移動(dòng)箱：在高電流實(shí)驗室表征裝置方面的制造及應用

　　與上述的采用兩個(gè)安全開(kāi)關(guān)的方案不同，圖2（c）顯示的是僅需一個(gè)安全開(kāi)關(guān)的移動(dòng)箱設計。但這個(gè)開(kāi)關(guān)的作用是相同的，它帶有正極側雙重連接；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(kāi)關(guān)還可從一定程度上降低項目成本。

　　圖2（c）移動(dòng)箱設計。

　　三、用于保護的元件

　　A.移動(dòng)箱

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

　　圖3移動(dòng)箱

　　B.安全開(kāi)關(guān)

　　本箱盒中最好使用雙向微動(dòng)開(kāi)關(guān)，因為它成本低且尺寸小。它包括2個(gè)接線(xiàn)端子和1個(gè)共用接線(xiàn)端子。被測設備的接地端子連接至開(kāi)關(guān)的共用接線(xiàn)端子；而另外兩個(gè)接線(xiàn)端子中，一個(gè)連接至負極電源，另一個(gè)連接至放電電阻。

　　如第二節所述，接線(xiàn)端子1僅在箱門(mén)正確關(guān)閉時(shí)才會(huì )導通。在此條件下，接線(xiàn)端子2將保持斷開(kāi)。當箱門(mén)打開(kāi)時(shí)，接線(xiàn)端子2將導通，而接線(xiàn)端子1則處于斷路狀態(tài)。圖4為安全開(kāi)關(guān)配置示例。

　　圖4開(kāi)關(guān)配置　　C.放電電阻

　?。?）根據RC時(shí)間常數原理，放電電阻的阻值可根據所需的放電時(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)間常數越大（放電時(shí)間越長(cháng)）。

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

　　t=RC （1）

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

　　圖5 電容器放電電路圖

　　注釋?zhuān)篎unction generator （5V）--函數發(fā)生器 （5V）

　　可觀(guān)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應的電容器放電時(shí)間。據觀(guān)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、應用

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