Генератор высоковольтных наносекундных импульсов

 

Изобретение может быть использовано в источниках питания сильноточных ускорителей электронов. Целью изобретения является увеличение плотности запасаемой энергии и формирование импульса прямоугольной формы. Генератор состоит из изолированного корпуса 1, где между металлическими шинами 2 размещены N пакетов 3, состоящих из M полосковых линий 4. Каждая полосковая линия 4 состоит из двух обкладок, окруженных изоляцией, свернутых в спираль. Разноименные обкладки расположены на противоположных сторонах линии. Одна из сторон шины 2 присоединена к выводам 8, заливка жидким диэлектриком производится через отверстия 9 в корпусе 1. Цель достигается выбором геометрических соотношений по математическим формулам, приведенным в описании изобретения. 4 ил.

СО)ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51)5 Н 03 К 3/53

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А 8TOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2) ) 4385012/24-21 (22) )2.01,88 (46) 07.02.90. Бюл. Ф 5 (71) Ленинградский политехнический институт им. N.È.Êaëèíèía (72) С.Н. Комин, Е.А. Морозов и В.И.Целищева (53) 621 .37) (088 .8) (56) Воробьев Г.А., Руденко Н.С.

Генератор наносекундных импульсов напряжения 500 кВ. ПТЭ, 1 965, )(- 1, с.109-1)1.

Fitch R.À., Howell V.Т.S. Novel

principle of transient high — voltage generation. Pros. IEF. vol.111, )) 4, р. 849-855, 1964. (54) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ (57) Изобретение может быть использовано в источниках питания сильно2 точных ускорителей электронов. Целью изобретения является увеличение плотности запасаемой энергии и формирование импульса прямоугольной формы. Генератор состоит из изолированного корпуса ), где между металлическими шинами 2 размещены и пакетов 3, состоящих из ш полосковых линий 4. Каждая полосковая линия 4 состоит из двух обкладок, окруженных изоляцией, свернутых в спираль .

Разноименные обкладки расположены на противоположных сторонах линии.

Одна из сторон шины 2 присоединена к выводам 8, заливка жидким диэлектриком производится через отверстия

9 в корпусе 1. Цель достигается выбором геометрических соотношений по математическим формулам, приведенным в описании изобретения, 4 ил .

1541758

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к конструкции высоковольтных импульсных генераторов и может быть использован в качестве высоковольтНого источника питания сильноточных ускорителей электронов.

Целью изобретения является увеЛичение плотности запасаемой энерг èè генератора и расширение области

Применения путем формирования имПульса прямоугольной формы.

На фиг. 1 изображен накопитель eHepaò0ðà высоковольтных наносе- 15 кундных импульсов, разрез, на фиг.2разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 — пог1осковая линия, свернутая в спираль и опрессованная; на фиг. 4 — электрическая схема генератора высоковольт- 20 йых наносекундных импульсов.

В изоляционном корпусе 1 между

| йлоскими металлическими шинами 2 размещены пакеты 3, состоящие из полосковых линий 4. Например, на фиг.l и 2 5 изображено n = пакетов состоящих из — 8 полосковых йиний. Каждая пЖосковая линия (фиг.3) выполнена из двух металлических обкладок 5 и 6, ок— у>кенных изоляцией 7 и свернутых в спираль. Полосковая линия опрессова а в направлении, перпендикулярном оси свертывания Х„ при этом разноменные обкладки 5 и 6 располох ены

iHG противоположных сторонах линии.

Динии наложены одна на другую, об разуя пакет 3 (фиг.1 и 2), причем разноименные обкладки пакета расположены на его противоположных сторонах. Пакеты размещены между наложен- 40 ными на разноименные обкладки пакетов проводящими шинами 2 так, что оси Х свертывания линий параллельны одна другой. Ширина шин 2 равна ширине обкладок 5 и 6 линии. Одна сто- 45 рона каждой шины 2 присоединена к выводам 8, расположенным на стенках корпуса 1. Заливка жидким диэлектриком производится через два отверстия в корпусе, герметиз@руемые проб- 0 ками 9.

Генератор состоит из m и полосковых линий. Количество полосковых линий m в пакете определяется из условий создания в генераторе необходимого волнового сопротивления, равНОго П, = ш П,, P П, и Р4 волновые сопротивления генератора и каждой полосковой линии, а также из соотношения зарядного напряжения генератора U, полосковой линии 1 „(U

= mU,), и выбирается из условия, что

m = U /E (d, где E — допустимая по электрической прочности напряженность в изоляции толщиной d, Количество пакетов и определяется из следующего условия сТИ

210 E.„ е = 2LC — индуктивность полосковой линии, образованной частью шин 2, соединяющих два со седних пакета, емкость каждого из пакетов

3, на нагрузке 12 формируется квазипрямоугольный импульс от второго пакета и т.д. где L

Таким образом, на нагрузке 12 появляется последовательность сдвинутых во времени один относительно другого импульсов, представляющих собой импульсы от каждого из пакетов. В результате их совместного действия на нагрузке формируется прямоугольный импульс наносекундной длительности. где с — скорость света;

Тд — длительность формируемого импульса;

1 — длина полосковой линии, свернутой в спираль, Š— диэлектрическая проницаемость

E — диэлектрическая постоянная при этом длительность импульса может составить до 1000 не.

Генератор работает следующим образом.

Сначала зарядное устройство 10 (фиг.4) заряжает полосковые формирующие линии до необходимого напряжения. При этом на каждом из пакетов .

3 напряжение равно U а на каждой линии U = U /т.,В необходимый момент времени срабатывает коммутатор

11. В формирующих линиях ближайшего к нагрузке 12 (R<) пакета начинают распространяться волны снятия напряжения, в результате чего на согласованной нагрузке 12 появляется квазипрямоугольный импульс, сформированный блйжайшим пакетом. Через некоторое время, которое можно оценить как ловия сТИ

21 Å

Ur я2() d Po

Ъ ЕЕ. где

d

12

Фиг.2

5 1 54) 7

Формула изобретения

Генератор высоковольтных наносекундных импульсов, содержащий накопитель, состоящий из полосковых:линий, свернутых в спираль, помещенных в изоляционный корпус с выводами, заполненный жидким диэлектриком, зарядное устройство, коммутатор и нагрузку, отличающийся тем, что, с целью увеличения плотности запасаемой энергии и расширения области применения путем формирования импульса прямоугольной формы, 15 полосковые линии в накопителе сгруппированы в и пакетов, размещенных в изоляционном корпусе между плоскими проводящими шинами, пакет состоит из т полосковых линий, свернутых в спираль и опрессованных в направлении, перпендикулярном оси свертывания, причем каждая линия выполнена в виде двух металлических обкладок, окруженных изоляцией, разноименные 25 обкладки расположены на противоположных сторонах линии, линии наложены одна на другую, а ширина обкладки и суммарная толщина изоляции всех наложенных одна на другую линий связаны 30 соотношением — волновое сопротивление генератора; толщина изоляции, — ширина обкладки; (4 — *агнитная постоянная, относительная диэлектрическая проницаемость изоляции

f — диэлектрическая постоянная, число пакетов и определяется из усгде с — скорость света

Т„- длительность формируемого импульса;

1 — длина полосковой линии, свернутой в спираль, а число линий в пакете ш равно где U — зарядное напряжение генератора;

Š— рабочая напряженность электрического поля в диэлектрике линии;

d толщина изоляции линии, пакеты размещены между упомянутыми шинами таким образом, что оси свертывания линий параллельчы одна другой, шины наложены на разноименные обкладки пакетов, ширина шин равна ширине обкладки линий, подсоединена . к выводам, расположенным на стенках корпуса, к которым присоединены зарядное устройство, коммутатор и нагрузка.

1541 758

Составитель Д. Новичков

Редактор М. Гляняр Техред Л.Олийнык Корректор В.Гирняк

-Ф

Зякав 289 Тира; 663 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по из<>бретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-3 .1, Раушская наб., д. 4/5

Производстl.еццо-ивдательский комбинат "Патент", r. ужгород, ул. Гагарина, 101