Спиральный генератор импульсов напряжения

 

Союз Советсник

Социвяистичесиик

Республик («)96l112

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 20.11.80 (21) 3007061/18-21. .с присоединением заявки № (51 )М. Кл.

Н 03 K 3/53

Ркудеретеанный комитет

СССР

60 делам нзабретеннй н опрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 23.09.82. Бюллетень №35

Дата опубликования описания 23. 09. 82 (5З) УДК 621.319

° 53(088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Авруцкий и Г. В. Наймарк

Московский ордена Ленина энергетически (71) Заявитель (54) СПИРАЛЬНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ

Ъ

Изобретение относится к высоко" вольтной импульсной технике и может быть использовано для получения наносекундных импульсов напряжения амплитудой в десятки и сотни киловольт.

Известен спиральныи генератор, со. держащий две наложенные одна на другую и свернутые в спираль проводящие ленты, изолированные по всей длине расположенными между ними изоляционными лентами. Проводящие llBHTbl Bblflofi иены из материала с выоокой магнитной проницаемостью и покрыты слоем материала с высокой проводимостью.

На одном конце спирали к проводящим лентам подключен искровой разрядник (1).

Наиболее близким решением к предлагемому является спиральный генератор, содержащий две проводящие 20 и две изоляционные ленты, наложенные поочередно одна на другую и свернутые в спираль. Проводящие ленты выполнены из материала с высокой проводимостью, например из меди.

На одном конце спирали или в середине ее к проводящим лентам подключен искровой разрядник Г23.

Недостатком известных устройств . является то, что для увеличения амплитуды .выходного импульса напряжения требуется увеличение числа витков намотки и отсутствует возможность регулировки формы импульса без изменения конструкции генератора. Рост выходного напряжения, однако, не пропорционален росту числа витков из-за одновременного уменьшения коэффициента использования (3 ). Например, уве" личение числа витков в три раза уменьшает коэффициент использования на 30503, а в пять раз - на 50-70 . Форма выходного импульса напряжения при данной конструкции остается неизменной, варьировать можно лишь амплитуду импульса путем изменения зарядного нап- ряжения генератора.

3 96111

Целью изобретения является уввличение амплитуды выходного импульса напряжения и регулировка формы импуль са беэ изменения конструкции генератора ° 5

Поставленная цель достигается тем, что в спиральном генераторе импуль" сов напряжения, содержащем проводящие и иэоляционные ленты, наложенные поочередно одна на другую и свернутые 10 в. спираль .так, что каждая пара сосед" них проводящих лент. образует полосковую линию, искровой разрядник и шину запуска, полосковая линия выполне", на из нескольких секций, параллель- 15 но входу каждой из которых включен дополнительный искровой разрядник и в каждую секцию введен разделительный конденсатор, один вывод которого подключен к управляющему 20 электроду разрядника, а другой вывод подключен к шине запуска, причем конец каждой секции соединен с началом следующей, а нагрузка подклю" чена, между началом первой и концом 25 последней секций.

Последовательно с разделительным конденсатором каждой секции включен . регулируемый резистор.

Выполнение обмотки генератора сек- 5в ционированной позволяет увеличить амплитуду выходного импульса напряжения без снижения коэффициента использования устройства. Применение регулируемого резистора позволяет в широких пределах регулировать форму выходного импульса напряжения.

На чертеже показан генератор с об-. моткой из трех секций.

Генератор содержит проводящие лен- 40 ты 1-6 (изоляционные ленты не показаны), образующие полосковые линии, искровые разрядники 7-9,.регулируемые резисторы 10- 12, разделительные конденсаторы 13- 15, резисторы 1618 цепи зарядки. Внешние проводящие ленты 13-15 всех секций соединены последовательно шинами 19 и 20, лента 5 третьей секции на свободном конце заземлена шиной 21. К двум рядом - 5О расположенным концам проводящих лент

1 и 2, 3 и 4, 5 и 6 каждой секции подключены основные электроды управляемых искровых разрядников 7-9.

С управляющими электродами разрядни 55 ков соединены последовательно вклю ченные управляемые резисторы 10- 12 и разделительные конденсаторы 13- 15, 2 4

Не связанные с резисторами обкладки конденсаторов соединены шинами 22-24 с шиной 25 запуска, на которую подается пусковой импульс напряжения.

Нагрузка генератора 26 включается между заземленной шиной и соединенным с искровым разрядником 7 концом проводящей ленты 1. Резисторы 16- 18 цепи зарядки образуют последовательную цепочку, в которой резисторы 16 и 17 связаны с двумя внутренними проводящими лентами 2 и 4, 4 и 6 соседних секций, а резистор 18 - с лентой 6 и источником постоянного напряжения.

Спиральный генератор импульсов напряжения работает следующим обра дом в

В статическом режиме полосковые

1линии каждой секции заряжены до напряжения Оо, но векторы напряжения

s соседних слоях обмотки (показаны стрелками) направлены в противоположные стороны и напряжение на выходе генератора U равно нулю. Pasделительные кондейсаторы 13- 15 развязывают зарядную цепь генератора и цепь поджига искровых разрядников

7"9. После срабатывания искровых разрядников 7-9 связанные с ними полосковые линии начинают разряжаться и по каждой линии идет волна нап" ряжения . При отражении от противоположного разомкнутого конца линии в момент t =t волна удваивает свою амплитуду и линия пврезаряжается.

Через время 2 С, когда волна прихо дит к искровому разряднику, векторы напряжения во всех слоях оказываются направленными в одну сторону и на выходе каждой секции появляется напряжение U 2Pn 0о, где р коэффициент использования, n - -число витков секции. Напряжение на выходе генератора равно алгебраической сумме напряжений на отдельных секциях.

Если секции выполнены идентичными, -время пробега всех волн напряжения одинаково при одновременном поджиге разрядников 7-9 и в момент

= 2 Г напряжение на выходе генератора U = 2В а n U, где m - число секций. Поскольку с увеличением чисЛа витков величина P падает, выходное напряжение генератора с секционирован -, ной обмоткой больше выходного напряжения генератора с одной обмоткой и

961112

5 числом витков и = m n при равных зарядных напряжениях Ою, т.е.

Ь

Формула изобретения

Регулируемые резисторы 10-12 поз воляют произвольно изменять момент срабатывания каждого искрового разрядника, что дает возможность изме нять форму кривой выходного напряжения, являющейся алгебраической суммой кривых напряжения на каждой секции. Благодаря этому на выходе . спирального генератора может быть получен импульс напряжения требуемой формы, В частности, импульс может быть как колебательным, так и униполярным (спиральный генератор с несекционированной обмоткой дает только колебательный импульс).

Конструктивное исполнение генератора может быть различным. Напри-, мер, все секции могут быть намотаны на общем полом сердечнике и шины

19-21 пропущены внутри этого сердечника.

Таким образом, предлагаемый генератор позволяет при том же расходе металла и пленочной изоляции, что и в генераторе с одной обмоткой, получить примерно вдвое большее выходное напряжение (К 2). Кроме того, при испытаниях какого-либо объекта импульсами различной формы достаточно одного генератора и не требуется набор из нескольких устройств, каждое из которых обеспечивает импульс лишь одной формы.

1. Спиральный генератор импульсов напряжения, содержащий проводящие и з изоляционные ленты, наложенные поочередно одна на другую и свернутые в спираль так, что каждая пара соседних проводящих лент образует полосковую линию, искровой разрядник

<0 и шину запуска, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения амплитуды выходного импульса напряжения, полосковая линия выполнена из нескольких секций, параллельно входу

И каждой из которых включен дополйительный искровой разрядник и q, каждую секцию введен разделительный конденсатор, один вывод которого подключен к управляющему электроду раз20 рядника, а другой подключен к шине запуска, причем конец каждой секции соединен с началом следующей, а нагрузка подключена между началом первой и концом последней секций.

2. Генератор по п.1, о т л и ч а ю,шийся тем, что,с целью регулировки формы выходного импульса напряжения, последовательно с разделительным конденсатором каждой секции

З0 включен регулируемый резистор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

N 335782, кл. H 03 K 3/53, 1972, з 2, Патент Cli!A N 3289015, кл. 307- 10, 1967.

3. Герасимов А. Б. Спиральный генератор импульсного, напряжения-. ПТЭ, 1970, N 3, с. 163-165.