Генератор высоковольтных импульсов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»1 0033 3 0 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 080781 (21) 3318101/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет ——

Опубликовано 070383. Бюллетень ¹ g

Дата опубликования описания 070383

Р М К, з

Н 03 К 3/53

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 62l ° 373 (088.8) (72) Авто ры изобретения

В.П. Кириенко и В.В. Ваняев

Горьковский политехнический институт им. A A=,Æäàíoâà (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтных устройствах различного назначения, в частности установках электронно-ионной технологии, электрофизической аппаратуре.

Известен генератор, содержащий источник напряжения, каскадный генератор, выполненный по схеме Аркадьева-Маркса, содержащий накопительные конденсаторы, зарядные резисторы и управляемые коммутирующие элементы, соединяющие разноименные обкпадки конденсаторов соседних каскадов fl ).

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее источник напряжения, блок управления и каскадный генератор, выполненный по схеме Аркадьева-Маркса и состоящий из накопительных конденсаторов, коммутирующих элементов-тиристоров, соединяющих разноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов, двух групп дросселей,соединяющих одноименные обкладки накопительных конденсаторов (2 ).

Общим н едос тат ком и з í ес т ных устройств является то, что они не позволяют оперативно регулировать длительность генерируемого импульса, В известном устройстве мгновенное значение тока нагрузки при активном характере ее определяется следующим образом (без учета влияния цепей зарядки); щ (-и iRc)e к

10 где N — - число каскадов генератора;

U — напряжение накопительного о конденсатора к моменту отпирания коммутирующих элементов;

R - сопротивление нагрузки;

С вЂ” емкость конденсатора каскада; время.

При достижении током нагрузки величины, равной току удержания тиристоров (i = I>> ), последние выключаются и ток нагрузки прерывается.

Следовательно, длительность импульса, генерируемого известным устройством, определяется из соотношения (-нвсн.

, е и будет равна С

30 < м ичо

1003310

Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей иэвест- 1О ных устройств путем регулирования длительности генерируемых импульсов .

Поставленная цель достигается тем, что в генераторе высоковольтных импульсов, содержащем источник напряжения, блок управления, каскадный генератор, выполненный по схеме Аркадьева-Маркса, состоящий иэ накопительных конденсаторов, тиристоров, соединяющих разноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов, двух групп дросселей, соединяющих одноименные обкладки накопительных конденсаторов, дроссели одной из групп снабжены дополнительными вторичными обмотками, первичные обмотки которых соединены последовательно, а одноименные выводы вторичных обмоток объединены и подключены к дополнительно введенному вспомогательному генератору импульсов.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — временная диаграмма, поясняющая принцип действия 35 предлагаемого устройства, где а кривая напряжения на нагрузке; б кривая напряжения, генерируемого вспомогательным генератором импульсов в первичных обмотках дросселей; 40 в - кривая напряжения анод-катод тиристоров.

Устройство содержит источник 1 напряжения, к выходу которого подключен каскадный генератор 2, состоящий из N накопительных конденсаторов 3-1 — 3-И. Каскадный генератор

2 содержит также две группы дросселей

4-1 — 4-И и 5-1 — 5-п, причем дроссели, соединяющие положительные обкладки конденсаторов, имеют первичные 6-1 — 6-и и вторичные 7-1

7- И магнитосвязанные обмотки. Обмотки 6-1 — 6-И включены последовательно-согласно, а одноименные выводы обмоток 7-1 — 7- И объединены и подключены к вспомогательному генератору 8 импульсов. Разноименные обкладки конденсаторов 3-1 — 3- И соединены тиристорами 9-1 — 9-И. К выходу устройства присоединена наг- 60 рузка 10. Тиристоры 9-1 — 9- п и генератор 8 включаются блоком управления (не показан).

Устройство работает следующим образом. 65

Применение предлагаемого устройства позволит регулировать величину энергии, подводимой к нагрузке, и осуществлять, например, оперативное управление процессом физического эксперимента или технологической операции и т.п.

Формула изобретения

Генератор высоковольтных импульсов, содержащий источник напряжения, блок управления, каскадный генератор, выполненный по схеме АркадьеваМаркса, состоящий из накопительных конденсаторов, тиристоров, соединяющих разноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов, двух групп дросселей, соединяющих одноименНые обкладки накопительных конденсаторов, отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем увеИз полученного выражения видно, что длительность импульсов, генерируемых известным устройством, определяется параметрами элементов генератора и нагрузки, что затрудняет регулирование длительности импульсов и сужает функциональные возможности известного устройства.

Накопительные конденсаторы 3-1

3- И генератора 2 заряжаются от источника 1 в полярности (фиг.1) . При достижении напряжением конденсаторов заданной величины 11 зарядку прек ращают, и в момент времени о блок управления подает управх яющие импульсы на тиристоры 9-1 — 9-И. Тиристоры открываются, и к нагрузке

10 прикладывается импульс напряжения с амплитудой NUö. По мере разряда конденсаторов 3-1 — 3-И напряжение на нагрузке при активном характере ее изменяется в соответствии с равенством

О=И(.),е

В момент времени t блок управления включает вспомогательный генератор 8, который генерирует запирающий импульс в магнитосвязанных обмотках 6-1 — 6-И, 7-1 — 7-И. B результате этого к тиристорам 9-1 — 9- И при кл адыв аетс я обратное напряжение и ток через тиристоры прерывается.

Длительность импульса в нагрузке определяется следующим образом (фиг. 2):

= (t„- Ьб)+Xэоп где -; П вЂ” длительность запирающего импульса, генерируемого генератором 8.

Для обеспечения надежного эапирания тиристоров 9-1 — 9-И длительность запирающего импульса должна быть больше времени восстановления запирающих свойств укаэанных тиристоров.

Таким образом, изменяя момент включения генератора 8 относительно момента включения тиристоров 9-1

9-И, в предлагаемом устройстве можно осуществлять регулирование длительности импульса в нагрузке.

1003310 личения диапазона регулирования длительности генерируемых импульсов, дроссели одной иэ групп снабжены дополнительными вторичными обмотками, первичные обмотки которых соединены последовательно, а одноименные вы- 5 воды вторичных .обмоток объединены и подключены к дополнительно введен1 ному вспомогательному генератору импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Приборы и техника эксперимента, 1976, 9 6, с. 76-78.

2. Патент США Р 4011463, кл. Н 02 m 7/12, опублик. 1977.

1ООЗЗ1О

Тираж 934 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Эаказ 1588/44

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С. Маценко

Редактор A. Фролова Техред М, Гергель Корректор И.Шулла