壓主要降落在鐵芯6構成的磁開關兩端。隨著放電回路中電流增大，鐵芯6迅速飽和，由鐵芯6構成的磁開關由斷開狀態過渡到閉合狀態。通過調節儲能電容器4的電容量、儲能電容器4上充電電壓及限流電阻7的大小可以調節儲能電容器4、開關元件5、鐵芯6及限流電阻7組成的放電回路中的電流，從而調節鐵芯6構成磁開關的磁化速率。利用測量儀器測量放電過程中由鐵芯6構成磁開關兩端的電壓U及放電回路中電流I的大小，如圖2所示。再利用安培環路定律及法拉第電磁感應定律即式(I)和式(2)進行計算Η =~γ⑴5 = Jt/di⑵式中，N為放電回路中導線在鐵芯磁環上繞的匝數，I為鐵芯6平均磁路長度，S為鐵芯有效截面積。利用式(I) (2)求得鐵芯6磁環的磁場強度H及磁感應強度B，對所得結果進行作圖，可得圖3所示，圖3即為該磁化速率下，鐵芯6的脈沖磁化曲線。進一步的，利用圖3結合式(3)可得鐵芯6在該磁化速率下的對應每點的脈沖磁導率。μ = —(3)` H通過調節儲能電容器4充電電壓及電容量及放電回路限流電阻7的大小，即可調節鐵芯6的磁化速率，由此可得對應不同鐵芯磁化速率下的脈沖磁化曲線及脈沖磁導率。`本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本技術的較佳實施例而已，并不用以限制本技術，凡在本技術的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本技術的保護范圍之內。權利要求1.一種脈沖磁化曲線測量電路，用于測量鐵芯磁化曲線，其特征在于該電路包括供電電源、升壓變壓器、充電單元、儲能電容器、開關元件、限流電阻； 所述供電電源通過升壓變壓器與充電單元串聯，用于對儲能電容器進行充電； 所述開關元件一端與儲能電容器、充電單元并聯，另一端與與穿過鐵芯導線相連并與限流電阻串聯構成放電回路。2.一種脈沖磁化曲線測量電路，其特征在于，所述充電單元采用半波整流方式。3.—種本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種脈沖磁化曲線測量電路，用于測量鐵芯磁化曲線，其特征在于該電路包括供電電源、升壓變壓器、充電單元、儲能電容器、開關元件、限流電阻；所述供電電源通過升壓變壓器與充電單元串聯，用于對儲能電容器進行充電；所述開關元件一端與儲能電容器、充電單元并聯，另一端與與穿過鐵芯導線相連并與限流電阻串聯構成放電回路。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅斌，
申請(專利權)人：羅斌，
類型：實用新型
國別省市：