Генератор высоковольтных импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K3/53 

(Si) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ

1 Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к устройствам для формирования мощных импульсов напря)хения с малым временем нарастания на активной нагрузке, например на диоде сильноточного ускорителя. Известны генераторы высоковольтнь|х импульсов с умножением напряжения, в которых для уменьшения времени нарастания напряжения используется емкостная коррекция фронта импульса, содержащие зарядное устройство, зарядные резисторь1, накопительные конденсаторы и параллельно включенный управляемый срезающий разрядник и нагрузКУ tl Недостатком таких генераторов является невозможность формирования прямоугольных импульсов напря ; ения изменяющейся длительности. Наиболее близким по технической. сущности к данному изобретению является генератор, собранный по схеме; умножения АркадБева-Маркса, между высоковольтным электродом отсекающего разрядника которого и землей включен ; корректирующий конденсатор, а между высоковольтным концом нагрузки и землей - управляемый срезающий разрядник 2| . Однако в таком генераторе корректирующий конденсатор, в отличие от конденсаторов схемы умножения,- должен выдерживать полное напряжение импульг: са, которое может в отдельных, случаях в 20-50 раз превышать зарядное напряжение. Он должен также обладать малой собственной индуктивностью (порядка Ю- Г). При амплитуде напряжения -10 В и энергии импульса 10 Дж корректирующий конденсатор должен обладать значительной энергоемкостью (десятки килоджоулей), большими габаритами (несколько куб.м) и массой несколько тонн). Изготовление его требует больших затрат, материалов, труда и времени, а промышленность не выпускает конденсаторов, удовлет воряющих указанным требованиям, что приводит к трудностям при формировании прямоугольных импульсэв напря жения с регулируемой длительностью импульса. Цель изобретения - формирование прямоугольных импульсов напряжения изменяющейся длительности. Указанная цель достигается за сч того, что в генераторе высоковольтных импульсов, содержащем зарядное устройство, зарядные резисторы, накопительные конденсаторы, коммутиру щие разрядники, отсекающий разрядник с высоковольтным электродом, общую шину и нагрузку,которые вклю чены по схеме Аркадьева-Маркса, межд высоковольтным электродом отсекающего разрядника .и общей шиной включен размыкатель тока из электрическ взрываемых проводников, Размыкатель тока представляет собой фольгу или набор проволочек из меди. При прохождении тока через раз мыкатель в некоторый момент происходит его электрический взрыв. Продукты взрыва, обладая высоким сопро тивлением и электрической прочностью разрывают цепь с током. Моментом взрыва можно управлять, изменяя сечение размыкателя. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема генера тора высоковольтных импульсов. Генератор высоковольтных импульсов состоит из зарядного устройства 1, зарядных резисторов 2, накопительных конденсаторов 3 и коммутирую щих разрядников , образующих схему 5 умножения, а также из отсекающего разрядника 6 с высоковольтным электродом нагрузки 7 и размыкателя 8 тока электрически взрываемых проводников. Схема работает следующим образом После зарядки и срабатывания схем 5 умножения через размыкатель 8 начинает протекать ток, скорость кото.рого определяется индуктивностью схемы умножения. Когда то.к через размыкатель 8 достигает величины заданного тока импульса, происходит электрический взрыв размыкателя 8 тока и ток переключается в нагрузку 7. Время нарастания импульса на нагрузке 7 значительно меньше времени нарастания тока в схеме умножения 5, так как напряжение теперь не распределяется между нагрузкой 7 и индуктивностью схемы 5 умножения, а прикладывается непосредственно к нагрузке 7 Через определенное время происходит пробой промежутка с продуктами взрыва размыкателя 8 тока, и импульс на нагрузке 7 срезается. Изменением длины Проводников можно регулировать длительность выходного импульса. Применение размыкателя тока на основе электрических взрываемых проводников позволяет в 20-kO раз уменьшить время нарастания импульса на нагрузке по сравнению с прямым разрядом на нее генератора импульсов напряжения. Использование размыкателя тока позволяет отказаться от корректирующего конденсатора,.срезающего разрядника и схемы управления им, что в случае мегавольтных импульсов дает экономию.труда и средств экономически выгодно. При работе такого генератора после каждого срабатывания необходима замена проводников размыкателя. Однако обычно к мощным генераторам не предъявляется требование высокой частоты срабатывания. Замена провод НИКОВ размыкателя требует нескольких минут, а стоимость их незначительна. Формула изобретения Генератор высоковольтных импульсов, содержащий зарядное устройство, зарядные резисторы, накопительные конденсаторы,коммутирующие разрядни и, отсекающий разрядник с высоковольтным электродом, общую шину и нагрузку , которые включены по. схеме Лркадьева-Маркса,о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью формирования прямоугольных импульсов напряжения изменяющейся длительности,между высоковольтным электродом отсекающего разрядника и общей шиной включен размыкатель тока из электрических взрываемых проводников. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 3l8li 9, кл. Н 03 К 3/53, 1969. 2.Голутвин И.А, Заневский Ю.В., Кирюшкин Ю.Т., Устинов В.И. Генераторы для стримерных камер. Приборы и техника эксперимента, hf 3, c.Jk, 1967.