抗高壓脈沖高穩(wěn)定度燈絲電源

摘要：著重討論如何解決當桌大功率裝置的大電流開關動作時，燈絲電源裝置抗30 kV的高壓反饋脈沖的沖擊問題，通過抗高壓和強電流沖擊的設計，以低壓電源為大電流開關的燈絲提供高穩(wěn)定度的電源輸出；以高壓隔離變壓器來隔離高壓觸發(fā)反饋脈沖通過電源對周圍儀器的影響；用扼流圈來阻遏反饋高壓峰電流的流入，有效地減少了大功率裝置放電后的瞬時強電流對燈絲加熱電源的損害；在高壓強流環(huán)境中，為大電流開關燈絲的加熱提供了可靠的抗高壓強流的直流加熱電源。
關鍵詞：高壓隔離變壓器；低壓開關電源；高壓脈沖扼流圈；抗干擾

0 引言
燈絲加熱電源是為某大功率裝置大電流開關的燈絲提供加熱的直流穩(wěn)壓電源。該大電流開關在觸發(fā)動作時，會輸出一個幅度近30 kV，脈寬約為10 μs的高壓觸發(fā)脈沖，這個高壓觸發(fā)脈沖會返回到燈絲加熱電源裝置。若不采取措施，不僅會導致燈絲加熱電源裝置的損壞，而且所形成的短路通路有可能致使大電流開關的管子受損；同時大電流開關在觸發(fā)的瞬間，由于大電容對地放電，致使地電流迅速增大，地電位也隨之迅速提高，這些突變，會通過220 V交流電來影響周圍其他的儀器設備，導致這些設備的損壞。
為了確保燈絲加熱電源能夠正常的工作，燈絲加熱電源本身必須具有抗高壓、強電流沖擊等功能。這就要求燈絲加熱電源，不僅要為大功率裝置大電流開關的燈絲加熱提供4路高穩(wěn)定度的電源輸出，還必須具有抗大電流開關的反饋脈沖高壓及強電流的沖擊，并隔離與市電(220 V)的相互干擾等特性。

1 燈絲電源裝置的設計思想
抗高壓高精度燈絲電源應具有以下特點：
(1)因為燈絲電壓的高低直接影響到大電流開關的觸發(fā)質(zhì)量，如：燈絲電壓太低，陰極發(fā)射能力不足，增益會降低；燈絲電壓太高，陰極活性物過分蒸發(fā)，會導致大電流開關壽命縮短。因此要求燈絲電源必須提供高穩(wěn)定度的電壓輸出。
(2)大電流開關的燈絲具有冷態(tài)電阻小，熱態(tài)電阻大的特點，燈絲電源在開機的瞬間易受浪涌電流(十幾安培)的沖擊，會影響其壽命。因此燈絲電源要具有抗大電流沖擊的能力。
(3)大電流開關觸發(fā)后，會反饋回一個幅度近30 kV脈沖電壓和100 kA脈沖電流的高壓脈沖，會直接損壞電源本身及影響周圍其他儀器。因此燈絲電源還要具有抗高壓反饋脈沖沖擊的能力。
為滿足以上要求，抗高壓高精度燈絲電源采用圖1的方法加以研究。

1．1 隔離高壓觸發(fā)反饋脈沖干擾技術
高壓隔離變壓器的設計是利用高壓隔離變壓器初次極間的電容所形成的交流阻抗并且斷開地環(huán)路來隔離高壓脈沖的沖擊。同時在高壓隔離變壓器的輸入端也接入高壓旁路電容，這樣就可以隔離高壓觸發(fā)反饋脈沖通過電源對后面測試儀器的影響。