Радиально-распределенный сумматор импульсов



Радиально-распределенный сумматор импульсов
Радиально-распределенный сумматор импульсов
Радиально-распределенный сумматор импульсов
Радиально-распределенный сумматор импульсов
H03K3/00 - Импульсная техника (измерение импульсных характеристик G01R; механические счетчики с электрическим входом G06M; устройства для накопления /хранения/ информации вообще G11; устройства хранения и выборки информации в электрических аналоговых запоминающих устройствах G11C 27/02; конструкция переключателей для генерации импульсов путем замыкания и размыкания контактов, например с использованием подвижных магнитов, H01H; статическое преобразование электрической энергии H02M;генерирование колебаний с помощью схем, содержащих активные элементы, работающие в некоммутационном режиме, H03B; импульсная модуляция колебаний синусоидальной формы H03C;H04L ; схемы дискриминаторов с подсчетом импульсов H03D;

Владельцы патента RU 2642805:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук (RU)

Изобретение относится к средствам формирования мощных прямоугольных высоковольтных импульсов наносекундной и субмикросекундной длительности в ускорительной технике. Технический результат заключается в получении плоским устройством в форме диска мощных высоковольтных импульсов из совокупности идентичных парциальных импульсов с сохранением их формы, высота устройства может быть на два порядка меньше его диаметра, что может представлять значительный интерес при компоновке ряда систем. Сумматор имеет два соосно соединенных металлических диска одного диаметра, в примыкающем основании первого из которых имеются концентрические пазы с размещенными в них ферромагнитными сердечниками, в сумматоре обеспечивается передача промежуточных импульсов внутри сумматора за счет соединения указанных линий с входными коаксиальными линиями с образованием согласованных сумматоров напряжений и токов, выход распределенного сумматора импульсов образован согласованным полосково-коаксиальным переходом, совмещенным с многоплечевым сумматором токов. На выходе распределенного сумматора формируется импульс с коэффициентом повышения напряжения, равным числу ребер с установленными в них коаксиальными линиями, а коэффициент повышения тока равен числу коаксиальных линий, устанавливаемых в одном ребре. 3 ил.

 

Изобретение относится к высоковольтной коротко-импульсной технике и может быть использовано для формирования мощных прямоугольных высоковольтных импульсов наносекундной и субмикросекундной длительности в ускорительной технике, высокочастотных импульсных источниках и технологических установках.

Известен импульсный трансформатор [патент RU № 2542755 С1, Н01Р 5/12, 2006.01], выполненный в виде плоского диска, осуществляющий формирование мощного импульса путем согласованного суммирования совокупности идентичных парциальных импульсов, распространяющихся по коаксиальным или полосковым линиям, с последующим повышением напряжения результирующего импульса за счет его прохождения по неоднородной радиальной линии. Коаксиальные (полосковые) линии соединяются с радиальной линией по периметру её входа, волновой импеданс которого равен волновому импедансу всех параллельно подключенных к нему полосковых линий, т.е. вход радиальной линии совместно с подключенными к нему входными коаксиальными или полосковыми линиями образует согласованный многоплечевой сумматор тока. Выход радиальной линии выполнен в виде радиально-коаксиального перехода, при этом повышение напряжения и уменьшение тока выходного импульса по сравнению с напряжением и суммарным током парциальных импульсов определяется коэффициентом трансформации радиальной линии.

Недостатком данного трансформатора являются искажения формы передаваемых импульсов за счет отражений, имеющих место в неоднородных линиях, при этом искажения растут по мере увеличения коэффициента трансформации и длительности импульсов. Предлагаемое в патенте увеличение допустимой длительности импульсов и коэффициента трансформации за счет использования в линиях материалов с большой диэлектрической проницаемостью, то есть полярных диэлектриков, способных работать лишь при относительно небольших частотах, не решает проблему трансформации импульсов с наносекундными фронтами и спадами.

Известен кабельный трансформатор Льюиса [Lewis, A.D. Some transmission line devises for use with millimicrosecond pulses / A.D. Lewis. - Electronic Eng. – 1955. - V. 27. - P. 448-450)], обеспечивающий формирование мощного импульса путем сложения одинаковых парциальных импульсов, синхронно распространяющихся по совокупности коаксиальных кабелей, за счет последовательного соединения их линейно-упорядоченных выходов так, что центральный проводник выхода каждого кабеля соединяется с оплеткой следующего кабеля. Согласованная нагрузка, сопротивление нагрузки равно сумме импедансов кабелей, включается между центральным тоководом последнего кабеля и оплеткой первого кабеля, где формируется импульс той же формы, что и парциальные импульсы, напряжение импульса равно сумме напряжений парциальных импульсов, а ток равен току одного парциального импульса. Для блокирования токов с оплеток кабелей на землю на каждый из кабелей надевается ферритовый сердечник.

Недостатком данного сумматора является предположение об идеальности соединений выходов кабелей, не учитывающее их размеры и согласованность, что неприемлемо при использовании кабелей большого диаметра и протяженных соединений, когда необходимо обеспечить их согласование с целью исключения отражений и связанных с этим стоячих волн, искажающих форму выходного импульса. Кроме того, независимость блокирующих дросселей предполагает решение задачи блокирования обратных токов с потенциальных оплеток на землю для каждого коаксиального кабеля отдельно, что усложняется при увеличении числа оплеток коаксиальных кабелей, находящихся под высоким потенциалом.

Наиболее близким по технической сущности является генератор мощных наносекундных импульсов [В.В. Кладухин, С.В. Кладухин, А.А. Новоселов, С.П. Храмцов. Генератор мощных наносекундных импульсов на основе транзисторных ключей // ПТЭ. - 2013. - №3. - С. 51-53], формируемых путем параллельно-последовательного суммирования совокупности импульсов, распространяющихся по отдельным коаксиальным кабелям, выполняемого сосредоточенным суммирующим элементом, использующим разбиение передающих кабелей на одинаковые группы с параллельным соединением выходов кабелей внутри этих групп и последовательным соединением выходов кабелей, относящихся к разным группам, и расположенными в цилиндрическом корпусе пространственно разнесенными дросселями, осуществляющими блокирование обратных токов, распространяющихся от суммирующего элемента на землю по наружным оплеткам групп кабелей. Сумматор обеспечивает повышение напряжения с коэффициентом умножения, равным числу групп кабелей, и тока с коэффициентом умножения, равным числу кабелей в группе.

Недостатком данной реализации являются высокие изоляционные требования к дросселям, блокирующим токи от групп кабелей, имеющих потенциал, близкий к потенциалу выхода суммирующего элемента, линейная зависимость длины цилиндрического корпуса, в котором находятся суммирующий элемент и блокирующие дроссели, от числа суммируемых групп кабелей, наличие между суммирующим элементом и блокирующими дросселями суперпозиции стоячих и бегущих волн, искажающих форму результирующего импульса.

Задачей изобретения является формирование мощных высоковольтных импульсов путем сложения совокупности идентичных парциальных импульсов.

Технический результат состоит в получении плоским устройством, имеющим форму диска, мощных высоковольтных импульсов из совокупности идентичных парциальных импульсов с сохранением их формы, высота устройства может быть на два порядка меньше его диаметра, что может представлять значительный интерес при компоновке систем.

Достигается технический результат тем, что в отличие от известных технических решений радиально-распределенный сумматор импульсов выполнен в виде двух металлических соосно соединяемых дисков, суммирование парциальных импульсов в котором осуществляется множеством пространственно разнесенных согласованных суммирующих элементов, передача импульсов между которыми выполняется отрезками линий, являющимися плечами этих элементов, с этой целью в поверхности примыкающего основания первого диска имеются кольцевые концентрические пазы c размещенными в них ферромагнитными сердечниками, кольцевой концентрический уступ вдоль периметра основания и круговое концентрическое углубление в центре диска, пазы ограничены межпазными ребрами, внешним ребром, расположенным по периметру основания и примыкающим к нему пазом, и внутренним ребром, расположенным между концентрическим круговым углублением в центре диска и соседним пазом, по центральным окружностям ребер расположены равноотстоящие друг от друга сквозные отверстия с установленными в них входными коаксиальными линиями, внутренние проводники которых через радиальные металлические перемычки соединены в точках, равноотстоящих от отверстий с коаксиальными линиями, со смежными ребрами меньшего диаметра, внутренние проводники коаксиальных линий, установленных во внутреннем ребре, соединены радиальными перемычками с цилиндрическим проводником, расположенным по оси диска, в поверхности примыкающего основания второго диска имеются круговые концентрические углубления, диаметры которых соответствуют наружным диаметрам ребер первого диска, а глубина увеличивается по мере их приближения к центру диска, где имеется круглое отверстие с коническим расширением.

Согласно изобретению импульсы во входных коаксиальных линиях сумматора и на его коаксиальном выходе отождествляются с распространением пакетов Т-волн, образующих спектр этих импульсов, радиальные перемычки, соединяющие внутренние тоководы входных коаксиальных линий с межпазными ребрами, и примыкающая к ним поверхность второго диска образуют отрезки несимметричных полосковых линий (НПЛ), распространение импульсов в которых рассматривается как распространение пакетов квази Т-волн, кольцевые ребра в основании первой секции, имеющие соединения с радиальными перемычками, и примыкающие к ним кольцевые поверхности второго диска образуют кольцевые щелевые линии (ЩЛ), распространение импульсов в которых рассматривается как распространение пакетов квази Н-волн.

Каждая входная коаксиальная линия и примыкающие к ней отрезки ЩЛ образуют соответственно коаксиальные и щелевые входные плечи согласованного суммирующего элемента, а отрезок НПЛ, соединяющий центральный токовод этой коаксиальной линии с соседней кольцевой ЩЛ, образуют его выходное несимметричное полосковое плечо, отрезки ЩЛ, соединяемые с отрезком НПЛ, образуют выходные щелевые плечи согласованного трехплечевого делителя тока, а сам отрезок НПЛ образует входное несимметричное полосковое плечо этого делителя.

Суммирующие элементы, щелевые плечи которых расположены на одном ребре, образуют один уровень суммирования напряжений, число уровней суммирования (N) задает коэффициент умножения напряжения K= N+1, число суммирующих элементов на одном ребре совпадает с числом коаксиальных входов (n) и задает коэффициент повышения тока KI = n.

Сложение токов и напряжений в суммирующих элементах (СЕ) обеспечивается за счет выполнения определенных соотношений между волновыми сопротивлениями плечей СЕ и величинами напряжений и токов в этих плечах:

;

/2;

;

;

;

где

- номер уровня суммирования напряжений;

- напряжение импульса на первом входном ЩЛ-плече СЕ уровня k;

- напряжение импульса на втором входном ЩЛ-плече СЕ уровня k;

UCL - напряжение импульса на входном коаксиальном плече СЕ;

- ток импульса на первом входном ЩЛ-плече СЕ уровня k;

- ток импульса на втором входном ЩЛ-плече СЕ уровня k;

ICL - ток импульса на входном коаксиальном плече СЕ;

- волновое сопротивление первого входного ЩЛ-плеча СЕ уровня k;

- волновое сопротивление второго входного ЩЛ-плеча СЕ уровня k;

ZCL - волновое сопротивление входного коаксиального плеча СЕ;

- напряжение импульса на выходном НПЛ-плече СЕ уровня k;

- ток импульса на выходном НПЛ-плече СЕ уровня k;

- волновое сопротивление выходного НПЛ-плеча СЕ уровня k,

и синхронизации моментов поступления импульсов на входные плечи, достигаемой за счет задержки моментов поступления парциальных импульсов на входные коаксиальные плечи суммирующих элементов, определяемой соотношением:

,

где

- задержка момента поступления парциальных импульсов на коаксиальные входы CE k -го уровня суммирования;

- скорость распространения электромагнитной волны по НПЛ-плечу;

- скорость распространения электромагнитной волны по ЩЛ-плечу;

- длина входного НПЛ-плеча делителя тока на i-м уровне суммирования;

-длина выходного ЩЛ-плеча делителя тока на i-м уровне суммирования.

Согласованное деление токов с выходов НПЛ по ЩЛ k-го уровня суммирования выполняется трехплечевыми делителями токов, величины напряжений, токов и сопротивлений в которых удовлетворяют соотношениям:

;

;

;

,

где ; ;.

Согласованное объединение выходных НПЛ-плечей суммирующих элементов последнего (N-го) уровня суммирования напряжений выполняется n-плечевым сумматором токов, коаксиальный выход которого является выходом радиально-распределенного сумматора импульсов, параметры импульса на выходе радиально-распределенного сумматора определяются соотношениями:

;

;

,

где

- число уровней суммирования;

- число коаксиальных входов на одном уровне суммирования;

- выходное напряжение сумматора;

- выходной ток сумматора;

- выходное волновое сопротивление сумматора;

ε – диэлектрическая проницаемость изолирующей среды в зазоре между дисками;

D - диаметр цилиндрической части наружного токовода коаксиального выхода;

d - диаметр цилиндрической части внутреннего токовода коаксиального выхода;

h3 – зазор между проводниками в НПЛ плече второго уровня суммирования;

D* - диаметр конической развертки наружного токовода.

Ферритовые сердечники, установленные в пазах первого диска, совместно со стенками пазов и охватывающими их радиальными перемычками образуют дроссели, блокирующие радиальные токи утечки (обозначенные как iу1 и iу2 на фиг.2), которые связаны с различием потенциалов соседних межпазных ребер на величину напряжения входных импульсов. Электрическое сопротивление изолирующего дросселя определяется соотношением:

,

которое удовлетворяет условию для всех спектральных составляющих импульса, где - комплексная магнитная проницаемость материала ферритового сердечника, ω - частота спектральной составляющей импульса, S - сечение сердечника, D - диаметр сердечника.

На фиг.1 представлен разрез с параметрами: n=6, N=2, иллюстрирующий сущность изобретения, где 1 - первый диск; 2 - паз c ферромагнитным сердечником; 3 - кольцевой концентрический уступ; 4 - круговое концентрическое углубление; 5 - межпазное ребро; 6 - внешнее ребро; 7 - внутреннее ребро; 8 - отверстие с входной коаксиальной линией; 9 - радиальная перемычка; 10 - точка присоединения радиальной перемычки к ребру; 11 - цилиндрический проводник с конусным основанием; 12 - второй диск, 13 - круговое концентрическое углубление; 14 - отверстие с коническим расширением.

На фиг.2 дано сечение сумматора импульсов, где h1 ÷ h3 - зазоры между радиальными перемычками и поверхностью второго диска (зазоры между проводниками в полосковых линиях); h1* ÷ h2* - зазоры между кольцевыми ребрами и поверхностью второго диска (зазоры между проводниками в щелевых линиях); iу1 ÷ iу2 - токи утечки, d - диаметр цилиндрической части внутреннего токовода коаксиального выхода, D - диаметр цилиндрической части наружного токовода коаксиального выхода; D* - диаметр конической развертки наружного токовода; d* - диаметр конического основания внутреннего токовода выхода.

На фиг.3 приведена поверхность первого диска с указанием (стрелками) распространения токов внутри сумматора, где a1÷а3 - ширина радиальных перемычек (тоководов полосковых линий) , b1÷b2 - ширина кольцевых ребер (тоководов щелевых линий), ln1 ÷ ln2 - длины радиальных перемычек (тоководов несимметричных полосковых линий), lщ1 ÷ lщ2 – длины отрезков кольцевых ребер (тоководов щелевых линий).

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент времени синхронно по 6-и входным коаксиальным линиям (), выводы которых расположены на внешнем ребре, поступают парциальные импульсы в виде токов и напряжений , которые в виде напряжений и токов передаются далее по шести НПЛ с сопротивлениями , являющимися входными плечами делителей тока первого уровня суммирования. Далее импульсы поступают на выходные плечи симметричных делителей тока первого уровня суммирования, волновые сопротивления которых удовлетворяют соотношению:

,

а токи и напряжения в их плечах - соотношениям:

;

.

В момент времени на входные коаксиальные плечи всех шести СЕ первого уровня суммирования поступают парциальные импульсы в виде токов и напряжений , одновременно с которыми на их ЩЛ-плечи поступают импульсы с симметричных делителей тока, в результате чего на выходных плечах СЕ, волновые сопротивление которых , будут получены импульсы с токами и напряжениями, удовлетворяющими соотношениям:

;

.

Далее импульсы передаются на выходные плечи симметричных делителей тока, волновые сопротивления которых удовлетворяют соотношению:

,

а токи и напряжения в их плечах - соотношениям:

;

.

В момент времени на входные коаксиальные плечи всех шести СЕ второго уровня суммирования поступают парциальные импульсы в виде токов и напряжений , одновременно с которыми на их ЩЛ-плечи поступают импульсы с симметричных делителей тока, в результате чего на выходных плечах СЕ, волновые сопротивление которых , будут получены токи и напряжения, удовлетворяющие соотношениям:

, .

Импульсы, полученные на выходных НПЛ-плечах СЕ второго (последнего) уровня суммирования напряжения, с помощью шестиплечевого согласованного сумматора тока объединяются в выходной импульс с параметрами:

;

,

при этом волновая сумма сопротивлений входных плечей сумматора и сопряженного с ними коаксиального выхода удовлетворяют соотношению:

.

Радиально распределенный сумматор импульсов может иметь размеры, достигающие нескольких метров в диаметре, при числе уровней суммирования N ≤ 25 и числе коаксиальных вводов на одном уровне n ≤ 50. В качестве входных коаксиальных линий могут быть использованы стандартные коаксиальные кабели либо специально изготовленные линии. С целью повышения электропрочности зазор между дисками может заполняться жидким изолятором с диэлектрической проницаемостью (ε ≤6 ) или изолирующими газами. Ферритовые сердечники следует выбирать с учетом возможности блокирования всех спектральных составляющих парциальных импульсов.

Точные значения волновых сопротивлений НПЛ и ЩЛ должны рассчитываться численными методом, оценка сопротивлений НПЛ и ЩЛ, с учетом малого сопротивления продольных составляющих магнитного поля, квази Н-волн в ЩЛ, из-за большой магнитной проницаемости ферритов, может быть выполнена аналогично:

;

;

.

С использованием заявленных признаков был изготовлен макет сумматора с параметрами: n=3, N=2, в котором для транспортировки входных импульсов использовались девять 50-омных коаксиальных кабелей, разделенных на три группы по три кабеля. В качестве дроссельных сердечников использовались ферритовые кольца из материала N49 фирмы Epcos. Парциальные импульсы на входах 50-омных коаксиальных кабелей формировались тремя IGBT-транзисторами FGL40N120 и имели: прямоугольную форму, длительность 60 нс, фронт 14 нс, спад 19 нс, напряжение 1кВ. На выходе сумматора формировался импульс длительностью 52 нс с фронтом 15 нс, спадом 20 нс, напряжением 3кВ и током 60 А.

Радиально-распределенный сумматор импульсов, состоящий из двух металлических соосно соединяемых дисков, в примыкающем основании первого из которых имеются кольцевые концентрические пазы c размещенными в них ферромагнитными сердечниками, ограниченные ребрами,

по центральным окружностям ребер расположены равноотстоящие друг от друга сквозные отверстия с установленными в них входными коаксиальными линиями,

внутренние проводники коаксиальных линий, установленных в ребре минимального диаметра, соединены радиальными перемычками с цилиндрическим тоководом, расположенным на оси диска,

в примыкающем основании второго диска имеются круговые концентрические углубления, диаметры которых соответствуют наружным диаметрам ребер первого диска, а их глубина увеличивается по мере приближения к центру диска,

в центре диска находится отверстие, в котором располагается цилиндрический токовод первого диска, образующий совместно с отверстием коаксиальный выход сумматора импульсов,

радиальные перемычки первого диска и поверхности концентрических углублений второго диска образуют отрезки несимметричных полосковых линий,

ребра первого диска и поверхности концентрических углублений второго диска образуют круговые щелевые линии,

входные коаксиальные линии и примыкающие к ним отрезки  круговых щелевых линий образуют входные плечи согласованных суммирующих элементов,

отрезки несимметричных полосковых линий, соединенные с круговыми щелевыми линиями, образуют плечи согласованных симметричных делителей тока,

отрезки несимметричных полосковых линий, являющиеся выходными плечами расположенных на внутреннем ребре первого диска согласованных суммирующих элементов, соединенные с коаксиальным выходом, образуют согласованный многоплечевой сумматор токов, совмещенный с полосково-коаксиальным переходом,

поверхности кольцевых концентрических пазов первого диска с вложенными в них ферромагнитными сердечниками образуют дроссели, блокирующие радиальные токи утечки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области вычислительной техники и может использоваться в датчиковых системах, нейронных сетях, устройствах передачи информации. Технический результат заключается в обеспечении сравнения двух входных токовых сигналов Ix1, Ix2 с гистерезисом по входу Ix1 и возможностью регулирования.

Изобретение относится к области вычислительной техники, автоматики и может использоваться в различных цифровых структурах и системах автоматического управления и передачи информации.

Изобретение относится к системам автоматического управления и контроля. Многоканальный компаратор напряжения с гальванически изолированными каналами содержит генератор тактовых импульсов, двоичный счетчик номера контролируемого канала, дешифратор, ОЗУ кодов значений контролируемых напряжений и кода вида контроля, ЦАП, компаратор напряжения, цифровой логический элемент «Исключающее ИЛИ», триггер фиксации выхода напряжения за установленное значение, аналоговый мультиплексор, шину запуска устройства, магистраль выбора напряжения, магистраль опроса напряжения, магистраль кода предельного значения напряжения, резисторы, ограничивающие броски входного тока при изменении входного напряжения, оптопары транзисторные, конденсаторы, диоды защиты от обратного напряжения, импульсные трансформаторы, переменные резисторы.

Изобретение относится к импульсной технике. Техническим результатом является уменьшение аппаратурных затрат.

Изобретение относится к импульсной технике. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей за счет обеспечения воспроизведения операций, где есть длительности положительных импульсных сигналов, синхронизированных по переднему фронту.

Предлагаемая группа изобретений относится к области электронной техники и может быть использована в системах управления, где требуется высокая надежность выполнения заданного режима, например, в системах управления космическими аппаратами, в авиационной технике и в других системах.

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для синхронизации генераторов импульсных напряжений. Достигаемый технический результат - стабилизация задержки последовательности импульсов независимо от частоты их следования.

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано в радиотехнических системах. Технический результат - повышение точности определения дальности до импульсного излучателя.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к измерительным преобразователям с частотной формой выходных сигналов. Технический результат - уменьшение погрешности и повышение быстродействия дифференциального измерительного преобразователя.

Импульсный селектор предназначен для воспроизведения операции submed(τ1,…,τ7), где τ1, …, τ7 есть длительности положительных импульсных сигналов x1,…,x7∈{0,1}, синхронизированных по переднему фронту, и может быть использован в системах автоматического регулирования и управления как средство предварительной обработки информации.

Изобретение относится к интегральной электронной технике и может быть использовано в составе боков синтезаторов сетки частот, а именно при реализации генератора, управляемого напряжением (ГУН).

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для формирования прямоугольных импульсов при оптимальном соотношении КПД и габаритов блокинг-генератора, работающего в автоколебательном режиме.

Изобретение относится к области вычислительной техники, автоматики и может использоваться в различных цифровых структурах и системах автоматического управления и передачи информации.

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники. Генератор включает зарядную цепь, ограничитель и нагрузку.

Предлагаемый способ относится к области измерительной техники и предназначен для преобразования напряжения в частоту следования импульсов. Технический результат заключается в уменьшении абсолютной погрешности дискретности преобразования в код выходной частоты следования импульсов и расширение диапазона входных напряжений.

Изобретение относится к области радиотехники и связи и может быть использовано для улучшения линейности усиления многочастотных сигналов. Технический результат заключается в снижении динамического диапазона многочастотных сигналов.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах электроснабжения. Технический результат заключается в повышении коэффициента усиления напряжения.

Изобретение относится к области импульсной техники и может использоваться для питания обмоток возбуждения реверсивного двигателя возвратно-поступательного движения.

Изобретение относится к области и предназначено для получения последовательности случайных чисел с заданными статистическими характеристиками. Технический результат - повышение независимости вырабатываемой последовательности случайных чисел от параметров источника шума и получение последовательности случайных чисел с заданными статистическими характеристиками.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Технический результат заключается в повышении быстродействия специализированных вычислителей таких как многозначный триггер.

Изобретение относится к способам и устройствам заряда батарей емкостных накопителей электрической энергии в виде конденсаторов, ионисторов и т.п., широко используемых в импульсной технике, при их заряде от источника переменного тока, в том числе ограниченной мощности. Технический результат - улучшение удельных энергетических показателей (среднего значения зарядной мощности и КПД) зарядных устройств - достигается за счет того, что начальный заряд батареи производят при минимальной емкости накопителя и емкость батареи емкостного накопителя электрической энергии увеличивают по мере повышения напряжения на ее секциях. Предложены варианты схемотехнических решений устройства для реализации заявленного способа. В первом варианте устройства технический результат достигается за счет использования тиристоров в качестве токоограничивающего и развязывающих сопротивлений каскадов и разрядных ключей. Во втором варианте устройства технический результат достигается за счет включения ключа двусторонней проводимости между выпрямителем и средней точкой батареи конденсаторов, выполненной в виде емкостного трансформатора. В третьем варианте устройства технический результат достигается за счет выполнения емкостного накопителя электрической энергии в виде трех конденсаторов, образующих треугольник, в котором два конденсатора одинаковой емкости создают емкостной трансформатор напряжения, а вывод его средней точки соединен с одной из клемм входной диагонали выпрямителя через ключ двухсторонней проводимости. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к средствам формирования мощных прямоугольных высоковольтных импульсов наносекундной и субмикросекундной длительности в ускорительной технике. Технический результат заключается в получении плоским устройством в форме диска мощных высоковольтных импульсов из совокупности идентичных парциальных импульсов с сохранением их формы, высота устройства может быть на два порядка меньше его диаметра, что может представлять значительный интерес при компоновке ряда систем. Сумматор имеет два соосно соединенных металлических диска одного диаметра, в примыкающем основании первого из которых имеются концентрические пазы с размещенными в них ферромагнитными сердечниками, в сумматоре обеспечивается передача промежуточных импульсов внутри сумматора за счет соединения указанных линий с входными коаксиальными линиями с образованием согласованных сумматоров напряжений и токов, выход распределенного сумматора импульсов образован согласованным полосково-коаксиальным переходом, совмещенным с многоплечевым сумматором токов. На выходе распределенного сумматора формируется импульс с коэффициентом повышения напряжения, равным числу ребер с установленными в них коаксиальными линиями, а коэффициент повышения тока равен числу коаксиальных линий, устанавливаемых в одном ребре. 3 ил.

Наверх