Многоступенчатый генератор высоко-ВОльТНыХ иМпульСОВ Советский патент 1981 года по МПК H03K3/53 

(54) МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ

ИМПУЛЬСОВ

Это достигается тем, что в многоступенчатом генераторе высоковольных импульсов, содержащем последовательно соединенные емкостные накопители энергии, общие выводы каждых двух из которых подсоединены к одноименным выводам последовательно соединенных элементов зарядной цепи, подключенных к выводу источника питания, параллельно каждому четному накопителю соответственно подключены перезарядные цепи, содержащие последовательно соединенные катушку индуктивности, выпрямительный элемент и коммутатор, общие выводы емкостных накопителей смежных ступеней подсоединены к Одноименным выводам соединенных последовательно резисторов, подключенных к другому выводу источника питания, устройство запуска коммутаторов, коммутаторы выполнены управляемыми, а выпрямительные элементы перезарядных цепей включены в зарядную цепь,, выполненную в виде последовательной цепочки полупроводниковых элементов, каждая перезарядная катушка индуктивности .разделена на две, а между ними включен выпрямительный элемент перезарядной цепи, управляющие электроды каждого коммутатора подключены к точке соединения одной из индуктивностей, подсоединенной вторым выводом к коммутатору, и полупроводниковых элементов перезарядной и зарядной цепей.

На чертеже изображена электрическая принципиальная схема многоступенчатого генератора импульсных напряжений.

Многоступенчатый генератор состоит из ряда ступеней и содержит емкостные накопители энергии 1.1, 2.1, 1.2, 2.2, 1.3, 2.3, соединенные последовательно. Общие выводы каждых двух 1.1 и 2.1, 1.2 и 2.1, 1.3 и 2.3 подсоединены к одноименным выводам (к каждому второму) соединенных последовательно элементов зарядной цепи З.Г, 3.2, 3.3, которая подсоединена к выводу источника 4 питания. П араллельно каждому четному емкостному накопителю 2.1, 2.2, 2.3 соответственно подключены последовательно соединенные индуктивность 5.1, 5.2, 5.3 и коммутаторы 6.1, 6.2, 6.3. Общие выводы накопителей смежных ступеней 2.1 и 1.2, 2.2 и 1.3 подсоединены к одноименным выводам (к каждому второму), соединенных последовательно резисторов 7.1, 7.2, 7.3, подключенных к другому выводу источника 4.

Устройство 8 запуска коммутаторов соединено с коммутаторами 6.1, 6.2, 6.3 цепью связи. В каждую ступень генератора введен диод 9.1, 9.2, 9.3, включенный последовательно с индуктивностью 5.1, 5.2, 5.3 и коммутатором 6.1, 6.2, 6.3 соответственно.

Элементы зарядной цепи 3.1, 3.2, 3.3 могут быть выполнены в виде диодов. Каждая индуктивность 5.1, 5.2, 5.3 может быть выполнена в виде двух частей 5.1 и 5.1,

5.2и 5.2, 5.3 и 5.3, между которыми включены диоды 9.1, 9.2, 9.3 соответственно.

От источника 4 заряжают емкостные накопители энергии в каждой ступени-1.1 и 2.1, 1.2 и 2.2, 1.3 и 2.3 встречно. После окончания зарядки от устройства 8 запуска через цепь запуска подают импульс на срабатывание коммутаторов 6.1, 6.2, 6.3. После срабатывания коммутаторов происходит перезаряд каждого из емкостных накопителей

2.1,2.2, 2.3 через цепь, содержащую последовательно включенные коммутатор 6.1,

6.2,6.3, индуктивноть 5.1, 5.2, 5.3 и диод 9.1, 9.2, 9.3 соответственно. Напряжение на этих накопителях меняет свою полярность. В момент максимума напряжения благодаря запирающему действию диодов 9.1, 9.2,

9.3ток в перезарядной цепи прекращается. В течение времени перезарядки емкостных накопителей 2.1, 2.2, 2.3 на высоковольтном выходе генератора высоковольтных импульсов происходит нарастание напряжения до величины зарядного напряжения, умноженного на число последовательно включенных конденсаторов без учета потерь. Длительность импульса может регулироваться в широких пределах путем соответствующего выбора величин сопротивлений элементов зарядной цепи, а длительность фронта импульса без учета нагрузки определяется величиной индуктивностей 5.1, 5.2, 5.3 и емкостью накопителей энергии 2.1, 2.2, 2.3.

Если вместо резисторов 3.1, 3.2, 3.3 включены диоды, а индуктивности 5.1, 5.2 и 5.3 выполнены из двух частей, то после зарядки емкостных накопителей генератора от устройства 8 подают импульс на коммутаторы 6.1, 6.2, 6.3 через включенные последовательно вентили 9.1, 3.1, 9.2, 3.2, 9.3, 3.3. Индуктивности 5.1, 5.2, 5.3 введены для развязки уепи запуска .от цепи последовательно соединенных емкостных накопителей 1.1; 2.1, 1.2, 2.2, 1.3, 2.3. После срабатывания коммутаторов 6.1, 6.2, 6.3 благодаря индуктивностям происходит перезарядка емкостных накопителей 2.1, 2.2, 2.3, напряжение на них меняет свою полярность. В момент максимума напряжения на емкостных накопителях благодаря запирающему действию вентилей 9.1, 9.2, 9.3 ток в перезарядных цепях прекращается и разрядники гаснут. В течение времени перезарядки емкостных накопителей напряжение на высоковольтном выходе генератора нарастает до величины, равной зарядному напряжению умноженному на число последовательно включенных конденсаторов, без учета потерь.

Использование генератора позволяет получать импульсы напряжения апериодической формы, исключать воздействие напряжения в процессе зарядки генератора на вентили, сократить число элементов, что повышает его надежность, уменьшить время зарядки генератора. Включение индуктивностей 5.1, 5.2, 5.3 и управляющих электродов.