Многоступенчатый генератор импульсных напряжений Советский патент 1985 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к многоступенчатым генераторам импульсных напряжений.

Известен генератор импульсных напряжений (ГИН), содержащий источник питания, накопительные конденсаторы, соединенные параллельно, через зарядные резисторы и последовательно - через управляемые многозазорные разрядники, генераторы запуска, дополнительные управляемые разрядники, конденсаторы связи, устройство для зарядки генераторов запуска 1.

Недостатком данного генератора является сложность, конструкции, обусловленная наличием дополнительных управляемых разрядников, конденсаторов связи и устройства для зарядки генераторов запуска. Наличие дополнительных элементов ведет к снижению надел ности устройства.

Известен также генератор импульсных напряжений, содержащий источник питания, накопительные конденсаторы, зарядные резисторы, коммутаторы, многозазорные управляемые разрядники, генераторы запуска, вспомогательные конденсаторы, стабилизаторы напряжения, ограничительные резисторы, устройство поджига, нагрузку, причем каждый стабилизатор напряжения включен параллельно управляющему входу генератора запуска соответствующей ступени ГИН, вспомогательные конденсаторы включены между выходом генератора запуска предыдущей -ступени и входом генератора запуска последующей ступени ГИН, вход генератора запуска первой ступени ГИН соединен через вспомогательный конденсатор с выходом устройства поджига 2.

Недостатком данного генератора является сложность конструкции, обусловленная наличием вспомогательных конденсаторов и ограничительных резисторов, что также ведет к снижению надежности ГИН.

Наиболее близким к данному изобретению является многоступенчатый генератор импульсных напряжений, содержащий источник зарядного напряжения, устройство запуска, ступени умножения напряжения, каждая из которых состоит из зарядных резисторов, накопительного конденсатора, многозазорного управляемого разрядника, разрядные промежутки между основными электродами которого защунтированы резисторами делителя напряжения, стабилизатора напряжения, добавочного резистора, запускающие генераторы, диоды, вспомогательные конденсаторы, причем зарядные резисторы смежных ступеней умножения напряжения соединены между собой последовательно, образуя две параллельные ветви зарядных

резисторов, одна из которых включена между общей щиной и выходом многоступенчатого генератора импульсных напряжений, другая подключена к выходу источника зарядного напряжения, накопительные конденсаторы включены параллельно через зарядные резисторы и последовательно - через многозазорные управляемые разрядники, каждый стабилизатор напряжения включен между точкой соединения одного из выводов накопительного конденсатора с одним из основных электродов многозазорного управляемого разрядника соответствующей ступени умножения напряжения и точкой соединения зарядных резисторов другой ветви данной и последующей ступеней умножения напряжения, каждый добавочный резистор подключен параллельно соответствующему стабилизатору напряжения, дополнительный вход каждого запускающего генератора подключен через диод параллельно стабилизатору напряжения соответствующей ступени умножения напряжения, первый выход каждого запускающего генератора соединен с управляющим электродом многозазорного управляемого разрядника соответствующей ступени умножения напряжения, второй выход запускающего генератора каждой предыдущей ступени умножения напряжения соединен через вспомогательный конденсатор со входом запускающего генератора последующей ступени умножения напряжения, вход запускающего генератора первой ступени умножения напряжения соединен через вспомогательный конденсатор с выходом устройства запуска, запускающие генераторы выполнены в виде спиральных генераторов 3.

Недостатком известного многоступенчатого генератора импульсных напряжений является сложность конструкции, обусловленная наличием добавочных резисторов, диодов и вспомогательных конденсаторов. Наличие дополнительных элементов ведет также к снижению надежности устройства.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение надежности многоступенчатого генератора импульсных напряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в многоступенчатом генераторе импульсных напряжений, содержащем источник зарядного напряжения, устройство запуска, ступени умножения напряжения, каждая из которых состоит из зарядных резисторов, накопительного конденсатора, многозазорного управляемого разрядника, разрядные промежутки между основными электродами которого защунтированы резисторами делителя напряжения, стабилизатора напряжения, запускающие генераторы, причем зарядные резисторы смежных ступеней умножения напряжения соединены между собой последовательно, образуя две параллельные ветви зарядных резисторов, одна из которых включена между общей шиной и выходом многоступенчатого генератора импульсных напряжений, другая подключена к выходу источника зарядного нап-ряжения, накопительные конденсаторы включены параллельно через зарядные резисторы и последовательно - через многозазорные управляемые разрядники, вход каждого запускающего генератора подключен параллельно одному из стабилизаторов напряжения, выход каждого запускающего генератора соединен с управляющим электродом одного из многозазорных управляемых разрядников, запускающие генераторы выполнены в виде спиральных генераторов, стабилизатор напряжения каждой ступени умножения напряжения включен между основными электродами одного из разрядных промежутков многозазорного управляемого разрядника той же ступени умножения напряжения последовательно с резисторами делителя напряжения, выход устройства запуска соединен с управляющим электродом многозазорного управляемого разрядника первой ступени умножения напряжения, выход каждого запускающего генератора соединен с управляющим электродом многозазорного управляемого разрядника последующей ступени умножения напряжения.

На чертеже представлена функциональная электрическая схема предлагаемого многоступенчатого ГИН.

Многоступенчатый ГИН содержит зарядные резисторы 1 и 2, образующие две параллельные ветви, соответственно одну ветвь, включенную между общей щиной и выходом 3 многоступенчатого ГИН, и другую ветвь, подключенную к выходу источника 4 зарядного напряжения; накопительные конденсаторы 5, включенные параллельно через зарядные резисторы 1 и 2 и последовательно - через многозазорные управляемые разрядники 6, каждый из которых состоит из основных электродов 7, разрядные промежутки между которыми щунтированы резисторами 8 делителя напряжения и стибилизатором 9 напряжения, включенным последовательно с резисторами 8 делителя напряжения, и управляющего электрода 10; устройство 11 запуска, выход которого соединен с управляющим электродом 10 многозазорного управляемого разрядника 6 первой ступени умножения напряжения, каждая из которых состоит из зарядных резисторов I и 2, накопительного конденсатора 5, многозазорного управляемого разрядника 6 с делителем напряжения из резисторов 8 и стабилизатора 9 напряжения, запускающие, генераторы 12, представляющие собой спиральные генераторы (на чертеже не показаны), выход каждого из которых соединен с управляющим электродом 10 многозазорного управляемого разрядника 6 последующей ступени умножения напряжения, а вход подключен параллельно одному из ста5 билизаторов 9 напряжения.

Многоступенчатый ГИН работает следующим образом.

Накопительные конденсаторы 5 заряжаются от источника 4 зарядного напряжения через зарядные резисторы 1 и 2. Одновременно происходит зарядка запускающих генераторов 12 через резисторы 8 делителя напряжения и стабилизатор 9 напряжения соответствующего многозазорного управляемого разрядника 6. По окончании процесса зарядки подачей пусковых импульсов с выхода устройства 11 запуска инициируют пробой многозазорного управляемого разрядника 6 первой ступени умножения напряжения, что, в свою очередь, ведет к срабатыванию запускающего

0 генератора 12 первой ступени умножения напряжения. В результате этого к основным электродам 7 многозазорного управляемого разрядника 6 второй ступени умножения напряжения прикладывается напряжение, величина которого пропорциональна сумме напряжений на накопительном конденсаторе 5 и на выходе запускающего генератора 12 первой ступени умножения напряжения. Данный разрядник пробивается. Далее разрядный процесс протекает

0 аналогично описанному.

Из-за значительного увеличения перенапряжения пробой многозазорных управляемых разрядников второй и последующих ступеней умножения напряжения происходит с меньщей временной задержкой, чем в прототипе, при этом также расширяется диапазон рабочих напряжений и повышается стабильность работы ГИН. Отсутствие дополнительных элементов (добавочных резисторов, диодов, вспомогательных

конденсаторов) ведет к упрощению конструкции и повышению надежности устройства.

988 8 6.

МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащий источник зарядного напряжения, устройство запуска, ступени умножения напряжения, каждая из которых состоит из зарядных резисторов, накопительного конденсатора, многозазорного управляемого разрядника, разрядные промежутки между основными электродами которого зашунтированы резисторами делителя напряжения, стабилизатора напряжения, запускающие генераторы, причем заурядные резисторы смежных ступеней умножения напряжения соединены между собой последовательно, образуя две параллельные ветви зарядных резисторов. одна из которых включена между общей шиной и выходом многоступенчатого генератора импульсных напряжений, другая подключена к выходу источника зарядного напряжения, накопительные конденсаторы включены параллельно через зарядные резисторы и последовательно - через многозазорные управляемые разрядники, вход каждого запускающего генератора подключен параллельно одному из стабилизаторов напряжения, выход каждого запускающего генератора соединен с управляющим электродом одного из многозазорных управляемых разрядников, запускающие генераторы выполнены в виде спиральных генераторов, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения надежности генератора, стабилизатор на(Л пряжения каждой ступени умножения напряжения включен между основными электродами одного из разрядных промежутков многозазорного управляемого разрядника той же ступени умножения напряжения последовательно с резисторами делителя напряжения, выход устройства запуска соединен с управляющим электродом мноСП гозазорного управляемого разрядника перо вой ступени умножения напряжения, выход каждого запускающего генератора соединен с управляющим электродом многозазороо ного управляемого разрядника последую05 щей ступени умножения напряжения.