高壓極化電源薄膜
     Huace HV 壓電材料高壓極化裝置采用華測公司自主研發的超低紋波、線性高壓直流電源;科學穩定的加熱電極,并配合計算機控制實現的多功能極化的裝置。同時,還可以進行擴展多種功能。它以穩定的測量指標在材料極化過程中電場分布均勻,極化效果更勝一籌。
極化過程中需考慮的因素
我們關注高壓測控技術
典型用戶(高壓電源大都在設備的下部或桌面)
極化裝置介紹
一、超低溫紋波高壓電源極化方式
二、超低溫紋波高壓電源極化方式
科學的薄膜極化方式
華測生產的高壓薄膜極化裝置采用目前雙電源工作,采用線性高壓線性電源,紋波小,效率高。配合計算機控制便于調整極化電壓。采用網柵電極讓電場分布均勻;其他相關薄膜極化勻采用線性高壓電源。

超低紋波高壓直流電源
電壓的穩定性對極化的效果起到關鍵性的作用。主要表現在電源的紋波系數(紋波是由于直流穩定電源的電壓波動而造成的一種現象,因為直流穩定電源一般是由交流電源經整流穩壓等環節而形成的,這就不可避免地在直流穩定量中多少帶有一些交流成份,這種疊加在直流穩定量上的交流分量就稱之為紋波。)華測HCHV系列高壓直流電源采用IGBT電壓驅動式功率半導體器件與倍壓整流方式實現超低紋波輸出。目前大多數的直流電源紋波系數在5%,而華測HCHV系列高壓直流電源達到0.02%+1Vp-p。

擴展能力
華測HCHV系列高壓極化電源不僅可以對薄膜材料進行極化,同時增加油浴裝置還可以對塊體材料進行極化以及進行高壓擊穿試驗、配合電流表進行高電壓下的TSDC試驗、高電壓下的電阻試驗、電介質充放電測試等功能。

測量能力
具有升壓極化,階梯極化等極化模式,可顯化極化過程及相關測量數據。華測HCHV系列高壓極化電源是性能高的機箱式高壓電源,具有完善的保護系統??蛇b控或本地控制,前面板有電壓、電流顯示,高壓輸入端過壓、過流、短路保護、拉弧、過溫保護和安全鎖等功能。寬范圍調整和靈活的多項可選功能。由于我們的高壓電子技術積累了多年。適合材料電學高壓試驗與功能材料的極化。

溫度控制能力
采用電極板加熱方式,溫控儀表、PT100熱電偶進行精準的溫度測量與反饋。溫控波動小于±0.5°c以內。通過計算機控制高壓直流電源與溫控,讓薄膜極化效果得到提升。
高壓功率放大器
高壓直流電源
薄膜極化原理框圖
測量功能與技術參數
① POWER ON / OFF switch : 電源開關.
② OUTPUT ON / OFF button :高壓輸出按鈕(按下后高壓輸出)
③ OUTPUT ON display LED :高壓輸出指示燈
④ External control display :計算機通訊控制指示燈
⑤ Door switch display LED :保護開關指示燈
⑥ Over temperature protection display LED :設備故障指示燈
⑦ Operation mode display LED :恒壓運行時燈亮。
⑧ Operation mode display LED :恒流運行時燈亮
⑨ Output Voltage adjustable potentiometer(電壓調整旋鈕)
⑩ Output Current adjustable potentiometer(電流調整旋鈕)
? 高壓輸出
? 接地端子
? 計算機控制接口
? 220V電源接口
輸入電壓                 200V~240 VAC ± 10% 50/60Hz
輸出電壓                 20kV、30kV、50kV也可按用戶要求定制電源
輸入電壓控制          外部控制電壓:0-10V(輸入阻抗大于10KΩ)
直流偏壓                 前面板電位計設置在-100%和+100%之間
紋波                        0.02% + 1Vp-p
穩定性                     0.016%
顯示方式                  VFD顯示屏
電壓監視                  面板BNC  -10V ~+10V         輸出阻抗 1KΩ
電流監視                  面板BNC  -10V ~+10V         輸出阻抗 1KΩ
保護                         過壓保護、過流保護、接地保護、短路保護
使用溫度                  0℃ ~ +40℃
輸入電壓    00V~240 VAC ± 10% 50/60Hz
最高溫度    250℃
溫控精度    ±0.5℃
控制方式    PID
電極方式    300mmX300mm(可根據用戶要求定制)
熱電偶    PT100
配件    高壓電極、格柵、接地、高壓線(可增配電腦控制)
■ 高壓直流電源產品參數
■ 加熱電極產品參數
高壓放大器將輸入電壓轉換為高壓及波形輸出如下圖所示。目前,對高壓放大器的需求越來越大越來越多,現在已經成為研究中重要的工具并為這些領域開發、試驗和集成一個系統,如電子、物理、生物、化學、醫療等行業。華測生產的各種高壓放大器,實現客戶的對功能材料測試的要求。
測試原理
高壓放大器選型
產品特點
輸出電壓范圍: 0至±10 kV DC或AC峰值
輸出電流范圍: 0至±10 mA DC或±40 mA峰值(1 ms)
輸入電壓范圍: 0至±10 V DC 或AC峰值
輸入阻抗: 20 kΩ ,標稱值
直流電壓增益: 1000 V / V
直流電壓增益精度: 優于滿量程的0.1%
直流失調電壓: 低于±2V
輸出噪聲:  低于0.5 V rms *
轉換速率(10%至90%):優于700 V /μs
小信號帶寬(-3dB): DC至優于60 kHz
大信號帶寬(-3 dB):DC至優于19.5 kHz
大信號帶寬 (1%失真率): DC至優于9.5 kHz
穩定性:隨時間穩定性:低于100 ppm /hr,(不可累積)
              隨溫度穩定性:低于100 ppm /°C
電壓監控
比率: 1 V / 1000 V
直流精度: 優于滿量程的0.1%
直流偏置電壓: 低于±3 mV
輸出噪聲: 低于20 mV rms *
輸出阻抗: 47Ω
電流監控
比率:1V/4mA
直流精度:優于滿量程的1%
偏移電壓: 低于±10 mV
輸出噪聲:低于50 mV rms *
帶寬(-3dB): DC至高于10 kHz
輸出阻抗: 47Ω
例如:可以根據以下參數施加電場
達到Emax的循環次數:15
頻率:0.05Hz    信號:正弦
通常Emax = 100 v /um
Emax>2*Ec
通過大量的試驗,證明用正弦加電場的方法對PVDF薄膜進行極化。效果更深一籌!
一、電壓作用時間。
       電壓作用時間越長,擊穿電壓越低,若外施電壓作用時間很短時(如0.1s),固體電介質被擊穿,這個時候時間太短,熱、化學等影響還不明顯,這種擊穿很可能是電擊穿。若電壓作時間時間較長時(如幾分鐘到數小時)發生擊穿,則熱擊穿往往起決定性的作用。實際上各種擊穿形式之間的界限并不清晰,如在交流1min耐壓試驗中發生的擊穿,則常常是因為電和熱的雙重作用。若在電壓作用時間長達幾個小時或更長的時間發生擊穿,大多數定義為化學擊穿。注意:很多材料短時擊穿電壓很高,但他們耐受局部放電的能力比較差。因此長時間的電氣強度很低的。這一點注意要引起重視。

二、溫度  
      當環境溫度低于某個值時,材料的擊穿電壓很高而且與溫度幾乎無關,此時若發生擊穿就屬于電擊穿,當溫度高于轉折溫度的拐點時,隨著溫度越高,聚乙烯的擊穿場強迅速下降,這種擊穿屬于熱擊穿。不同材料的轉折溫度有所不同,對同一絕緣材料,厚度越大,散熱越困難,轉折溫度也越低。

三、電場均勻程度。
     在均勻電場中,在電擊穿的范圍內,因固體的電介質擊穿強度與厚度幾種無關,擊穿電壓與厚度呈線性關系,而在熱擊穿范圍,電介質越厚,平均擊穿場強就越低。在不均勻電場中,電介質的厚度的增加也導致電場不均勻度增加。因為散熱條件變差,擊穿的電壓不再隨電介質的厚度的增加呈線性的關系。因此當厚度達到某些的程度后,再增加對提升電擊穿的意義不大。工程中常用的固體絕緣材料內部往往有氣孔或其它缺陷,導致內部的電場畸變,些處易產生局放放電,降低了絕緣擊穿電壓。

四、材料品質
      當固體電介質承受電壓作用時,介質損耗使電介電發熱、溫度升高;而電介質的電阻具有負溫度系數,所以電流進一步增大,損耗發熱也隨之增加,電介質的熱擊穿是由電介質內部的熱不平衡過程所造成的,如果發熱量大于散熱量,電介質溫度就會不斷上升,形成惡性循環,引起電介質分解、碳化等。從而使電氣強度下降,最后導致擊穿。

五、局部放電
      固體電介質受到電、熱、化學和機械力的長期作用時,其物理和化學性能會發生不可逆轉的老化,擊穿電壓逐漸下降,長時間擊穿電壓常常只有短時擊穿電壓的幾分之一,這種絕緣擊穿為電化學擊穿。造成電化的擊穿的原因主要是局部放電。由于固體電介質內問不可避免地存在缺陷(如氣隙),當電場強度超過缺陷區內的絕緣材料的擊穿強度時,就會在這些區域發生局部放電。局部放電屬非完全擊穿,并不即時形成貫穿性的放電通道,但它使電介質的放電處發生化學電離。長期的局部放電使絕緣材料逐步劣化,損傷擴大,最終發展到整個絕緣擊穿。
華測儀器致力于高壓絕緣測控技術、弱信號采集技術,先后承擔國網高壓分接開關的關鍵測控技術、特高壓GIS、GIL相關測控技術的研發,以及南方電網電氣絕緣材料測試技術。多次受到電網表揚,公司生產的高壓絕緣檢測設備先后出口日本、印度、巴基斯坦、伊朗電網、臺灣等。并于西安交通大學、重慶大學等高校在高壓絕緣測試技術長期合作。2021年成功研發絕緣診斷測控系統。華測自2012年成立電氣絕緣測試部門,先后開發電壓擊穿儀、高阻計、皮安電流表、電荷量表、鐵電測試系統、超低紋波高壓直流電源等。
優點1
超低紋波線性高壓直流電源
采用IGBT電壓驅動,PWM中頻脈寬調制技術,輸出高壓穩定度較高,紋波系數較小,升壓較平穩。

優點4
售后服務體系
整機保修三年,7X24小時在線服務。預裝遠程服務軟件,實現遠程升級、維護等。

優點2
保護功能
設備除集成過壓、過流、過溫等保護外,同時安裝TVS反時限過流保護系統。讓試驗人員操作安全、可靠,極化效果好。同時具有優秀的拓展功能,可輕松實現功能材料電學測試。

優點3
質量管控
嚴格做好每一款產品質量把控,從原器件采購、到生產過程的質量控制,到產成品計量檢測,嚴格質量把控,實現生產合格的科研儀器。
西安某某大學功能材料試驗室                                                                  西北某某大學
某某集團中科芯集成電路                                                                                    華某