移動(dòng)箱：在高電流實(shí)驗(yàn)室表征裝置方面的制造及應(yīng)用

　　與上述的采用兩個(gè)安全開關(guān)的方案不同，圖2（c）顯示的是僅需一個(gè)安全開關(guān)的移動(dòng)箱設(shè)計(jì)。但這個(gè)開關(guān)的作用是相同的，它帶有正極側(cè)雙重連接；一端連接至電源，另一端連接至放電電阻。不僅實(shí)體方案得到了簡(jiǎn)化，去除一個(gè)開關(guān)還可從一定程度上降低項(xiàng)目成本。

　　圖2（c）移動(dòng)箱設(shè)計(jì)。

　　三、用于保護(hù)的元件

　　A.移動(dòng)箱

　　移動(dòng)箱是一個(gè)由樹脂玻璃制成的8”x8”x8”立方體便攜式箱盒。樹脂玻璃由于抗拉伸強(qiáng)度高、機(jī)加工特性良好，適用于高頻高壓加速器等高電壓應(yīng)用，而且成本合理。圖3為移動(dòng)箱。

　　圖3移動(dòng)箱

　　B.安全開關(guān)

　　本箱盒中最好使用雙向微動(dòng)開關(guān)，因?yàn)樗杀镜颓页叽缧?。它包?個(gè)接線端子和1個(gè)共用接線端子。被測(cè)設(shè)備的接地端子連接至開關(guān)的共用接線端子；而另外兩個(gè)接線端子中，一個(gè)連接至負(fù)極電源，另一個(gè)連接至放電電阻。

　　如第二節(jié)所述，接線端子1僅在箱門正確關(guān)閉時(shí)才會(huì)導(dǎo)通。在此條件下，接線端子2將保持?jǐn)嚅_。當(dāng)箱門打開時(shí)，接線端子2將導(dǎo)通，而接線端子1則處于斷路狀態(tài)。圖4為安全開關(guān)配置示例。

　　圖4開關(guān)配置　　C.放電電阻

　?。?）根據(jù)RC時(shí)間常數(shù)原理，放電電阻的阻值可根據(jù)所需的放電時(shí)間來(lái)確定。電阻和電容成正比關(guān)系，電阻值越大，則時(shí)間常數(shù)越大（放電時(shí)間越長(zhǎng)）。

　　根據(jù)該原理，適合于150mF電容器的電阻值為9.9?，兩者乘積所得的時(shí)間常數(shù)為1.485s。

　　t=RC （1）

　　同時(shí)也采用47μF電容器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以研究電容器特性。如圖5所示，該實(shí)驗(yàn)裝置包括一個(gè)電阻、一個(gè)電容器和一個(gè)函數(shù)發(fā)生器。函數(shù)發(fā)生器觸發(fā)5V的脈沖信號(hào)為電容器充電，經(jīng)過一段時(shí)間后電容器放電。

　　圖5 電容器放電電路圖

　　注釋：Function generator （5V）--函數(shù)發(fā)生器 （5V）

　　可觀察到，采用10?電阻時(shí)，電容器放電耗時(shí)2.6ms；采用1k?電阻時(shí)，放電時(shí)間則延遲至39.2ms。表1匯總不同電阻值所對(duì)應(yīng)的電容器放電時(shí)間。據(jù)觀察，電容器放電時(shí)間的增加與電阻值的增加成正比關(guān)系。

　　表1 電容器放電時(shí)間

　　四、應(yīng)用

　　圖6（a）為用于高電流測(cè)量的實(shí)驗(yàn)室裝置。所需的輸出電流約為60A，且與常規(guī)裝置相比，新的實(shí)驗(yàn)室裝置不存在偏差。事實(shí)上，由于放電電阻效應(yīng)，新裝置的供電電壓波紋較少。測(cè)量結(jié)果對(duì)比見圖7。