Каскадный генератор импульсов высокого напряжения

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е »» бВВЗ21

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свил-ву(22) Заявлено02.02.76 (21) 2321122/21 с присоединением заявки №(23) Приоритет (51) М. Кл.

Н 03 К 3/83

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изаеретений и открытий (43) Опубликовано25.07.77Бюллетень № 27 (53) УДК 621 373 (088.8) (45) Дата опубликования описания 31.08.77 (72) Авторы изобретения

Н. B Белкин, В. В. Боголюбов, Л. Н. Худякова и В, А. Цукерман (71) Заявитель (54) КАСКАДНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к технике высоких напряжений, а более конкретно к каскадным генераторам высоковольтных импульсов, и может быть использовано в качестве источника ускоряющего напря- 5 жения в компактных рентгеновских, электронных и других импульсных аппаратах ионизируюших излучений, в лазерной технике и в различных физических установках.

Известен каскадный генератор импульсов высокого напряжения, формируюший короткие импульсы напряжения амплитудой в сотни киловольт и содержаший первичную обмотку, состоящую из нескольких витков медной ленты, и вторичную обмотку, выполненную двумя изолированными друг от друга медными лентами, спирально намотанными на ферритовый сердечник. ВТоричная обмотка одновременно выполняет функции накопительной емкости. Энергия, запасенная в этой емкости, реализуется в первичной обмотке комбинированного трансформатора при срабатывании первичного коммутатора тока (17

Однако такой каскадный генератор импульсов имеет недостаточную амплитуду выходных импульсов.

Из известных устройств6, наиболее близким по своей технической сушности к изобретению является каскадный генератор импульсов высокого напряжения, содержаший источник питания, комбинированные импульсные трансформаторы, соединенные последовательно через разделительные резисторы, конденсатор связи и трехэлектродные коммутаторы тока, включенные параллельно входу каждого импульсного трансформатора f2)

Недостатком такого импульсного каскадного генератора является несинхронность срабатывания первичных коммутаторов в результате статистического разброса времени развития разряда от момента поджига до замыкания рабочего промежутка. Поэтому импульсы напряжения во вторичных обмотках генерируются не одновременно и напряжение на выходе генератора оказывается меньше суммы амплитуд импульсов, входящих в схему трансформаторов.

566321

Для увеличения амплитуды выходных импульсов вь".сокого напряжения в каскадном генераторе импульсов. высокого напряжения, содержащем источник питания, комбинированные импульсные трансформаторы, соединенные последовательно через разделительные резисторы, конденсатор связи и трехэлектродные коммутаторы тока, включенные параллельно входу каждого импульсного трансформатора, управляемые электроды коммутаторов, начиная со второго, подключены к началу вторичной обмотки импульсного трансформатора предыдущего каскада через конденсатор связи.

На чертеже дана принципиальная элек- 15 трическая схема каскадного генератора импульсов .""высокого напряжения (например, с числом каскада и =3) .

Каскадный генератор импульсов высокого напряжения состоит из трех последовательно соединенных комбинированных импульсныхтрансформаторов1-1, 1-2, 1-Зс трехэпектродными коммутаторами 2-1,2-2, 2-3 в цепи первичных обмоток 3-1, 3-2, 3-3.

На ферритовых сердечниках 4-1, 4-2, 25

4-3 намотаны вторичные обмотки 5-1, 5-2, 5-3 и 6-1, 6-2, 6-3, выполненные . на двух изолированных друг от друга медных пластинах, междувитковые емкости которых образуют накопительные -;элемен» ЗОты 7-1, 7-2, 7-3 (на чертеже показаны пунктиром) . Импульсные трансформаторы 1-1, 1-2, 1-3, соединены между собой через разделительные резисторы 8-1, 8-2.

Конденсаторы связи 9-1, 9-2 включены в цепи управляюших электродов 10-1, 10-2

10-3 (коммутаторов) так, что последовательная цепочка, состоящая из конденсаторов 9-1, 9-2 и межэлектродной емкости поджигаюшего промежутка коммута- 40 торов 2-1, 2-2., 2-3, оказывается параллельной вторичным обмоткам 6-1, 6-2, 6-3 предыдуших трансформаторов 1-1, 1-2, 1-3.

Работает каскадный генератор импуль- 45 сов следующим образом.

Накопительные элементы 7-1, 7-2, 7-3 комбинированных трансформаторов

1-1, 1-2, 1-3 заряжаются от одного источника питания. Запуск генератора осуществляется подачей поджигаюшего импульса на управляющий электрод 10-1 первого коммутатора 2-1. При его срабаты.вании. накопительный элемент 7-1 первого каскада разряжается. н первичную об55 мотку 3-1. Во вторичной обмотке появляется импульс высокого напряжения. Большая часть его оказывается приложенной к поджигающему промежутку коммутатора 2-2 второго каскада, так как величина межэлектродной емкости этого промежутка меньше, чем емкость последовательно соединенного с ним конденсатора 9-1. При достижении напряжения несколько киловольт, т.е. в начале фронта высоковольтного импульса, коммутатор срабатывает, что приводит к появлению высоковольтного импульса на выходе второго трансформатора 1-2. Работа третьего каскада аналогична второму.

Время запаздывания срабатывания каждого последующего коммутатора относительно первого много меньше длительности фронта высоковольтных импульсов, формируемых во вторичных обмотках трансфор-. маторов, поэтому своего амплитудного значения все импульсы напряжения достигают практически одновременно.

Таким образом, емкостная связь позволяет получать на выходе каскадного генератора импульсы напряжения с максимальной возможной амплитудой, равной сумме амплитуд импульсов всех последовательно соединенных комбинированных трансформаторов; Кроме того, отпадает необходимость в сложной системе пусковых устройсти;-что значительно упрошает как схему, так и конструкцию генератора.

Формула изобретения

Каскадный генератор импульсов высокого напряжения, содержаший источник питания, комбинированные импульсные трансформаторы, соединенные последовательно через разделительные резисторы, конденсатор связи и трехэлектродные коммутаторы тока, включенные параллельно входу каждого импульсного трансформатора, о т л ич а ю ш и и с я тем, что, с целью увеличения амплитуды выходных импульсов высокого напряжения, управляемые электроды коммутаторов, начиная со второго, подключены к началу вторичной обмотки импульсного трансформатора предыдушего каскада через конденсатор связи.

Источники информации, принятые во вни.мание при :.. экспертизе.

1. Месяц Г. А.,Насибов А. С., Кремнев В.В.

"Формирование наносекундных импульсов высокого напряжения . М., Знергия, 1970, с. 53-56.

2. Авторское свидетельство СССР № 149494, кл. Н 01 7 27/28, 1968.

Составитель B. Чорба

Редактор Т. Шагова Техред O. Дуговая Корректор П. Макаревич

Закаэ 2512/38 Тираж 1065 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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