Формирующая линия для высоковольтного импульсного генератора Советский патент 1974 года по МПК H01P3/06 

. 1

Формирующая линия может быть использована в качестве источника высокого напряжения для сильноточных электронных ускорителей.

Известна формирующая линия для высоковольтного импульсного генератора, содержащая Л отдельных формирующих линий, расположенных концентрически вокруг общей оси и связанных между собой через разрядники. Из-за наличия паразитной емкости между краями отдельных линий, которая заряжается в процессе формирования выходного импульса, уменьшаются величины выходного напряжения такой формирующей линии.

Целью изобретения является уменьшение паразитной емкости. Это достигается тем, что отдельные формирующие линии выполнены в виде изолированных одна от другой конических поверхностей.

На фиг. 1 схематически изображена предлагаемая формирующая линия для высоковольтного импульсного генератора; на фиг. 2 показан возможный вариант высоковольтного импульсного генератора.

Формирующая линия содержит Л отдельных формирующих линий 1 (N - целое число), расположенных концентрически вокруг общей оси, связанных между собой через разрядники 2 и выполненных в виде изолированных одна от другой конических поверхностей.

Формирующие линии заряжаются через одну из формирующих линий, например 1л до зарядного напряжения и попарно синхронно коммутируются через разрядники. До момента срабатывания разрядников напряжение на нагрузке (клеммы А и Б) равно нулю, так как напряжения между соседними линиями находятся в противофазе (см. фиг. 1, стрелки слева). После срабатывания разрядников через время т, равное пробегу волны разряда до нагрузки, и в течение времени 2т на нагрузке существует умноженное напряжение благодаря отражению волны разряда от открытого конца с обратным знаком (см. фиг. 1, стрелки справа). На холостом ходу, когда , , где п - число разрядников, Usap - напряжение заряда одной линии.

На фиг. 1 разрядники расположены со стороны широкой части конуса, а нагрузка - со стороны узкой. В этом случае волновое сопротивление линии постепенно увеличивается при приближении к нагрузочному концу, что приводит к увеличению напряжения на выходе, по сравнению с линией, выполненной в виде цилиндрических поверхностей. Если нагрузку расположить у широкой части конуса, напряжение на нагрузке снижается, однако в генераторе может быть получен больщой ток. Выбор варианта расположения нагрузки и разрядников по отношению к направлению конусности зависит от конкретных условий применения генератора. В варианте, иоказанном на фиг. 2, ускорительная трубка 3 может быть расположена в узкой части конических поверхностей, причем концы формирующих линий подключены к градиентным кольцам трубки, а пространство между формирующими линиями 1 заполняется твердым диэлектриком 4 на основе, например, эпоксидной композиции. Величина конусности в этом случае определяется расстоянием между градиентными кольцами трубки и толщиной изоляции между линиями. В формирующей линии, представленной на - ... ... фиг. 1, и варианте генератора, представленном на фиг. 2, используются электрически не связанные между собой разрядники 2, применение которых дает большие преимущества, поскольку отпадает необходимость в специальных развязывающих устройствах, ограничивающих число каскадов генератора и увеличивающих его габариты. Однако применение электрически не связанных разрядников выдвигает проблему их синхронного запуска. Эта задача может быть решена применением мощного электромагнитного излучения, например ультрафиолетового или лазерного. На фиг. 2 показаны синхронно работающие источники излучения 5, возбуждающие пробой в зазорах искровых разрядников 2. Предмет изобретения Формирующая линия для высоковольтного импульсного генератора, содержащая N отдельных формирующих линий, расположениых концентрически вокруг общей оси и связанных между собой через разрядники отличающаяся тем, что с целью уменьшения паразитной емкости, отдельные формирующие линии выполнены в виде изолированных одна от другой конических поверхностей