Каскадный генератор импульсных напряжений Советский патент 1992 года по МПК H03K3/53 

со

с

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в электрофизических установках для получения импульсов высокого напряжения. Целью изобретения является повышение надежности работы генератора. За счет коммутации разрядников 2.1-2.6 обеспечивается ступенчатое изменение напряжения на резисторах 3.1-3.3, которое обеспечивает коммутацию разрядников 7.1-7.3 с минимальным разбросом во времени и высокой надежностью. Выполнение аналитического соотношения между величинами емкостей конденсаторов 4.1-4.3, и 4.4-4.6 и 6.7-6.6 обеспечивает минимальные потери энергии на заряд конденсаторов 6.1-6.6. Цепь с регуляторами может быть выполнена из параллельно включенных идентичных цепей. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

о о о

д

N

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в электрофизических установках для получения импульсов высокого напряжения.

Цель изобретения - повышение надежности работы генератора.

На чертеже изображена принципиальная электрическая схема каскадного генератора импульсных напряжений.

Генератор содержит блок 1 запуска, подключенные одним из выводов к общей шине цепи из последовательно включенных каскадов, каждый из которых состоит из по- следопательно включенных управляемого разрядника 2.1-2.6, резистора 3.1-3.6 и конденсатора 4.1-4.6, запускающие резисторы 5.1-5.4 и запускающие конденсаторы 6.1-6.6, дополнительные разрядники 7.1- 7.3. Между одним из основных электродов разрядника 2.1 (2.2, 2.4, 2.5) предыдущего каскада и управляющим электродом разрядника 2.2 (2.3, 2.5, 2,6) последующего каскада подключены последовательно включенные запускающий резистор 5.1 (5.2, 5.3,5.4) и запускающий конденсатор 6.2 (6,3, 6.5, 6.G) между выходами блока 1 запуска и управляющими электродами разрядников 2.1, 2.4 первых каскадов цепей подключены запускающие конденсаторы 6.1, 6.4.

Цепи одними выводами подключены к общей шине, а другими параллельно друг другу, Резисторы 3,1, 3,2, 3.3 шунтированы дополнительными разрядниками 7.1-7,3, соответственно. Величины сопротивлений резисторов 3.1-3.6 равны друг другу, а емкости конденсаторов 4.1-4.6, 6.1-6.6 связаны соотношением

Ci 40С2 20Сз,(1) где Ci - емкость конденсатора 4.1 (4.2, 4,3);

С 2 - емкость конденсатора 4.4 (4.5, 4.6);

Сз емкость конденсатора 6.1 (6.2-6.6).

Цепь с резисторами 3.1-3.3, шунтированными дополнительными разрядниками, может быть выполнена из N параллельно включенных идентичных цепей, сопротивления резисторов в которых выбраны из соотношения

R1-NR2,

где RI - сопротивление резистора 3.1 (3.2, 3.3);

R2 - сопротивление резистора 3.4 (3.5, 3.6).

Каскадный генератор импульсных напряжений работает следующим образом.

Конденсаторы 4.1-4.6 заряжаются раз- нополярно до равного по абсолютной величине напряжения. После поджига первых разрядников 2.1, 2.4 импульсами от блока 1 запуска происходит последовательная коммутация управляемых разрядников 2.2, 2.3, 25, 2.6. В результате образуется замкнутое кольцо, в котором все каскады включены накоротко и каждый конденсатор 4,1-4,6

разряжается на соответствующий резистор 3.1-3.6, При этом на всех резисторах 3.1-3.3 одновременно без разброса по времени напряжение изменяется скачком, близким по амплитуде зарядному напряжению конде0 саторов4.1-4.3. На выходе каскадного генератора напряжение отсутствует, так как импульсы напряжения на резисторах 3.1- 3.6 равны по амплитудам и противоположны по полярности напряжению на конденсато5 pax 4.1-4.6 и результирующее напряжение каскада в сумме равно нулю. Далее скачки напряжения на резисторах 3.1-3.3 прикладываются одновременно к разрядникам 7.1-7.3, что вызывает их коммутацию с ми0 нимальным разбросом и на выходе генера тора 1 появляется импульс напряжения с большой скоростью нарастания фронта импульса. При работе каскадного генератора импульсных напряжений имеет место поте5 ря энергии на заряд конденсаторов 6.1-6.6 во время поджига разрядников 2.1-2.6 и на перезаряд конденсаторов 4.4-4.6. При выполнении соотношения (1) потери энергии не превышают 5%.

0 При выполнении цепи, содержащей дополнительные разрядники 7.1-7.3, из несколько, параллельно включенных цепочек импульс поджига подается одновременно на все разрядники.

5 Фор мула из обретения

1,Каскадный генератор импульсных напряжений, содержащий блок запуска, подключенные одним из выводов к общей шине цепи из последовательно включенных кас0 кадов, каждый из которых состоит из последовательно включенных управляемого разрядника, резистора и конденсатора, в каждой цепи между одним из основных электродов разрядника предыдущего каска5 да и управляющим электродом разрядника последующего каскада подключены последовательно включенные запускающий резистор и запускающий конденсатор, между выходами блока запуска и управляющими

0 электродами разрядника первых каскадов цепей подключены запускающие конденсаторы, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, цепи другими выводами подключены параллельно друг к

5 другу, резисторы в каскадах одной из цепей шунтированы дополнительными разрядниками, резисторы в каскадах цепей выполнены с одинаковыми сопротивлениями, а емкости конденсаторов в каскадах цепей связаны соотношением

Ci Ј 40Cz 5: 20Сз,

где Ci - емкость конденсатора в каскаде цепи с резисторами, шунтированными дополнительными разрядниками;

Сг - емкость конденсатора в каскаде цепи с резисторами, не шунтированными конденсаторами;

Сз - емкость запускающих конденсаторов.

вия. цепь с резисторами, шунтированными дополнительными разрядниками, выполнена из N параллельно включенных цепей, со- противления резисторов в которых выбраны из соотношения

Ri NR2.

где RI - сопротивления резисторов, шунтированных дополнительными разрядниками;

R2 - сопротивления резисторов, не шунтированных дополнительными разрядниками.