Генератор импульсов Советский патент 1987 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может использоваться в мощных импульсных системах питания.

Целью изобретения является увеличение КПД и упрощение обслуживания генератора.

На фиг.I приведена схема генератора; на фиг.2 - тригатронный узел, где d - расстояние, на которое выдвинут пусковой электрод, d - ,цли- на основного разрядного промежутка; на фиг.З - изменение напряжений на электродах тригатрона.

Генератор импульсов (фиг.1) состоит из емкостного накопителя 1 энергии, с высоковольтной 2 и общей 3 шинами, последовательно включенных к нему ключа 4, катушки 5 индуктивности, обостряющего разрядника 6, нагрузки 7, электрически взрывающихся проводников (ЭВП) 8, подключенных одним концом к первому электроду «обостряющего разрядника 6, а вторым концом - к общей шине 3, а также замыкающего разрядника 9., подключенног между первым концом катушки 5 индук- Т1;вности и общей шиной 3, представляющего из себя тригатрон с пусковым электродом, расположенным с высоковольтной стороны и выдвинутым вглубь разрядного промежутка, пусковой электрод соединен через ограничительный

резистор 10 с частью катушки 5 индук- 35 пасенной энергией закорачивалась бы

тивности.

Генератор работает следующим об разом.

Предварительно заряженный емкост- нъ1й накопитель 1 энергии запитывает током через ключ 4 катушку 5 индуктивности. Количество и сеЧение ЭВП 8 Выбираются такими, чтобы при достижении необходимой амплитуды тока происходил взрыв. Напряжение на емкостном- накопителе спадает при этом до какого-то минимального уровня. Пусковой электрод тригатрона 9 предварительно выдвинут вглубь помежутка на расстояние d. . Одновременно с по- дачей напряжения йа катушку 5 индуктивности часть напряжения с нее через ограничительный резистор 10 по- .ступает на пусковой электрод тригатрона 9.

Напря)кение на пусковом электроде тригатрона 9 оказывается при этом с полярностью, противоположной полярности высоковольтного основного

g

13453202

электрода. Расстояние, на которое выдвинут пусковой электрод, равно d,, длина основного разрядного промежутка dj, величина индуктивности катушки 5 индуктивности L, и величина части индуктивности катушки 5 индуктивности, с которой снимается наили

пряжение на пусковой электрод L,

из соотношения 7 - г-

d,

LI

L;

или

di

d.

L,

U,

Li U,

где и, - напряжение на катушке 5 индуктивности;

Uj - напряжение на пусковом электроде тригатрона 9, снимаемое .с части катушки 5 индуктивности, т.е. амплитуда напряжения на пусковом электроде оказывается равной эквипотенциапи, находящейся на расстоянии d от основного электрода (в случае когда пусковой электрод отсутствовал- бы и имелось всего два основных электрода) .

Величина ограничительного резистора 10 выбирается из условия сохранения высокого КПД установки, т.е. если бы она бьша равна нулю, то часть катушки 5 индуктивности с за

при срабатывании тригатрона 9. Чтобы этого не случилось, величина резистора R должна подчиняться условию:

40

где t . - длительность формируемого на нагрузке импульса.

Наличие на выдвинутом пусковом элект-роде напряжения противоположной полярности, что и на прилежащем основном электроде, делает электрическое поле в основном промежутке квазиоднородным и обеспечивает его высокую электрическую прочность, что позволяет запитать током катушку 5 индуктивное ти.

Изменение напряжений на электродах тригатрона 9 показано на фиг.З. По достижении необходимого тока происходит взрыв ЭВП 8, напряжение на емкостном накопителе 1 перед этим спадает до какого-то минимального уровня (кривая II). Основная часть

1 в катушк

энергии при этом переходит 5 индуктивности.

Напряжение на пусковом электроде изменяется по кривой 12. В момент взрыва ЭВП 8 происходит увеличение напряжения на катушке 5 индуктивности, со стороны нагрузки 7 до пробоя обостряющего разрядника 6. Так как напряжение на пусковой электрод поступает с части катушки 5 индуктивности, то на нем также происходит увеличение напряжения с изменением полярности (скачок напряжения 13) относительно напряжения емкостного накопителя 1 (кривая 11). Кроме того пусковой электрод выдвинут вглубь разрядного промежутка на расстояние d, . Электрическое поле в тригатроне 9 из квазиоднородного превращается в резко неоднородное, характерное для системы острие - плоскость, что привдит к пробою промежутка в широком диапазоне изьганений напряжения (широ кий диапазон управления).

При пробое тригатрона 9 энергия, запасенная в катушке 5 индуктивности переходит в нагрузку 7. Устройство позволяет упростить обслуживание и достичь КПД порядка 36%.

Формула

изобретения

Генератор импульсов, содержащий емкостный накопитель энергии с высо0

ковольтной и общей шинами, последовательно включенные с ним ключ, катушку индуктивности, обостряющий разряд- гак и нагрузку, электрически взрывающиеся проводники, подключенные одним концом к одному из выводов катушки индуктивности, соединенному с электродом обостряющего разрядника, а другим концом - к общей шине, а также замыкающий разрядник, подключенный между другим выводом катушки индуктивности и общей шиной, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД и упрощения обслуживания генератора, в качестве замыкающего разрядника использован тригатрон с пусковым электродом, расположенным со стороны высоковольтного электрода и соединенным через ограничительный резистор с частью катушки индуктивности, причем пусковой электрод выдвинут вглубь основного разрядного промежутка на расстояние d,, определяв- мое из соотношения

bi d, Lj

dj, - длина основного разрядного

промежутка; L, - величина индуктивности катушки;

LJ, - величина индуктивности части катушки, соединенной с пусковым электродом.

fpuz.z

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в мощных импульсных системах питания. Цель изобретения - увеличение КПД и упрощение обслуживания генератора - достигается тем, что в генераторе в качестве / у замыкающего разрядника использован тригатрон 9 с пусковым электродом, который расположен со стороны высоковольтного электрода. Кроме того, пусковой электрод выдвинут вглубь разрядного промежутка. Электрическое поле в тригатроне 9 превращается из квазиоднородного в резко неоднородное, характерное для системы острие- плоскость. Это приводит к пробою промежутка в широком диапазоне изменения напряжений. При пробое тригатро- на 9 энергия, запасенная в катушке 5 индуктивности, переходит в нагрузку 7. Изобретение позволяет упростить обслуживание устройства и получить КПД порядка 35-36%. Генератор импульсов также содержит емкостный накопитель I энергии, высоковольтную 2 и общую 3 шины, обостряющий разрядник 6, нагрузку 7, электрически взрывающийся проводник 8, ограничительный резистор 10. 3 ил. $ (Л 70 со 4 сл 00 tc л 3 8 ФигЛ

.11

72

(pU2.3

Редактор,Н.Слободяник

Составитель В.Ермаков

Техред М.Дидык Корректор А.Обручар

Заказ 4931/54Тираж 900Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4