Многоканальный коммутатор Советский патент 1980 года по МПК H01T15/00 H03K3/53 

(54) МНОГСКАНАЛЬНЫЙ КОММУТАТОР

1

Изобретение относится к импульсной технике и может использоваться для коммутации формирующих линий в высоковольтных сильноточных ускорителях и для многоискровой коммутации емкостных батарей генераторов импульсных напря женийа

Известен метод запуска в параллель разрядников со средними электродами l . Устройство для осуществленияэтого метода содержит несколько основных разрядников со средними электродами. Потенциал со средних электродов сбрасывается через развязывающие сопротивления с помощью дополнительного генератора. Недостатком этого устройства является сравнительно малая скорость коммутации и большой разброс времени срабатывания основных разрядников.

Наиболее близким из известных устройств к предлагаемому является многобанальный KOMMVTaTop, содержащий несколько параллельно включенных основ- Hbix разрядников, имеющих высоковольтные, средние и заземленные электроды, к Которым подключен делитель, напряжения, и один запускающий двухэлектродный разрядник, включенньш между средними и заземленньтми электродами основных разрядникавг(2 .

В этом устройстве запускающий разрядник соединен со среднику электродами основных разрядников через развязывающие сопротивления. В качестве дели10теля напряжения может использоваться или емкостный, или активньп делитель.

Разрядники настроены таким образом, что первым срабатывает запускающий, и средние электроды основн.ых разрядншсов

15 принимают потенциал заземленного электрода с постоянной времени R С (R - суммарное сопротивление рюкры запускающего разрядника и развязывшоще- го сопротивления; С - емкость среднего

20 электрода на землю). Промежутки между высоковольтными и cpezraими электродами основных разрядников пробиваются под действием перенапряжения, Напряже7ние, вьшелоццое на рпэвяз.ьиюющих со- & п)отг:влсгпгях, прпкпапыр, к С ;1е/щим электродам, и промежутки между заземлеиным и средними электродами аробиБаются под лействиом перенапряжения и IIOACDGIKH, Недостатком описанного коммутатора взятого в качестве прототипа, является болыиое время спада напряжения на сред них электродах и вследствие этого мала скорость коммутации и большой разброс в срабатывании основных раэря щиков. Последнее не позволяет синхронно запус зсать большое число основных разрядников. Целью изобретения является умень-шенне времени коммутации, и уменьшение разброса временя срабатыванИ51 основньсх разрядников многосанального р.азряд ника. Это достн1 1етсл путем вк.поченпя последовательно с занускаю.щим разрядником взрьшающейся проволочки (напримерз медной) или набора взрьюаю.щихся нроволочек. Такое вк ноченме позволяет существенно Зменьшнть время напрял-сения на средних электродах, т,к, сопротивление в цепи разряда емкостм между средними и заземленнь :мк дами определяется теп,ег1Ь TO;II KO сопротивлением искры запускающего разрядннка. Сущн ост ь пре длага емого к ом м у та т ора поясняется чертежом, где приведена при 1гкниальная схема устройства. Коммутатор состоит из ггескольких о новных разрядгсиков, содержащих вьг::око вольтный 1, средний 2, заоемленнь 3 электроды, и одного занускающего /Jiiyxэлектродного разрядника 4, носледог.ательно (: котоэьгм включена взрываюцая проволочка 5, По1 енциал на средних с лектродах задается актпвньг г делите-. jieivi 6. Предлат-аемое устройство работает следующ15м образом. При подаче наНЭяженкя на коммутатор первым срабатывает- запускающий разрядник, и сре/днне электроды н пшимают потенциал зазем/ енного электрОДа причем с ПОСТОЯННО - времени R., - сопротк&лепие R/C ,, Проволочки плюс сопротивченне искры ;)апускающего разрядника; С - емкость среднего электрода на землю. Промежутки меж/jj- высоковсльтными м средними электродами основных разГ)ЯднижоБ пробиваются под действием пе )енапряжения, н через проволочку теч ок паносек идпым о ронтом, по велргчие превьпиающий ток разряда емкости С, редварительно разогретая током разряда мкости С нроволочка взрывается, и за ремя порядка единиц наносекртд сопроивление паров металла резко возрасает. При этом все напряжение оказыается приложеньп л к промежуткам между релгпгми к заземленными электродами. ти промежутки пробиваются под деистием перенапряжения и подсветки с маъгм разбросом во времени. Использование нового элемента - взрьпзающейся проволочки, вйлючениой последовательне с запускающим разрядникем, -- выгодно отличает предлагаемый коммутатор от указанного прототипа, позволяет уменьшить В(;личину сопротивления в цепи разряда емкости между средним и заземленным электродами. Типичное значение сопротивления R развязывающего резистора в нрототипе 100-200 Ом, сопротивления искры запускающего разряд икаот десятых долей До единиц Ома, сопротнвление взрь ва}ощейся проволочки 1 Ом. I и.м пренебречь. Следовательно, пгн-гмененке )еДле}ке1-Г 1ОГО коммутатора дозволяет Г) 100-20О раз уменьшить постоянную в|1емени снада напряжения на (--редлем электроде что приводит к умень- времен -; )соммутаги1и к зазброса времени срабатьшапия основньгх разрядHifKOJj. Это- позволяет включать в паралЛол;., болы1;оо число разг ядников и коммутировать большие токи с крутым фронтом. Скорость роста сонротивления взрывающейся П|1оволочки увеличивается с увеличением энергии, ноД;зодимой к ней, что ле-ллст особенно вькодным примене11ие предложенного устройства в генераторах сверхмоиагых к тиульсо 3; частота срабатывания которых равна 2-о (мнульса в час,и необходимость замены п(юволочк: не скажется на общей длительности между ммт1ульсами. и 3 о б р е т е н и я Ф о р м у л а Многоканальный коммутатор, содержащий несколько параллельно включенньЕХ основных разрядников, имеющих высоковольтные, ередние и заземленные электроды, к которым подключен делитель напряжения, и один запуокающий двухэлектродный разрядник, включенный между среД1-1ими и заземленньп 1И электродами основных разрядников, отличаю574щ и и с я тем, что, с целью уменьшения времени коммутации и умень1-иения разброса времени срабатьшання основньрс разрядников, он снабжен взрьюаю.щейся проволочкой, включенной последовательно с запускающим разрядником, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 6 l.P-Do1 opoueos,F.Uorbaek AFasil тиШсЬапе - srutch,IEEE Trans. IЧuct.Sci,ugu5t,,No6.16, г4,)08. 2. Г. Е., Руденко Н. С., УСОВ Ю, П, и Шатапов А. А, Многоканальный коммутатор для наносекундных генераторов, ПТЭ, 1976, № 4, с. 139.