Генератор высоковольтных импульсов

 

Изобретение относится к высоковольтным импульсным генераторам с инверсией векторов напряжения и может быть использовано для испытания высоковольтного оборудования, а также для питания электрофизических устройств импульсами высокого напряжения прямоугольной формы. Цель изобретения - получение импульсов прямоугольной формы и повышение КПД устройства. Устройство содержит ряд последовательно соединенных конденсаторов, которые заряжаются через зарядные элементы 2, 3, источник 4 питания, первые цепочки инверсии напряжения, содержащие последовательно включенные катушки 5 индуктивности, разрядники 6, и диоды 7, подключенные параллельно каждому второму конденсатору ряда, зарядно-разрядное сопротивление 8, схему 9 запуска разрядников. Поставленная цель достигается введением второй цепочки инверсии параллельно каждой первой, содержащей последовательно включенные катушки 10 индуктивности, разрядники 11 и диоды, включенные обратно по отношению к диодам первой цепочки инверсии напряжения, и выполнением зарядных элементов 2, 3 в виде цепочки из последовательно соединенных диодов. 1 ил.

ССЮЭ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (S1) 4 Н 03 К 3/53

ВСЕСОЮЗНАЯ

ПАТЕКТЮ- ТЕЖЧЕСКАЯ

Бi4b)i891E;,А

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГИНТ СССР

1 (21) 4344515/24-21 (22) 15.12.87 (46) 23. 12 ° 89. Ввл. В 47 (71) Институт электрофизики Уральского отделения АН СССР (72) С.Н. Рукин (53) 621.373(088.8) (56) Месяц Г .А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. М.: Советское радио, 1974, с. 140, рис. 7.12.

Авторское свидетельство СССР

В 76489, кл. Н 03 К 3/53, 1982. (54) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение относится к высоковольтным импульсным генераторам с инверсией векторов напряжения и может быть использовано для испытания высоковольтного оборудования, а также для питания злектрофизических устройств импульсами высокого напряжения прямоугольной формы. Цель изобретения — получение импульсов прямоугольной формы и повышение КПД уст1531190

10

25

50 ройства. Устройство содержит ряд последовательно соединенных конденсаторов, которые заряжаются через зарядные элементы 2 и 3, источник 4 питания, первые цепочки инверсии напряжения, содержащие последовательно включенные катушки 5 индуктивности, разрядники 6 и диоды 7, подключенные параллельно каждому второму конденсатору ряда, эарядно-разрядное сопротивление 8, схему 9 запуска разрядников.

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к генераторам высоковольтных импульсов с инверсией векторов напряжения, и может быть использовано для испытаний высоковольтного оборудования, а также для питания электрофиэических устройств импульсами высокого напряжения с формой, близкой к прямоугольной.

Цель изобретения — получение импульсов напряжения прямоугольной формы путем осуществления режима частичного разряда конденсаторов и повышение КПД устройства.

На чертеже приведена принципиальная схема генератора в !coKQBoëüòíûõ импульсов.

Генератор содержит ряд последовательно соединенных конденсаторов зарядные элементы, выполненные в виде двух цепочек иэ последовательно соединенных диодов 2 и 3, источник

4 питания, первые цепочки инверсии напряжения, содержащие последовательно соединенные катушки 5 индуктивности, разрядники 6 и диоды 7, и подключенные параллельно каждому второму конденсатору ряда эарядно-разрядный резистор 8, схему 9 запуска разрядников и вторые цепочки обратной инверсии напряжения, содержащие последовательно соединенные катушки 10 индуктивности, разрядники 11 и обратно включенные диоды 12.

Генератор высоковольтных импульсов работает следующим образом.

От источника 4 питания происходит заряд конденсаторов 1. Первый конденсатор, одна из обкладок которого заземлена, заряжается от источника 4 питания непосредственно. Остальные конденсаторы заряжаются через цепочПоставленная цель достигается введением второй цепочки инверсии параллельно каждой первой, содержащей последовательно включенные катушки 1О индуктивности, разрядники 11 и диоды, включенные обратно по отношению к диодам первой цепочки инверсии напряжения, и выполнением зарядных элементов 2 и 3 в виде цепочки иэ последовательно соединенных диодов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. ки полупроводниковых диодов 2 и 3 и резистор 8, Например, второй конден.: сатор заряжается по следующей цепи: положительная клемма источника 4 питания — второй конденсатор 1 — зарядная цепочка из диодов 2 — резистор 8— отрицательная клемма источника 4 пио тания. При этом полярность напряжения на каждом втором конденсаторе такова, что инверсия напряжения на них возможна только через цепочки, содержащие диоды 7. Инверсия через диоды

12 невозможна, поскольку последние включены в обратном направлении по отношению к полярности напряжения на каждом втором конденсаторе.

По окончании процесса заряда коко денсаторов подается импульс запуска на разрядники 6 от схемы 9 запуска разрядников. После замыкания разрядников 6 происходит инверсия напряжения на каждом втором конденсаторе, что переводит схему в следующее состояние: диоды 7 заперты обратным напряжением конденсаторов 1; в разрядниках 6 происходит восстановление их электрической прочности; каждый диод

2 и 3 в цепочках заперт обратным напряжением двух последовательно соединенных конденсаторов 1; диоды 12 в цепочках обратной инверсии напряжения открыты и к разрядникам 11 приложено напряжение конденсаторов 1; суммарное напряжение конденсаторов 1 приложено к нагруэочному резистору 8 (резистор 8 участвует и в процессе зарядки цепочки конденсаторов и при их разрядке, поэтому называется зарядноразрядным).

Данное состояние элементов генератора сохраняется в течение времени действия импульса высокого напряжения на

Формула из обре тек ия

Составитель Д. Новичков

Редактор Г. Волкова Техред М.Дидик Корректор, М. Шароши

Заказ 7965/55 Тираж 8/4 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035,;1асква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

5 153119 резисторе 8, т.е. в течение плоской части импульса, когда происходит частичный разряд конденсаторов 1 на нагрузку. Спустя заданный промежуток времени, равный длительности плоской части импульса и достаточный для деионизации и восстановления электрической прочности разрядников 6 (характерные времена составляют 10 -10 с) 10 от схемы 9 запуска разрядников подается импульс запуска на разрядники 11 в обратных цепочках инверсии. Замыкание разрядников 11 приводит к обратной инверсии напряжения на каждом 15 втором конденсаторе 1. При этом происходит формирование спада напряжения на нагрузке и генератор переходит в первоначальное состояние: диоды 7 открываются и к разрядникам 6 приклады- 20 вается напряжение конденсаторов 1; диоды 12 запираются обратным напряжением и в разрядниках 11 происходит восстановление их электрической прочности; напряжение на резисторе 8 отсутствует; диоды 2 и 3 открыты и от источника питания происходит подзаряд частично раэрядившихся на нагрузку конденсаторов 1.

После подзаряда конденсаторов 1 до 30 первоначального напряжения источника

4 питания рабочий цикл устройства повторяется.

Таким образом, по сравнению с известным, осуществление частичного 35 разряда конденсаторов генератора позволяет формировать на нагрузке импульсы напряжения с формой, близкой к прямоугольной. Длительность импульса и спад напряжения на нагруз- 40 ке в течение импульса регулируются задержкой между моментом запуска разрядников 6 (при этом происходит подача напряжения на нагрузку) и моментом запуска разрядников 11 (снятие напряжения с нагрузки за счет обратной инверсии напряжения).

1. Генератор высоковольтных импуль-. сов, содержащий ряд последовательно соединенных конденсаторов, зарядные элемен ты, источник питания, первые цепочки инверсии напряжения, содержащие последовательно соединенные катушки индуктивности, разрядники и диоды, подключенные параллельно каждому второму конденсатору ряда, эарядно-разрядный резистор, подключенный первым выводом к последовательному ряду конденсаторов и вторым — к земле, и схему запуска разрядников, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью получения импульсов напряжения прямоугольной формы путем осуществления режима частичного разряда конденсаторов и повьппения КПД, параллельно каждому второму конденсатору ряда подключены вторые цепочки обратной инверсии напряжения, содержащие последовательно соединенные катушки индуктивности, разрядники и диоды, включенные обратно по отношению к диодам первой цепочки инверсии напряжения.

2. Генератор по и. 1, о т л ичающий с я тем, что, с целью увеличения КПД генератора путем исключения шунтирующего влияния зарядных элементов, последние выполнены в виде цепочек иэ последовательно соединенных диодов.