Генератор наносекундных высоковольтныхимпульсов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>822323

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 110779 (2f) 2797330/18-21 с присоединением заявки N9— (23) Приоритет

Опубликовано 15.0481 Бюллетень М 14

Дата опубликования описания 150481 :ф 4 (53)М. Клз

Н 03 К 3/53

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) У43С б21. 371.1 (088. 8) е им.С.М.Кирова (54) ГЕНЕРАТОР ЧАНОСЕК НЦНЫХ

ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к импульсной технике и может быть. использовано для питания искровых камер, лазеров и ускорителей.

Известны быстродействующие генераторы наносекундных высоковольтных импульсов, содержащие секции малоиндуктивных конденсаторов, которые образованы электродами уплотняющими и центрирующими выступами, изоляторами секций и изоляторами разрядных промежутков с искровыми разрядниками, электроды которых выполнены с отверстиями по оси (1 ).

Известен также генератор импульсных напряжений, содержащий секции малоиндуктивных конденсаторов е искровыми разрядниками, электроды которых выполнены с отверстиями по оси (2 ).

Указанная цель достигается тем, что в генераторе наносекундных высоковольтных импульсов, содержащем секции малоиндуктивных конденсаторов с искровыми разрядниками, электроды которых выполнены с отверстиями по оси, в отверстиях высоковольтных электродов разрядников, Зр, кроме первого и последнего, размещеНедостаток известных устройств состоит в том, что они не обеспечивают одновременного генерирования высоковольтных импульсов каждой сек-. цией, что необходимо при исследовании или возбуждении одновременно протекающих процессов, например одновременный запуск нескольких коммутаторов.

В известных устройствах при пробое первого разрядника последующие разрядники пробиваются последовательно один эа другим с определенным временем задержки между пробоями.

Пробои Происходят в результате взаимодействия ультрафиолетового излучения и перенапряжения, возникаю-!

О щего на последующих разрядниках при пробое предыдущих. Величина времени задержки между пробоями разрядников обусловлена индуктивностью и емкостью разрядного контура секции, интенсивностью облучения и перенапряжением, возникающим на данном разряднике при пробое пРедыдущего.

Цель изобретения — одновременное формирование высоковольтных импуль2р сов на выходе каждой секции.

822323 ны пусковые электроды, укрепленные в изолятооах на высоковольтных электродах и соединенные резисторами или конденсаторами между собой и с высоковольт:яым электродом первого разрядника так, что от высоковольтного электрода первого разрядника до пускового электрода предпоследнего разрядника укреплена колонка последовательно соединенных резисторов или конденсаторов, от которой ответвляются резисторы или конденсаторы к каждому пусковому электроду.

На фиг.1 приведена схема конст рукции генератора, на фиг.2 — схема конструкции изолятора с диском для соосного крепления к высоковольтному электроду. !

Быстродействующий генератор нано1 секундных высоковольтных импульсов со 20 держит конденсаторы 1 в секциях 2, электроды 3 которых образуют совместно с изоляторами 4 разрядных промежутков и изоляторами секциИ 5 герметичный сосуд 6 со сжатым рабочим газом, 5 в котором в осевых отверстиях электродов 3 укреплены высоковольтные 7 и заземленные 8 через зарядные резисто- .. ны (на фиг.2 не показаны) электроды разрядников.с отверстиями по оси. В отверстиях высоковольтных электродов

7, кроме первого и последнего, размещены пусковые электроды 9, укрепленные в изоляторах 10, с дисками 11, соосно укрепленными на электродах 7.

Диски снабжены отверстиями для облу- „ чения разрядников. Пусковые электроды 9 соединены резисторами или конденсаторами между собой и с высоковольтным электродом 7 первого разряд ника так, что от высоковольтного 40 электрода 7 первого разрядника до пускового электрода 9 предпоследнего разрядника укреплена колонка последовательно соединенных резисторов или конденсаторов 12, от которой от- 45 ветвляются резисторы или конденсаторы 13 к каждому пусковому электроду 9. С высоковольтным электродом 7 первого разрядника ре зисторы соединены диском 14, который как и диски 11 снабжен отверстиями.

Резисторы или конденсаторы 12 и 13 позволяют устанавливать заданную величину тока искры с каждого пускового электрода 9. Облучение разрядных промежутков ультрафиолетовым излучением искры через отверстия в электродах разрядников и в дисках 11 и 14 в генераторе сохраняется, чтобы до минимума уменьшить величину тока с пусковых электродов 9. Основание 15 со- @0 держит пусковой разрядник 16 и канал

17 для заполнения сжатым рабочим газом сосуда 6. Верхний электрод последней секции соединен с выходом 18 генератора. 65

Сборка генератора производится следующим образом. с

В основание 15 устанавливают заземленный и управляющий электроды пускового разрядника 16. В.канал 17 ввинчивают газопровод с манометром и вентилем (на фиг.2 не показаны).

В изоляторы ступеней 5, снабженных резиновыми прокладками, ввинчивают с обоих торцов электроды 3 до их герметичного уплотнения. На центрирующий выступ основания 15 навинчивают изолятор 4 разрядного промежутка с резиновыми прокладками. В его осевое отверстие ввинчивают электрод

3 с высоковольтным электродом 7 разрядника с изолятором 5 и электродом 3 в другом торце изолятора 5,настраивают разрядный промежуток между электродами 7 и 16 на заданное рабочее напряжение, вставляют в электрод

7 диск 14 с изолятором 10 и с резис торами или конденсаторами 12 и 13 и закрепляют диск 14 гайкой. В верхнем электроде 3 изолятора 5 в заданном положении укрепляют электрод 8 разряцника и получают секцию 2. На центрирующий выступ первой секции навинчивают вторую секцию и настраивают разрядный промежуток между электродами 7 и 8 на заданное рабочее напряжение и т.д. В изоляторы секций

5 устанавливают конденсаторы 1 и крепят их выводы к электродам 3.

Быстродействующий генератор наносекундных высоковольтных импульсов работает следующим образом.

Герметичный сосуд 6 генератора заполняют через канал 17 рабочим газом до заданного давления. Конденсаторы 1 заряжают от источника до заданного рабочего напряжения. Ток через резисторы 12 и 13, соединяющие пусковые электроды 9 с первым высоковольтным электродом 7, отсутствует, так как все высоковольтные электроды имеют одинаковые потенциалы. Если вместо резисторов установлены конденсаторы 12 и 13, то они не заряжены, так как их выводы расположены только между высоковольтными электродамй, имеющими одинаковые потенциалы. При поступлении пускового импульса происходит искровой пробой пускового разрядника 16, облучение разрядных промежутков ультрафиолетовым излучением искры через отверстия. в электродах разрядников и в дисках 11, 14 и коммутация первого разрядника генератора. В процессе коммутации первого разрядника потенциал первого высоковольтного электрода 7 падает по абсолютной величине и между пусковыми электродами 9 и высоковольтными электродами 7 всех разрядников: одновременно возникает разность потенциалов, которая обуславливает их одновременную коммутацию. Через резисторы 12 и 13 протекает заданная

822323 величина тока искры, обеспечивающего

Ес оптимальное облучение разряднико ве сли вместо резисторов установлены конденсаторы 12 и 13, то они заряжаются заданной величиной тока искры, также обеспечивающего оптимальное

Облучение разр„,ников Одновременное 5 интенсивное облучение электродов 7

8 и обусловливает их одновременный искроной пробой. Секции 2 пробоями разрядников соединяются последователь. но и на выходе каждой секции показаны стреЯками и выходе 18 генерао тора последняя секция одновременн ф рмируются рабочие импульсы, с ампно литудами напряжения в 2,3 и 4 и бо. лее раза превосходящими амплитуду импульса с выхода первой секции.

Конструкция предлагаемого генератора в отличие от известных устройств, в которых при пробое первого разрядника последующие разрядники пробива- 20 ются не одновременно, а последовательно один за другим с определенным временем задержки между пробоями, позвов ляет одновременно формировать высок— ольтные импульсы на выходе каждой осекции.

Предложенный генератор обусловли.вает существенное уменьшение времени задержки рабочего импульса относительно пускового и разброса этого времени, повышение надежности работы генератора и стабильности импульсов.

Формула изобретения

Генератор наносекундных высоковольтных импульсов, содержащий секции малоиндуктивных конденсаторов с искровыми разрядниками, электроды которых выполнены с отверстиями по оси; отличающийся тем

I что, с целью одновременного формир— в ания высоковольтных импульсов на овыходе каждой секции, в отверстиях высоковольтных электродов разрядников, кроме первого и последнего

I размещены пусковые электроды, укрепленные в изоляторах на высоковольтных электродах и соединенные резисторами или конденсаторами между собой и высоковольтным электродом первого разрядника так, что он высоковольтного электрода первого разрядника до пускового электрода предпоследнего разрядника укреплена колонка последовательно соединенных. резисторов или конденсаторов, от которой ответвляют. ся резисторы или конденсаторы к каждому пусковому электроду.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Месяц Г.А. Генераторы мощных наносекундных импульсов. "Советское радио", 1974, с.43.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 351301, кл. Н 03 К 3/53, 28.10.70.