专利名称：一种用于脉冲电源可控高压空气开关装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及一种用于脉冲电源可控高压空气开关装置，属于高电压技术领域，
背景技术：
随着高电压的迅速发展，电压等级越来越高，然而目前半导体开关的最大电压等级为1200v，这远远不能满足某些场合的需求。现在市面上已有的基于“雪崩击穿”原理的氢闸流管价格昂贵，对于科研经费不足
的研究者是个难题，从而阻碍科研的进程。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种用于脉冲电源可控高压空气开关装置。本实用新型为高压脉冲电源(BPFN)提供一个触发开关，解决的因电压等级过高而无法使用半导体开关(MOSFET，，IGBT )的难题，利用导通频率可控的空气开关作为触发开关来实现高压脉冲电源的输出频率可控。本实用新型所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现一种用于脉冲电源可控高压空气开关装置，包括触发信号发生装置，提供一个低压直流的脉冲信号；高压模块，接受所述触发信号发生装置发出的所述脉冲信号，升压成为触发电压；放电电极装置，具有阳极电极、阴极电极和触发电极，所述阳极电极和所述阴极电极分别连接金属调节杆；以及绝缘外壳，采用绝缘材料制成，用以盛装所述触发信号发生装置、所述高压模块和所述放电电极装置，其中，所述金属调节杆伸出所述绝缘外壳，用以调节所述阳极电极和所述阴极电极之间的距离。进一步，本实用新型的用于脉冲电源可控高压空气开关装置还可以具有这样的特征其中，所述触发信号发生装置与所述高压模块之间设置限流电阻，用于防止所述触发信号发生装置产生的所述脉冲信号的驱动电流过大而烧坏所述高压模块。进一步，本实用新型的用于脉冲电源可控高压空气开关装置还可以具有这样的特征所述触发信号发生装置包括NE555芯片和可变电阻，所述可变电阻包括变阻器R1和变阻器R2，通过调节变阻器R1来改变触发信号的频率，调节变阻器R2则改变触发信号的占空比D。进一步，本实用新型的用于脉冲电源可控高压空气开关装置还可以具有这样的特征其中，所述高压模块由开关管、直流电源和高压包构成高压模块电路，所述开关管，具有导通和断开所述高压模块电路的作用；所述直流电源，为一直流低压电源，其电压为12V ；以及所述高压包，具有初级线圈和次级线圈，所述次级线圈的正极接所述触发电极，所述次级线圈的负极接所述阴极电极，将所述触发信号发生装置发出的12V的所述脉冲信号，升压成为3-4KV的所述触发电压，其中，所述开关管与二极管串联，防止所述高压包的所述次级线圈产生的电能未完全释放而逆向传给所述初级线圈，进而防止反向击穿所述开关管。进一步，本实用新型的用于脉冲电源可控高压空气开关装置还可以具有这样的特征所述高压包为彩色电视机用的高压包模块，或者摩托车用的点火线圈模块。进一步，本实用新型的用于脉冲电源可控高压空气开关装置还可以具有这样的特征所述开关管为设置有散热铝片，辅助散热，防止所述开关管因过热而造成损坏。进一步，本实用新型的用于脉冲电源可控高压空气开关装置还可以具有这样的特征其中，所述阳极电极采用金属制成球面电极，与所述金属调节杆螺纹连接；以及所述阴极电极采用金属制成球面电极，与所述金属调节杆螺纹连接。进一步，本实用新型的用于脉冲电源可控高压空气开关装置还可以具有这样的特
征其中，所述金属调节杆的末端为星型绝缘柄。进一步，本实用新型的用于脉冲电源可控高压空气开关装置还可以具有这样的特征所述绝缘外壳，采用绝缘材料制成长方体型结构，分为弱电室和强电室两个部分所述弱电室内具有所述触发信号发生装置、所述限流电阻和所述高压模块；以及所述强电室内具有放电电极装置，其中，所述强电室的侧壁上设置有供所述金属调节杆和所述触发电极伸出的孔。进一步，本实用新型的用于脉冲电源可控高压空气开关装置还可以具有这样的特征其中，所述触发电极采用火花塞或金属棒。本实用新型的有益效果本实用新型适用高压脉冲电源(BPFN)，并且开关导通频率可调。与现有的装置相比，本实用新型的技术效果是研究者可以通过调节变阻器来实现脉冲电源输出频率的需求，并且本实用新型设计放电电极距离可调，故本装置适用于电压范围更大的领域。与MOSFET，IGBT，晶闸管等相比，本实用新型装置耐压可达数十千伏，耐流可达数百安，这是半导体开关所不能及的。与现有的氢闸流管相比，本实用新型具有成本低廉，易于制作，并且能满足开关需求。
图I为用于脉冲电源可控高压空气开关装置的原理图。图2为触发信号发生装置的电路原理图。图3为放电电极装置的结构示意图。图4为用于脉冲电源可控高压空气开关装置的工作流程图。附图标记绝缘外壳100、弱电室110、强电室120。触发信号发生装置10、限流电阻20、高压模块30、开关管31、直流电源32、高压包33。放电电极装置40、阳极电极41、阴极电极42、金属调节杆43、触发电极44。高压脉冲电源(BPFN) 50。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本实用新型而非用于限定本实用新型的范围。实施例图I为用于脉冲电源可控高压空气开关装置的原理图。如图I所示，一种用于脉冲电源可控高压空气开关装置，具有绝缘外壳100。绝缘外壳100，采用聚乙烯树脂板材加工而成的长方体型盒子，绝缘外壳是由聚乙烯板材经过切割、打孔等工序加工成带孔 的长方体盒子，用于固定本实用新型的放电电极装置40等机械构件，如阳极电极41、阴极电极42、金属调节杆43、触发电极44。由于开关用于高压场合，故绝缘性能必须良好，才能保证电极不其它物品及人体放电。绝缘外壳100内具有由触发信号发生装置10、限流电阻20、高压模块30、放电电极装置40、高压脉冲电源(BPFN) 50构成的电路。绝缘外壳100分为弱电室110和强电室120两个部分。弱电室110和强电室120将弱电和强电元器件分离开来，以防触电。弱电室110用于盛装触发信号发生装置10、限流电阻20和高压模块30。强电室120内具有放电电极装置40，并且用于固定放电电极装置40，强电室120的壁上打有直径6mm的内螺纹孔，供金属调节杆43和触发电极44伸出。图2为触发信号发生装置的电路原理图，如图2所示，触发信号发生装置10，提供一个12v的低压直流的脉冲信号。触发信号发生装置10包括NE555芯片(亦称为NE555定时器)、外接电子元件构成的电路和可变电阻，可变电阻包括变阻器R1和变阻器R2。NE555芯片(亦称为NE555定时器)，将NE555芯片的英文data sheet上的典型电路作为外部电路，将其中2个固定电阻修改为可变电阻。可变电阻包括变阻器R1和变阻器R2，可变电阻就可以产生频率和占空比均可调的12v脉冲信号。通过调节变阻器R1来改变触发信号的频率，调节变阻器R2则可以改变触发十目号的占空比D。脉冲信号用于驱动开关管31，如MOSFET栅极，但必须接上限流电阻20，防止驱动电流过大而烧坏MOSFET。利用NE555定时器设计频率和占空比都可调的信号发生器，输出频率和占空比计算公式如下tPH ^ O. 7RacrPL ^ O. 7Rbc
I1.43输出波形频率
I η. I J-t V jiiy /
Γ)输出波形占空比</(%)= ηττ Γ χ 100%
K,l + kH图4为用于脉冲电源可控高压空气开关装置的工作流程图。如图I和图4所示，高压模块30由开关管31、直流电源32和高压包33构成高压模块电路。开关管31，具有导通和断开高压模块电路的作用。开关管31采用功率MOSFET型号为Κ2545 (简称M0SFET)，与一个二极管串联，目的防止高压包33的次级线圈点火线圈产生的电能未完全释放而逆向传给初级线圈，进而反向击穿MOSFET造成元件及电路的损坏。开关管31 (MOSFET)设置有散热铝片，辅助散热，防止开关管31因过热而造成损坏。在另一个实施例中，开关管31也可以采用MOS。直流电源32，为一直流低压电源，其电压为12v。高压包33可以采用彩色电视机用的高压包模块，或者摩托车用的点火线圈GY6模块。高压包33具有初级线圈和次级线圈，次级线圈的正极接触发电极44，次级线圈的负极接阴极电极42。高压包33将触发信号发生装置10发出的12V的脉冲信号，升压成为3-4KV的触发电压，从而给触发电极提供触发电压。图3为放电电极装置的结构示意图，如图3所示，放电电极装置40包括阳极电极41、阴极电极42和触发电极44，阳极电极41和阴极电极42分别连接金属调节杆43。阳极电极41、阴极电极42米用一对铜球作为阴阳放电电极,亦可称为球面电极。阳极电极41采用金属制成球面电极，与金属调节杆43螺纹连接；阴极电极42采用金属制成球面电极，与金属调节杆43螺纹连接。阳极电极41、阴极电极42由表面光滑的铜质小球，打有非穿透的内螺纹孔，再将一对金属调节杆43的一端分别旋入阳极电极41、阴极电极42。一对金属调节杆43的另一端伸出强电室120的侧壁上孔，该孔可以设置为螺纹孔。金属调节杆43的直径为6mm，并且具有与孔上的内螺纹孔相匹配的外螺纹。金属调节杆43伸出强电室120的侧壁的末端设置有星型绝缘柄。在本实施例中，一对金属调节杆43呈水平方向设置，通过旋转金属调节杆43的星型绝缘柄来调节阳极电极41和阴极电极42之间的距离。金属调节杆43可以旋动，顺时针旋转金属调节杆43则往强电室120里伸，反之，则向强电室120外退出。触发电极44可以用摩托车上的火花塞，也可以用细长的金属棒，金属棒的一端为尖端。触发电极44固定在绝缘外壳100的强电室120的下壁，并伸出强电室120的下壁。触发电极44的尖端离阴极电极42更近，调节好阳极电极41和阴极电极42之间的距离，当阳极电极41和阴极电极42之间加上一定的电压时，给触发电极44 一个脉冲电压4KV左右，使得触发电极44与阴极电极42产生空气击穿，这样就会在击穿附近的空间产生等离子体，当阳极电极41和阴极电极42之间的距离和阳极电极41和阴极电极42之间所加的电压值都合适时，就可以发生空气击穿而使得开关导通。本实用新型装置适用于电压范围在800v一30kv 场所。以上对本实用新型的具体实施方式
进行了说明，但本实用新型并不以此为限，只要不脱离本实用新型的宗旨，本实用新型还可以有各种变化。
权利要求1.一种用于脉冲电源可控高压空气开关装置，其特征在于，包括 触发信号发生装置(10)，提供一个低压直流的脉冲信号； 高压模块(30)，接受所述触发信号发生装置(10)发出的所述脉冲信号，升压成为触发电压； 放电电极装置(40 )，具有阳极电极(41)、阴极电极(42 )和触发电极(44)，所述阳极电极(41)和所述阴极电极(42)分别连接金属调节杆(43);以及 绝缘外壳(100)，采用绝缘材料制成，用以盛装所述触发信号发生装置(10)、所述高压模块(30 )和所述放电电极装置(40 )， 其中，所述金属调节杆(43)伸出所述绝缘外壳(100)，用以调节所述阳极电极(41)和所述阴极电极(42)之间的距离。
2.根据权利要求I所述的用于脉冲电源可控高压空气开关装置，其特征在于 其中，所述触发信号发生装置(10)与所述高压模块(30)之间设置限流电阻(20)，用于防止所述触发信号发生装置(10)产生的所述脉冲信号的驱动电流过大而烧坏所述高压模块(30)。
3.根据权利要求2所述的用于脉冲电源可控高压空气开关装置，其特征在于 其中，所述触发信号发生装置(10)包括NE555芯片和可变电阻，所述可变电阻包括变阻器R1和变阻器R2, 通过调节变阻器R1来改变触发信号的频率，调节变阻器R2则改变触发信号的占空比D。
4.根据权利要求I所述的用于脉冲电源可控高压空气开关装置，其特征在于 其中，所述高压模块(30)由开关管(31)、直流电源(32)和高压包(33)构成高压模块电路， 所述开关管(31)，具有导通和断开所述高压模块电路的作用； 所述直流电源(32)，为一直流低压电源，其电压为12v ;以及 所述高压包(33)，具有初级线圈和次级线圈，所述次级线圈的正极接所述触发电极，所述次级线圈的负极接所述阴极电极，将所述触发信号发生装置(10)发出的12V的所述脉冲信号，升压成为3-4KV的所述触发电压， 其中，所述开关管(31)与二极管串联，防止所述高压包(33)的所述次级线圈产生的电能未完全释放而逆向传给所述初级线圈，进而防止反向击穿所述开关管(31)。
5.根据权利要求4所述的用于脉冲电源可控高压空气开关装置，其特征在于 所述高压包(33 )为彩色电视机用的高压包模块，或者摩托车用的点火线圈模块。
6.根据权利要求4所述的用于脉冲电源可控高压空气开关装置，其特征在于 所述开关管(31)为设置有散热铝片，辅助散热，防止所述开关管(31)因过热而造成损坏。
7.根据权利要求I所述的用于脉冲电源可控高压空气开关装置，其特征在于 其中，所述阳极电极(41)采用金属制成球面电极，与所述金属调节杆(43)螺纹连接；以及 所述阴极电极(42)采用金属制成球面电极，与所述金属调节杆(43)螺纹连接。
8.根据权利要求7所述的用于脉冲电源可控高压空气开关装置，其特征在于 其中，所述金属调节杆(43)的末端为星型绝缘柄。
9.根据权利要求I所述的用于脉冲电源可控高压空气开关装置，其特征在于 所述绝缘外壳(100)，采用绝缘材料制成长方体型结构，分为弱电室(110)和强电室(120)两个部分 所述弱电室(110)内具有所述触发信号发生装置(10)、所述限流电阻(20)和所述高压模块(30);以及 所述强电室(120)内具有放电电极装置(40)， 其中，所述强电室(120 )的侧壁上设置有供所述金属调节杆(43 )和所述触发电极(44 )伸出的孔。
10.根据权利要求9所述的用于脉冲电源可控高压空气开关装置，其特征在于 其中，所述触发电极采用火花塞或金属棒。
专利摘要本实用新型公开了一种用于脉冲电源可控高压空气开关装置，其特征在于，包括触发信号发生装置(10)、限流电阻(20)、高压模块(30)、放电电极装置(40)。高压模块(30)由开关管(31)、直流电源(32)和高压包(33)构成高压模块电路。放电电极装置(40)具有阳极电极(41)、阴极电极(42)和触发电极(44)，阳极电极(41)和所述阴极电极(42)分别连接金属调节杆(43)；金属调节杆(43)伸出所述绝缘外壳(100)，用以调节所述阳极电极(41)和所述阴极电极(42)之间的距离。本实用新型适用高压脉冲电源(BPFN)，并且开关导通频率可调。
文档编号H03K17/567GK202586910SQ20122020021
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月4日 优先权日2012年5月4日
发明者吴猛, 李孜, 苏舒 申请人:上海理工大学