技术摘要：
本发明公开了一种基于MOS管串联放电的高压发生器，属于电子和高压测量技术领域，要解决的技术问题为如何克服传统电阻降压的弊端。包括：MOS管串联放电电路，其包括N个均压电阻和N个串联的MOS管，每个MOS管的栅极和源极之间并联有电容器C，每个MOS管的源极和漏极之间并  全部
背景技术：
高压测量需要各种直流或交流高压发生器，许多被测对象都具有很大的电容量， 例如高压电缆或者电容器等等。采用直流测量时，测量结束后需要人工对被测对象进行放 电。但是在进行超低频交流高压测量时，就一直存在着被测电容的充放电过程。目前的电子 开关升压技术是成熟的，但是碰到的最大问题是升压器只能升压，不能降压。因此目前直流 高压发生器不考虑电容负载降压问题，而在超低频交流高压发生器上普遍采用电阻方式实 现负载电容降压。 电阻降压带来两个严重问题：一个是在升压阶段，电阻成为升压器的负载，不仅增 加额外发热，还减小了升压器的输出能力；另一个是在降压阶段，负载电容只能通过电阻放 电降压，电压越低放电越慢，造成了波形的失真。而实际要求的特性恰恰相反，即升压阶段 不要消耗电流，降压阶段要随着升压器的电压降低而快速同步降低负载电容的电压。 基于上述问题，克服传统电阻降压的弊端是需要解决的技术问题。
技术实现要素：
本发明的技术任务是针对以上不足，提供一种基于MOS管串联放电的高压发生器， 来克服传统电阻降压的弊端。 本发明提供一种基于MOS管串联放电的高压发生器，包括： MOS管串联放电电路，所述MOS管串联放电电路包括N个均压电阻和N个串联的MOS 管，所述N个MOS管分别为T1、T2、……、TN，所述N个均压电阻分别为R1、R2、……、RN，上述N个 MOS个管中，Ti的源极与Ti 1的漏极电连接，Ti的栅极与Ri的第一端电连接，Ri的第二端与 Ti 1的栅极电连接，TN的栅极与RN的第一端电连接，RN的第二端与TN的源极电连接，每个 MOS管的栅极和源极之间并联有电容器C，每个MOS管的源极和漏极之间并联有限压保护元 件MOV；上述MOS管T2、……、TN中，每个MOS管的栅极与漏极之间并联有限压保护元件TVS；其 中，1≤i≤N-1，Ti表示第i个MOS管，Ri表示第i个均压电阻； 升压器，所述升压器的第一端与TN的源极电连接并连接输出A，升压器的第二端与 T1的栅极电连接； 限流电阻R，所述限流电阻R的第一端与T1的漏极电连接，限流电阻R的第二端连接 输出B； 稳压元件W，所述稳压元件W的第一端与T1的栅极电连接； 抗干扰电容C1，所述抗干扰电容C1的第一端与T1的栅极电连接，抗干扰电容C1的 第二端与稳压元件W的第二端电连接并连接输出B； 当升压器升压时，T1的栅极与漏极之间为截止电压，上述N个MOS管均关断，升压器 4 CN 111614258 A 说　明　书 2/5 页 通过稳压元件W对外供电； 当升压器降压时，T1的栅极与漏极之间为导通电压，上述N个MOS管均导通并对负 载放电，放电时，稳压元件W与限流电阻R配合限制最大电流。 作为优选，所述高压发生器共一个，用于实现单极性输出；所述高压发生器共两个 并反向串接，用于实现双极性输出。 作为优选，所述MOS管均为P沟道MOS管，所述升压器的负极与TN的源极电连接，输 出A为负，所述升压器的正极与T1的栅极电连接，输出B为正，稳压元件W的正极与T1的栅极 电连接，稳压元件W的负极与输出B电连接。 作为优选，所述MOS管均为N沟道MOS管，所述升压器的正极与TN的源极电连接，输 出A为正，所述升压器的负极与T1的栅极电连接，输出B为负，稳压元件W的负极与T1的栅极 电连接，稳压元件W的正极与输出B电连接。 作为优选，所述N个MOS管分为多组，每组MOS装配在一个电路板上，所述多个电路 板堆叠达到需要的电压；上述堆叠的电路板之间的间隙用于强制风冷； 或者，用于装配所述高压发生器的电路板采用高密度元件安装，并采用绝缘油冷 却。 作为优选，所述N个均压电阻的阻值相同，且均压电阻的阻值能够满足如下条件： 不会明显增加升压器负载并产生额外发热，且能够吸收表面漏电并避免降低电路响应速 度。 作为优选，所述限压保护元件TVS能够使得MOS管充分导通，且能够保护MOS管的栅 极不被击穿。 作为优选，所述电容器C的电容量能够满足以下条件：能够消除振荡，且不会明显 降低电路响应速度，且电容器C的耐压满足MOS管最高工作电压要求。 作为优选，所述限压保护元件MOV的击穿电压低于MOS管的最高工作电压，所述限 压保护元件MOV包括但不限于压敏电阻。 作为优选，所述稳压元件W为单向稳压，当所述升压器的输出电压高于负载电压 时，稳压元件W呈二极管导通特性，以避免消耗升压器的电压；当升压器的输出电压低于负 载电压时，稳压元件W用于稳压，并配合T1漏极的限流电阻R防止MOS管导通电流过大。 本发明的基于MOS管串联放电的高压发生器具有以下优点： 1、以N沟道MOS管和单极性输出为例，升压器正极接MOS管源极和负载电容CL的高 压端，升压器负极接MOS管栅极，MOS管漏极通过限流电阻R接负载电容CL的低压端或者地， MOS管栅极接稳压管负极，稳压管正极接负载电容CL的低压端或者地，当升压器的输出电压 高于负载电容CL的电压时，MOS管栅极和漏极之间的稳压管正向导通，升压器通过正向导通 的稳压管向负载电容CL供电，同时MOS管反向偏置而截止；当升压器电压低于负载电容CL的 电压时，MOS管栅极和漏极之间的稳压管反向击穿，其击穿电压使得MOS管正向偏置并导通， 负载电容CL通过MOS管和限流电阻R放电，升压器升压时MOS管不消耗电流，升压器降压时 MOS管能迅速放电，传统的电阻降压的弊端被全部克服； 2、将N个MOS管分组，每组MOS管安装在一块电路板上，然后堆叠电路板达到需要的 电压，同时利用电路板之间的间隙做强制风冷，或者，电路板采用高密度元件安装，并采用 绝缘油冷却，从而在MOS管放电阶段，提供合理的散热； 5 CN 111614258 A 说　明　书 3/5 页 3、串联在相邻MOS管栅极之间的均压电阻的阻值均相同，且取值合理，不会因为阻 值过小而增加升压器负载并产生额外发热，也不会因为阻值过大而不能吸收表面漏电并降 低电路响应速度； 4、并联在每个MOS管的栅极和源极之间的电容器C，其电容量要能消除振荡又不会 明显降低电路响应速度，其耐压应满足MOS管最高工作电压要求； 5、稳压元件W为单向稳压的，即升压器输出电压高于负载电压时，稳压元件W是二 极管导通特性，这样不会消耗升压器的电压；当升压器电压低于负载电压时，W起到稳压作 用，并配合MOS管漏极的限流电阻R防止MOS管导通电流过大。 附图说明 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其 它的附图。 下面结合附图对本发明做进一步说明。 图1为实施例基于MOS管串联放电的高压发生器的电路原理图； 图2为实施例基于MOS管串联放电的高压发生器中MOS管串联放电电路的电路原理 图； 其中，图1(a)为单极性正电压输出框图， 图1(b)为双极性电压输出框图； U为升压器，T为等效的N沟道MOS管、由多个N沟道MOS管串联组成， CL为负载电容； 图2(a)为等效的单只MOS管，图2(b)为实际等效电路图。