专利名称：一种瞬时大电流信号发生器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种信号发生器，尤其是一种瞬时大电流信号发生器。
背景技术：
目前应用在大电流元器件(指在大电流环境下所使用的元器件) 测试平台上的正弦电流发生器，是通过调压器调节电压输出，经过变 压器变压后二次输出一个正弦电流信号提供给测试平台。下面以一种 测试塑壳断路器瞬时特性的测试台为例进行说明，塑壳断路器测试台所采用的测试方法，参考图1可知，先由两个自耦调压器TY1和TY2 调节电压输出，再经过大功率变压器B的变压后二次输出一个小电 压大电流测试信号。这里选用两个自耦调压器用于手动调节输出一个 准确的电压信号。交流接触器JC控制触发测试电流。测试电流由互 感采集到电流信号，输出到峰值电流表上显示。按钮QA和TA控制 设备电源的通断。上述的电源装置由于采用调压器调节电压输出再经过变压器变 压输出，因此这种实现方式比较复杂，并且测试对象的内阻很容易影 响到输出的正弦大电流信号，使得正弦大电流信号波动较大，需要重 新调节调压器得到一个合适的正弦大电流信号，这样就导致了调节测 试结果的误差比较大，测试结果不是很精确，而且调节很麻烦。发明内容本发明的目的在于，提供一种结构简单，电流输出精确、稳定， 便于调节的瞬时大电流信号发生器。本发明是通过如下方案实现的 一种瞬时大电流信号发生器，其 特征在于所述的瞬时大电流信号发生器包括可控电源、两个输出电 极、电阻、电容、充电开关、电感和放电开关，可控电源、电阻、电 容和充电开关串联构成可控的RC充电回路，电容的两端分别与电感 和放电开关连接，电感和放电开关的另一端分别与两输出电极连接，电容、电感、回路导体电阻和放电开关构成一个可控的RLC振荡电
路，RC充电回路对电容进行充电后，电容在RLC振荡电路中进行放 电，形成RLC振荡，产生正弦的大电流信号。此项设置将以前的调压器控制正弦大电流信号的方式变成通过 一个固定电容来控制正弦大电流，可控电源预设了输出电压，从而预 设了电容的电量，提高了瞬时大电流信号发生器输出信号的的精确度 和稳定性，而且操作调整非常方便，只需由可控电源调节电容器上的 电压即可，当放电开关闭合，充电开关断开时，电容对外部负载和电 感构成的回路进行放电，形成RLC振荡，(理想的状态是进行LC振 荡，由于外部负载，导线本身都会有电阻存在，事实上是做不到的， 只能进行RLC振荡)产生正弦大电流，由于是采用了RLC放电的方 式，可以利用电感的电特性，大大减轻了外部负载对输出的正弦大电 流信号的影响，而且这种电路结构非常简单，而且电路十分稳定。本发明的进一步设置为所述的瞬时大电流信号发生器还设有过 充保护支路，并与RC充电回路并联。过充保护支路不仅可以辅助调 整电容的电压，而且可以保护电容由于过充而损坏，提高了瞬时大电 流信号发生器电压输出的稳定性，使瞬时大电流信号发生器便于调 节。此项设置的进一步设置为所述的过充保护支路由调整电阻与调 整开关串联构成，电阻和调整开关串联后与RC充电回路中的电容并 联。此项设置中过充保护支路采用电阻与开关串联的电容放电电路， 这种过充保护的电路，结构简单，便于调节操作。本发明的更进一步设置为所述的充电开关、放电开关、调整开关都为单片机控制的电子开关。此项设置中将开关都设置为单片机控制的电子开关，由于开关是 由单片机控制的，单片机中的程序是可变的，可以根据具体的要求调 整，控制开关的开合来完成充电、过充保护等动作，提高了瞬时大电 流信号发生器的智能性，使得瞬时大电流信号发生器非常便于调整， 操作非常简单而且快捷。上述的结构采用通过一个固定电容来控制正弦大电流取代了传 统的调压器控制正弦大电流信号的方式，预设了输出电压，提高了电 容器上电压的精确度，从而提高了瞬时大电流信号发生器输出信号的精确度与稳定性，而且采用RLC放电的方式产生正弦大电流信号， 进一步提高了瞬时大电流信号发生器输出信号的精确度与稳定性，并 减轻外部负载对正弦大电流信号的影响，同时简化了整个电路的结 构，上述结构中加入了过充保护支路和由单片机控制的电子开关，可 以很容易实现对正弦大电流信号的调节与控制，使输出电流更稳定。 综上所述，上述的结构总体上提高了瞬时大电流信号发生器输出信号 的稳定性和精确度，更使瞬时大电流信号发生器便于调节，而且减少 了整个瞬时大电流信号发生器的响应时间和能耗。
图1为背景技术中塑壳断路器测试台的电路原理图；图2为本实施例的电路框图；图3为本实施例的电路原理图；具体实施方式
参考图2可知，可控电源输出电压至RC充电回路，RC充电回 路对电容进行充电并经过过充支路调整后，电容在LC振荡电路中放 电，形成RLC振荡(理想的状态是进行LC振荡，由于外部负载， 导线本身都会有电阻存在，事实上是做不到的，只能进行RLC振荡)， 产生正弦的大电流信号。参考图3可知，二极管D1、 二极管D2、 二极管D3、 二极管D4 组成一个桥式整流电路，整流电路中接点2和接点4与可调电源L 的两输出接点连接，接点1与充电开关S1连接，充电开关S1、电阻 Rl、电容C1串联构成RC充电回路，调整电阻R3与调整开关S2串 联后与电容C1并联，构成一个过充保护支路，并与RC充电回路并 联，过充保护支路的两个接点与电容Cl两端接点连接，电感Ll和 放电开关S3分别与电容C1的两端连接，电容C1、电感L1、放电开 关S3以及外部负载R2构成一个RLC放电回路，接点3与电容Cl 连接，充电开关S1、放电开关S3、调整开关S2分别与单片机MCU 连接。电流经过整流电路整流后输出至RC充电电路，RC充电电路对 电容C1进行充电，并经过过充保护支路的调整后，电容C1在RLC 回路中放电，并与电感L1以及外部负载R2形成RLC振荡，产生正 弦大电流信号。当充电开关S1闭合，放电开关S3与调整开关S2断 开时，RC充电电路对电容C1充电；当调整开关S2闭合，充电开关 Sl与放电开关S3断开时，过充保护支路对电容Cl放电调节；当放 电开关S3闭合，充电开关Sl和调整开关S2断开时，电容Cl在RLC 回路中放电，形成RLC振荡，产生正弦大电流信号。本发明中的开关有很多的方式可以实现，如场效应管等，因为单 片机控制的电子开关调整非常的方便，单片机会根据电路的即时情况 作出判断并及时控制电子开关，对电路的通断进行调整，因此本实施 例优选单片机控制的电子开关；本发明中过充保护支路有很多的实现 方式，基于对成本与性价比的考虑，本实施例优选电阻与电子开关串 联的方式。
权利要求
1.一种瞬时大电流信号发生器，其特征在于所述的瞬时大电流信号发生器包括可控电源、两个输出电极、电阻、电容、充电开关、电感和放电开关，可控电源、电阻、电容和充电开关串联构成可控的RC充电回路，电容的两端分别与电感和放电开关连接，电感和放电开关的另一端分别与两输出电极连接，电容、电感、回路导体电阻和放电开关构成一个可控的RLC振荡电路，RC充电回路对电容进行充电后，电容在RLC振荡电路中进行放电，形成RLC振荡，产生正弦的大电流信号。
2. 按照权利要求1所述的瞬时大电流信号发生器，其特征 在于所述的瞬时大电流信号发生器还设有过充保护支路，并与 RC充电回路并联。
3. 照权利要求1或2所述的瞬时大电流信号发生器，其特 征在于所述的过充保护支路由调整电阻与调整开关串联构成，电 阻和调整开关串联后与RC充电回路中的电容并联。
4. 按照权利要求1或2所述的瞬时大电流信号发生器，其 特征在于所述的充电开关、放电开关为单片机控制的电子开关。
5. 按照权利要求3所述的瞬时大电流信号发生器，其特征 在于所述调整开关都为单片机控制的电子开关。
全文摘要
本发明涉及一种信号发生器，尤其是一种瞬时大电流信号发生器。一种瞬时大电流信号发生器，包括可控电源、两个输出电极、电阻、电容、充电开关、电感和放电开关，可控电源、电阻、电容和充电开关串联构成可控的RC充电回路，电容的两端分别与电感和放电开关连接，电感和放电开关的另一端分别与两输出电极连接，电容、电感、回路导体电阻和放电开关构成一个可控的RLC振荡电路，RC充电回路对电容进行充电后，电容在RLC振荡电路中进行放电，形成RLC振荡，产生正弦的大电流信号。上述的结构提高了信号发生器输出信号的稳定性和精确度，使信号发生器便于调节，而且减少了整个信号发生器的响应时间和能耗。
文档编号G01R31/327GK101126769SQ200710131840
公开日2008年2月20日 申请日期2007年9月5日 优先权日2007年9月5日
发明者吴桂初 申请人:吴桂初