电击枪高压脉冲电源的研制
摘要
电击枪是一种重要的防暴和反恐武器，它所涉及到的高压脉冲技术在军事领域有着广泛的应用。同时，在现代化工业中也发挥着越来越重要的作用。
首先，本文对电击枪高压脉冲电路的原理作了简要描述，阐述了系统各部分的工作原理。
其次，本文针对电击枪电源特点，设计了所需要的变压器，包括参数和结构。同时，给出了功率管驱动电路和单片机控制电路，并且分析了各自系统关键元件的工作特性。
最后，本文设计了基于单片机控制电击枪高压脉冲电源系统，包括硬件制作、和软件编写，并进行现场试验。试验分为电路测试和电击枪发射两种情况。电路测试包括电击枪的变压器输出和高压放电模块输出。电击枪发射选在户外进行。试验结果表明，基于单片机控制高压脉冲电源系统设计是比较合理的。
TASER is an important riot and anti-terroristic weapon. High-tension technology of TASER is widely used in martial domain. Also, it's applition in modern industry is more and more significant.
(1)This paper introduces principle of high-tension impulse circuit briefly and expatiates every parts of the system.
(2)In consideration of the characteristic of the TASER' s power,transformer is designed including the parameters and configuration. The circuit drived by Power MOSFET and controlled by MCU (Microprogrammed Control Unit) is designed respectively.
(3)The design of power system based in MCU includes investigating, choosing and executing hardware. Then the software is programmed. At last, the system is tested out by experiment. The experiment includes circuit testing and TASER shooting. The output data of transformer and discharging of high-tension module are tested. The experimental results indicate that the design of the power system of high-tension impulse based in MCU can satisfy the actual need.
首先，本文对电击枪高压脉冲电路的原理作了简要描述，阐述了系统各部分的工作原理。
其次，本文针对电击枪电源特点，设计了所需要的变压器，包括参数和结构。同时，给出了功率管驱动电路和单片机控制电路，并且分析了各自系统关键元件的工作特性。
最后，本文设计了基于单片机控制电击枪高压脉冲电源系统，包括硬件制作、和软件编写，并进行现场试验。试验分为电路测试和电击枪发射两种情况。电路测试包括电击枪的变压器输出和高压放电模块输出。电击枪发射选在户外进行。试验结果表明，基于单片机控制高压脉冲电源系统设计是比较合理的。
TASER is an important riot and anti-terroristic weapon. High-tension technology of TASER is widely used in martial domain. Also, it's applition in modern industry is more and more significant.
(1)This paper introduces principle of high-tension impulse circuit briefly and expatiates every parts of the system.
(2)In consideration of the characteristic of the TASER' s power,transformer is designed including the parameters and configuration. The circuit drived by Power MOSFET and controlled by MCU (Microprogrammed Control Unit) is designed respectively.
(3)The design of power system based in MCU includes investigating, choosing and executing hardware. Then the software is programmed. At last, the system is tested out by experiment. The experiment includes circuit testing and TASER shooting. The output data of transformer and discharging of high-tension module are tested. The experimental results indicate that the design of the power system of high-tension impulse based in MCU can satisfy the actual need.
引文
1 谢矿生，闫博．非致命武器与警用器材的潜在价值．武警工程学院学报．2005(4)：5-10
2 薛国安，王海．世界新军事变革热点问题解答．北京：解放军出版社，2004
3 应运温．国外警用器材发展状况及趋势分析．警察技术．2004(5)
4 胡艳军．全力出新：泰瑟X-26电击枪．轻兵器．2003(12)：7-8
5 李胜，刘斌胜．关于非杀伤性武器和警用器材概念的探讨．国防科技．2005(11)：69
6 邱关源．电路．第四版．北京：高等教育出版社，2002
7 贝冠祺．小功率电源变压器实用设计制作和修理．第一版．北京：人民邮电出版社，1985
8 长谷川彰．开关式稳压器的设计技术．第一版．北京：科学出版社
9 王瑞祺．稳压电源设计．第一版．北京：国防工业出版社，1983
10 叶彗贞，杨兴洲．开关稳压电源．第一版．北京．国防工业出版社，1990
11 吴守篇，减英生．电气传动的脉宽调制技术．第一版，北京：机械工业出版社，1995
12 李峻开．关集成稳定器的原理及应用．北京：人民交通出版社，1999
13 赵效敏，开关电源的设计与应用，上海：上海科学普及出版社，1995
14 阮新波，严仰光．脉宽调制DC／DC全桥变换器的软开关技术．北京：科学出版社，1999
15 程伟，李定宣．开关电源保护电路．电源技术应用，2003
16 张承志．不间断供电系统．北京：机械工业出版社，1988
17 孙涵芳．Intel 16位单片机．北京：北京航空航天大学出版社，2001
18 李胜利等．中频高压变压器动态过程分析及设计结构．高电压技术．2001(6)：27-30
19 何永辉．高效节能式电火花脉冲电源的研究．哈尔滨工业大学博士学位论．1995
20 于学文．浅谈电火花线切割精加工电源．电加工．1998(3)：29
21 张为佐，白继彬．电力电子技术发展的新动向．电力电子技术．1996(4)：1-5
22 汪东艳，张林昌．电力电子装置电磁兼容性的研究进展．电工技术学报．2000(1)：47-51
23 戴育航，钱照明．IGBT脉冲电源系统的设计与研究．电力电子技术．1998(4)：67-71
24 黄健，高海生．PWM闭环控制的开关电源系统模型研究．电子技术应用．2003(11)： 29
25 冯宇丽，戴珂，曹震，康勇．基于SG3525控制的双管正激变换器．电源技术及应用，2007(1)23-25
26 李胜利，向浩，李劲．试验用ns级脉冲高压电源的研制．高电压技术．2000(3)：14-15
27 李胜利．中频高压变压器动态过程分析及设计结构．高电压技术．2001(6)：28-30
28 李希茜．高频变压器的设计．现代电子技术．2001(9)：26-27
29 蒋怀刚，李乔，何志伟．IGBT模块驱动及保护技术．电源技术应用．2003(6)：8
30 赵正军．大功率变频可调电源的设计与实现．电子工程师．2001(9)：46
31 朱莉，赵莉华，黄念慈．开关电源中高频变压器工作模式的研究．电工技术．2001(6)：11-12
32 Hassallq Smith, P W High. Repetition rate generator for pulsed capacitively coupled discharges. IEE1994
33 沙占友，葛家怡，武瑞红．单片开关电源高频变压器的设计要点．电源技术应用．2003(6)：7-8
34 李春旭，张学红，李芳．高频变压器漏抗对IGBT逆变电源工作状态的影响．电焊机．2004(1)：10-11
35 Shengpei Wetal. DSP-based PDM and PWM type voltage-fed load-resonant inverter with high-voltage transformer for silent discharge ozonizer. IEEE Power Electronics Specialists Conference[C]. 1998(1): 159-164
36 Koudriavtsev O. Advanced development of voltage silent discharge tube loads. The Third International Power Electronics. 2000(1): 302-307
37 Kamase Yetal. Pulsed high voltage source for ozone generator. IEE Industry Applications Society Annual Meeting. 1991 (1): 693-697
38 张琳，汪建华，秦道东，向东．基于SG3525控制的脉冲式微波电源的研究．仪表技术．2006(5)
39 王军，丁传东．用低压MOS管设计高压开关电源的实现方法．西华大学学报(自然科学版)．2006(6)
40 张国顺，孙攀峰．SG3525PWM控制器在YAG激光电源中应用．电子测量技术．2004(3)
41 倪海东，蒋玉萍．高频开关电源集成控制器．北京：机械工业出版社，2005．
42 戴晓明，李振国．新型高压开关电源的研制．原子能科学术．2004(2)：17-20．
43 魏海明，扬兴瑶．实用电子电路500例．北京：化学工业出版社，2004．
44 沙占友等编．特种集成电源最新应用技术．北京：人民邮电出版社，2000．
45 杨华．智能电子测试系统应用研究．中南大学学报．2004(3)：23-26．
46 闫玉德，俞虹．MCS-51单片机原理与应用．第一版．北京：机械工业出版社，2004
47 张毅刚．单片机原理与应用．第一版．北京：高等教育出版社，2003
48 邹锦．一例电击枪“杀伤力”的司法鉴定．司法鉴定．2005(2)：52
49 孙小进，魏兵，胡建华．电击伴泥沙吸入致死亡1例．法医学杂志．2007(2)
50 王建华．电流对人体伤害的基本常识．农业机械化与电气化．2007(2)
51 胥飞，韩强．脉冲电场对细胞杀伤效果及其原理的研究．电工电能新技术．2007(2)
52 卢振．抢救电击伤并溺水致心跳呼吸停止的体会．中国中西医结合急救杂志．1999(4)
2 薛国安，王海．世界新军事变革热点问题解答．北京：解放军出版社，2004
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