Генератор мощных прямоугольных импульсов высокого напряжения Советский патент 1980 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве источников питания ускорителей электронных пучков, газовых лазеров и т. д. Известен генератор высоковольтных наносекундных импульсов с умножением напряжения, содержащий последовательно соединенные на выходе двухступенчатые формирующие линии с потенциальными выводами, начала первых ступеней которых подключены через дроссели к общему управляемому коммутатору, и не управляемые коммутаторы, включенные между потенциальными выводами Формирующих линий обеих ступеней fljИзвестный генератор обладает тем недостатком, что дроссели кроме того что они должны быть рассчитаны на большие напряжения, отрицательно влияют на форму выходного напряжения. Кроме того, при выполнении формирующих линий на импульсных конденсаторах с изоляционными корпусами возникает необходимость обеспечения достаточной электрической прочности части изоляции относительно опорных металлоконструкций и экранов соответственно величине зарядного напряжения. Известе каскадный генератор прямоугольных импульсов, содержащий источник питания, зарядные резисторы, двухступенчатые формирующие линии , концы которых включены последовательно, а начала через нелинейные индуктивности подключены к коммутаторам, соединенным последовательно через конденсаторы 2 Недостатком генератора является невысокая надежность его работы, вследствие того, что изоляция находится под повышенным напряжением. Известен генератор мощных прямоугольных импульсов высокого напряжения, содержащий источник питания, зарядные резисторы, двухступенчатые формирующие линии, последовательно соединенные на выходе, индуктивности, управляемые разрядники, подключенные к первой ступени каждой двухступенчатой формирующей линии, опорную металлоконструкцию, присоединенную к выходу первой ступени формирующей линии в каждой ступени генератора з.. Недостатком генератора является его невысокая надежность работы, так как изоляция, расположенная между опорной металлоконструкцией Ц( вывода ми конденсаторов второй ступени формирующей линии, находится под повышенным напряжением - 1,5 }-i (где и - зарядное напряжение), что приводит к преждевременному ее пробою.

Цель изобретения - повышение надежности генератора путем уменьшения напряжения, приложенного к изоляции. Поставленная цель достигается тем что в генераторе мощных прямоугольных импульсов высокого напряжения, содержащем источник питания, двухступенчатые формирующие линии, выходы которых соединены последовательно, две цепочки зарядных элементов, соединяющие формирующие линии с источником пита- НИН, управляемые коммутаторы, каждый из которых подключен к входу ступени формирующих линий, управляемые коммутаторы и опорные металлоконструкции подключены к разным ступеням каждой формирующей линии.

На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема генератора; на фиг. 2 показано размещение двухступенчатой формирующей линии на опорной металлоконструкции.

Генератор содержит источник 1 питания, например, однополярный, зарядные элементы 2, двухступенчатые формирующие линии, выполненные на конденсаторах 3 и катушках 4 индуктивности, управляемые коммутаторы 5, опорные металлоконструкции 6, нагрузку 7. Изоляция 8 каждой ступени генератора расположена между опорной металлоконструкцией б и выводами конденсаторов 3 Опорные металлоконструкции 6 каждого этажа расположены на изоляторах 9 (фиг. 2) .

Генератор импульсов работает следующим образом.

После зарядки от источника 1 питания через зарядные элементы 2 конденсаторов 3 формирующих линий до напряжения, например, +Uj срабатывают коммутаторы 5. По второй ступени каждой формирующей линии начинает распространяться в сторону.нагрузки 7 волна напряжения с амплитудой -Uj. Потенциалы обкладок 10, 11, 12 конденсаторов 3 становятся равными соответственно + U3 , +U-,,, 0.

При достижении нагрузки 7 волна напряжения с амплитудой -0,5 Uj преломляется в первую ступень линии, а волна с амплитудой -0,5 Uj отражается во вторую ступень формирующей линии..

В момент достижения волной нагрузки 7 потенциал л обкладок 10, 11, 12 на выходе формирующей линии становятся равными соответственно , +0,5 Uo, О. в тот же самый момент потенциалы обкладок 10, 11, 12 на входе формирующей линии изменяют свой потенциал и становятся равными +0,5 и,, +0,5 Uj -0,5 Uj. После достижения короткозамкнутогр начала второй ступени, волна

отражается с амплитудой +0,5 и, а от разомкнутого начала первой ступени волна отражается с амплит дой -0,5 U Потенциалы обкладок 10, 11, 12 двухступенчатой формирующей линии становятся равными +0,5 и«, +0,5 Uj,

+0,5 U-J, т. е. конденсаторы 3 обеих ступеней разряжаются.

Таким образом, разность потенциалов между выводами конденсаторов 3 и опорными металлоконструкциями б, приложенная к изоляции, не превышает Uj. Выполнение генератора по предлагаемой схеме позволяет уменьшить максимальную величину приложенного к изоляции напряжения, что обеспечивает

экономию изоляционного материала и повышает.надежность работы генератора.

Формула изобретения

Генератор мощных прямоугольных импульсов высокого напряжения, содержащий источник питания, двухступенчатые формирующие линии, выходы которых соединены последовательно, две цепочки

зарядных элементов, соединяющие формирующие линии с источником питания, управляемые коммутаторы, каждый из которых подключен к входу ступени fiopмирующих линий, отличающийс я тем, что, с целью повышения на дежности генератора путем уменьшения напряжения приложенного к изоляции, управляемые коммутаторы и опорные металлоконструкции подключены к разным ступеням каждой формирующей линии.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1 Авторское свидетельство СССР № 443310, кл. Н 03 К 3/53, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 445131, кл. Н 03 К 3/53, 1974.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2642101,

кл. Н 03 К 3/53, 1979. «

vt Jl-rvt У JL fO

TJt