移動箱：在高電流實驗室表征裝置方面的制造及應(yīng)用

　　與上述的采用兩個安全開關(guān)的方案不同，圖2（c）顯示的是僅需一個安全開關(guān)的移動箱設(shè)計。但這個開關(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。不僅實體方案得到了簡化，去除一個開關(guān)還可從一定程度上降低項目成本。

　　圖2（c）移動箱設(shè)計。

　　三、用于保護的元件

　　A.移動箱

　　移動箱是一個由樹脂玻璃制成的8”x8”x8”立方體便攜式箱盒。樹脂玻璃由于抗拉伸強度高、機加工特性良好，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為移動箱。

　　圖3移動箱

　　B.安全開關(guān)

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

　　如第二節(jié)所述，接線端子1僅在箱門正確關(guān)閉時才會導(dǎo)通。在此條件下，接線端子2將保持斷開。當(dāng)箱門打開時，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

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

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

　　t=RC （1）

　　同時也采用47μF電容器進行實驗以研究電容器特性。如圖5所示，該實驗裝置包括一個電阻、一個電容器和一個函數(shù)發(fā)生器。函數(shù)發(fā)生器觸發(fā)5V的脈沖信號為電容器充電，經(jīng)過一段時間后電容器放電。

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

　　表1 電容器放電時間

　　四、應(yīng)用

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