ФОРМИРОВАТЕЛЬ ВЫХОДНЫХ ИМПУЛЬСОВ С СОСТАВНЫМ ЕМКОСТНЫМ НАКОПИТЕЛЕМ ЭНЕРГИИ Российский патент 2024 года по МПК H03K3/53 H05K5/04 

Область техники

Изобретение относится к формирователям (генераторам) выходных импульсов с емкостными накопителями энергии (ЕНЭ), функционирующими в широких диапазонах амплитуды и длительности импульсов. Заявляемый формирователь выходных импульсов с ЕНЭ предназначен для работы в составе аппаратуры для исследования взрывных и пиротехнических составов, также может быть использован в области лазерной техники и импульсных электротехнических устройств различного назначения.

Предшествующий уровень техники

Типовой вариант включения ЕНЭ в состав формирователей (генераторов) выходных импульсов приведен на функциональной схеме, в учебном пособии для электротехнических и энергетических вузов «Электронные цепи и устройства», авторы - Быстров Ю.А., Мироненко И.Г. - М.; Высш. шк., 1989. - 287 с.

ЕНЭ состоит из, собственно, накопителя энергии - конденсатора С, обеспечивающего за счет накопленной на нем энергии, генерацию выходного импульсного сигнала и, следовательно, согласование режима формирования мощных выходных импульсов тока, поступающих через коммутатор S на нагрузку Rн, со сравнительно маломощными характеристиками источника напряжения постоянного тока Uп, а также из зарядного резистора Rз, ограничивающего пиковый ток заряда конденсатора С от источника напряжения Uп.

Недостатком этого формирователя импульсов с ЕНЭ является следующее. Учитывая, что габаритно-массовые характеристики (ГМХ) конденсаторов ЕНЭ, в пределах единого типа конденсаторов, прямо пропорциональны величине их емкости и, в первом приближении, допустимому приложенному к обкладкам напряжению, а необходимая емкость конденсаторов ЕНЭ определяется длительностью импульса, сопротивлением нагрузки и допустимым спадом вершины импульса в режиме частичного разряда, реализация ЕНЭ, по такой схеме, при заданных широких диапазонах амплитуд и длительностей выходных импульсов приводит к неприемлемым ГМХ для требуемой ЕНЭ и формирователя выходных импульсов в целом.

Вместе с этим, в области широкодиапазонных импульсных генераторов являются востребованными в применении их варианты, с заданным допуском на параметры выходных сигналов сравнимой величиной энергии выходных импульсов для всего рабочего диапазона длительностей и амплитуд сигналов, выполненные с минимальными ГМХ.

Известно устройство, описанное в патенте РФ на изобретение RU 2623714 «Емкостной накопитель энергии», МПК: H02J 7/00, G01V 1/157; заявка №2016138177; приоритет: 26.09.2016; опубликовано: 28.06.2017; патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью "НОВАС Ск".

Емкостный накопитель энергии содержит, по крайней мере, два конденсатора, высоковольтную и заземленную токопроводящие шины. При этом конденсаторы расположены в одну линию вдоль шин и подключены к ним параллельно, а смежные конденсаторы расположены одноименными выводами друг напротив друга, при механическом и электрическом соединении смежных конденсаторов одноименными выводами друг с другом.

Недостатком данного патента является то, что данное устройство предназначено для решения узкоспециализированных задач в области газодобывающей промышленности, имеет специфическую конструктивную особенность - последовательное размещение конденсаторов в ЕНЭ в форме трубы и не решает проблемы по снижению ГМХ широкодиапазонных накопителей.

Известно устройство, описанное в патенте РФ на изобретение RU 2739062 «Генератор высоковольтных импульсов». МПК: Н03К 3/00, Н03К 3/53; заявка №2020123653; приоритет: 16.07.2020; опубликовано: 21.12.2020; патентообладатель: Общество с ограниченной ответственностью «Лаборатория имени Владимира Анатольевича Бурцева».

Генератор высоковольтных импульсов содержит высоковольтные источники напряжения, тиратронный генератор, соединенный последовательно с размещенными в металлическом баке с жидким диэлектриком импульсными трансформаторами, линейными газовыми разрядниками, двойными искусственными формирующими линиями, токосборным узлом, выполненным согласно изобретению, в виде коаксиальной линии, состоящей из двух соосных протяженных внутреннего и внешнего электродов в виде металлических труб, герметично соединенных с кольцевым обострителем импульсов, причем внешний электрод герметично зафиксирован в проходном отверстии стенки бака.

Недостатком такого решения, ориентированного на генерацию сверхкоротких высоковольтных сигналов с повышенной крутизной фронтов, является их сравнительно узкий рабочий диапазон по длительности и амплитуде.

В качестве прототипа был выбран патент RU 2416156 «Генератор прямоугольных импульсов», МПК: Н03К 3/00; заявка №2009135972/09, приоритет 28.09.2009; опубликовано: 10.04.2011; патентообладатели: РФ, от имени которой выступает Госкорпорация «Росатом», ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ".

Генератор прямоугольных импульсов, содержащий источник напряжения постоянного тока, первый зарядный резистор подключен между положительным выводом источника напряжения и одним из выводов первого накопительного конденсатора. Второй зарядный резистор подключен между положительным выводом источника напряжения и одним из выводов второго накопительного конденсатора. Первый коммутатор включен между одним из выводов первого конденсатора и одним из выводов первого резистора нагрузки, подключенного к клемме. Другой вывод первого накопительного конденсатора подключен к отрицательному выводу источника напряжения. Третий коммутатор одним выводом подключен к одному из выводов первого резистора нагрузки и клемме 1, другим выводом он подключен к одному из выводов второго резистора нагрузки, соединенному с клеммой 3 и другому выводу второго накопительного конденсатора. Другие выводы первого и второго резистора нагрузки подключены к отрицательному выводу источника напряжения, соединенного с клеммой 2. Второй коммутатор подключен между вторым накопительным конденсатором, соединенным со вторым зарядным резистором и отрицательным выводом источника напряжения.

Недостатком прототипа является невозможность обеспечить существенное снижение ГМХ в широких диапазонах длительностей и амплитуд выходного сигнала, в том числе, и при допустимой сравнимой величине энергии импульсов для всего рабочего диапазона выходных сигналов, что вызвано необходимостью одновременного обеспечения необходимой емкости и рабочего напряжения на обкладках конденсаторов накопителей, исходя из требований к максимальным значениям длительности и амплитуды формируемых сигналов. Таким образом, известное устройство имеет более узкую область применения.

Применение известного устройства ограничено необходимостью выбора емкости конденсаторов ЕНЭ, исходя одновременно из максимальной длительности выходных сигналов генератора, в состав которого входит ЕНЭ, и рабочего напряжения конденсаторов - из максимальной амплитуды высоковольтных сигналов, что приводит к значительному и, зачастую, неприемлемому увеличению ГМХ генераторов на основе данного ЕНЭ.

Указанные условия исключают применение известного устройства в электронной аппаратуре с одновременно высокими требованиями к широким рабочим диапазонам выходных сигналов и минимальными ГМХ.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание формирователя выходных импульсов прямоугольной формы с расширенной областью применения и минимальными ГМХ, работающего в широких диапазонах длительностей и амплитуд выходных сигналов, с учетом допуска на параметры выходных сигналов - сравнимой по величине энергии импульсов для всех заданных диапазонов сигналов, на основе ЕНЭ с повышенной безопасностью.

Технический результат, достигаемый при решении этой задачи, заключается в согласовании работы высоковольтного накопителя энергии, работающего постоянно, и низковольтного накопителя энергии, подключаемого параллельно высоковольтному по результату анализа уровня входного напряжения от источника питания постоянного тока.

Технический результат достигается тем, что формирователь выходных импульсов с составным емкостным накопителем энергии, содержащий две раздельные цепи накопителей энергии, состоящие из зарядных резисторов и конденсаторов, согласно изобретению, формирователь выходных импульсов с составным емкостным накопителем снабжен источником опорного напряжения, компаратором напряжения, коммутатором второго низковольтного накопителя, а также диодным коммутатором выходов обоих накопителей и коммутатором выходных импульсов. При этом, оба зарядных резистора первыми выводами электрически соединены друг с другом, с неинвертирующим входом компаратора напряжения и с положительным выводом внешнего источника напряжения постоянного тока. При этом, второй вывод зарядного резистора первого высоковольтного накопителя электрически соединен с первым выводом конденсатора первого высоковольтного накопителя, катодом диодного коммутатора и входом коммутатора выходных импульсов. Второй вывод зарядного резистора второго низковольтного накопителя соединен с входом коммутатора второго низковольтного накопителя. Выход коммутатора второго низковольтного накопителя электрически соединен с первым выводом конденсатора второго низковольтного накопителя и анодом диодного коммутатора. Управляющий вход коммутатора второго низковольтного накопителя электрически соединен с выходом компаратора напряжения. Инвертирующий вход компаратора напряжения электрически подключен к положительному выходу источника опорного напряжения. Отрицательный вывод внешнего источника постоянного тока электрически соединен с отрицательным выводом источника опорного напряжения, а также вторыми выводами конденсаторов второго низковольтного и первого высоковольтного накопителей и вторым выводом внешней нагрузки. Выход коммутатора выходных импульсов электрически подключен к первому выводу внешней нагрузки.

Совокупность существенных признаков обеспечивает получение технического результата - реализация формирователей выходных импульсов с ЕНЭ в виде составного устройства из высоковольтного накопителя энергии, работающего постоянно, и низковольтного накопителя энергии, подключаемого параллельно высоковольтному по результату анализа уровня входного напряжения от источника питания постоянного тока.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения и в других областях техники. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Краткое описание фигур чертежа

На фигуре представлена функциональная схема фрагмента формирователя выходных импульсов с составным ЕНЭ, и внешними по отношению к формирователю выходных импульсов устройствами электропитания и нагрузки.

Осуществление изобретения

Наряду с составным ЕНЭ 12, в состав формирователя выходных импульсов входит коммутатор К2 10 выходных импульсов, управление которым осуществляется сигналом U_FON, поступающим от внешнего устройства управления формирователем, не показанного на фигуре.

В состав внешних устройств, показанных на фигуре, входят источник напряжения постоянного тока G1 1 и нагрузка Rh 11.

Составной ЕНЭ 12 содержит:

- конденсатор С_нн 9 и зарядный резистор, R_зв 3, образующие высоковольтный накопитель энергии;

- конденсатор С_нн 8 и зарядный резистор R_зн 4, образующие низковольтный накопитель энергии;

- источник опорного напряжения (ИОН) G2 2, формирующий на выходе напряжение постоянного тока порогового уровня срабатывания - U_REF для компаратора А1 5;

- компаратор А1 5 напряжения, сравнивающий входное напряжение U_I источника напряжения G1 1 с напряжением U_REF от ИОН G2 2 и, в случае выполнения условия U_I≤U_REF, вырабатывающий управляющий сигнал на открывание коммутатора К1 6, а в противоположном случае U_I≥U_REF - на закрывание коммутатора К1 6 и прекращение дальнейшего заряда конденсатора С_нн 8 низковольтного накопителя;

- коммутатор К1 6 второго низковольтного накопителя, обеспечивающий режим заряда конденсатора С_нн 8 низковольтного накопителя через зарядный резистор R_зн, или режим отсечки низковольтного накопителя от зарядных цепей, в зависимости от управляющего сигнала с компаратора А1 5;

- диодный коммутатор VD1 7 выходов обоих накопителей, обеспечивающий электрическое подключение выхода низковольтного накопителя к выходу высоковольтного накопителя при равенстве их выходных напряжений; и режим отсечки выхода низковольтного накопителя от входа коммутатора К2 10 выходных импульсов Upuls и выхода высоковольтного накопителя при снижении напряжения на конденсаторе С_нн 8 относительно конденсатора С_нв 9.

Конденсаторы С_нв 9 и С_нн 8 обеспечивают энергией генерирование выходных импульсов и согласование силовых выходных цепей - коммутатора К2 10 выходных импульсов, с помощью которого формируется токовый импульс через нагрузку R_н 11 по внешнему управляющему сигналу U_FON, поступающего от внешнего устройства управления формирователем, со сравнительно маломощным источником напряжения постоянного тока G1 1.

Зарядные резисторы R_зв 3, R_зн 4 ограничивают пиковый ток заряда конденсаторов С_нн 8, С_нв 9 от источника напряжения постоянного тока G1 1.

ИОН G2 2, компаратор А1 5, коммутатор К1 6 и диодный коммутатор VD1 7 обеспечивают электрическое подключение или отключение низковольтного накопителя от источника G1 1 напряжения постоянного тока, от коммутатора К2 10 выходных импульсов и от выхода высоковольтного накопителя по результату сравнения напряжения U_I внешнего источника напряжения G1 1 с напряжением ИОН - U_REF.

Выводы 1 зарядных резисторов R_зв 3 и R_зн 4, электрически соединенные друг с другом и с неинвертирующим входом компаратора А1 5, служат для электрического подключения к положительному выводу внешнего источника напряжения G1 1. Вывод 2 зарядного резистора R_зв 3, электрически соединенный с катодом диодного коммутатора VD1 7 и с выводом 1 конденсатора С_нв 9, служит для электрического подключения ко входу коммутатора выходных импульсов К2 10. Вывод 2 зарядного резистора Rзн 4 электрически подключен к входу коммутатора К1 6.

Выход коммутатора К1 6 электрически подключен к выводу 1 конденсатора С_нн 8 и аноду диодного коммутатора VD1 7. Выход компаратора А1 5 электрически подключен к управляющему входу коммутатора К1 6. ИОН G2 2 положительным выходом электрически подключен к инвертирующему входу компаратора A1 5, а отрицательным выходом - к выводам 2 конденсаторов С_нн 8, 9, которые служат для электрического подключения к отрицательному выводу внешнего источника напряжения G1 1 и к выводу 2 внешней нагрузки R_н 11. При этом вывод 2 внешней нагрузки R_н электрически подключен к выходу коммутатора выходных импульсов К2 10. За счет такого соединения компаратор А1 5 обеспечивает постоянный контроль величины входного напряжения - U_I от источника G1 1, относительно пороговой величины U_REF, задаваемой ИОН G2 2. На основании результатов сравнения, производится подключение или отключение конденсатора С_нн 8 низковольтного накопителя от входа и выхода составного ЕНЭ с помощью коммутатора К1 6 и диодного коммутатора VD1 7.

Этим обеспечивается возможность работы формирователя выходных импульсов в широком диапазоне амплитуд и длительностей, при условии введения ограничений на параметры выходных сигналов - сравнимой по величине энергии импульсов для всех заданных диапазонов сигналов, и безопасная работа конденсаторов низковольтного накопителя С_нн 8, обусловленная их защитой от возможной перегрузки по напряжению, вызванной ошибкой оператора (человеческим фактором) при задании режимов работы оборудования, в состав которого входит данное устройство.

Совокупность дополнительных качественных характеристик формирователя выходных импульсов с составным ЕНЭ: расширение динамического диапазона амплитуд и длительностей выходных сигналов формирователя, при существенном снижении ГМХ и повышении безопасности, допускает его использование в переносной и передвижной аппаратуре для проведения исследовательских работ и полигонных испытаний, с повышенными требованиями к ГМХ и безопасности работ, а также расширенными диапазонам амплитуды и длительности выходных сигналов, например - при задействовании пиротехнических и взрывных устройств, что расширяет область его применения.

Причиной качественного изменения характеристик является следующее. При формировании сигналов прямоугольной формы необходимая емкость конденсаторов любого ЕНЭ - С_н определяется по формуле:

где: t - время разряда конденсаторов, определяемая длительностью выходного импульса U_puls;

U₀ - напряжение на конденсаторах ЕНЭ до начала разряда, приближенно равное напряжению U_I источника напряжения G1 1, на временном уровне фронта импульса U_puls;

ΔU - допустимое падение амплитуды выходного импульса U_puls за время разряда конденсаторов ЕНЭ (т.е. допустимое снижение амплитуды выходного импульса U_puls на его срезе, относительно амплитуды фронта импульса);

R_н - сопротивление нагрузки R_н 11.

Таким образом, требуемая емкость конденсаторов ЕНЭ возрастает пропорционально увеличению требований к времени разряда и тока через нагрузку R_н, при заданном неизменном допустимом падении амплитуды импульса U_puls - ΔU. При реализации прототипа, работающего в широких диапазонах амплитуды и длительности выходных импульсов, возникает необходимость одновременного обеспечения максимальной емкости накопителя, определенной по формуле 1 для выходного сигнала максимальной длительности, при этом, рабочее напряжение всех конденсаторов накопителя должно быть не менее максимальной амплитуды импульсов из заданного диапазона. Учитывая, что ГМХ конденсаторов, в пределах единого типа конденсаторов, прямо пропорциональны величине их емкости и, в первом приближении, допустимому приложенному к обкладкам напряжению, реализация ЕНЭ, по схеме прототипа, при заданных широких диапазонах амплитуд и длительностей выходных импульсов, приводит к неприемлемым для большинства задач ГМХ ЕНЭ и формирователя выходных импульсов в целом. В то же время, среди широкодиапазонных формирователей выходных импульсов являются востребованными их реализации с заданной сравнимой величиной энергии выходных импульсов для всего рабочего диапазона длительностей и амплитуд. То есть, формирующие импульсы повышенной длительности с пониженной амплитудой и наоборот, с повышенной амплитудой, но укороченной длительности. Одним из вариантов решения такой задачи являются генераторы со сменными емкостными накопителями, минимум - двумя, каждый из которых перекрывает определенный участок амплитуд и длительностей всего заданного диапазона.

Основной идеей заявленного изобретения является реализация составного накопителя - совмещение двух несменных накопителей в едином конструктиве: «высоковольтного» с относительно небольшой емкостью, работающего, в основном, при формировании выходных сигналов с высокой амплитудой и низковольтного, повышенной емкости, подключающегося к работе только при формировании низковольтных импульсов. Данное техническое решение позволяет существенно снизить ГМХ, относительно прототипа, исключив необходимость выбора всех конденсаторов накопителя с рабочим напряжением по максимальной выходной амплитуде и повысить безопасность, относительно варианта с применением сменных накопителей, за счет исключения монтажных работ по оперативной замене накопителей и ошибок оператора по установке накопителей с несоответствующим рабочим напряжением.

Работа формирователя выходных импульсов с составным емкостным накопителем энергии 12 осуществляется следующим образом.

При подаче питания от источника напряжения постоянного тока G1 1, начинается заряд конденсатора 9 высоковольтного накопителя через зарядный резистор R_зв 3. Компаратор А1 5 производит сравнение напряжения U_I источника G1 1 напряжения с опорным напряжением U_REF ИОН G2 2, и, в случае выполнения условия U_I≤U_REF, формирует управляющий сигнал открывания коммутатора К1 6. В результате чего, коммутатор К1 6 открывается и начинается заряд конденсатора С_нн 8 низковольтного накопителя через зарядный резистор R_зн 4. По завершению цикла зарядки, напряжение на конденсаторах С_нв 9, С_нн 8 обоих накопителей становится приближено равным напряжению U_I, диодный коммутатор VD1 7 открыт, конденсаторы С_нв 9, С_нн 8 подключены ко входу коммутатора выходных импульсов К2 10, а формирователь выходных импульсов, готов к работе в режиме генерации импульсов «низковольтного» диапазона повышенной длительности, которая производится внешним сигналом U_FON, поступающим на вход управления коммутатором выходных импульсов К2 10. При превышении напряжения U_I источника напряжения G1 1, относительно опорного напряжения U_REF от ИОН G2 2, компаратор А1 5 формирует управляющий сигнал на закрывание коммутатора К1 6. При этом происходит прекращение заряда конденсатора С_нн 8 низковольтного накопителя через коммутатор К1 6, а заряд конденсатора С_нв 9 высоковольтного накопителя продолжается. Снижение напряжения на конденсаторе С_нн 8, относительно конденсатора С_нв 9, приводит к обратному смещению р-n перехода диодного коммутатора VD1 7 и отсечке конденсатора С_нн 8 от входа коммутатора формирователя выходных импульсов К2 10. По завершении заряда конденсатора С_нв 9 высоковольтного накопителя, формирователь выходных импульсов готов к работе в режиме генерации импульсов повышенной амплитуды и укороченной длительности, относительно «низковольтного» режима работы.

Перезаряд конденсаторов С_нв 9, С_нн 8, после завершения генерации импульса, производится в паузе между предыдущим и последующим импульсами по аналогичному алгоритму.

Данный алгоритм работы ЕНЭ 12 обеспечивает:

- значительную минимизацию ГМХ накопителя и формирователя выходных импульсов на его базе, при работоспособности в широком диапазоне амплитуд и длительностей выходных импульсов;

- безопасность работы, вследствие защиты конденсатора С_нн 8 низковольтного накопителя от перегрузки по напряжению.

Таким образом, заявляемое техническое решение позволит создать формирователь выходных импульсов с составным ЕНЭ, при значительно минимизированных ГМХ и работоспособностью в широком диапазоне амплитуд и длительностей выходных импульсов, а также повышенной безопасностью его работы.

Заявляемый широкодиапазонный формирователь выходных импульсов с составным емкостным накопителем энергии, при условии обеспечения ограничения сравнимой энергии выходных импульсов в пределах заданного динамического диапазона параметров импульсов, способен обеспечить не менее 5 - кратного снижения ГМХ, по сравнению с прототипом и повышенную безопасность.

Представленные выше сведения свидетельствуют о выполнении, при использовании заявляемого изобретения, следующей совокупности условий:

- заявляемый формирователь выходных импульсов с составным ЕНЭ относится к области силовых электронных устройств различного назначения, в частности, к устройствам задействования взрывных и пиротехнических составов, генераторам для импульсных электротехнических устройств различного назначения и лазерной техники;

- заявляемый формирователь выходных импульсов с составным ЕНЭ при использовании способен обеспечить значительное снижение ГМХ устройств на его основе и повышение безопасности работ.

Промышленная применимость

Рассмотренный вариант выполнения изобретения может быть реализован на существующей в настоящее время дискретной элементной базе. Это доказывает его работоспособность и подтверждает промышленную применимость.

Наиболее эффективно выглядит использование предложенного формирователя выходных импульсов с составным ЕНЭ в приборах автоматики, авиационной, космической и ракетостроительной промышленности.

Для заявляемого формирователя выходных импульсов с составным ЕНЭ, в том виде, в котором он охарактеризован в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов. Следовательно, заявленный формирователь выходных импульсов с составным ЕНЭ соответствует условию «промышленная применимость».

Изобретение относится к области электротехники для использования в приборах автоматики, авиационной, космической и ракетостроительной промышленности. Технический результат заключается в согласовании работы высоковольтного накопителя энергии, работающего постоянно, и низковольтного накопителя энергии, подключаемого параллельно высоковольтному по результату анализа уровня входного напряжения от источника питания постоянного тока. Технический результат достигается за счет того, что формирователь выходных импульсов с составным емкостным накопителем энергии (ЕНЭ) содержит коммутатор выходных импульсов, диодный коммутатор, коммутатор низковольтного накопителя, источник опорного напряжения, компаратор и два отдельных ЕНЭ – высоковольтный и низковольтный, каждый из которых состоит из зарядных резисторов и конденсаторов. Входы ЕНЭ подключены к внешнему источнику напряжения постоянного тока, выход низковольтного ЕНЭ – к аноду диодного коммутатора, выход высоковольтного ЕНЭ – к его катоду. Коммутатор низковольтного ЕНЭ включен последовательно в цепь низковольтного ЕНЭ – между зарядным резистором и конденсатором. 1 ил.

Формирователь выходных импульсов с составным емкостным накопителем энергии, содержащий две раздельные цепи накопителей энергии, состоящие из зарядных резисторов и конденсаторов, отличающийся тем, что формирователь выходных импульсов с составным емкостным накопителем снабжён источником опорного напряжения, компаратором напряжения, коммутатором второго низковольтного накопителя, а также диодным коммутатором выходов обоих накопителей и коммутатором выходных импульсов, при этом, оба зарядных резистора первыми выводами электрически соединены друг с другом, с неинвертирующим входом компаратора напряжения и с положительным выводом внешнего источника напряжения постоянного тока, при этом, второй вывод зарядного резистора первого высоковольтного накопителя электрически соединен с первым выводом конденсатора первого высоковольтного накопителя, катодом диодного коммутатора и входом коммутатора выходных импульсов, второй вывод зарядного резистора второго низковольтного накопителя соединён с входом коммутатора второго низковольтного накопителя, выход коммутатора второго низковольтного накопителя электрически соединен с первым выводом конденсатора второго низковольтного накопителя и анодом диодного коммутатора, управляющий вход коммутатора второго низковольтного накопителя электрически соединен с выходом компаратора напряжения, инвертирующий вход компаратора напряжения электрически подключен к положительному выходу источника опорного напряжения, отрицательный вывод внешнего источника постоянного тока электрически соединен с отрицательным выводом источника опорного напряжения, а также вторыми выводами конденсаторов второго низковольтного и первого высоковольтного накопителей и вторым выводом внешней нагрузки, выход коммутатора выходных импульсов электрически подключен к первому выводу внешней нагрузки.