[实用新型]高精度高压脉冲火花描迹电源

说明书

本实用新型涉及在物理教学中，一种用来描述物体运动轨迹的电化教具。

在物理学上，为了记录物体的运动轨迹，例如：自由落体、平抛、上抛、碰撞等，过去采用频闪照相法。此法使用非常不便，又不能立即看到试验结果。目前采用高压脉冲电源在火花记录纸上直接描绘出运动轨迹，并且立即可以得到试验结果。

目前采用的高压脉冲电源，一般采用可控硅和储能电容对高压脉冲变压器放电，而产生高压打火记录脉冲。这种方式，储能电容的充电方法和可控硅的触发电路决定了高压脉冲电源的性能和成本。为了不使储能电容在放电的同时，可控硅将充电电源短路，一般采用振荡电路将直流电源转变成高频、高压后，再整流对储能电容充电。如果将220V市电直接整流作为充电电源，在电容放电时，可能使电源短路，因此后者的功耗很大，而前者结构复杂，工作可靠性差，成本高，损耗大，转换效率低。

可控硅触发电路的定时精度，确定了高压脉冲周期的精度。高精度的定时，需采用晶体振荡器，然后，经分频产生触发脉冲。这种方法，成本高，可靠性差，分频用的集成电路容易被高压脉冲击穿。另外，采用RC定时电路，成本低，但是，定时精度差，易受干执产生误触发。

本实用新型的任务是设计制造一种定时精度高，工作可靠，并且可以同步产生多路高压脉冲，同时描绘几条运动轨迹的高压脉冲火花描迹电源。

本实用新型任务的实现是这样的，直接将220V的市电进行整流，然后通过限流电阻及隔离二极管对一储能电容充电。将储能电容与高压脉冲变压器及可控硅组成高压脉冲产生电路。为了在储能电容放电时，不使充电电路短路，因而可控硅的导通是依靠一个在电源过零时的触发电路。另外，为提高脉冲电压，可将两个高压脉冲变压器串接，便会使脉冲电压按倍数增加。若将多个高压脉冲变压器并接，可同步产生多路高压脉冲。

本实用新型由于采用了过零触发放电，高压脉冲电源工作极为可靠，转换效率高，不会产生误触发放电，结构简单，成本低，体积小。还可作为汽车、摩托车发动机的点火装置。

图1是本实用新型实施例的电路图。

图2是本实用新型实施例的高压脉冲产生电路中的高压脉冲变压器串接示意图。

图中，1是充电电路；2是高压脉冲产生电路；3是过零触发电路。

交流220V经二极管D1～D4组成桥式整流电路整流，通过限流电阻R1及隔离二极管D5对高压脉冲产生电路2中的储能电容C1充电。高压脉冲产生电路2是由储能电容C1、可控硅SGR及高压脉冲变压器T组成。C1的一端与高压脉冲变压器的低压包连接。当可控硅SGR受触发导通时，C1放电，高压脉冲变压器的高压侧产生高压脉冲火花。为防止充电电路1被短路，过零触发电路3必须在电源过零时产生触发信号使可控硅SGR导通。它的工作过程是这样的，当电源不过零时，a点在高电位，Q1导通，b点处在低电位，Q2截止，无触发信号。这时，通过隔离二极管D6和电容C2的充电，使C点处在高电位，当电源过零时，a点转为低电位，Q1截止，c点电位未变，b点变为高电位，Q2导通，触发可控硅SGR导通，C1放电产生高压脉冲火花若要同步产生多路高压脉冲，可将几组储能电容及升压变压器并接在电路中即可。若要提高脉冲电压，可如图2所示，分别将高低压包串接即可。

本实用新型中的D1～D7可采用1N4007，D8可采用3～20V的稳压二极管，Q1可采用3DG6，Q2可采用3DG12，可控硅SGR可采用6A／400V的可控硅，R1可在数欧至数K内选择，R2可在数K至数百K内选择，储能电容C1可用2μ／400V的电容器C2可采用10～220μF的电解电容，高压脉冲变压器可采用电视机用行输出变压器。