Сильноточный высоковольтный частотный генератор импульсов наносекундного диапозона длительности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, сеид-ву— (22) Заявлено 23.05. 80 (21) 2927823/18-21 (И) М. КП.

Н 03 К 3/53 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государствеииый комитет

СССР ио деяам изобретеиий и открытий (%3) УДК 621 ° 373 (088. 8) Опубликовано 300782. бюллетень ¹ 28

Дата опубликования описания 30.07.82

О. И. Бужинский, В. Ф. Каменецки и А. С. Колганов ЫЪЪъс, (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СИЛЬНОТОЧНЫЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ЧАСТОТНЫЙ

ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ НАНОСЕКУНДНОГО ДИАПАЗОНА

ДЛИТЕЛЬНОСTH

Изобретение относится к электронной технике, в частности к генераторам электрических импульсов с использованием элементов, аккумулирующих энергию с помощью переключающих устройств, управляемых внешним сигналом, .и может быть использовано в различной радиотехнической, электронной и электрофизической аппаратуре, например, для ввода энергии в газоразрядные устройства.

Известны генераторы электрических импульсов наносекундного диапазона длительности с разрядниками (13.

Использование в этих генераторах разрядников ограничивает число включений величиной порядка 10 - IO, ° и, кроме того, коммутируемая разрядником мощность не превышает нескольких сотен ватт.

Наиболее близким к предлагаемому является емкостный генератор, в котором емкостный накопитель собран из параллельно включенных конденсаторов, а коммутатором служит тиратрон. Конденсаторы собраны в емкостный накопитель при помощи соединения полоскового типа (2).

Однако полосковое соединение обладает сравнительно большой паразитной индуктивностью. Кроме того, выб- ранное в этом генераторе соединение емкостного накопителя технически сложно состыковать без искажения импульса с коммутирующим прибором, имеющим„ как правило, осесимметричное испол» нение; велики габариты устройства.

Указанные обстоятельства не позволяют свести к минимальной величине паразитную индуктивность электрической цепи, а значит,не позволяют получить большую крутизйу нарастания фронта импульса тока в короткий с большой амплитудой импульс тока.

Цель изобретения — увеличение крутизны фронта импульса тока, сокращение длительности импульса тока и увеличение его амплитуды, а также умень20 шение габаритов устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в сильноточном высоковольтном частотном генераторе импульсов наносекундного диапазона длительности, содержащем коммутатор и конденсаторы емкостного наполннтеля с отводом, коммутатор и конденсаторы емкостного накопителя электрически соединены между собой посредством цанги и зак« лючены в рубашку охлаждения с крышксй, конденсаторы емкостного накопи947945

40

Формула. изобретения теля расположены соосно и соединены электрически параллельно с помощью дисковых токопроводов, переходящих в цилиндрические токопроводы, вложенные друг в друга с равномерным минимальным электрически прочным зазором между их поверхностями, при этом к ,цисковым токопроводам электрически подсоединены прилегающие конденсаторы емкостного накопителя, а внутренний цилиндрический токопровод с наружным цилиндрическим токопроводом с помощью радиальных токопроводов, проходящих с минимальным электрически прочным зазорсм через отверстия, расположенные равномерно по периметру в боковой поверхности промежуточного цилиндрического токопровсда в его нижней части, коммутатор и конденсаторн емкостного накопителя заключены в коаксиальный,обратный токопровод, электрически соединенный с одного торца с коммутатором, а другой его торец и прямс>й токопровод, электри чески соединенный с промехуточным цилиндрическим токопроводом с помощью дискового токопровода, служит коаксиальным выходом генератора.

На чертеже изображена конструкция устройства, разрез.

Устройство содержит конденсаторы емкостного наполнителя 1, цилиндрические токопроводы 2, дисковые токопроводы 3, радиальные токопроводы 4, коммутатор 5, цангу б, коаксиальный обратный токопровод 7, рубашку 8 охлаждения с крышкой 9, шину 10 запус- 35 ка, отвод ll, шунтирующий дроссель 12 зарядки, прямой токопровод 13 и выход коаксиального обратного токопровода 14 .

Конденсаторы емкостного накопителя выполнены в виде тел вращения, например дисковых конденсаторов типа К-15-10, расположены соосно и соединены цилиндрическими токопроводами 2, которые имеют вид тонкостенных тел вращения переменного,циаметра. Причем расстояние между их образующими постоянно, и они расположены концентрично по одной оси с конденсаторами емкостного накопителя l.

Цилиндрические токопроводы 2 соединены с конденсаторами емкостного накопителя 1 посредством дисковых токопроводов 3. Для осуществления параллельного соединения конденсаторов внутренний цилиндрический токопровод соединен с наружным цилиндрическим токопроводом радиальными токопроводами 4, проходящими с минимальным электрически прочным зазором через отверстия в боковой поверхности промежуточного цилиндрического токопровода. Образованный таким способом емкостный накопитель соединен с коммутатором 5, например тиратроном

ТГИ-1000/25, с помощью цанги б. Конденсаторы емкостного накопителя 1 вместе с коммутатором 5 заключены в коаксиальный обратный токопровод

7. Вся система заполнена газообразным жидким или твердым диэлектриком, например трансформаторным маслом, и заключена в рубашку 8 охлаждения с крышкой 9. Запуск коммутатора 5 производится через шину 10 запуска, а зарядка конденсаторов емкостного накопителя 1 - с помощью отвода 11, и может осуществляться либо через шунтирующий,цроссель 12 зарядки, либо без него. Устройство подключается к нагрузке с помощью коаксиального выхода, состоящего из выхода коаксиаль- ного обратного токопровода 14 и прямого токопровода 13.

Устройство работает следующим образом.

После заряда конденсаторов емкостного накопителя 1 через отвод

11 по шине 10 запуска подается пусковой импульс на коммутатор 5, который открывается, и разрядный ток протекает по цепи: по прямому токопроводу

113, электрически соединенному с конденсаторами емкостного накопителя 1 с помощью дисковых токопроводов 3 и промежуточного, цилиндрического токопровода 2; через внешнюю нагрузку, коаксиальный обратный токопровод 7, коммутатор 5, электрически соединенный с помощью цанги б с конденсаторами емкостного накопителя 1. Для обеспечения частотного режима работы генератора служит рубашка 8 охлаждения с крышкой 9.

Изобретение позволяет получать на активной нагрузке импульсы тока и напряжения в наносекундном диапазоне длительности с максимальной импульсной мощностью не менее 50 МВт и крутизной нарастания фронта импульса тока не менее 10 . A/c, так как бифилярность протекающих токов и крайне малые зазоры (3 мм) между всеми токопроводами снижает паразитную индуктивность генератора, а возможность заполнения устройства диэлектриком, обеспечиваемая конструкцией, значительно повышает его электрическую прочность и, следовательно, позволяет увеличить напряжение зарядки конденсаторов емкостного накопителя, а значит, резко увеличить запасаемую энергию.

Сильноточннй высоковольтный частотный генератор импульсов наносекундного диапазона длительности, содержащий коммутатор и конденсаторы емкостного накопителя с отводом, коммутатор и конденсаторы емкостного накопителя электрически соединены меж947945

Составитель В. Седов

Техред 3. Палий Корректор И. Муска

Редактор А. Orap

Тираж 959 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1-13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 5667/77

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4.ду собой посредством цанги и заключены В рубашку охлаждения с крышкой, отличающийся тем, что, с целью увеличения крутизны фронта импульса тока, сокращения длительности импулЬса тока и увеличения его ам- 5 плитуды, уменьшения габаритов устройства, конденсаторы емкостного накопителя расположены соосно и соединены электрически параллельно с помощью дисковых токопроводов, переходящих в цилиндрические токопроводы, вложенные друг в друга с равномерным минимальным электрически прочным зазором между их поверхностями, при этом к дискоBHM токопроводам электрически подсое-1g динены прилегающие конденсаторы емкостного накопителя, а внутренний цилиндрический токопровод соединен с наружным цилиндрическим токопроводом с помощью радиальных токопроводов, проходящих с минимальным электрически прочным зазором через отверстия, расположенные равномерно rio периметру в боковой поверхности промежуточного цилиндрического токопровода в его нижней части, коммутатор и конденсаторы емкостного накопителя заключены в коаксиальный обратный токопровод, электрически соединенный с одного торца с коммутатором, а другой

его торец и прямой токопровод, электрически соединенный с промежуточным цилиндрическим токопроводом с помощью дискового токопровода, служит коаксиальным выходом генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ищенко В.Н. и др. Генераторы импульсных напряжений для поперечного разряде.- Приборы и техника эксперимента, 1977, Р 3, с. 103-105.

2. Охан П.A.. и .др. Исследование

1импульсного лазера на парах меди с поперечным возбуждением.- Квантовая электроника, 1978 т. 5, 9 2,: с. 381-387.