Генератор импульсов

 

Союз Советских

Социалистических

Реотублик

ОП ИСАЙИ изов етЕНИЯ к лвтоескомт свидиальствю (и).612 397 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) ЗаЯвлено 14.01,77 (21) 2442686/18-21 с присоединением заявки №

{23) Приоритет (43) Опубликовано25.06.78. Бюллетень №23 (53) М. Кл.

Н 03 К 3/53

Гасударственный камнтет

Саввтв Инннатрав СССР . аа делам нзабретеннй н аткрытнй (53) УДК 621.373 (088.8) (45) Дата опубликования описания25.05.78 (72) Авторы изобретения

О. A. Гусев, B. Б. Марков, Е, М. Меллех, и Е. П. Павлов (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к мощной импульсной технике и предназначено, в частности, для использования в системах импульсного питания генераторов сильноточных электроцных пучков для нагрева плазмы и т..д. а

Известны генераторы импульсов, формирующие на нагрузке высоковольтные импульсы напряжения, содержащие высоковольтный импульсный трансформатор, к первичной обмотке которого через коммутатор подключается предварительно заряженный от источника накопительный конденсатор, а к вторичной обмотке подключена нагрузка (1), Однако фронт нарастания напряжения на нагрузке в таких схемах существенно огра-. ничивается величиной индуктивности рассеяния импульсного трансформатора.

Известен также генератор импульсов, содержащий последовательно соединенные источник зарядного напряжения, зарядное уст- 2в ройство и емкостный HGKQIIHTelIb энергии, который через управляемый ключ соединен с первичной обмоткой импульсного трансформатора, а к выводам вторичной обмотки, с целью повышения эффективности передачи 25 энергии, нагрузка подключена через обостритель, причем параллельно вторичной обмотке включен высоковольтный емкостный накопитель (2) .

Однако длительность, а следовательно и эффективность процесса передачи энергии из первичного контура в нагрузку существенно ограничивается величиной индукции ферромагнитного сердечника, так как после его насьпцения запасенная энергия рассеивается в первичном контуре.

Целью изобретения является увеличение энергии, передаваемой в нагрузку.

Достигается это тем, что в генераторе импульсов, содержащем последовательно в включенные источник зарядного напряжения, зарядное устройство и емкостный накопитель энергии, который через ключ подключен к первичной обмотке импульсного трансформатора, к вторичной обмотке которого через ключ-обостритель подключена нагрузка, а параллельно вторичной обмотке включены ,ключ и высоковольтный емкостный накопитель, между ключом, щунтирующим вторичную обмотку импульсного трансформатора

612397 и высоковольтным емкостным накопителем

Мключена вторичная обмотка двухобмоточМого трансформаторного индуктивного наФсопителя, первичная обмотка которого под ключена через ключ к источнику зарядного тока.

На чертеже представлена схема генератора импульсов.

Предлагаемый генератор импульсов, со держит последовательно соединенные источ- 10 ник зарядного напряжения 1, зарядное устройство 2, и емкостный накопитель энергии

3, который через ключ 4 соединен с первичной обмоткой импульсного трансформатора 5, к выводам вторичной обмотки кото». poro подключается цепь из последовательно соединенных вторичной обмотки трансформаторного индуктивного накопителя 6, первичная обмотка которого через коммутатор 7

:соединена с источником зарядного тока 8, ключа-обострителя 9 и нагрузки 10, причем между точкой соединения вторичной обмотки трансформаторного индуктивного накопителя

6 и обострителя 9 и вторым выводом вторичной обмотки импульсного трансформатора

5 включается высоковольтный емкостный накопитель ll, а параллельно вторичной обмотке импульсного трансформатора 5 включен ключ 12.

Работа устройства происходит следующим образом.

В исходном состоянии ключи 4, 9 12 разомкнуты, а ключ 7 замкнут. Накопитель энергии 3 заряжен от источника зарядного напряжения 1 через зарядное устройство 2 до исходного напряжения. В первичной обмотке трансформаторного индуктивного накопителя 6 протекает ток от источника зарядного тока 8 через ключ 7. При замыкании ключа 4 происходит реэонасный заряд вы40 соковольтного емкостного накопителя 11 от накопителя 3 через индуктивности рассеяния высоковольтного импульсного трансформатора 5 и трансформаторного индуктивно45 го накопителя 6. В момент достижения током в указанном контуре максимальной величины производится одновременное замыкание обострителя 9 и размыкание ключа 7.

При этом на нагрузке 10 возникает импульс

56 высокого напряжения с коротким фронтом нарастания и плоской вершиной. В дальнейшем разрядка трансформаторного индуктивного накопителя 6 на нагрузку 10 происходит по цепи: индуктивный накопитель 6, обостритель 9, нагрузка 10, импульсный трансформатор 5, накопитель 3, ключ 4, индуктивный накопитель 6, При этом накопитель 3 также отдает свою энергию нагрузке 10. В тот момент, когда напряжение на накопителе 3 становится равным нулю, происходит замыкание ключа 12 и тем самым индуктивный накопитель 6 непосредственно подключается на нагрузку 10.

Следует отметить тот факт, что величина энергии, передаваемая в нагрузку в прототипе, ограничена воэможностями импульс ного трансформатора, Известно, что величина максимальной энергии, передаваемой импульсным трансформаторном, определяет4 32W2 2 ся выражением 7 „* . Из выражения видно, что велйчина \Х(„„<„c существенно ограничивается индукцией насыщения ферромагнитного сердечника 4 В, так как в применяемых для сердечников импульсных трансформаторов материалах, 4 В <3 Тл. Увеличение же числа витков

% и сечения сердечника S,,во-первых, приводит к возрастанию габаритов и веса устройства, а во-вторых, не дает желаемого результата из-за пропорционального увеличения индуктивности рассеяния импульс— ного трансформатора L < . Предлагаемая схема лишена этого недостатка, так каквклад энергии в нагрузку в основном определяется энергией, запасенной в индуктивном накопителе. Существенным моментом в процессе генерации высоковольтного импульса в предлагаемой схеме является и тот факт, что при передаче энергии от накопителя 3 высоковольтному емкостному накопителю

11 в момент максимума тока в контуре происходит Обесточивание ключа. 7, что облегчает коммутацию цепи индуктивного накопителя 6, Формула изобретения

Генератор импульсов, содержаший последовательно включенные источник зарядного напряжения, зарядное устройство и емкостной накопитель энергии, который через ключ подключен к первичной обмотке импульсного трансформатора, к вторичной обмотке которого через ключ-обостритель, подключена нагрузка, а параллельно вторичной Обмотке включены клЮЧ и высоковольтный емкостный накопитель, О т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения энергии, передаваемой в нагрузку, между ключом, шунтирующим вторичную обмотку импульсного трансформатора и высоковольтным емкостным накопителем включена вторичная обмотка двухобмоточного трансфор маторного индуктивного накопителя, первичная обмотка которого подключена через ключ к источнику зарядного ToKG, Ист Оч ни ки H EIEIEop M BEE E f H ð и и ц пя ты е во мп мание при экспертизе: