Управляемый разрядник Советский патент 1978 года по МПК H01T15/00 

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники, в частности к искровым разрядникам, использующимся в схемах формирования высоковольтных импульсов с фронтами нано- секундной длительности.

Известен управляемый искровой разрядник, содержащий два основных электрода, один из которых является частью накопителя энергии формирующей линии, с которым через катушку линейной индуктивности .и дополнительный искровой промежуток соединен промежуточный (управляющий электрод ij.

Управление этим разрядником осущест. вляется импульсом, который подается на управляющий электрод при срабатывании дополнительного искрового промежутка, за счет перераспределения напряжения в основном промежутке разрядника при импульсной зарядке накопителя.

С помощью этого управляемого разрядника можно получить высоковольтные импульсы с кратковременной длительностью фронта вплоть до наносекун1щых,так как основной разрядный гок не протекает по катушке линейной индуктивности.

Однако применениедополнительного газового искрового пpOJMeжyткa под давлением усложняет конструкцию и приводит к нестабильности срабатывания разрядника как по времени, так и по напряжению. Невозможность привязки момента коммутации к максимуму зарядного импульсного напряжения приводит к потерям энергии при формировании высоковольтных импульсов.

Наиболее близким из известных технических рещений к данному предложению

является управляемый разрядник, содержащий два основных электрода, один из которых выполнен с отверстием, в котором расположен уп{ авляющий электрод, повышающий импульсный трансформатор,

вторичная обмотка которого подключена между электродом с отверстием и управ-. ляюшим электродом, а первичная - соединена с генератором управляющих импульсов, и катущку линейной индуктивности f2j. Опнако, указанный разрядник также недостаточно стабилен и должен иметь мощную цепь управления. Целью изобретения является повыше ние стабильности и уменьшение мощноети цепи управления. Цель достигается тем, что он снабжен катушкой нелинейной индуктивности, включенной параллельно первичной обмо тке указанного трансформатора, которая подключена между электродом с отверстием и одним из выводов катушки линейной индуктивности, второй вывод которой погн ключей к генератору управляющих импуль сов. На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого разрядника. Разрядник содержи основные электро ды 1 и 2 и управляющий электрод 3. Между электродом 3 и основным электродом 1, выполненным с отверстием и являющим ся частью формирующей линии 4, подключена вторичная обмотка повышающего импульсного трансформатора 5, вторичная обмотка которого соединена последовательно с катушкой линейной индуктивности б и шунтирована катушкой нелинейной индуктивности 7 (с насыщающимся сердечникам). Разрядник содержит генератор управляющих импульсов 8 и нагрузку 9, подключенную к основному электроду 2. Устройство работает следующим образом. , . От генератора управляющих импульсов 8 через катушку линейной индуктивности б заряжается формирующая линия 4, торцовой частью которой является основной электрод 1 с отверстием. В начальный момент зарядки, когда зарядный ток велик, сердечник катушки нелинейной индуктивности 7, которая включена последовательно с катушкой линейной индуктивности 6, насыщен (индуктивность катущки мала ), и напряжение на емкостях формирующей линии 4 (на чер. показаны пунктиром) и генератора управляющих импульсов 8 уравновешивает ся падением напряжения на катушке линей ной индуктивности 6. Когда величина заряшюго импульсного напряжения достигает максимума, емкостный ток зарядки переходит через ноль, сердечник катушки 7 перемагничивается (его магнитная проницаемость возрастает скачкообразно) и на катушке нелинейной индуктивности 7 выделяется управляю щий импульс высокого напряжения, полярность которого обратна полярности рядноо напряжения. Сформированный на катуше нелинейной индуктивности 7 управляюий импульс подается на первичную оботку импульсного трансформатора 5,коорый увеличивает амплитуду этого импульса и изменяет его полярность на противоположную. Таким образом, промежуток между основным электродом 2 и управляющим электродом 3 оказывается под перенапряжением и пробивается. Вслед за этим промежутком под переапряжением порядка двухкратного оказывеется промежуток между электродами 1 и 3, пробой которого приводит к разряду ормирующей линии 4 на нагрузку 9, в результате чего формируется высоковольтый импульс с фронтом наносекундной ДЛИТГ:ЛЬНОСТИ. Данное изобретение позволяет обеспечить коммутацию разрядника в момент, когда величина зарядного импульсного напряжения достигнет максимума, а следовательно, и снизить потери напряжения при формировании высоковольтных импульсов с фронтом наносекундной длительности до максимума. Предлагаемое устройство сводит потери напряжения, связанные с разбросом момента коммутации, до 2%, в то время как в известных устройствах они достигают величины порядка 10%. Формула изобретения Управляемый разрядник, содержащий два основных электрода, .один из которых выполнен с отверстием, в котором расположен управляющий электрод, повыщающий импульсный трансформатор, вторичная обмотка которого подключена между электродом с отверстием и управ-, ляющим электродом, а первичная - соединена с генератором управляющих импульсов, и катушку линейной индуктивности, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности запуска и уменьшения мошности цепи управления, он снабжен катушкой нелвнейной индуктивности, включенной параллельно первичной обмотке указанного трансформатора, которая подключена между электродом с

огвер сгием и одним из выводов кагуш- ки линейной индукгивносги, второй вывод которой подключен к генератору управляющих импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Месяц Г. А. Генерирование мошных непосекундных импульсов. М, Сов. оадио, 1974, с. 197.

2L.WiEl ittSOK к:/КЭ6оте deveEoTJtweMis itt tri Jr-powet woduEaloi-a foK Kadoit, D.Uttetr.EgectrErT Ka,. 1946,5,1 U|A.,iO 0-lll2.

/