Генератор высоковольтных импульсов наносекундного диапазона Советский патент 1979 года по МПК H03K3/53 

I

Изобретение относится к области импульсной техники, в частности к генераторам мощных высоковольтных импульсов напряжения наносекундного диапазона, которые могут быть использованы при формировании тормозного или рентгеновского излучения высокой интенсивности. При фор.мировании излучения в электронном ускорителе прямого действия высоковольтные импульсы подаются на ускоряюплий промежуток трубки ускорителя.

Известен генератор высоковольтных импульсов, содержащий разрядник на сжатом газе, в генераторе в качестве накопителя энергии используется конденсатор между разрядником и корпусом. Фронт формируемого генератором импульса составляет 2 не при рабочем напряжении 200 кВ и напряженности поля 50кВ/мм и в силу конструктивных особенностей генератора не может быть уменьщен.

Известен генератор высоковольтных импульсов наносекундного диапазона, содержащий первый искровой разрядник, формирующую линию с волновым сопротивлениемЯ), второй искровой разрядник, передающую линию с волновым сопротивлением д накоп.ительный конденсатор, включенный между корпусом и первым искровым разрядником.

Недостатком известного генератора высоковольтных импульсов является значительная длительность формируемого и%и1ульса.

Этот недостаток объясняется тем, что длительность формируемого импульса всегда больще времени коммутации искрового разрядника вследствие наличия накопительного конденсатора.

Целью изобретения является уменьшение длительности формируемого импульса.

Цель достигается тем. что в генератор высоковольтных импульсов наносекупдного диапазона длительностей, содержащий первый искровой разрядник, формирующую линию с волновым сопротивлением j1, второй искровой разрядник, передающую линию с волновым сопротивлением f 2, накопительный конденсатор, включенный между корпусом и первым искровым разрядником, введены развязывающая линия с волновым сопротивлением Р 3, включенная между, первым искровым разрядником и формирующей линией ,причем Я 3 10Яа,а Я г. PS, и индуктивность, включенная между корпусом и концом развязывающей линии, прилегающим к первому искровому разряднику, а также тем, что индуктивность выполнена в виде линейного проводника из сплава с большим удельным сопротивлением, например нихрома.

На чертеже представлена конструктивная схема генератора высоковольтных импульсов.

Он содержит металлический корпус 1, являющийся внешним кондуктором для развязывающей, формирующей и передающей линий, накопительный конденсатор 2, первый искровой разрядник 3, формирующую линию 4, второй искровой разрядник 5, передающую линию 6, развязывающую линию 7, индуктивность 8.

Конструктивно разрядники 3, 5 выполнены с заполнением межэлектродных промежутков электрически высокопрочными жидкимидиэлектриками - конденсаторным (трансформаторным) маслом или сжатым газом.

Работа генератора высоковольтных импульсов наносекундного диапазона осуществляется следующим образом.

Высоковольтный источник напряжения заряжает накопительный конденсатор 2. По достижении пробивного напряжения срабатывает разрядник 3, и с этого момента начинают протекать два процесса: зарядка формирующей линии 4 через развязывающую линию 7 и разряд накопительного конденсатора 2 на индуктивность 8. Оба процесса носят характер затухающих колебаний.

Волновые сопротивления и электрическую длину формирующей 4 и развязывающей 7 линий подбирают так, чтобы полная зарядка формирующей линии 4 происходила достаточно быстро для обеспечения перенапряжения промежутка быстрого разрядника 5 и получения в нем высокой предпробойной напряженности электрического поля.

При срабатывании разрядника 5 формирующая линия 4 начинает разряжаться на передающую линию 6, формируя в ней импульс напряжения длительностью, равной удвоенной электрической длине формирующей линии 4. Время подпитки передающей линии б от источника напряжения, а следовательно, и длительность цуга после импульсов сведена к допустимому минимуму

1

путем подбора параметров развязывающей линии 7 и низкодобротной индуктивности 8, выполненной, например, из нихрома, а также линий 4 и 6. Подбор этих параметров должен удовлетворять двум условиям: быстрая разрядка формирующей линии 4 за время, при котором обеспечивается высокая пробивная напряженность поля в разряднике 5;

минимально допустимая подпитка передающей линии 6 энергией, запасенной в накопительном конденсаторе 2.

Соблюдение двух этих условий достигается выбором величин волновых сопротивлений формирующей линии (Pi), передающей линии (Рг) и развязывающей линии (Рз) 5 при этом минимум длительности генерируемых импульсов достигается при выполнении следующих условий:

,ap, pz.

Генератор высоковольтных импульсов наносекундного диапазона выполненный согласно изобретению, позволит сформировать в передающей линии 6 импульс, равный удвоенному пробегу волны вдоль формирующей линии 4, и, следовательно, его минимальная длительность соответствует времени коммутации разрядника 5.

Формула изобретения

Генератор высоковольтных импульсов наносекундного диапазона, содержащий первый искровый разрядник, формирующую линию с волновым сопротивлением Р1, второй искровой разрядник, передающую линию, с волновым сопротивлением Я, накопительный конденсатор, включенный между корпусом и первым искровым разрядником, отличающийся тем, что, с целью уменьщения длительности -формируемого импульса в генератор введены развязывающая линия с волновым сопротивлением р з, включенная между первым искровым разрядником и формирующей линией, электрическая длина которой равна полущирине формируе.мого импульса, причем / з 10j3 г, ,рг р1, и индуктивность, включенная между корпусом и концом развязывающей линии, прилегающим к первому искровому разряднику, причем индуктивность выполнена в виде линейного проводника с большим линейным сопротивлением, например нихрома.