專利名稱：：一種多功能高壓電源的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于特種電源
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其是涉及一種多功能高壓電源，適應(yīng)于為工作機(jī)構(gòu)或裝置提供多種類型組合的高壓電。
背景技術(shù)：
：為滿足高電壓環(huán)境下工作機(jī)構(gòu)或裝置的供電要求，需要由電壓、種類和極性的不同組配構(gòu)成的專門供電電源來適應(yīng)其工作要求。如已有研究表明，在電場作用下，材料的塑性(電塑性)會(huì)得到改善，材料的電塑性與外加電場類型(包括電場強(qiáng)度、種類和極性等)有關(guān)。但現(xiàn)有高壓供電電源品種單一，不能滿足開展外加電場強(qiáng)度、種類和極性等更多影響高溫塑性的因素的全面研究，給工作帶來諸多的不便。文獻(xiàn)檢索表明，現(xiàn)有高壓電源形式組合品種單一，電源品種主要是提供單一直流正、負(fù)極性電源或單一交流高壓電源或單一脈沖電源，且主要是商用電源來滿足通用性的需求。而對(duì)能夠同時(shí)滿足具有特殊工作要求具有多種功能的專門高壓電源，未見文獻(xiàn)報(bào)道。如在材料塑性研究方面，傅莉等采用輸出在o20kV的商用直流高壓電源實(shí)現(xiàn)了LY12CZ合金棒狀或管狀試樣的摩擦焊接；蘭柏等提供了單一的電源輸出頻率為1030kHz連續(xù)可調(diào)最大輸出電壓為10kV高頻高壓交流電源；梁晉昌等設(shè)計(jì)了脈沖周期為20s的高壓脈沖電源；Di.Yang和H.Conrad采用提供的直流電源裝置進(jìn)行了TiAl棒狀試樣高溫壓縮變形研究。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種多功能高壓電源，其能夠輸出多種類型高壓電，且電壓穩(wěn)定、絕緣性能優(yōu)良、操作方便、安全可靠。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案--種多功能高壓電源，其包括變壓電路、整流濾波電路、安全保護(hù)電路和檢測顯示電路；所述變壓電路包括自耦調(diào)壓器和升壓變壓器，自耦調(diào)壓器的原邊接220V交流電源，副邊接升壓變壓器的原邊，升壓變壓器的副邊的一端接所述檢測顯示電路的電流表后接地，另一端作為多功能高壓電源的交流高壓輸出端；所述整流濾波電路包括兩個(gè)高壓硅堆和兩個(gè)高電壓大電容，其中，一個(gè)高壓硅堆正極與升壓變壓器的高壓輸出端連接，負(fù)極作為多功能高壓電源的正直流高壓輸出端；另一個(gè)高壓硅堆負(fù)極與升壓變壓器的高壓輸出端連接，正極作為多功能高壓電源的負(fù)直流高壓輸出端；兩個(gè)高電壓大電容一端接地，另一端分別與多功能高壓電源的正直流高壓輸出端、負(fù)直流高壓輸出端連接；所述安全保護(hù)電路主要包括過流保護(hù)模塊，過流保護(hù)模塊串接在自耦調(diào)壓器的副邊，檢測自耦調(diào)壓器副邊流過的電流；所述檢測顯示電路主要包括電壓表、電流表、分壓器，電流表串接在升壓變壓器的副邊的一端，然后接地，檢測高壓電源主回路的電流；分壓器一端與所述多功能高壓電源的正直流高壓輸出端連接，另一端接地；電壓表一端接地，另一端接分壓器的抽頭，電壓表通過檢測分壓器抽頭處的電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)正直流高壓輸出端輸出電壓的檢測。在上述的多功能高壓電源中，所述高壓硅堆由多個(gè)耐壓值為1500V以上的二極管串聯(lián)組成，串接而成的高壓硅堆總耐壓值不低于15kV。在上述的多功能高壓電源中，所述高電壓大電容耐壓值為15000V以上，電容值0.15nF。在上述的多功能高壓電源中，所述多功能高壓電源的正直流高壓輸出端、負(fù)直流高壓輸出端、交流高壓輸出端分別與接地端一起使用，分別可以輸出0IOOOOV正直流高壓、負(fù)直流高壓、交流高壓。在上述的多功能高壓電源中，所述正直流高壓輸出端與接地端之間可接兩個(gè)放電小球，通過調(diào)整兩個(gè)放電小球之間的間隙，使小球放電，在正直流高壓輸出端輸出一定頻率和電壓值的高壓正脈沖，此時(shí)正直流高壓輸出端就成為正脈沖輸出端，輸出脈沖頻率0.110Hz，電壓10010000V;放電小球間隙很大時(shí)，正直流高壓輸出端輸出正直流高壓。在上述的多功能高壓電源中，所述放電小球可以接在正直流高壓輸出端與接地端之間，也可以接在負(fù)直流高壓輸出端與接地端之間，也可以同時(shí)在正直流高壓輸出端與接地端之間、負(fù)直流高壓輸出端與接地端之間接放電小球。在上述的多功能高壓電源中，所述電流表為毫安電流表，量程為lmA200mA。在上述的多功能高壓電源中，所述多功能高壓電源的正直流高壓輸出端、負(fù)直流高壓輸出端、交流高壓輸出端以及接地端中的任意兩個(gè)可與工作機(jī)構(gòu)或裝置的兩個(gè)電極相連接，在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生不同類型的電場。所述的多功能高壓電源，其還包括放電棒，用于放掉工作機(jī)構(gòu)或裝置的電極上的靜電和高壓電源高壓輸出端上的靜電。由于采用了如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性該多功能高壓電源，其克服了現(xiàn)有的高壓供電電源品種單一，不能滿足開展外加電場強(qiáng)度、種類和極性等更多影響材料高溫塑性的因素的全面研究的不足，適用于為工作機(jī)構(gòu)或裝置提供不同類型高壓電的高壓電源。該高壓電源有正直流高壓、負(fù)直流高壓、脈沖高壓、交流高壓輸出端和接地端，任一輸出端與接地端配合使用，都可以輸出010000V高壓。圖1是本發(fā)明的電路方框圖；圖2是本發(fā)明一實(shí)施例的電路原理圖；具體實(shí)施例方式如圖l、2所示該多功能高壓電源，其包括變壓電路、整流濾波電路、安全保護(hù)電路和檢測顯示電路，有正直流高壓輸出端、負(fù)直流高壓輸出端、交流高壓輸出端、正脈沖輸出端和接地端，其中正直流高壓輸出端和正脈沖輸出端共用一個(gè)輸出端子；其中，所述的變壓電路包括自耦調(diào)壓器T1和升壓變壓器T2，自耦調(diào)壓器T1的原邊接220V交流電源，副邊接升壓變壓器T2的原邊，升壓變壓器的副邊的一端接所述檢測顯示電路的電流表后接地，另一端作為多功能高壓電源的交流高壓輸出端01;所述的整流濾波電路包括兩個(gè)高壓硅堆Dl、D2和兩個(gè)高電壓大電容Cl、C2,其中，高壓硅堆D1正極與升壓變壓器T2的高壓輸出端連接，負(fù)極作為多功能高壓電源的正直流高壓輸出端03;高壓硅堆D2負(fù)極與升壓變壓器T2的高壓輸出端連接，正極作為多功能高壓電源的負(fù)直流高壓輸出端02;高電壓大電容C1、C2—端接地，Cl另一端與多功能高壓電源的正直流高壓輸出端連接，C2另一端與多功能高壓電源的負(fù)直流高壓輸出端連接；所述的安全保護(hù)電路采用過流保護(hù)方式保護(hù)，主要包括過流保護(hù)模塊CM，過流保護(hù)模塊串接在自耦調(diào)壓器T1的副邊，檢測自耦調(diào)壓器副邊流過的瞬時(shí)電流值；若該電流值超過設(shè)定的電流限制值，則切斷自耦調(diào)壓器T1原邊電路，使整個(gè)高壓電源主回路斷電；安全電流保護(hù)設(shè)定的電流限制值為13A，優(yōu)選1A。所述檢測顯示電路主要包括電壓表、電流表、分壓器，電流表串接在升壓變壓器的副邊的一端，然后接地，檢測高壓電源主回路的電流，電流表為毫安電流表，其量程為lmA200mA，如20mA;分壓器F—端與多功能高壓電源的正直流高壓輸出端連接，另一端接地；電壓表一端接地，另一端接分壓器的抽頭，電壓表通過檢測分壓器抽頭處的電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)正直流高壓輸出端輸出電壓的檢測；當(dāng)整流濾波電路中兩支路的高壓硅堆D1、D2電參數(shù)、大電容C1、C2的電容值分別相等時(shí)，負(fù)直流高壓輸出端的輸出電壓等于正直流高壓輸出端的輸出電壓，交流輸出端的輸出電壓有效值為正直流高壓輸出端輸出電壓的91%左右，通過實(shí)驗(yàn)測試，可以獲得交流輸出端輸出電壓有效值與正直流高壓輸出端輸出電壓值之間的準(zhǔn)確比例關(guān)系。由本實(shí)例實(shí)驗(yàn)檢測結(jié)果表明，交流輸出端的輸出電壓有效值約等于正直流高壓輸出端輸出電壓的91.5%。在上述的多功能高壓電源中，所述高壓硅堆由多個(gè)耐壓值為1500V以上的二極管串聯(lián)組成，串接而成的高壓硅堆總耐壓值不低于15kV。在上述的多功能高壓電源中，所述高電壓大電容耐壓值為15000V以上，電容值0.15]aF。高電壓大電容起濾波作用，使直流高壓輸出端輸出電壓值平穩(wěn)、穩(wěn)、定。如兩個(gè)高壓硅堆D1、D2分別用16個(gè)耐壓值為5000V的二極管串聯(lián)組成，串接而成的高壓硅堆反向耐壓值為80kV，允許正向電流最大值200mA，兩個(gè)耐高電壓大電容的電容值均為2,2MF。此時(shí)，正直流高壓輸出端、負(fù)直流高壓輸出端輸出電壓范圍為010000V,交流輸出端輸出電壓范圍為011000V，正脈沖輸出端輸出脈沖頻率0.110Hz，電壓10010000V。在上述的多功能高壓電源中，所述多功能高壓電源的正直流高壓輸出端、負(fù)直流高壓輸出端、交流高壓輸出端分別與接地端一起使用，分別可以輸出0IOOOOV正直流高壓、負(fù)直流高壓、交流高壓。在上述的多功能高壓電源中，所述正直流高壓輸出端與接地端之間可接兩個(gè)放電小球X1、X2，通過調(diào)整兩個(gè)放電小球之間的間隙，使小球放電，在正直流高壓輸出端輸出一定頻率和電壓值的高壓正脈沖，此時(shí)正直流高壓輸出端就成為正脈沖輸出端，輸出脈沖頻率0.110Hz，電壓10010000V;放電小球間隙很大時(shí)，正直流高壓輸出端輸出正直流高壓。在上述的多功能高壓電源中，所述放電小球可以接在正直流高壓輸出端與接地端之間，也可以接在負(fù)直流高壓輸出端與接地端之間，也可以同時(shí)在正直流高壓輸出端與接地端之間、負(fù)直流高壓輸出端與接地端之間接放電小球。在上述的多功能高壓電源中，所述多功能高壓電源的正直流高壓輸出端、負(fù)直流高壓輸出端、交流高壓輸出端以及接地端中的任意兩個(gè)可與工作機(jī)構(gòu)或裝置的兩個(gè)電極電極A、電極B相連接，在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生不同類型的電場。兩個(gè)電極可按如下表1列出的方式連接，在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生不同類型的電場，表l中列出了12種連接方式，但并不限于表l列出的方式，也可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求采取別的連接方式。如電極A接正直流高壓輸出端，電極B接接地端，通過調(diào)節(jié)高壓電源的輸出電壓值可在電極A和電極B之間施加010000V正直流電壓，可根據(jù)電壓值和兩個(gè)電極的形狀、尺寸、位置關(guān)系、電極間介質(zhì)的介電常數(shù)等計(jì)算電場強(qiáng)度。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>所述的多功能高壓電源，其還包括放電棒，用于放掉工作機(jī)構(gòu)或裝置的電極上的靜電和高壓電源高壓輸出端上的靜電。如用耐高電壓(如30000V)絕緣導(dǎo)線與耐高電壓絕緣大電阻(如300kn電阻)、金屬觸頭串接做成放電棒。工作結(jié)束后，先把自耦變壓器副邊調(diào)至零點(diǎn)，然后將放電棒一端(絕緣導(dǎo)線)接接地端，另一端(金屬觸頭)碰觸工作機(jī)構(gòu)或裝置的電極，即可放掉電極上的靜電。如上所述，通過對(duì)附圖的說明及相應(yīng)的具體實(shí)施例描述本發(fā)明。但應(yīng)理解的是，其中在實(shí)施例中關(guān)于高壓電源的元件部分的構(gòu)形和相對(duì)布置的描述并不意味著將本發(fā)明限定在所公開的特定形式，本方案僅僅是以示例的方式公開，除非另有特別說明。權(quán)利要求1、一種多功能高壓電源，其特征在于其包括變壓電路、整流濾波電路、安全保護(hù)電路和檢測顯示電路；所述變壓電路包括自耦調(diào)壓器(T1)和升壓變壓器(T2)，自耦調(diào)壓器(T1)的原邊接220V交流電源，副邊接升壓變壓器(T2)的原邊，升壓變壓器的副邊的一端接所述檢測顯示電路的電流表后接地，另一端作為多功能高壓電源的交流高壓輸出端；所述整流濾波電路包括兩個(gè)高壓硅堆(D1、D2)和兩個(gè)高電壓大電容(C1、C2)，其中，一個(gè)高壓硅堆(D1)正極與升壓變壓器(T2)的高壓輸出端連接，負(fù)極作為多功能高壓電源的正直流高壓輸出端；另一個(gè)高壓硅堆(D2)負(fù)極與升壓變壓器(T2)的高壓輸出端連接，正極作為多功能高壓電源的負(fù)直流高壓輸出端；兩個(gè)高電壓大電容(C1、C2)一端接地，另一端分別與多功能高壓電源的正直流高壓輸出端、負(fù)直流高壓輸出端連接；所述安全保護(hù)電路主要包括過流保護(hù)模塊，過流保護(hù)模塊(CM)串接在自耦調(diào)壓器(T1)的副邊，檢測自耦調(diào)壓器副邊流過的電流；所述檢測顯示電路主要包括電壓表、電流表、分壓器，電流表串接在升壓變壓器的副邊的一端，然后接地，檢測高壓電源主回路的電流；分壓器(F)一端與多功能高壓電源的正直流高壓輸出端連接，另一端接地；電壓表一端接地，另一端接分壓器的抽頭，電壓表通過檢測分壓器抽頭處的電壓實(shí)現(xiàn)對(duì)正直流高壓輸出端輸出電壓的檢測。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的多功能高壓電源，其特征在于所述高壓硅堆由多個(gè)耐壓值為1500V以上的二極管串聯(lián)組成，串接而成的高壓硅堆總耐壓值不低于15kV。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能高壓電源，其特征在于所述高電壓大電容耐壓值為15000V以上，電容值0.15pF。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能高壓電源，其特征在于所述多功能高壓電源的正直流高壓輸出端、負(fù)直流高壓輸出端、交流高壓輸出端分別與接地端一起使用，分別可以輸出010000V正直流高壓、負(fù)直流高壓、交流高壓。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能高壓電源，其特征在于所述正直流高壓輸出端與接地端之間可接兩個(gè)放電小球(Xl、X2)，通過調(diào)整兩個(gè)放電小球之間的間隙，使小球放電，在正直流高壓輸出端輸出一定頻率和電壓值的高壓正脈沖，此時(shí)正直流高壓輸出端就成為正脈沖輸出端，輸出脈沖頻率0.110Hz，電壓10010000V;放電小球間隙很大時(shí)，正直流高壓輸出端輸出正直流高壓。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的多功能高壓電源，其特征在于所述放電小球可以接在正直流高壓輸出端與接地端之間，也可以接在負(fù)直流高壓輸出端與接地端之間，也可以同時(shí)在正直流高壓輸出端與接地端之間、負(fù)直流高壓輸出端與接地端之間接放電小球。7、根據(jù)權(quán)利要求l所述的多功能高壓電源，其特征在于所述電流表為毫安電流表，量程為lmA200mA。8、根據(jù)權(quán)利要求l所述的多功能高壓電源，其特征在于所述多功能高壓電源的正直流高壓輸出端、負(fù)直流高壓輸出端、交流高壓輸出端以及接地端中的任意兩個(gè)可與工作機(jī)構(gòu)或裝置的兩個(gè)電極相連接，在兩個(gè)電極之間產(chǎn)生不同類型的電場。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能高壓電源，其特征在于其還包括放電棒，用于放掉工作機(jī)構(gòu)或裝置的電極上的靜電和高壓電源高壓輸出端上的靜電。全文摘要本發(fā)明屬于特種電源
技術(shù)領(lǐng)域：
，公開一種多功能高壓電源，其包括變壓電路、整流濾波電路、安全保護(hù)電路和檢測顯示電路，變壓電路的升壓變壓器(T2)的副邊的一端接所述檢測顯示電路的電流表后接地，另一端作為多功能高壓電源的交流高壓輸出端；變壓電路的高壓輸出端與整流濾波電路的高壓硅堆(D1)正極連接，與高壓硅堆(D2)負(fù)極連接，高壓硅堆(D1)負(fù)極作為多功能高壓電源的正直流高壓輸出端，高壓硅堆(D2)正極作為多功能高壓電源的負(fù)直流高壓輸出端。本發(fā)明適用于為工作機(jī)構(gòu)或裝置提供不同類型高壓電的高壓電源。文檔編號(hào)H02M7/04GK101562405SQ200910065108公開日2009年10月21日申請(qǐng)日期2009年5月25日優(yōu)先權(quán)日2009年5月25日發(fā)明者華于,劉珊中,吳志偉,敬孫,云岳,張占領(lǐng),張柯柯,栗海仙,王要利,石紅信,寧馬申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)