Устройство импульсного питания ускорителя Советский патент 1982 года по МПК H05H5/02 

1

Изобретение относится к области систем импульсного питания ускорителей заряженных ; частиц прямого действия н предназначено, в частности, для использования в системах импульсного пнтания генераторов сильноточных электронных пучков нагрева плазмы н т. д.

Известны схемы генераторов импульсов, формирующих на ускорительном даоде высоковольтные импульсы напряженки, содержащие вьюоковольтный импульсньш трансформатор, к первичной обмотке которого через коммутатор подключен предварительно заряженный от источника питания накопительный конденсатор, а ко вторичной обмотке подключен ускорительный диод 1.

Недостатком такого генератора является сравнительно малая величина энергии, передаваемая в пучок злектронов, поскольку она ограничена возможностями нмпульсного трансформатора. Величина передаваемой трансформатором знерпш пропорциональна слу витков и сечению сердечника. Но их увеличение, во.- первых, приводит к возрастанию веса Л rabajHiTUB устройства, чго часто неприемлемо, а вовторых, ведет к увеличению индуктнвностн расе сеяния импульсного трансформатора и связанному с зтимискажению формы импульса.

. В качестве прототипа выбран генератор импульсов 2, содержащий последовательно соединенные источник зарядного напряжения, зарядный злемент и емкостный накопитель знергин, который через управляемый коммутатор соедтнен с первичной обмоткой импульсного трансформатора, к высоковольтному вьтоду вторить ной обмотки которого подключен один из выводов вторичной обмотки трансформаторного индуктивного накопителя, первичная обмотка которого через коммутатЬр соединена с нсточ- ишком зарядного , тока, причем вторичная обмотка импульсного трансформатора шунтирована другим коммутатором, а к его низ ковольтному концу подключен анод ускорительного диода.

К недостаткам прототипа следует отнести сложность, а также больцюй вес и пблрнгы устройства, обусловленные. наличием высоко381вольтного емкостного накопителя и обострителя. Целью изобретения является упрощение устройства. Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем последовательно соединенные источник зарядного напряжения, зарядный элемент и емкостный накопитель энергии, который через управляемый коммутатор соединен с первичной обмоткой импульсного трансформатора , к высоковольтному выводу вторичной обмотки которого подключен один из выводов вторичной обмотки трансформаторного индуктивного накопителя, первичная обмотка которого черюз коммутатор соединена с источником зарядного тока, причем вторичная обмотка импульсного трансформатора шунтирована другим коммутатором, а к его низковольтному концу подключен анод ускорительного диода, к крайним выводам вторичных обмоток импульсного тран сформатора и ищ1уктивного накопителя подклю чен взрывной проводник, параллельно котором вкл;очен ускорительный диод. Предлагаемое устройство поясняется схемой Устройство содержит последовательно соединенн)1е источник 1 зарядного напряжения, зарядный элемент 2 и емкостный накопитель 3 энергии, который через управляемый коммутатор 4 соединен с первичной обмоткой импульс ного трансформатора 5, к вьшодам вторичной обмотки которого подключена цепь из соединенных последовательно вторнчной обмотки трансформаторного индуктивного накопителя 6 первичная обмотка которого через коммутатор 7 соединена с источником 8 зарядного тока, и взрывного проводника 9, шунтированного ускорительным диодом 10, причем вторичная обмотка импульсного трансформатора 5 шунтирована коммутатором II. Работа устройства происходит следующим образом. В исходном состоянии коммутаторы 4 и 11 разомкнуты, а коммутатор 7 замкнут. При этом емкостный накопитель 3 заряжен от источника 1 через зарядный элемент 2 до максимального напряже1шя, а в первичной обмотке трансформаторного индуктивного накогаггеля 6 протекает ток от источника 8 зарядного ток через коммутатор 7. При амыкании коммутатора 4 импульсное высокое напряжение, гене рируемое на вторичной обмотке импульсного трансформатора 5, прикладывается в указанной на схеме полярности через взрьтной проводник 9 к шздуктивности рассеяния трансформаторного индуктивного накопителя 6. Под действне этого напряжения начинается зарядка током указанной индуктивности рассеяния. Этот ток протекает по цепи: коммутатор 7 и источник 8 8направлении, обратном исходному току. Амплитуда импульсного напряжения на вторичной обмотке импульсного трансформатора выбрана так, чтобы максимальный ток, устанавливающийся под его действием в цепи коммутатора 7 и источника 8, был бы равен или чуть превышал исходный гок в этой цепи. При этом происходит .бездуговое отключение коммутатора 7 в обесточенном состоянии. С этого момента вся энергия индуктивного накопителя 6 сохраняется в нем за счет протекания тока лишь во вторичной его обмотке. Этот ток замыкается через вторичную обмотку импульсного трансформатора 5 и взрывной проводник 9. После этого эамьпсается коммутатор 11, шунтируя импульсный трансформатор 5., и взывается проводник 9. Проводник 9 может взрьтаться с помощью взрывчатого вещества или с помощью электрического взрьша за счет разогрева протекающим по нему током, или в сочетании того и другого. После размыкания взрывного проводника 9 вторичная обмотка индуктивного накопителя 6 с запасенным в ней током оказьгеается .подключенной через . замкнутый коммутатор И к ускорительному диоду 10. Поскольку ток в индуктивном накопителе мгновенно прекратиться не может, то на ускорительном диоде генерируется высо-, кое напряжение, обусловленное вольт-амперной характеристикой диода, которое вызывает ток электронного пучка, величина которого равна току запасенному во вторичной обмотке индуктивного накопителя 6. Фронт импульса напряжения обусловлен скоростью срабатьшания последней ступени взрывного проводника 9(в случае, если он вьшолнен многоступенчатым), которая может быть достигнута достаточно высо кой, чтобы сформировать фронт не хуже, чем в прототипе. По мере разрядки индуктивного накопителя происходит спад интенсивности электронного пучка, после чего процессы прекращаются. Таким образом, по сравнению с прототипом, в заявляемом устройстве вьгсокольтная к«1денсаторная батарея и разрядник - юбостритель заменены взрьшным проводником, что значительно упрощает конструкцию устройства, бНижает его вес и габа| ггы. Формула изобретения Устройство импульсного питания ускорителя, содержащее последовательно соединенные источточник зарядного напряжения, зарядный элемент и емкостный накопитель энергии, который через управляемый коммутатор соединен с первичной обмоткой импульсного трансформатора, к Bbfсоковольтному вьюоду вторичной обмотки

которого ПОДКЛЮЮН один из выводов ВТО{ЖЧной обмотки трансформаторного индуктивного накопителя, первичная обмотка которого через коммутатор соединена с источником зарядного тока, причем вторичная обмотка нмпульсного трансформатора шунтирована другим-коммутатором, а к его ниэковолыгному концу подключен анод ускЬритепьного диода, отличающееся -тем, что, с целью упрощения ;устройства, к крайним вывода1м вторичных

обмоток импульсного трансформатора и индук- тивного накопителя подключен вэрывной проводник, параллельно включен ускорительный диод.

Источники информация, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР If 224712, кл. Н 05 Н 5/00, опублик. 1968.

2.Авторское свидетельство СССР If 612397, кл. Н 03 К 3/53, 1978.

10