Генератор импульсов высокого напряжения

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ

Сеюэ Сееетскнх

Соцнаанстнчесннх

Рмнублнк .

«i>873391 (61) Дополмительмое к авт. сеид-ву(22) Заявлено 131179 (21) 2843203/18-21 (51)М. Кл. с присоединением заявки Й9(23) Приоритет

Н 03 К 3/53

ГвсухбРствйннмв 3инювтфт

СССР

IIo ЙФяюи изабРФтйяяя я еткрытяй

Опубликовано 1Ы0.81. Бюллетень Н9 38 (53) УДК 621. 373 (088.8) Дата опубликования описания 15.1081

|| (72) Авторы изобретения

1"

В.И.Золотых, В.В.Конотоп и Q.5. Ðóäéêîâ

/

Харьковский ордена Ленина политехнический йнотнтуу / им.В.И.Ленина (71) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, предназначено для получения импульсов высокого напряжения с коротким фронтом и может быть использовано для питания рентгеновских трубок, стримерных камер, для исследования электрической прочности диэлектриков.

Известно устройство для получения импульсов высокого напряжения

10 с коротким фронтом, содержащее емкостный накопитель энергии, подсоединенный к источнику энергии, последовательно соединеиныЯ с коммутатором, имеющим электродную системы,. которой являются или электроды коммутатора, или дюралюминиевые кольца, расположенные между диэлектрическими колЬцами (1 .

Недостатком этого устройства является неравномерное распределение потенциалов в Объеме, занимаемом электродной системой коммутатора во время заряда емкостного накопителя, что вызвано неоднородностью электрического поля в случае, когда указан ная электродная система имеет только два электрода, и наличием паразитных, емкостей укаэанной электродной сис- 30 темы на землю, когда эта система имеет более двух электродов.

УказанныЯ недостаток снижает электрическую прочность электродной системы коммутатора, ограничивает величину ее рабочего напряжения, а, соответственно, и амплитуду получаемого импульса, приводит к необходимости уменьшать паразитную емкость путем увеличения расстояния между электродной системой и землей и, таким образом, повышать паразитную индуктивность коммутатора, а значит, и увеличивать длительность фронта получаемого импульса.

Наиболее близким к изобретению является генератор импульсов высокого напряжения, содержащий емкостныЯ накопитель энергии, соединенный с источником энергии и имеющиЯ две ос" новные коакснальные обкладки, между которыми находится диэлектрик, при этом емкостный накопитель энергии, последовательно соединенный с коммутатором, выполненным в виде разрядника, имеющего многозазорную электродную систему из дюралюмнниевых колец, между которыми расположены диэлектрические кольца. Внешняя коак873391 сиальная обкладка емкостного накопителя является одновременно корпусом устройства (2).

Недостатком этого устройства является ограниченная возможность получения импульсов напряжения с высо- . кой амплитудой и коротким фронтом, что объясняется неравномерным распределением потенциалов по многозазорной электродной системе во время заряда емкостного накопителя энергии. Неравномерное распределение потенциа-" 10 лов вызвано наличием паразитной емкости этой системы на землю, корпус уст .ройства, что уменьшает электрическую прочность коьмутатора, понижает BFQ рабочее напряжение и рабочее напря- 15 жение устройства в целом. Увеличенное расстояние в данном устройстве между коммутатором и землей, приня. тое для выравнивания распределения потенциалов вдоль многозазорной элект- 20 родной системы коммутатора повышает индуктивность узла коммутации и приводит к увеличению длительности фронта получаемого импульса.

Цель изобретения — повышение амплитуды получаемых импульсов и уменьшение длительности фронта этих импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в генераторе импульсов высокого напряжения, содержащем подсоединен- ЗО ный к источнику энергии емкостной накопитель энергии с основными обкладками, последовательно соединенный с коммутатором, имеющим высоковольтный и низковольтный электроды и многоза- 35 рядную электронную систему из прородящих колец, расположенных между диэлектрическими кольцами, в емкостной накопитель энергии между основными обкладками введены дополнительные обкладки, кромки которых распределены вдоль многозазорной электродной системы коммутатора.

Кроме того, в него дополнительно могут быть введены экраны, соединенные с дополнительными обкладками емкостного накопителя энергии, кромки которых распределены вдоль многозазорной электродной системы коммутатора.

На фиг.1 показан генератор импульсов высокого напряжения, у которого закраины дополнительных обкладок распределены вдоль электродной системы коммутатора, продольный разрез; на фиг.2 - то же, закраины вновь введенных в генератор и соединенных с дополнительными обкладками экранов распределены вдоль электродной системы комкутатора.

Генератор импульсов высокого нап- 60 ряжения содержит емкостный накопитель энергии, имеющий основные обкладки 1 и 2,коммутатор, имеющий высоковольтный электрод 3, низковольтный электрод 4, многозаэорную 65

4 электродную систему 5, выполненную из проводящих колец, расположенных между диэлектрическими кольцами б, дополнительные обкладки 7, расположенные между основными обкладками 1 и 2, источник энергии 8. Кромки 9 дополнительных обкладок 7 распределены вдоль электродной системы 5.

Генератор импульсов высокого напряжения может содержать экраны 10, соединенные с дополнительными обкладками 7. При этом кромки 11 экранов

10 распределены вдоль электродной системы 5.

Генератор импульсов высокого напряжения работает следующим образом.

Источник энергии 8 импульсов заряжает емкостный накопитель энергии.

Нри импульсном заряде емкостного накопителя между обкладками 1 и 2 появляется импульсное напряжение. Распределение потенциалов вдоль электродной системы 6 во время заряда емкостного накопителя определяется в основном потенциалами кромок 9., так как емкость между кольцамн системы 5 значительно меньше, чем между дополнительными обкладками 7. К тому же кромки 9 экранируют электродную систему 5 от земли, которой в данном примере является обкладка 1, и, таким образом, практически полностью устраняется паразитная емкость системы

5 на землю. Так как емкости между обкладками 7 равны между собой, то напряжение между соседними обкладками равны друг другу, т.е. потенциалы по обкладкам 7, а, следовательно, и по кромкам 9 распределены равномерно.

Следовательно, равномерно и распределение потенциалов вдоль электродной системы 5, что увеличивает ее электрическую прочность и пбзволяет уменьшить диаметр внешней обкладки

1, приблизив ее к коммутатору, и, тем самым, уменьшить индуктивность узла коммутации. После заряда емкостного накопителя происходит срабатывание коммутатора и на выходе генератора, которым является низковольтный электрод 4, формируется импульс напряжения с коротким фронтом и высокой амплитудой.

Генератор импульсов высокого напряжения в случае, когда диаметр емкостного накопителя соизмерим с диа.-. метром разрядника или меньше его, может содержать экраны 10. При этом, предлагаемый генератор работает точно так же, как и в приведенном примере, только в этом случае потенциалы распределяются вдоль электродной системы 5 не кромками 9 дополнительных обкладок 7, а кромками 11 экранав 10.

Генератор импульсов высокого напряжения позволяет увеличить амплн формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 9070/83 Тираж 991 Подписное

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4 туду получаемых импульсов примерно в два раза,или, сохраняя ту же амплитуду, уменьшить длительность получаемого импульса примерно в два раза. При этом стоимость генератора не увеличивается, так как генератор может иметь меньшие размеры по сравнению с известными устройствами за счет более равномерного распределения поля вокруг коммутатора.

1. Генератор импульсов высокого напряжения, содержащий подсоединенный к источнику энергии емкостной накопитель энергии с основными обкладками, последовательно соединенный с коммутатором, имеющим высоковольтный и низковольтный электроды и многозаряднув электроднув систему,из проводящих колец, расположенных между диэлектрическими кольгами, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повьааения амплитуды получаемых импульсов.и уменьшения длительности фронта этих импульсов, в емкостной накопитель энергии между основными обкладками введены дополнительные юбкладки, кромки которых распределены вдоль многозазорной электродной сист темы коюаутатора.

2. Генератор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что..в него введены соединенные с донолнительнввйю обкладками емкостного накопителя энергии экраны, кромки которых распределены вдоль многозазорной электродной системы коммутатора.

t5 Источники информации, .принятые. во внимание при экспертизе

1. Приборы и техника эксперемента", 1962, т.7, is 1, с.96.

;щ 2. Журнал СЮЙ 1ЕЕЕ Transactions

on Nuclear Science"-18, В 4, 1971, р.2, р.296-302, fig.4.