Генератор импульсных напряжений

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1233267 g 4 Н 03 К 3/53

Ъ к

3 н i р Ф„„.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3689150/24-21 .(22) 13.0!.84 (46) 23.05,86. Бюл. № 19 (71) Институт химической кинетики и горения СО АН СССР (72) Г,Ф.Поляков, .С.H.Ðóêèí, В.И.Таборский и И.М.Икрянов (53) 621.373 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 700886, кл. Н 03 К 3/53, 1979.

Авторское свидетельство СССР № 785970, кл. B 03 К 3/53, 1980 ° (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНЫХ HAIIPSIEEHHA

1 (57) Изобретение может быть использовано при формировании высоковольтных импульсов наносекундной длительности. Цель изобретения — расширение диапазона управляемой работы среэаю3 щих разрядников по напряжению и повышение надежности срабатывания коммутирующих и срезающих разрядников.

Устройство содержит две ветви зарядно-разрядных резисторов !, .между которыми подключены разрядники 2 и конденсаторы 3, среэаюиже разрядники

4, резистор 5, генератор 6 импульсов, нагрузку 7 и конденсаторы 8.

При этом емкость конденсаторов 8

I значительно больше межэлектродной емкости среэающего разрядника, но значительно меньше емкости конденсатора 3. В описании приведено соотношение, определяющее выбор величины резистора, соединяющего управляюший электрод срезающего разрядника с основным. 2 э,п. ф-лы, 1 ил.

1233267

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться при формировании высоковольтных импульсов наносекундной и микросекундной длительности.

Цель изобретения — расширение диапазона управляемой работы срезающих раз ядников по,напряжению и повышение надежности срабатывания коммутирующих и срезающих разрядников, На чертеже приведена принципиальная электрическая схема генератора импульснь|х напряжений.

Устройство содержит две ветви эарядно-разрядных резисторов 1, между которыми подключены разрядники

2 и конденсаторы 3, Причем накопительные конденсаторы включены между одноименными выводами резисторов заземленной и незаземлеккой ветвей, а коммутирующие разрядники — межцу верхними выводами. резисторов незаземленной ветви| и нижними выводами заземленной ветви, при этом заземленная ветвь соцержит на один резистор больше.

Параллельно каждому эарядно-разрядному резистору l правой ветви подключены среэающие разрядники ц, в которых управляющие электроды присоединены к нижним через резистор 5.

Управляющий электрод каждого послецуюшего разрядника соединен также с верхним электродом предыдущего среэающего разрядника, Для запуска нижнего срезающего разрядника служит вспомогательный генератор 6 импульсов. К выходу генератора подключена нагрузка 7.

Параллельно каждым двум смежным зарядно-разрядным резисторам заземленной ветви включены дополнительные конденсаторы 8, 1

Генератор импульсных напряжений работает следующим образом.

Конденсаторы 3 заряжаются через зарядко-разрядные резисторы 1 до напряжения источника китания U ь.

После пробоя нижнего управляемого разрядника 2 срабаты>эают остальные разрядники 2, конденсаторы 3 соединяются последовательно и к нагрузке

7 прикладывается высоковольгный импульс напряжения. К каждому срезаю —щему разряднику 4 также прикладывается импульс напряжения величиной ,l3 np>". срабатывании соответс:;вующего разрядника 2.

Для того, чтобы при срабатывании разрядников 2 на резисторах 5 не возникало напряжений, связанных с зарядом.межэлектродкых емкостей разрядников через эти сопротивления, и кг происходило преждевременного срабатывания срезающих разрядников, величина резисторов 5 должка определяться из соотношения с н> где R - величина сопротивления резистора 5;

С вЂ” емкость срезающего разрядс ника;

15 — время коммутации разрядника 2, При времени коммутации (1 :О)10

-!7 с емкостью разрядников . (1-10) tО Ф, реализуемых в реальных конструкциях генераторов„ величина резистора 5

9 должна кахоциться в диапазоне 10

1Î Ом. Еолее точно величина резистора 5, необходимая для надежной ра= боты срезающих разрядников на фронте высоковольтного импульса, подбирается в конкретном генераторе экспериментально, По истечении заданного промежутка времени от вспомогательного гекера30 тора 6 импульсов подается импульс поджига на управляющий электрод срезающего разрядника, что приводит к его срабатыванию, Между нижним и управляющим электродами следующего ъ5 среэающего разрядника возникает ими> Elbe напряжения происходит пробой этого промежутка, .и при разряде кондек"атора 3 через пробитый поджигающий зазор второго разрядника

40 создается мощная ультрафиолетовая подсветка, приводящая к пробою всего срезающего разрядника. Остальные срезающие разрядники срабатывают .аналогично, и на нагрузке / форми8$ руется задний фронт высоковольтного, импуль d .

Особенность работы срезающих разрядников:в предлагаемом генераторе состоит в том, что полярность импульса поджига -„ротивоположна полярности напряжения между верхним и нижним электродами. При пробое предыдущего среэающего . : азрядника между управляющим и верхним электродами последующего создается удвоенная разность потенциалов. Соответствующим выбором длин промежутков между управляющим электродом и нижним, а также между

123326i

10 лельно двум смежным зарядно-разрядным .Резисторам 1 заземленной ветви. З5

С одной стороны конденсаторы 8 снижают вероятность пробоя срезающих разрядников на фронте формируемого импульса, поскольку фронт воздействующего напряжения на срезающем раз- 40 ряднике определяетс-, при этом не временем коммутации разрядников 2, а значительно большим временем заряда конденсаторов 8. С другой стороны, при управляемом пробое одного из 45 срезающих разрядников на последующем создается двойное напряжение даже в том случае, когда пробит его поджигающий зазор. Одновременное воздействие мощной ультрафиолетовой под- 50 светки и двойного напряжения способствует быстрому и стабильному пробою срезающих разрядников и расширяет диапазон управляемой работы.

Кроме того, каждый конденсатор 8 55 подключен параллельно двум ступеням генератора, состоящим из двух кон— денсаторов 3 и двух разрядников 2, верхним и нижним электродами можно обеспечить "потенциальный" механизм работы срезающих разрядников, когда инициирующим фактором пробоя является не искра в поджигающем зазоре, а резкое искажение электрического поля вблизи кончика управляющего электрода, вызывающее практически одновременный пробой указанных промежутков.

Такой механизм работы устройства позволяет. расширить, диапазой управляемой работы по напряжению и уменьшить величину и разброс времени срабатывания срезающих разрядников.

Время .воздействия импульса поджига 15 для каждого срезающего разрядника определяется характерным временем разряда конденсатора 3 через резистор 5. При величине сопротивления резистора 5 в диапазоне 10 †1 Ом, 2п что обеспечивает надежную работу срезающих разрядников без самопроизвольного срабатывания на фронте высоковольтного импульса, и при величине емкостей конденсаторов 3, сос- 25 тавляющий обычно 10 — 10 Ф, пос-8 тоянная времени воздействия импульса поджига равна 0,1 †1 мкс, что вполне достаточно для запуска срезающих разрядников. ЗО

В предлагаемом генераторе использованы дополнительные конденсаторы 8, каждый из Koòoðûõ подключен паралсоединенных последовательно. При пробое одного иэ разрядников 2 к непробитому прикладывается удвоенное на пряжение, что способствует увеличению стабильности работы разрядников

2 при формировании фронта высоковольтного импульса.

Величина емкости дополнительных конденсаторов 8 должна удовлетворять условию

С2 - С,Г С„„сс„ где С вЂ” емкость разрядника 2;

С вЂ” межэлектродная емкость с срезающего разрядника;

С, емкос-ь конденсатора 8;

С „ — емкость накопительного конденсатора 3.

Формула изобретения

1. Генератор импульсных напряже-, ний, содержащий две ветви заряднораэрядных резисторов, одна из которых имеет на один резистор больше и заземлена, причем между верхними выводами резисторов незаземленной ветви и нижними выводами резисторов заземленной ветви включены коммутирующие разрядники, нижний из которых выполнен трехэлектродным, накопительные конденсаторы, включенные между одноименными выводами резисторов заземленной и незаземленной ветвей, параллельно резисторам заземленной ветви основными электродами подключены срезающие разрядники, причем управляющий электрод каждого срезающего разрядника, кроме первого, соединен с нижним электродом через резистор, верхний основной электрод — .. последнего срезающего разрядника соединен с нагрузкой, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона управляемой работы срезающих разрядников по напряжению и повышения надежности срабатывания коммутирующих и срезающих разрядников, управляющий электрод каждого срезаюшего разрядника, кроме первого, соединен с основным электродом нижнего разрядника непосредственно, управляющий электрод нижнего разрядника соединен с дополнительным .генератором, а параллельно двум смежным зарядно-разрядным резисторам заземленной ветви включены дополнительные конденсаторы.

1233267

Составитель М. Каменский

Редактор О.Бугир Техред М.Ходанич Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ

Заказ 2781/56 Тираж 816 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

2. Генератор по п.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что емкость дополнительных конденсаторов С„,„ выбрана из соотношения

С С „ С„, P где С вЂ” межэлектродная емкость среср эающего разрядника;

С вЂ” емкость накопительного конР фнсатора.

3. Генератор по п,1, о т л и— ч а ю m, и и с я тем, что величина резистора R, соединякяцего управляю щий электрод с основнъ м, выбирается из соотношения

R С, где С вЂ” межэлектРоДнаЯ емкость среэающего разрядниками

10 t — время коммутации коммутирующего разрядника.