Каскадный генератор прямоугольныхиМпульСОВ Советский патент 1981 года по МПК H03K3/53 

Изобретение относится к технике генерирования мощных импульсов НЕШряжения и может быть использовано при разработ- ке источников питания импульсных ускорителей заряженных частиц. Известен импульсный генератор на фор- мирующих пиниях, содержащий искусственнйе двойные линии, соединенные последовательно с нагрузкой, коммутатор, источники высокого напряжения, последовательно соединенные разделительные дроссели, через которые включены входы искусственных двойных линий, при этом вход первой линии подключен к коммутатору непосредственно 1. Недостатками этого генератора являют ся искажение формы выходного импульса напряжения и малый коэффициент испопьаования по напряжению вследствие падения напряжения на разделительных дрос- селях при срабатывании коммутатора. Наиболее близким по техническому решению к изобретению является каскадный генератор прямоугольных импульсов, со- держащий источник питания, зарядные резисторы, конденсаторы связи, нелинейные индуктивности. Двухступенчатые формирующие линии, выходы которых включены последовательно, а BXOfttJ электрические подключены к электродам разрядников 2. Недостатком данного генератора является его сложность, вызванная необходимостью обеспечения в нелинейных индуктивностях разного времени перехода из ненасыщенного состояния в насыщенное, в зависимости от номера каскада, с тем, чтобы начало переходного процесса во всех линиях было одновременным. В случае применения нелинейных индуктивностей с одинаковыми характеристиками, что практически значительно проще выполнить, они обеспечивают разделение переходных прсщессов в цепях управления разрядников и формирующих линиях и формирование фронта импульса в коммутируемой линии: с длительностью меньшей времени коммутации, но не обеспечивают синхронного формирования крутого фронта импульса во Всех пиниях, так как разрядники срабатыЬают поочередно, и время между срабатываниями разрядников первого и последнеfo каскадов достигает несколько сотен наносекунд, а поскольку индуктивности обеспечивают равное время задержки, то и начало переходных процессов в линиях неодновременно, что приводит к.удлинению фронта выходного импульса генератора. Цель изобретения - обеспечение синхронного формирования фронта импульсов повышенной крутизны во всех линиях. Поставленная цель достигается тем, что в каскадном генераторе прямоугольных импульсов, содержащем источник питания, зарядные резисторы, двухступенчатые формирующие линии, выходы которых включены последовательно, а гзходы электрически подключены к электродам разрядников, один из электродов каждого разрядника подключен ко входу своей дву ступенчатой формирующей линии через нелинейную индуктивность и через конден сатор связи соединен с одноименным эле тродом предыдущего разрядника, ;;ричем электрод первого разрядника через конде сатор связи соединен с общей шиной, а в цепь соединения выхода первой двухступе чатой формирующей линии с общей шиной включен управляемый разрядник. Благодаря введению в цепь соединения выхода первой двухступенчатой формирую щей линии с общей шиной управляемого разрядника,а также соединению емкостей связи и нелинейных индуктивностей по предложенной схеме в разрядном режиме практически одновременно на искровых промежутках всех разрядников обеспечивается удвоенное напряжение, тем самым достигается синхронное формирование фронта импульсов во всех линиях. На чертеже представлена схема конст рукции трехкаскадного генератора. Схема содержит источник 1 питания, зарядные резисторы 2, двухступенчатые формирукяцие линии 3, выходы которых соединены последовательно и через разде лительный разрядник 4 подключены к нагрузке 5, а входы через нелинейные индуктивности 6 подключены к разрядникам 7. Одноименные электроды разрядников соединены между собой, а электрод разрядника первого каскада с о&цей щиной через конденсаторы связи 8. В цепь соединения выхода первой двухступенчатой ормирующей линии с общей шиной ен управляемый разрядник 9. Устройство работает следующим обраом. После заряда от источника 1 питания через зарядные резисторы 2 двухступен- чатых линий 3 до необходимого уровня напряжения производится коммутация разрадника 9. При этом потенциалы обкладок А и С всех двухступенчатых пиний, равные н-и становятся равными нулю, а потенциалы обкладок В и выводы разрядников 7 изменяЕотся от нуля до - UQ ,. В то же время потенциалы, разрядников 7 вследствие нелинейных индуктивностей, обладающих в этот момент большим сопротивлением, и конденсаторов связи 8 продолжают оставаться некоторое время прежними, т.е. равными+1 0- При этом на всех разрядниках одновременно появляется удвоенное напряжение, последние практически одновременно пробиваются. При появлении тока нелинейные индуктивности одновременно резко входят в насыщение, сопротивление их становится мало, и в каждой линии синхронно формируются импульсы с крутым фронтом, в результате на выходе генератора формируется импупьс напряжения также с крутым фронтом. Предложенная схема Генератора позволяет значительно увеличить крутизну фронта выходного импульса напряжения. Формула изобретения Каскадный генератор прямоугольных импульсов, содержащий источник питания, зарядные резисторы, конденсаторы связи, нелинейные индуктивности, двухступенчатые формирукхцие линии, выходы которых включены последовательно, а входы электрически подключены к электродам разрядников, отличающи.йся тем, что, с целью обеспечения синхронного формирования фронта импупьсов повышенной крутизны во всех линиях, один из электродов каждого разрядника подключен ко входу своей двухступенчатой формирукяцей линии через нелинейную индук тивность и через конденсатор связи соединен с одноименным электродом предыдущего разрядника, причем электрод первого разрядника через конденсатор связи соединен с общей шиной, а Е цепь соединения выхода первой двухступенчатой формирующей линии

с общей шиной включен управляемый раз- ряаник.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР М 296211. кл. Н 03 К 3/02;

2.Авторское свидетельство СССР

Н 445131, кл. Н ОЗ К 3/53,08.10.71 (прототип).