Генератор высоковольтных импульсов Советский патент 1989 года по МПК H03K3/53 

ройства. Устройство содержит ряд последовательно соединенных конденсато- ров, которые заряжаются через зарядные элементы 2 и 3, источник 4 питания, первые цеггочки инверсии напряжения, содержащие последовательно включенные катушки 5 индуктивности, разрядники 6 и диоды 7, подключенные параллельно каждому второму конденсатору ряда, зарядно-разрядное сопротивление 8, схему 9 запуска разрядников.

Поставленная цель достигается введением второй цепочки инверсии параллельно каждой первой, содержащей последовательно включенные катушки 10 индуктивности, разрядники 11 и диоды, включенные обратно по отношению к диодам первой цепочки инверсии напряжения, и выполнением зарядных элементов 2 и 3 в виде цепочки из последовательно соединенных диодов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к высоковольтным импульсным генераторам с инверсией векторов напряжения и может быть использовано для испытания высоковольтного оборудования, а также для питания электрофизических устройств импульсами высокого напряжения прямоугольной формы. Цель изобретения - получение импульсов прямоугольной формы и повышение КПД устройства. Устройство содержит ряд последовательно соединенных конденсаторов, которые заряжаются через зарядные элементы 2, 3, источник 4 питания, первые цепочки инверсии напряжения, содержащие последовательно включенные катушки 5 индуктивности, разрядники 6, и диоды 7, подключенные параллельно каждому второму конденсатору ряда, зарядно-разрядное сопротивление 8, схему 9 запуска разрядников. Поставленная цель достигается введением второй цепочки инверсии параллельно каждой первой, содержащей последовательно включенные катушки 10 индуктивности, разрядники 11 и диоды, включенные обратно по отношению к диодам первой цепочки инверсии напряжения, и выполнением зарядных элементов 2, 3 в виде цепочки из последовательно соединенных диодов. 1 ил.

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к генераторам высоковольтных импульсов с инверсией векторов напряжения, и может быть использовано для испытаний высоковольтного оборудования, а также для питания электрофизических устройств импульсами высокого напряжения с формой, близкой к прямоугольной.

Цель изобретения - получение импульсов напряжения прямоугольной формы путем осуществления режима частичного разряда конденсаторов и повьше- ние КПД устройства.

На чертеже приведена принципиальная схема генератора высоковольтных импульсов.

Генератор содержит ряд последовательно соединенных конденсаторов 1, зарядные элементы, выполненные в виде двух цепочек из последовательно соединенных диодов 2 и 3, источник А питания, первые цепочки инверсии напряжения, содержащие последовательно соединенные катушки 5 индуктивности, разрядники 6 и диоды 7, и подключенные параллельно каждому второму конденсатору ряда зарядно-разрядный резистор 8, схему 9 запуска разрядников и вторые цепочки обратной инверсии напряжения, содержащие последовательно соединенные катушки 10 индуктивности, разрядники 11 и обратно включенные диоды 12.

Генератор высоковольтных импульсов работает следующим образом.

От источника А питания происходит заряд конденсаторов 1. Первый конденсатор, одна из обкладок которого заземлена, заряжается от источника А питания непосредственно. Остальные конденсаторы заряжаются через цепоч0

0

ки полупроводниковых диодов 2 и 3 и резистор 8. Например, второй конденсатор заряжается по следующей цепи: положительная клемма источника А питания - второй конденсатор 1 - зарядная цепочка из диодов 2 - резистор 8- отрицательная клемма источника А питания. При этом полярность напряже-

5 ния на каждом втором конденсаторе такова, что инверсия напряжения на них возможна .только через цепочки, содержащие диоды 7. Инверсия через диоды 12 невозможна, поскольку последние включены в обратном направлении по отношению к полярности напряжения на каждом втором конденсаторе.

По окончании процесса заряда конденсаторов подается импульс запуска на разрядники 6 от схемы 9 запуска

разрядников. После замыкания разрядников 6 происходит инверсия напряжения на каждом втором конденсаторе, что переводит схему в следующее состояние: диоды 7 заперты обратным напряжением конденсаторов 1; в разрядниках 6 происходит восстановление их электрической прочности; каждый диод 2 и 3 в цепочках заперт обратным напряжением двух последовательно соединенных конденсаторов 1; диоды 12 в цепочках обратной инверсии напряжения открыты и к разрядникам 11 приложено напряжение конденсаторов 1; суммарное напряжение конденсаторов 1 прило жено к нагрузочному резистору 8 (резистор 8 участвует и в процессе зарядки цепочки конденсаторов и при их разрядке, поэтому называется зарядно- разрядным).

Данное состояние элементов генератора сохраняется в течение времени действия импульса высокого напряжения па

0

5

резисторе 8, т.е. в течение плоской части импульса, когда происходит частичный разряд конденсаторов 1 на нагрузку. Спустя заданный промежуток времени, равный длительности плоской части импульса и достаточный для де- ионизации и восстановления электрической прочности разрядников 6 (характерные времена составляют 10 ) от cxeNJbi 9 запуска разрядников подается импульс запуска на разрядники 11 в обратных цепочках инверсии. Замыкание разрядников 11 приводит к обратной инверсии напряжения на каждом втором конденсаторе 1. При этом происходит формирование спада напряжения на нагрузке и генератор переходит в первоначальное состояние; диоды 7 рт- крьшаются и к разрядникам 6 приклады- вается напряжение конденсаторов 1; диоды 12 запираются обратным напряжением и в разрядниках 11 происходит восстановление их электрической прочности; напряжение на резисторе 8 от- сутствует; диоды 2 и 3 открыты и от источника питания происходит подзаряд частично разрядившихся на нагрузку конденсаторов 1.

После подзаряда конденсаторов 1 до первоначального напряжения источника 4 питания рабочий цикл устройства повторяется.

Таким образом, по сравнению с известным, осуществление частичного разряда конденсаторов генератора позволяет формировать на нагрузке импульсы напряжения с формой, близкой к прямоугольной. Длительность импульса и спад напряжения на нагруз- ке в течение импульса регулируются задержкой между моментом запуска разСоставитель Д. Новичков Редактор Г. Волкова Техред М.Дидык Корректор, М. Шароши .

Заказ 7965/55

Тираж

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

рядников 6 (при этом происходит подача напряжения на нагрузку) и моментом запуска разрядников 11 (снятие напряжения с нагрузки за счет обратной инверсии напряжения).

Формула изобретения

Подписное