Высоковольтный импульсный источник питания Советский патент 1988 года по МПК H03K3/53 

io

W

оо ас

00 4

а: ю

ковольтный импульсный источник питания содержит п вентиэтьно-конденсатор- ных цепочек 1 из последовательно соединенных двух вентилей 2 и 3 и конденсатора 4. Конденсаторы 4 соединены последовательно и подключены к выводам 5 и 6 устройства, 2п зарядных индуктивностей 7 соединены последовательно и подключены к блоку 8 заряда через размыкающий коммутатор 9, параллельно которым подключена первая вентильно-конденсаторная цепочка 1.

Остальные (п-1) цепочек 1 подсоедине- .ны каждая к средней точке двух последовательно включенных зарядных индуктивностей 7. При этом каждая после- дующйя вентильно-конденсаторная цепочка 1 через зарядную индуктивность 7 соединена с предьщущей. Перезарядные контуры 10, состоящие из дросселя 11 и разрядника 12, подключены к четным либо нечетным конденсаторам 4 вентильно-конденсаторных цепочек 1. 1 ил.

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может использоваться для питания электрофизических приборов, в частности мощных инжекторов электронов. Цель изобретения - улучшение удельных энергетических показателей устройства. Высо

1

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может эыть использовано для питания электрофизических приборов, в частности мощных инжекторов электронов, i Цель изобретения - улучщение дельных энергетических показателей Устройства.

; На чертеже приведена принципиаль- ая схема высоковольтного импульсного Источника питания.

I Источник питания содержит п вен- гильно-конденсаторных; цепочек 1 из лоследовательно соединенных двух вен- гилей 2 и 3 и конденсатора 4, выводы (которого подключены к разнополярньм Электродам вентилей. Все конденсато- ры п вентильно-конденсаторных цепочек Соединены последовательно и подключе- )аы к выходным выводам 5 и 6 устрой- «гтва, один из которых заземлен, а общая точка каждой смежной пары конденсаторов 4 подключена к одному выводу Двух вентилей 2 и 3.

Кроме того, источник содержит 2п зарядных индуктивностей 7, которые Соединены между собой последовательно 1И подключены к блоку 8 заряда через размыкающий коммутатор 9, параллельно которым подключена первая вентильно- конденсаторная цепочка 1, а остальные п-1) вентильно-конденсаторные цепочки 1 подсоединены каждая к средней Точке двух последовательно включенных зарядных индуктивностей 7, при этом каждая последующая вентильно-конденсаторная цепочка 1 через зарядную индуктивность 7 соединена с предьщущей. К четным (или нечетным) конденсаторам 4 вентильно-конденсаторных цепочек 1 подключены перезарядные контуры 10, состоящие из дросселя 11 и разрядника 12.

Высоковольтный импульсный источник питания работает следующим образом.

В замкнутом положении коммутатора 9 включается низковольтньш блок 8 заряда и происходит накопление магнитной энергии в цепочке из 2п зарядных индуктивностей. Зарядньй ток нарастает до значения i, а величина накопленной энергии определяется выражением 2п1-,д-1, где LO - величина зарядной индуктивности. По сигналу от блока запуска срабатывает размыкающий коммутатор 9 и в цепочке из 2п зарядных индуктивностей 7 наводится система ЭДС обратного по от- нощению к направлению зарядного тока ig. Величина каждой ЭДС определяется выражением 1., где L - индуктивности ступеней, если их величины выбраны неравными. Действие ЭДС 1 обуславливает отпирание высоковольтных вентилей 2 и 3 всех вентиль- .но-конденсаторных цепочек 1.

В процессе отпирания вентилей цепочек образуется система колебательных контуров, в которых происходит заряд конденсаторов 4 с частотой со, определяемой величинами индуктивностей L| и емкостей С,. В течение четверти периода колебаний в.каждом контуре конденсаторы заряжаются до высокого напряжения, ток в зарядных ин- дуктивностях 7 уменьшается до нуля, а вентили 2 и 3 запираются и удерживают заряд конденсаторов А, Если число вентильно-конденсаторных цепочек 1 четное, то по окончании заряда потенциал вывода 5 практически равен потенциалу земли, что обусловлено встречной ориентацией напряжений каждой пары конденсаторов в последовательной цепи. После срабатывания разрядников 12 перезарядных контуров 10 происходит инверсия полярности 4на соответствующих конденсаторах, а на выходе устройства формируется импульс с амплитудой n-lJ, где-U - напряжение на конденсаторе промежуточной ступени.

Для реализации частотно-импульс- ного режима в качестве размыкающего коммутатора могут использоваться газоразрядные приборы, управляемые магнитным полем, обеспечивающее эффективное отключение цепей с токами 1- 10 кА при уровне восстанавливающего напряжения до 200 кВ за время, равное единицам микросекунд.

Формула изобретения

Высоковольтньй импульсньй источник питания, содержащий п вентильно- конденсаторных цепочек из последовательно соединенных двух вентилей и

конденсатора, выводы которого подключены к разнополярным электродам вентилей, конденсаторы п вентильно-конденсаторных цепочек соединены последовательно и подключены к выходным выводам устройства, при этом общая точка каждой смежной пары конденсаторов подключена к однополярным выводам двух вентилей, п зарядных ин- дуктивностей и перезарядные контуры, состоящие из дросселя и разрядника, подключенные к четным или нечетным конденсаторам п вентильно-конденсаторных цепочек, блок заряда, один вывод которого подключен к общей точке первой зарядной индуктивности, и вентиля первой вентильно-конденсатор- ной цепочки, отличающийся тем, что, с целью улучшения удельных энергетических показателей, введены дополнительно п зарядных индуктивно- стей, причем 2п зарядных индуктивно- стей соединены между собой последовательно и подключены к второ вентилю первой вентильно-конденсаторной цепочки и через размыкающий коммутатор - к второму выводу блока заряда, а (п-1) вентильно-конденсаторных цепочек подсоединены каждая к средней точке двух последовательно включенных зарядных индуктивностей, при этом каждая последующая вентильно-конден- саторная цепочка через зарядную индуктивность соединена с предьщущей.