Генератор импульсных напряжений Советский патент 1980 года по МПК H03K3/53 

(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНЕЛХ НАПРЯЖЕНИЙ

1

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и предназначено для получения импульсов высокого напряжения с коротким фронтом.

Известен генератор импульсных напряжений, предназначенный для получения импульсов высокого напряжения с коротким фронт(,содержащий ступени, обладакхцие емкостью, соединенные последовательно через разрядники 1 .

Недостатком этого генератора является ограниченная возможность получения импульсов напряжения с коротким фронтом.

Наиболее близким по технической сущности является генератор, содержащий ступени, обладающие емкостью, соединенные последЬвательно через разрядники, имеющие основные электроды, диэлектрик, установленный между ступенями 2.

Работает генератор по следующей технологической схеме. После заряда ступеней происходит включение г нератора. Из-за нашичия у ступеней паразитных емкостей на землю происходит пробой разрядников с перенапряжением не менее двухкратного, и основные электроды в каждом разряднике

соединяются каналом искры, при этом каждый разрядник срабатывает со значительньм перенапряжением. В результате срабатывания разрядников ступени генератора включаются последовательно и на выводах генератора появляется импульс напряжения с амплитудой приблизительно равной сумме зарядных напряжений ступеней.

10 Недостатком генератора является ограниченная возможность получения импульсов высокого напряжения с коротким фронтом, вызванная повышенной индуктивностью в нем, так как

15 разрядники имеют только один искровой канал, расположенный на центральной оси генератора. В описанной конструкции генератора практически невозможно получить многоканальный пробой разрядников.

Цель изобретения - noJjy4eHHe импульсов высокого напряжения с наибо лее коротким фронтом.

поставленная цель достигается тем,

25 что в генераторе, содержащем ступени, обладающие емкостью, соединенные между собой последовательно через разрядники, имеющие основные электроды, диэлектрик, установленный между ступенями, разрядники размещены по крачм ступеней, а их основные электроды расположены на поверхностях диэлектрик а. Для обеспечения более надежной, многоканальной работы разрядников за счет увеличения перпендикулярной составляющей напряженности электриче кого поля к поверхности диэлектрика, основные электроды каждого разрядника, имеющие различные потенциалы, расположены на противоположных поверхностях диэлектрика. Надежность многоканальной работы разрядников обеспечивается за счет (увеличения перпендикулярной составляющей напряженности электрического поля к поверхности диэлектрика, а в разрядники вводят дополнительные электроды, отделенные от основных . электродов диэлектриком. Для достижения более надежной многоканальной работы разрядников за счет увеличения перенапряжения между их электродами, электроды разрядников выполнены из отдельных проводников . На фиг. 1 схематически показан предлагаемый генератор импульсных на пряжений, общий вид, разрез; на фиг. 2 - разрядник с основными элект родами, различных потенциалов, расположенными на противоположных noBep ностях диэлектрика, разрез; на фиг. разрядник, имеющий дополнительный электрод, отделенный от основных электродов диэлектриком, разрез; на фиг. 4 - промежуточный разрядник с основными электродами, выполненными из ртдельных проводников, общий вид Генератор импульсных напряжений содержит обладающие емкостью ступен 1, промежуточные разрядники 2, разм щенные по краям ступеней 1, располо женные на поверхностях твердого диэлектрика 3, запускающий разрядник имеющий основные и поджигающие элек роды 5 и 6, расположенные на поверх ностях диэлектрика 3, резисторы 7, через которые ступени 1 соединены параллельно, выводы 8. К генератору подсоединена нагрузка 9. Основные разрядники 2 имеющие пр ТИВОПОЛОЖНЫе полярноеТИ, могут быть расположены на противоположных поверхностях диэлектрика 3 (рис. 2). Разрядники 2 могут иметь дополни те.рьные электроды 10, отделенные от ос|1овнык твердым диэлектриком 3 (. 3) , а основные разрядники мог быть выполнены из отдельных проводн ков 11. (рис. 4) . Генератор импульсных напряжений работает следующим образом. После заряда ступеней происходит включени генератора, при котором электрическим разрядом перекрывается промежуток между электродами одного из кра них разрядников 2. В результате это го на следующем разряднике 2, из-за имеющих у ступеней паразитных емкостей на землю возникает напряжение, приблизительно равное двойному зарядному напряжению ступени. Вследствие перенапряжения и наличия на поверхности диэлектрика 3 касательной и перпендикулярной составляющих напряженности электрического поля к этой поверхности, обусловленных указанным расположением основных электродов между электродами разрядника 2 развивается многоканальный разряд. После перекрытия второго разрядника остальные разрядники 2 срабатывают аналогично с перенапряжением не менее двухкратного и с многоканальными характером перекрытия промежутков .между основными электродами. При перекрытии последнего разрядника на нагрузке 9 формируется импульс высокого напряжения, имеющий амплитуду, приблизительно равную сумме эарядных напряжений отдельных ступеней 1. Многоканальный характер разряда в разрядниках 2 и расположение разрядников по краям ступеней 1 уменьшает индуктивность генератора и обеспечивает получение на нагрузке 9 импульсов напряжения с коротким фронтом. Расположение основных электродов разрядника 1, имеющих различные потенциалы, на противоположных поверхностях диэлектрика 3 (фиг. 2) так же, как и введение в разрядники дополнительных электродов 10 (фиг. 3), отделенных от основных диэлектриком 3, на котором расположены основные электроды, усиливает перпендикулярную составляющую электрического поля электродов разрядников к поверхности диэлектрика и этим облегчает многоканальную работу разрядников. Выполнение электродов, из отдельных проводников 11 (см. фиг. 4) уменьшает собственную емкость разрядников 2, что при срабатывании первых разрядников генератора делает распределение перенапряжения на еще не сработавших разрядниках более неравномерным и, таким образом, увеличивает перенапряжение срабатывания разрядников 2. За счет этого повышается надежность многоканальной работы генератора. Расположение в генераторе электродов разрядников 2 на поверхностях диэлектрика 3 и размещение этих разрядников по краям ступеней 1, расположение основных электродов, имеющих различные потенциалы, на противоположных поверхностях диэлектрика 3 ивведение в разрядники дополнительных электродов 10, отделенных от основных электродов диэлектриком 3, выполнение электродов разрядников из отдельных проводников 11 уменьшает индуктивность генератора импульс ных напряжений и, таким образом. уменьшает длительность фронта получа емого импульса на 20-50% по сравнению с известным генератором. Длитель ность фронта получаемого импульса напряженияв предлагаемом генераторе уменьшается также за счет уменьшения резистивной составляющей времени ком мутации разрядников, которая при многоканальном разряде имеет меньшую величину, чем -при одноканальном. Формула изобретения 1. Генератор импульсных напряжени содержащий ступени, обладающие емкостью, соединенные между -собой последовательно через разрядники, имеющие основные электроды, диэлектрик, установленный между ступенями, отличающийся тем, что, .с целью получения импульсов высокого напряжения с наиболее коротким фронтом, разрядники размещены по краям ступеней, а их основные электроды рас положены на поверхностях диэлектрика. 2.Генератор nqn.l, отличаю щи и с я тем, что основные электроды Каждого раз эядника, имеющие различные потенциалы, распрложены на противоположных поверхностях диэлектрика. 3.Генератор по пп.1, 2, о т л и чающийся тем, что в разрядники введены дополнительные электроды, отделенные от основных электродов диэлектриком. 4.Генератор попп.1, 2иЗ, от личающийся тем, что, с целью повышения надежности работы генератора, электроды разрядников состоят из отдельных проводников. Источники информации, принятые во внимание, при экспертизе 1. Приборы и техника эксперимента, № 3, 1976, с.142-144. 2. Приборы и техника эксперимен,та, № 4, 1976, с..

9u8.2

п

ПгЗ