一種高壓單脈沖發生系統
1.本發明涉及一種高壓單脈沖發生系統，屬于軟件開發和電子工程領域。
背景技術：
2.高壓脈沖在科學研究中應用較為廣泛，如介質阻擋放電裝置中所用的電源即為高壓脈沖電源，具有一定頻率和占空比的高壓脈沖可通過簡單的電路來實現。在某些應用場合，要根據使用者的需要及時給出脈寬和峰值精確可調的單個高壓脈沖即高壓單脈沖，該種高壓單脈沖電源的制作往往要耗費較高的成本，制作過程也十分復雜。
技術實現要素：
3.本發明所要解決的技術問題是提供一種低成本、易實現的高壓單脈沖發生系統，用于在某些應用場合及時給出脈寬和峰值精確可調的單個高壓脈沖。為此，我們的解決辦法如下：
4.一種高壓單脈沖發生系統主要包括軟件系統(“single_pulse”軟件)和硬件系統兩個子系統，兩個子系統之間通過usb線進行連接和數據傳輸。兩子系統連接完成后，用戶可在“single_pulse”軟件中精確設置高壓單脈沖的脈寬，設置精度為1ms，脈寬范圍為1ms至數秒，“single_pulse”軟件隨后將脈寬信息傳輸給硬件系統中的arduino開發板，arduino開發板發出單個低壓脈沖，脈沖的峰值固定為5v，脈寬與“single_pulse”軟件中設置的數值相同，該脈沖通過硬件系統中的高速光耦及三極管驅動后方高壓繼電器，從而產生脈寬與5v低壓單脈沖脈寬相同的高壓單脈沖，高壓單脈沖的峰值由高壓直流電源的輸出電壓決定。
5.本系統所述的軟件系統為自行編寫的“single_pulse”軟件。該軟件負責向硬件系統中的arduino開發板發出指令，使arduino開發板發出指定脈寬的5v低壓單脈沖。該軟件可以識別usb端口從而完成與硬件系統的連接與斷開。該軟件可以按照用戶的需要精確設置高壓單脈沖的脈寬，精度為1ms，脈寬范圍為1ms至數秒。
6.本系統所述的硬件系統由arduino開發板、高壓開關電路、高壓直流電源三部分組成。其中arduino開發板負責接收軟件系統發出的指令，產生脈寬與軟件系統設定值相同的5v低壓單脈沖；高壓開關電路的核心元器件為高速光耦和三極管，高壓開關電路負責接收arduino開發板發出的5v低壓單脈沖并根據該單脈沖的脈寬驅動該電路中高壓繼電器觸點的開合，高壓繼電器觸點的閉合時長與軟件中設置的脈寬和5v低壓單脈沖的脈寬相同，產生的高壓單脈沖的脈寬即為軟件設定值，高壓單脈沖的峰值由外加高壓直流電源的輸出電壓決定；高壓直流電源負責為該系統提供脈沖峰值。
7.本系統與其它高壓單脈沖電源相比，具有以下特點：
8.本系統成本低、易實現，可通過簡單的操作和設置在某些應用場合及時給出脈寬和峰值精確可調的單個高壓脈沖，具有很強的實用性和很高的推廣價值。
附圖說明
9.圖1是一種高壓單脈沖發生系統的原理圖。
10.圖2是一種高壓單脈沖發生系統的軟件界面。
具體實施方式
11.以下結合附圖對一種高壓單脈沖發生系統作進一步詳細說明。
12.圖1所示一種高壓單脈沖發生系統由以下兩大部分組成：軟件系統和硬件系統。
13.圖1中的軟件系統是指自行開發的“single_pulse”軟件，該軟件安裝在電腦中，可通過usb線與硬件系統連接，在該軟件中可對高壓單脈沖的脈寬進行精確設置，脈寬可為1ms至數秒，精度為1ms，該軟件的作用為將用戶設定的脈寬信息傳輸給硬件系統。軟件具體的使用方法將結合圖2在后文中詳細介紹。
14.圖1中的硬件系統由arduino開發板、高壓開關電路、高壓直流電源三部分組成。arduino開發板負責接收軟件系統發出的指令，產生脈寬與軟件設置值相同的、峰值為5v的低壓單脈沖。arduino開發板通過usb線與電腦直接相連，out引腳和gnd引腳與高壓開關電路相連接。高壓開關電路的作用為接收arduino開發板發出的5v低壓單脈沖并根據該單脈沖的脈寬驅動該電路中高壓繼電器觸點的開合。高壓開關電路由電阻r1、電阻r2、高速光耦6n135、二極管d、三極管q、低壓直流電源、高壓繼電器這幾部分組成，其中核心元器件為高速光耦6n135和三極管q。arduino開發板的out引腳與電阻r1串聯后與高速光耦6n135的2腳相連，arduino開發板的gnd引腳與高速光耦6n135的3腳相連，高速光耦6n135的5腳與三極管q的b極和電阻r2的一端都相連，三極管q的c極連接二極管d的正極，二極管d的負極與高速光耦6n135的6腳和8腳均與低壓直流電源的正極相連，電阻r2的另一端與三極管q的e極均與低壓直流電源的負極相連，高壓繼電器的線圈并聯到二極管d的兩端。高速光耦6n135接收arduino開發板發出的峰值為5v的低壓單脈沖，發生電
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光
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電的信號轉換，三極管q工作，高壓繼電器線圈中有電流通過，高壓繼電器的觸點發生閉合，低壓單脈沖消失后高壓繼電器的觸點斷開，高壓繼電器的觸點閉合時長與低壓單脈沖的脈寬和軟件中的設定值相同。低壓直流電源為高壓繼電器的工作提供電流，外加的高壓直流電源的作用是為高壓單脈沖提供峰值高壓。
15.本高壓單脈沖發生系統所使用的軟件的界面如圖2所示。軟件名稱為“single_pulse”，“port”后的下拉列表框中顯示的是可用的電腦端口，用戶可以根據需要更改“脈寬(ms)”后的數值從而實現對高壓單脈沖的脈寬的設置，脈寬的可設置范圍為1ms至數秒，脈寬的設置精度為1ms，“connect”和“disconnect”按鈕可實現軟件與硬件系統的連接與斷開，“pulse”按鈕可將軟件指令下達給硬件系統從而產生脈寬和峰值精確可調的單個高壓脈沖，“fresh”按鈕可使可用的電腦端口保持最新。
16.本高壓單脈沖發生系統在實際使用時，首先用usb線連接軟件系統和硬件系統，usb線插入電腦的usb接口后，點擊“single_pulse”軟件上的“fresh”按鈕，選中最新的port端口，單擊“connect”按鈕建立軟件系統與硬件系統的連接，此時對話框顯示“com？is open！”，隨后接通硬件系統部分的低壓直流電源和高壓直流電源，用戶在“single_pulse”軟件上設置所需的脈寬，調節高壓直流電源輸出電壓值為所需高壓單脈沖的峰值，點擊“single_pulse”軟件上的“pulse”按鈕向硬件系統發出指令，從而產生脈寬和峰值精確可
調的單個高壓脈沖，高壓單脈沖的脈寬為軟件設定值，高壓單脈沖的峰值為高壓直流電源的輸出電壓值。在系統使用完畢后，用戶需關閉高壓直流電源與低壓直流電源，點擊軟件中的“disconnect”按鈕斷開軟件系統與硬件系統的連接，此時軟件顯示“no connection！”，關閉軟件并移除usb連接線。
17.本高壓單脈沖發生系統通過軟件系統和硬件系統的結合可給出脈寬和峰值精確可調的單個高壓脈沖，成本較低，易于實現，可用于某些需要高壓單脈沖的場合，實用性強，推廣價值高。
18.以上所述內容是對一種高壓單脈沖發生系統所作的舉例說明。該裝置所屬技術領域的技術人員在以上所述范圍內進行各種修改、補充或替換，均應屬于本發明保護范圍。
技術特征：
1.一種高壓單脈沖發生系統，主要包括：軟件系統和硬件系統兩個子系統，軟件系統為“single_pulse”軟件，硬件系統由arduino開發板、高壓開關電路、高壓直流電源三部分組成，兩子系統之間通過usb線連接；用戶在“single_pulse”軟件中精確設置高壓單脈沖的脈寬，“single_pulse”軟件隨后將脈寬信息傳輸給硬件系統中的arduino開發板，arduino開發板負責接收軟件系統發出的指令；高壓開關電路負責接收arduino開發板發出的脈沖信息并根據該脈沖的脈寬驅動該電路中高壓繼電器觸點的開合；高壓直流電源負責為該系統提供脈沖峰值。2.根據權利要求1所述的一種高壓單脈沖發生系統，其特征在于：“single_pulse”軟件中精確設置高壓單脈沖的脈寬，設置精度為1ms，脈寬范圍為1ms至數秒。3.根據權利要求1所述的一種高壓單脈沖發生系統，其特征在于：高壓開關電路由電阻r1、電阻r2、高速光耦6n135、二極管d、三極管q、高壓繼電器和低壓直流電源組成，arduino開發板的out引腳與電阻r1串聯后與高速光耦6n135的2腳相連，arduino開發板的gnd引腳與高速光耦6n135的3腳相連，高速光耦6n135的5腳與三極管q的b極和電阻r2的一端都相連，三極管q的c極連接二極管d的正極，二極管d的負極與高速光耦6n135的6腳和8腳均與低壓直流電源的正極相連，電阻r2的另一端與三極管q的e極均與低壓直流電源的負極相連，高壓繼電器的線圈并聯到二極管d的兩端。4.根據權利要求1所述的一種高壓單脈沖發生系統，其特征在于：arduino開發板接收“single_pulse”軟件發出的指令，產生脈寬與軟件設定值相同的峰值為5v的低壓單脈沖。5.根據權利要求3所述的一種高壓單脈沖發生系統，其特征在于：高速光耦6n135接收來自arduino開發板的低壓單脈沖信號，發生電
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光
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電的信號轉換，三極管工作，高壓繼電器觸點閉合，低壓單脈沖消失后高壓繼電器的觸點斷開，從而發出脈寬與低壓單脈沖脈寬和軟件設定值相同的高壓單脈沖。6.根據權利要求3所述的一種高壓單脈沖發生系統，其特征在于：低壓直流電源為高壓繼電器的工作提供電流，高壓繼電器的線圈中有電流通過時其觸點發生閉合。7.根據權利要求1所述的一種高壓單脈沖發生系統，其特征在于：高壓直流電源為高壓單脈沖提供峰值電壓，通過調節高壓直流電源的輸出電壓，得到不同峰值的高壓單脈沖。8.根據權利要求1所述的一種高壓單脈沖發生系統，其特征在于：通過軟硬件系統的有機結合，可給出脈寬和峰值精確可調的單個高壓脈沖，脈寬由軟件設置，精度為1ms，可調范圍為1ms至數秒，峰值由外加高壓直流電源決定。
技術總結
一種高壓單脈沖發生系統，屬于軟件開發和電子工程領域。本發明主要包括軟件系統和硬件系統兩個子系統，兩個子系統之間通過USB線進行連接和數據傳輸。硬件系統由Arduino開發板、高壓開關電路、高壓直流電源三部分組成，用戶在軟件中精確設置所需高壓單脈沖的脈寬，隨后將脈寬信息傳輸給硬件系統中的Arduino開發板，Arduino開發板發出峰值為5V、脈寬與軟件中設置的數值相同的單個低壓脈沖，高壓開關電路負責接收Arduino開發板發出的單個低壓脈沖信息，并根據該脈沖的脈寬驅動該電路中高壓繼電器觸點的開合，高壓直流電源負責為該系統提供脈沖峰值。通過軟硬件系統的有機結合，可給出脈寬和峰值精確可調的單個高壓脈沖，成本低，易實現，實用性強，易于推廣。易于推廣。易于推廣。
