Многоступенчатый генератор высоко-вольтных импульсов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистических респубаии

<» 819938 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.01.79 (21) 2707527/18-21 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Н 03 К 3/53

Гееуденс еенный иемитет (53) УДК 621.373..2 (088. 8) Опубликовано 07.04.81. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 17.04.81 ве денем изебретеиий етедитич (72) Авторы изобретения

А. А. Перунов и Е. Н. Чернов (71) Заявитель (54) МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ

ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике,в частности к генераторам импульсных напря>кений, и может быть использовано для получения импульсов в микросекундном и миллисекундном диапазонах.

Известен высоковольтный импульсный генератор, содержащий ряд последовательно включенных конденсаторов, зарядные цепи, обеспечивающие зарядку этих конденсаторов попарно-встречно, и индуктивные разрядные цепи, подключенные параллельно к одному из каждых двух конденсаторов, заряженных встречно, каждая разрядная цепь включает управляемый полупроводниковый элемент 113

Недостатками данного генератора являются малый КПД зарядного устройства, сложность и малая надежность схемы управления.

Известен также многоступенчатый генератор высоковольтных импульсов, содержащий последовательно соединенные емкостные накопители энергии, общие выводы каждых двух из которых подсоединены к одноименным выводам последовательно соединенных элементов зарядной цепи, под2 ключенных к выводу источника питания параллельно каждому четному накопителю, соответственно подключены последовательно соединенные индуктивность, выпрямительный элемент и коммутатор, общие выводы емкостных накопителей смежных ступеней подсоединены к одноименным выводам соединенных последовательно резисторов, подключенных к другому выводу источника питания, устройство запуска коммутаторов, соединенное с ними цепями запуска (23.

Недостатками известного генератора являются невозможность получения импульсов напряжения апериодической формы и большое время зарядки конденсаторов, кроме того, недостатками данного генератора являются необходимость введения допол1s нительных емкостей для обеспечения запуска разрядников и выпрямительных элементов, а также малая зона срабатывания, что обусловлено использованием неуправляемых разрядников.

Целью изобретения являются получение импульсов напряжения апериодической формы, упрощение генератора и обеспечение широкой зоны срабатывания.

819938

Это достигается тем, что в многоступенчатом генераторе высоковольных импульсов, содержащем последовательно соединенные емкостные накопители энергии, общие выводы каждых двух из которых подсоединены к одноименным выводам последовательно соединенных элементов зарядной цепи, подключенных к выводу источника питания, параллельно каждому четному накопителю соответственно подключены перезарядные цепи, содержащие последовательно соединенные катушку индуктивности, выпрямительный элемент и коммутатор, общие выводы емкостных накопителей смежных ступеней подсоединены к Одноименным выводам соединенных последовательно резистоpGB, подключенных к другому выводу источника питания, устройство запуска коммутаторов, коммутаторы выполнены управляемыми, а выпрямительные элементы перезарядных цепей включены в зарядную цепь, выполненную в виде последовательной цепочки полупроводниковых элементов, каждая перезарядная катушка индуктивности разделена на две, а между ними включен выпрямительный элемент перезарядной цепи, управляющие электроды каждого коммутатора подключены к точке соединения одной из индуктивностей, подсоединенной вторым выводом к коммутатору, и полупроводниковых элементов перезарядной и зарядной цепей.

На чертеже изображена электрическая принципиальная схема многоступенчатого генератора импульсных напряжений.

Многоступенчатый генератор состоит из ряда ступеней и содержит емкостные накопители энергии 1.1, 2.1, 1.2, 2.2, 1.3, 2.3, соединенные последовательно. Общие выводы каждых двух 1.1 и 2.1, 1.2 и 2.1, 1.3 и 2.3 подсоединены к одноименным выводам (к каждому второму) соединенных последовательно элементов зарядной цепи 3.1, 3.2, 3.3, которая подсоединена к выводу источника 4 питания. Параллельно каждому четному емкостному накопителю 2.1, 2.2, 2.3 соответственно подключены последовательно соединенные индуктивность 5.1, 5.2, 5.3 и коммутаторы 6.1, 6.2, 6.3. Общие выводы накопителей смежных ступеней

2.1 и 1.2, 2.2 и 1.3 подсоединены к одноименным выводам (к каждому второму), соединенных последовательно резисторов 7.1, 7.2, 7.3, подключенных к другому выводу источника 4.

Устройство 8 запуска коммутаторов соединено с коммутаторами 6.1, 6.2, 6.3 цепью связи. В каждую ступень генератора введен диод 9.1, 9.2, 9.3, включенный последовательно с индуктивностью 5.1, 5.2, 5.3 и коммутатором 6.1, 6.2, 6.3 соответственно.

Элементы зарядной цепи 3.1, 3.2, 3.3 могут быть выполнены в виде диодов. Каждая индуктивность 5.1, 5.2, 5.3 может быть выполнена в виде двух частей 5.1 и 5.1, 5.2 и 5.2, 5.3 и 5.3, между которыми включены диоды 9.1, 9.2, 9.3 соответственно.

От источника 4 заряжают емкостные накопители энергии в каждой ступени 1.1 и

2.1, 1.2 и 2.2, 1.3 и 2.3 встречно. После окон5 чания зарядки от устройства 8 запуска через цепь запуска подают импульс на срабатывание коммутаторов 6.1, 6.2, 6.3. После срабатывания коммутаторов происходит перезаряд каждого из емкостных накопителей

2.1, 2.2, 2.3 через цепь, содержащую после1О довательно включенные коммутатор 6.1, 6.2, 6.3, индуктивноть 5.1, 5.2, 5.3 и диод

9.1, 9.2, 9.3 соответственно. Напряжение на этих накопителях меняет свою полярность.

В момент максимума напряжения благодаря запирающему действию диодов 9.1, 9.2, 9.3 ток в перезарядной цепи прекращается.

В течение времени перезарядки емкостных накопителей 2.1, 2.2, 2.3 на высоковольтном выходе генератора высоковольтных импульсов происходит нарастание напряжения до величины зарядного напряжения, умноженного на число последовательно включенных конденсаторов без учета потерь.

Длительность импульса может регулироваться в широких пределах путем соответствую25 щего выбора величин сопротивлений элементов зарядной цепи, а длительность фронта импульса без учета нагрузки определяется величиной индуктивностей 5.1, 5.2, 5.3 и емкостью накопителей энергии 2.1, 2.2, 2.3.

Если вместо резисторов 3.1, 3.2, 3.3 вклюзо чены диоды, а индуктивности 5.1, 5.2 и 5.3 выполнены из двух частей, то после зарядки емкостных накопителей генератора от устройства 8 подают импульс на коммутаторы

6.1, 6.2, 6.3 через включенные последовательно вентили 9.1, 3.1, 9.2, 3.2, 9.3, 3.3.

З5 Индуктивности 5.1, 5.2, 5.3 введены для развязки уепи запуска .от цепи последовательно соединенных емкостных накопителей

1.1, 2.1, 1.2, 2.2,.1.3, 2.3. После срабатывания коммутаторов 6.1, 6.2, 6.3 благодаря

4О индуктивностям происходит перезарядка емкостных накопителей 2.1, 2.2, 2.3, напряжение на них меняет свою полярность. В момент максимума напряжения на емкостных накопителях благодаря запирающему действию вентилей 9.1, 9.2, 9.3 ток в пере45 зарядных цепях прекращается и разрядники гаснут. В течение времени перезарядки емкостных накопителей напряжение на высоковольтном выходе генератора нарастает до величины, равной зарядному напряжению, умноженному на число последовательно

50 включенных конденсаторов, без учета потерь.

Использование генератора позволяет получать импульсы напряжения апериодической формы, исключать воздействие напря55 жения в процессе зарядки генератора на вентили, сократить число элементов, что повышает его надежность, уменьшить время зарядки генератора. Включение индуктивностей 5.1, 5.2, 5.3 и управляющих электродов, 819938

Формула изобретения

Составитель В. Казаков

Редактор Г. Петрова Техред А. Бойкас Корректор С. Щомак

Заказ 1117/34 Тираж 988 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 например многозазорных разрядников 6.1, 6.2, 6.3, последовательно с индуктивностями

5.1, 5.2, 5.3 позволяет получать на выходе генератора колебательные импульсны напряжений.

Многоступенчатый генератор высоковольтных импульсов, содержащий последовательно соединенные емкостные накопители энергии, общие выводы каждых двух из которых подсоединены к одноименным выводам последовательно соединенных элементов зарядной цепи, подключенных к выводу источника питания, параллельно каждому четному накопителю подключены перезарядные цепи, содержащие последовательно соединенные катушку индуктивности, выпрямительный элемент и коммутатор, общие выводы накопителей смежных ступеней подсоединены к одноименным выводам соединенных последовательно резисторов, подключенных к другому выводу источника питания, устройство запуска коммутаторов, отличающийся тем, что, с целью получения импульсов напряжения апериодической формы, упрощения генератора и обеспечения широкой зоны срабатывания,: оммутаторы

s выполнены управляемыми, выпрямительные элементы перезарядных цепей включены в зарядную цепь, выполненную в виде последовательной цепочки полупроводниковых элементов, каждая перезарядная катушка индуктивности разделена на две, а между ними включен выпрямительный элемент перезарядной цепи, управляющие электроды каждого коммутатора подключены к точке соединения одной из катушек индуктивностей, подсоединенной вторым выводом к коммутатору, и полупроводниковых элементов перезарядной и зарядной цепей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании № 1208411, 20 кл; Н 03 К 3/335, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР № 635602, кл. Н 03 К 3/53, 1978.

Х.7 КЛ