Ограничитель тока высоковольтного пробоя

Full Text

Ограничитель тока высоковольтного пробоя разработан для проведения исследований поляризации и устойчивости к воздействию высокого напряжения диэлектрических пленок для датчиков вибраций. В процессе исследований высокая напряженность поля может приводить к деградации пленок различного состава с разной скоростью и, соответственно, вызвать электрический пробой пленки через неопределенное время в ходе эксперимента. Ограничение тока и времени воздействия разряда позволяет свести к минимуму тепловое разрушение пленки и тем самым сохранить возможность дальнейшего исследования пленки.

Электрическая схема приведена на рис. 1. Ограничение тока разряда выполняется лампой VL₁. В качестве регулирующего элемента VL₁ используется высоковольтный триод ГП-5 [1]. Высокое быстродействие ограничения тока разряда достигается включением VL₁ и зеркала тока на транзисторах VT₂, VT₃ по схеме компаратора токов. Величина тока ограничения задается резисторами сопротивлением 7.5 кОм и 200 кОм. Резистор сопротивлением 7.5 кОм ограничивает максимальную величину тока защиты.

Рис. 1. Электрическая схема ограничителя тока высоковольтного пробоя: триод VL₁ – ГП-5, транзистор VT₁ – 12N10, транзисторы VT₂, VT₃ – кт940, транзистор VT₄ – кт3102Д, диод VD₁ – кд522, микросхемы DD₁, DD₂ – К1561ТЛ1.

Схема отключения тока выполнена на микросхемах DD₁, DD₂. В приборе использованы микросхемы К1561ТЛ1. Напряжение с катода VL₁ через эмиттерный повторитель VT₄ подается на компаратор DD_1.1. Амплитуда импульса ограничивается быстродействующим диодом VD₁. DD_1.1 переключает триггер защиты на элементах DD_2.3, DD_2.4 и ключ на транзисторе VT₁. VT₁ уменьшает управляющий ток токового зеркала до нуля, что приводит к запиранию лампы VL₁. Сброс защиты выполняется формирователем импульса DD_1.3, DD_1.4. Элемент DD_1.2 запрещает сброс защиты при превышении заданной величины тока разряда. Индикация срабатывания защиты осуществляется светодиодом HL₁.

При проведении исследований пленка устанавливается между электродами РР₁. Настройка величины тока ограничения проводится по показаниям прибора ИП₁. В процессе измерений возможно возникновение разрядов различной природы с различной амплитудой токов. Регулируемый порог ограничения дает возможность не отключать высокое напряжение для разрядов, не разрушающих пленку. При увеличении тока пленки над заданным порогом устройство переходит в режим отключения тока. Для проведения нового цикла измерений необходимо понизить испытательное напряжение до нуля и на короткое время замкнуть переключатель S₁.

Ограничение тока высоковольтного пробоя позволяет проводить длительные исследования поляризации и устойчивости пленок к воздействию высокого напряжения без постоянного контроля со стороны экспериментатора. Отсутствие теплового повреждения при пробое делает возможным дальнейшее исследование пленок. Преимуществом устройства является отсутствие зависимости тока стабилизации и порога отключения от испытательного напряжения. Ограничение тока допускает использование в эксперименте высоковольтных источников питания, не имеющих защиты от многократного короткого замыкания разрядом.

Прибор имеет следующие характеристики: максимальная величина испытательного напряжения короткого замыкания разрядом составляет 10 кВ, а максимальный ограничиваемый ток – 2 мА.

About the authors

С. В. Гонтарев

Author for correspondence.
Email: svg@ocean.ru
Russian Federation, Москва

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Fig. 1. Circuit diagram of the high-voltage breakdown current limiter: triode VL1 - GP-5, transistor VT1 - 12N10, transistors VT2, VT3 - kt940, transistor VT4 - kt3102D, diode VD1 - kd522, microcircuits DD1, DD2 - K1561TL1.

Download (229KB)

Indexing metadata