Устройство импульсного питания ускорителя

 

ОП ИСАНИЕ

И.ЗОБРЕТЕ Н ИЯ к авторском свидетельству

Союз Советск их

Соцналнстнчеекма

Республик

818457 (8I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 16.11,79 (21) 2840322/18 — 25 (51)М. Кл. с присоединением заявки М

Н 05 Н 5(02

Гоеудареткнвй комитет

CCCP ао делан кзебретекнй и етерыткй (28) П рнормтет

Опубликовано 23.11,82, Бюллетень М 43 (53) УДК 621.384. .6 (088.8) Дата опубликования описания 23,12.82. l (71) Зая.витель (54) УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНОГО ПИТАНИЯ УСКОРИТЕЛЯ

Изобретение относится к области систем импульсного питания ускорителей заряженных частиц прямого действия и предназначено, в частности, для использования в системах импульсного питания генераторов сильноточных электронных пучков нагрева плазмы и т. д.

Известны схемы генераторов импульсов, формирующих. на ускорительном диоде высоковольтные импульсы напряжения, содержащие высоковольтный импульсный трансформатор, то к первичной обмотке которого через коммутатор подключен предварительно заряженный от источника питания накопительный конденсатор, а ко вторичной обмотке подключен ускорительный диод (11.

Недостатком такого генератора является сравнительно малая величина энергии, передаваемая в пучок электронов, поскольку оиа ограничена возможностями импульсного трен форматора. Величина передаваемой трансфор20 матором энергии пропорциональна числу витков и сечению сердечника. Но их увеличение, во.— первых, приводит к возрастанию веса .й габарнтов устройства, что часто неприемлемо, а вовторых, ведет к увеличению индуктивности рае» сеяния импульсного трансформатора и связанному с этим искажению формы импульса.

В качестве прототипа выбран генератор импульсов (2), содержащий последовательно соединенные источник зарядного напряжения, зарядный элемент и емкостный накопитель энергии, который через управляемый коммутатор соедтпнен с первичной обмоткой импульсного трансформатора, к высоковольтному выводу вторичной обмотки которого подключен один- из выводов вторичной обмотки трансформаторного индуктивного накопителя, первичная обмотка которого через коммутатор соединена с источиппсом зарядного, тока, причем вторичная обмотка импульсного трансформатора шунтирована другим коммутатором, а к его низ ковольтному концу подключен анод ускорительного диода.

К недостаткам прототипа следует отнести сложность, а также большой вес. и габариты устройства, обусловленные, наличием высоко3 818457 вольтного емкостного накопителя и обостри1 теля.

Целью изобретения является упрощение устройства.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем последовательно соединенные источник зарядного напряжения, зарядный элемент и емкостный накопитель энергии, который через управляемый коммутатор соединен с первичной обмоткой импульсного трансформатора, к высоковольтному выводу вторичной обмотки которого подключен один из выводов вторичной обмотки трансформаторного индуктивного накопителя, первичная обмотка которого через коммутатор соединена с источником зарядного тока, причем вторичная обмотка импульсного трансформатора шунтирована другим коммутатором, а к его низковольтному концу подключен анод ускорительного диода, к крайним выводам вторичных обмоток импульсного трансформатора и индуктивного накопителя подключен взрывной проводник, параллельно которому вклЮчен ускорительный диод.

Предлагаемое устройство поясняется схемой. Устройство содержит последовательно соединенные источник 1 зарядного напряжения, зарядный элемент 2 и емкостный накопитель 3 энергии, который через управляемый коммутатор 4 соединен с первичной обмоткой импульсного трансформатора 5, к выводам вторичной обмотки которого подключена цепь иэ соединенных последовательно вторичной обмотки трансформаторного индуктивного накопителя 6, первичная обмотка которого через коммутатор

7 соединена с источником 8 зарядного тока, и взрывного проводника 9, шунтированного ускорительным диодом 10, причем вторичная обмотка импульсного трансформатора 5 шунтирована коммутатором 11.

Работа устройства происходит следующим образом.

В исходном состоянии коммутаторы 4 и

11 разомкнуты, а коммутатор 7 замкнут. При этом емкостный накопитель 3 заряжен от источника 1 через зарядный элемент 2 до мак- 4> симального напряжения, а в первичной обмотке трансформаторного индуктивного накопителя

6 протекает ток от источника 8 зарядного тока через коммутатор 7. При замыкании коммутатора 4 импульсное высокое напряжение, гене- 5О рируемое на вторичной обмотке импульсного трансформатора 5, прикладывается в указанной на схеме полярности через взрывной проводник

9 к индуктивности рассеяния трансформаторного индуктивного накопителя 6. Под действием55 этого напряжения начинается зарядка током укаэанной индуктивности рассеяния. Этот ток протекает по цепи: коммутатор 7 и источник 8

4 в налравлении, обратном исходному току.

Амплитуда импульсного напряжения на вторичной обмотке импульсного трансформатора выбрана так, чтобы максимальный ток, устанавливающийся под его действием в цепи коммутатора 7 и источника 8, был бы равен или чуть превышал исходный rotc в этой цепи. При этом происходит,бездуговое отключение коммутатора 7 в обесточенном состоянии. С этого момента вся энергия индуктивного накопителя

6 сохраняется в нем за счет протекания тока лишь во вторичной его обмотке. Этот ток замыкается через вторичную обмотку импульсного трансформатора 5 и взрывной проводник

9. После этого замыкается коммутатор 11, шунтируя импульсный трансформатор 5,, и взывается проводник 9. Проводник 9 может взрываться с помощью взрывчатого вещества или с помощью электрического взрыва эа счет разогрева протекающим по нему током, или в сочетании того и другого. После размыкания взрывного проводника 9 вторичная обмотка индуктивного накопителя 6 с запасенным в ней током оказывается .подключенной через замкнутый коммутатор 11 к ускорительному диоду 10. Поскольку ток в индуктивном накопителе мгновенно прекратиться не может, то на ускорительном диоде генерируется высо -, кое напряжение, обусловленное вольт-амперной характеристикой диода, которое вызывает ток электронп пучка, величина которого равна току запасенному во вторичной обмотке индуктивного накопителя 6. Фронт импульса напряжения обусловлен скоростью срабатывайия последней ступени взрывного проводника

9 (в случае, если он выполнен многоступенчатым), которая может быть достигнута достаточно высо кой,. чтобы сформировать фронт не хуже, чем в прототипе. По мере разрядки индуктивного накопителя происходит спад интенсивности электронного пучка, после чего процессы прекращаются.

Таким образом, по сравнению с прототипом, в заявляемом устройстве высокольтная кон° .. денсаторная батарея и разрядник — обостритель заменены взрывным проводником, что значитель. но упрощает конструкцию устройства, Й ижает его вес и габариты.

Формула изобретения

Устройство импульсного питания ускорителя, содержащее последовательно соединенные источточшпс зарядного напряжения, зарядный элемент и емкостный накопитель энергии, который через управляемый коммутатор соединен с первичной обмоткой импульсного трансформатора, к вь1соковольтному выводу вторичной обмотки

Составитель Е. Медведев

Техред М.Тенер Корректор H Ватрутпкина

Редактор Н. Аристова

Подписное

Заказ 10535/8 Тираж 862

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

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

5 . 818457 6 которого подключен один иэ выводов вторич- обмоток импульсного трансформатора и индукной обмотки трансформаторного индуктивного тивного накопителя подключен вэрывной накопителя, первичная обмотка которого через проводник, параллельно кот рому включен коммутатор соединена с источником зарядного ускорительный диод. тока, причем вторичная обмотка импульсного S Источники информации, трансформатора шунтирована другим. коммута- принятые во внимание при экспертизе тором, s к его низковольтному концу подклю- 1. Авторское свидетельство СССР N 224712, чен анод ускЬрительного диода, о т л и ч а - кл. Н 05 Н 5/ОО, опублик. 1968. ю щ е е с я. тем, что, с целью упрощения 2. Авторское свидетельство СССР Н 612397, ;устройства, к крайним выводам вторичных 1в кл. Н 03 К 3/53, !978.