ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ Советский патент 1968 года по МПК H03K3/53 

Известен генератор импульсов, выполненный по схеме умножения, содержащий искровые разрядники и накопительные конденсаторы, соединенные с источником питания через разделительные элементы, например резисторы, и управляющий блок в виде последовательно соединённых катушки индуктивности, двух пусковых конденсаторов и коммутирующего элемента.

Предложенный генератор отличается от известных тем, что параллельно одному из пусковых конденсаторов управляющего блока подключен один из указанных разделительных элементов, а параллельно коммутирующему элементу этого блока - вспомогательный источник.

Такое выполнение генератора позволяет расширить допустимый диапазон изменения напряжения питания.

На фиг. 1 представлена схема описываемого генератора; на фиг. 2 - схема генератора с дополнительным искровым разрядником.

Накопительные конденсаторы заряжаются от источника питания 2 через разделительные элементы, например резисторы 3 и 4i-4„. Расстояние между электродами искровых разрядников 5i-5 установлено таким, чтобы обеспечить необходимый запас электрической прочности. Одновременно через разделительные элементы катущку индуктивности 7 от вспомогательного источника 8 производится заряд пускового конденсатора 9. После окончания процесса заряда в заданный момент времени с выхода управляющего узла

JO на вход коммутирующего элемента // поступает сигнал, вызывающий включение этого элемента. Затем начинается колебательный процесс заряда пускового конденсатора 12 от пускового конденсатора 9 через катушку индуктивности 7. Если емкость конденсатора 9 во много раз больше емкости конденсатора 12, то по окончании указанного процесса напряжение на конденсаторе 12 может практически в два раза превышать исходное напряжение

на конденсаторе 9. Параметры колебательного контура выбраны такими, чтобы период ко-, лебаний значительно превышал время развития разряда в искровом промежутке. Рассмотрим два случая.

а) Полярность напряжения на конденсаторе 12 относительно земли противоположна полярности источника питания 2. В этом случае при увеличении напряжения на конденсаторе 12 напряженность поля в зазоре искрового

разрядника 5i будет уменьшаться, поскольку указанное выше напряжение и напряжение на выводах конденсатора /j вычитаются. В противоположность этому, напрян енность поля в зазоре разрядника 5 будет увеличиваться,

конденсаторе 12 и конденсаторе /з складываются. Вследствие этого, нри достаточно большей амплитуде напряжения на конденсаторе 12, может произойти пробой разрядника Оо. Уменьшение амплитуды нанряження, при которой нроисходит пробой упомянутого разрядника, быть достигнуто в том случае, когда емкость между электродами разрядника 5-2 меньше, чем сумма емкостей 13 и М{13i-13,1 2 и 14i-/4„ - емкости монтажа). После пробоя разрядника 50 аналогичный процесс происходит с разрядником 5з и т. д. до 5„, после чего импульс высокого напряжения прикладывается к нагрузке 15. В процессе пробоя напряжение, прикладываемое к каждому последу1ош;ему разрядиику, при прочих равных условиях, с одной стороны, увеличивается вследствие последовательного соединения заряженных накопительных конденсаторов и, с другой стороны, несколько уменьшается из-за расхода энергии на пробой промежутков 5i-5„ и зарядку е.мкостей lo - и 14i-14. Если пренебречь потерями в контуре по сравнению с запасом энергии в конденсаторах /i-/„ и 12, а если напряжения на указанных конденсаторах достаточно велико, происходит пробой всех искровых промежутков генератора.

Таким образом управление работой генератора можно осуш;ествить в широком дианазоне коммутируемых напряжений без регулнровки зазоров между электродами разрядников 5i-5„ при использовании сравнительно маломош:ного коммутатора 11.

б) Полярность напряжения на конденсаторе 12 относительно земли совиадает с полярностью источника питания 2. В этом случае происходит увеличение напряженности поля в разряднике 5i и он нробпвается первым, пробой следующего разрядника 5-2 может произойти только тогда, когда сумма напряжений на конденсаторах 1 и 1-2 будет превышать его электрическую прочпость. Следовательно, выходной импульс можно получить в более узком диапазоне коммутируемых папряженнй. Кроме того, носле пробоя разрядника 5i разноил енно заряженные конденсаторы h и 12 оказываются подключенными параллельно друг другу. В результате происходит перезаряд этих конденсаторов, что приводит к возникновению паразитиых колебаний. Когда напряжения на конденсаторах li-/„ малы по сравнению с электрической прочностью искровых разрядников 5i-5„ и амплитудой напряжения на элементах , для осуществления пробоя всех искровых разрядн-иков генератора необходимо увеличить электрическую 5 прочность разрядника, установленного в первой стунени. При этом после включения коммутирующего элемента 11 и появления импульса напряжения на элементе 4 напряженность поля в зазоре между электродами разрядника 5i будет меньше, а следовательно, и разряд в нем будет развиватьея медленнее, чем в разрядниках oz-5„. Выбирая известным образом необходимую амплитуду запускающего напряжения и электрическую прочность

5 первого разрядника, можно обеспечить появление выходных имнульсов даже при наличии большого запаса электрической прочности разрядников 5i-5„. Работа схемы, приведенной на фиг. 2, в основном происходит аналогично рассмотренной выше. Ее особенностью является использование дополнительного искрового разрядника 16. В этой схеме нанряжение на элементе 4 появляется после того, как произойдет пробой

5 этого разрядника. В результате длительность фронта имнульса напряжения уменьшается, что ведет к уменьшению потерь энергии и позволяет снизить напряжение вепомогательного источника 8.

Предмет изобретения

1.Генератор импульеов, выполненный по схеме умиожения с искровыми разрядниками и накопительными кондеиьаторами, соединен5 пыми с источником питания через разделительные элементы, например резисторы, содержащий управляющий блок в виде последовательио соединенных катушки индуктивноеги, двух пусковых конденсаторов и коммутирующего элемента, отличающийся тем, что, с целью расширения допустимого диапазона изменения напряжения питания, параллельно одиому из пусковых конденсаторов управляющего блока подключен один из указанных

разделительных элементов, а параллельно коммутирующему элементу этого блока - вспомогательный источник.

2.Генератор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения допустимого диапазона

0 изменения напряжения вспомогательного источника, между указанными пусковым конденсатором и разделительным элементом включен искровой разрядник.