Генератор импульсных напряжений Советский патент 1992 года по МПК H03K3/53 

Ц-7-.....

I|

Изобретение относится к электротехнике, а именно к генераторам импульсных напряжений, и может быть использовано при формировании высоковольтных импульсов микро- и миллисекундного диапазонов.

Известен генератор высоковольтных импульсов, содержащий ряд последовательно соединенных конденсаторов, зарядные элементы, две цепочки инверсии напряжения, подключенные параллельно каждому второму конденсатору ряда, причем каждая цепочка содержит последовательно соединенные катушку индуктивности, разрядник и диод.Генератор имеет схему запуска разрядников, источ- ник питания зарядных элементов и нагрузку.

Основным недостатком генератора является сложность схемы и необходимость дополнительного импульса при формирова- нии заднего фронта.

Наиболее близким к предлагаемому является генератор импульсных напряжений, содержащий две ветви зарядно-разрядных резисторов, одна из которых имеет на один резистор больше и заземлена, конденсаторы, включенные между соответственными входами резисторов ветвей, разрядники, включенные между входами и выходами этих резисторов, срезающие разрядники, подключенные параллельно каждому резистору заземленной ветви, к которому также параллельно подсоединены дополнительный резистор и конденсатор. Нагрузка подключена к начальному выводу заземленной ветви.

Недостаток этого генератора заключается в необходимости полного разряда конденсаторов для генерации каждого импульса, что существенно снижает КПД ус- тройства и не позволяет генерировать импульсы с частотой следования более единиц герца.

Целью изобретения является повышение КПД устройства за счет обеспечения частичного разряда конденсаторов.

Для достижения поставленной цели в генераторе импульсов напряжений, содержащем две ветви зарядно-разрядных резисторов, одна из которых имеет на один резистор больше и заземлена, причем между соответственными входами зарядно- разрядных резисторов ветвей включены конденсаторы, а между входами и выходами этих же резисторов включены разрядники и к потенциальному выводу заземленной ветви подключена нагрузка, между выходом каждого резистора заземленной ветви и соответствующим разрядником включен частично управляемый вентиль и параллельно

полученной цепочке, состоящей из разрядника и частично управляемого вентиля, подсоединен последовательный контур, включающий дополнительный конденсатор и катушку индуктивности.

Частично управляемый вентиль выполнен в виде динистора или тиристора и дополнительного резистора, включенного между катодом и управляющим электродом тиристора.

На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого генератора импульсных напряжений.

Генератор содержит две ветви зарядно- разрядных резисторов 1, между которыми подключены конденсаторы 2 и ветви последовательно соединенных разрядников 3 и динисторов 4, которые катодами подключены к заземленной ветви резисторов 1. Параллельно каждой ветви из разрядника 3 и динистора 4 включен последовательный колебательный контур, состоящий из индуктивности 5 и конденсатора 6. Для включения разрядников 3 служит схема запуска 7. К выходу генератора подключена нагрузка 8. При использовании вместо динистора 4 тиристора дополнительный резистор 9 обеспечивает динисторный режим работы тиристора.

Генератор импульсных напряжений работает следующим образом.

Конденсаторы 2 и 6 заряжаются через зарядно-разрядные резисторы 1 до напряжения источника питания Уз. При этом через ветвь, состоящую из разрядника 3 и динистора 4 протекает ток утечки, обусловленный конечностью сопротивления закрытого динистора 4 и разрядника 3, т.к. сопротивление разрядника в закрытом состоянии, по крайней мере, в тысячи раз больше, чем сопротивление закрытого динистора, в соответствующее число раз большее напряжение выделяется на разряднике в закрытом состоянии. После подачи запускающего импульса пробиваются разрядники 3, на динисторах 4 возрастает напряжение, они открываются, при этог/ на нагрузке 8 формируется передний фронт импульса. Одновременно начинается разряд конденсатора 6 колебательного контуре через индуктивность 5, разрядник 3, дини- стор 4. После перезарядки конденсатора б i цепи, состоящей из динистора 4 и разрядника 3, прикладывается отрицательная волнг напряжения, приводящая кспадутока чере; разрядник 3, динистор 4 до нуля (а в отсут ствие динистора - к изменению его направления). При этом динистор 4 закрывается и

следовательно, прекращается ток через нагрузку 8 и дальнейший разряд конденсаторов. Так как в процессе закрывания сопротивление разрядника 3 возрастает быстрее, чем сопротивление динистора 4, то напряжение на разряднике 3 гораздо больше, чем на динисторе 4. На этом оканчивается формирование вершины импульса и происходит формирование заднего фронта, по окончании которого происходит под- зарядка конденсаторов 2 и 6 до U3. Схема возвращается в исходное состояние. Длительность импульса в нагрузке 8 можно регулировать изменением периода колебаний контура, состоящего из конденсатора 6 и индуктивности 5.

Таким образом предложенная схема генератора импульсных напряжений позволяет формировать на нагрузке импульсы напряжения прямоугольной формы в автономном режиме при частичном разряде конденсаторов. Это повышает КПД заявляемого генератора в сравнении с прототипом и, следовательно, позволяет генерировать импульсы микро- и миллисекундного диапазонов.

Формула изобретения

1.Генератор импульсных напряжений, содержащий две ветви зарядно-разрядных резисторов, одна из которых имеет на один резистор больше и заземлена, между соответственными входами зарядно-разрядных резисторов ветвей включены конденсаторы, между входами и выходами этих же резисторов включены разрядники, к потенциальному выводу заземленной ветви подключена нагрузка, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД устройства за счет обеспечения частичного разряда конденсаторов, между выходом каждого резистора за- земленной ветви и соответствующим разрядником включен частично управляемый вентиль и параллельно полученной цепочке, состоящей из разрядника и частично управляемого вентиля, подсоединен последовательный контур, включающий дополнительный конденсатор и катушку индуктивности.

2.Генератор поп.1,отличающий- с я тем, что, частично управляемый вентиль выполнен в виде динистора или тиристора и дополнительного резистора, включенного между катодом и управляющим электродом тиристора.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к генераторам импульсных напряжений, и может быть использовано при формировании высоковольтных импульсов микро- и миллисекундного диапазонов. Сущность изобретения: генератор импульсных напряжений содержит 2 ветви зарядно- разрядных резисторов (1), между которыми подключены конденсаторы (2) и ветви последовательно соединенных разрядников