Устройство для формирования пакетаМОщНыХ КОРОТКиХ ВыСОКОВОльТНыХ иМ-пульСОВ Советский патент 1981 года по МПК H03K3/53 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПАКЕТА МОЩНЫХ КОРОТКИХ ВБ1СОКОВОЛЬТНБ1Х ИМПУЛЬСОВ

1

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к устройствам для формирования пакета мощных коротких высоковольтных импульсов, и может быть использовано в устройствах для формирования импульсов в импульсных источниках света, для исследования управляемого термоядерного синтеза, для создания высокотемпературной плазмы, для создания мощных магнитных полей, в ускорительной технике и т.п.

Известно устройство для формирования пакета мощных высоковольтных импульсов, содержащее цепь разрядки предварительно заряженной батареи накопительных конденсаторов, секционированный по числу импульсов в пакете, которая состоит из вышеупомянутой батареи конденсаторов и подсоединенной параллельно ей первичной обмотки повышающего трансформатора, во вторичную цепь которого включена импульсная нагрузка 1.

Недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает формирование импульсов длительностью с крутым передним фронтом из-за влияния собственной индуктивности трансформатора и индуктивности токоподводящих соединений в секционированной-батарее накопительных конденсаторов на длительность импульсов.

Известно также устройство для формирования последовательности мощных высоковольтных импульсов, содержащее цепь разряДки батареи предварительно заряженных накопительных конденсаторов, состоящую из соединенных последовательно вышеупомянутой батареи конденсаторов, коммутатора и нагрузкиГй .

Устройство обеспечивает возможность формирования одиночных мощных высоковольтных импульсов длительностью Ю - Ш с, однако оно не дает возможности сформировать пакет таких импульсов требуемой амплитуды при питании устройства от маломощной сети.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для формирования пакета мощных коротких высоковольтных импульсов, состоящее из зарядной и разрядной цепи батареи накопительных конденса0торов, первая из которых содержит соединенные последовательно батарею предварительно заряженных конденсаторов, токоограничивающий элемент и управляемый

вторая - соединенные

коммутатор, а батарею накопительных

последовательно

, , коммутатор и нагрузконденсаторов,

ку|3 -Однако устройство характеризуется большим весом и габаритами, вследствие значительной величины его установленной энергоемкости.

Цель изобретения - уменьшение веса и габаритов устройства за счет снижения его установленной энергоемкости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для формирования пакета мощных коротких высоковольтнь х импульсов, состоящем из зарядной и разрядной цепи батареи накопительных конденсаторов, первая из которых содержит соединенные последовательно батарею предварительно заряженных конденсаторов,токоограничивающий элемент и управляемый коммутатор, а вторая - соединенные последовательно батарею накопительных конденсаторов, коммутатор и нагрузку, зарядная цепь секционирована по числу импульсов в пакете, и секции батареи предварительно заряженных конденсаторов соединены параллельно через развязывающие токоограничительные элементу, причем отношение постоянной времени пепи разрядки каждой секции батареи предварительно заряженных конденсаторов на батарею накопительных конденсаторов через развязывающие токоограничительные элементы к постоянной времени ее разрядки через токоограничительные элементы находится в пределах 100-1000, а отношение емкости батареи накопительных конденсаторов к емкости одной секции батареи предварительно заряженных конденсаторов находится в пределах 0,5-2,0.

Секционированиё.м батареи предварительно заряженных конденсаторов по числу им пульсов в пакете, а также выбором элементов устройства в пределах указанных отнощений величин обеспечивается уменьшение количества энергии, запасенной в батарее предварительно заряженных конденсаторов, после окончания формирования пакета импульсов. При этом заявляемое устройство обеспечивает получение пакета импульсов, имеющих крутой передний фронт и одинаковую амплитуду.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство для формирования пакета мощных коротких высоковольтнь11х импуЛьсов состоит из зарядной и разрядной цепи батареи 1 накопительных конденсаторов, зарядная цепь батареи 1 накопительных конденсаторов содержит п секций, где п - число импульсов в пакете, первая секция зарядной цепи содержит последовательно соединенные секцию 2 батареи 3 предварительно заряженных конденсаторов, токоограничивающий элемент 4 и управляемый коммутатор 5, вторая секция зарядной цепи содержит последовательно соединенные секцию 6 батареи 3 предварительно заряженных конденсаторов, токоограничивающий элемент 7 и управляемый коммутатор 8, п-я секция зарядной цепи содержит последовательно соединенные секцию 9 батареи 3 предварительне заряженных конденсаторов, токоограничивающий элемент 10 и управляемый коммутатор 11, секции 2, 6 и 9 батареи 3 предварительно заряженных конденсаторов соединены параллельно через соответствующие развязывающие токоогранйчительные элементы 12-14, разрядная цепь батареи 1 накопительных конденсаторов содержит последовательно соединенные батарею 1 накопительных конденсаторов, коммутатор 15 и нагрузку 16.

Все соответствующие элементы пар.аллельно соединенных секций зарядной цепи батареи I накопительных конденсаторов имеют одинаковые параметры.

Все п секций батареи 3 предварительно заряженных конденсаторов заряжены от маломощного источника питания переменного тока через повысительно-выпрямительное устройство и управляемый коммутатор (не показаны), а также через токоограничиваю-. щие элементы 12-14. Формирование пакета импульсов на нагрузке 16 происходит при поочередном включении блоком управления (не показан) коммутаторов 5, 8 и 11, секций, 2, 6 и 9, зарядной цепи батареи 1 накопительных конденсаторов. 0 Формирование первого импульса пакета происходит следующим образом.

При включении коммутатора 5 батарея 1 накопительных конденсаторов заряжается от секции 2 батареи 3 предварительно заряженных конденсаторов. После окончания зарядки происходит естественное выключение коммутатора 5. При включении коммутатора 15 происходит разряд батареи 1 накопительных конденсаторов через этот комQ мутатор и нагрузку 16. При этом на нагрузке формируется импульс требуемой длительности (10 - 10 с) с крутым передним фронтом. После окончания первого импульса к батарее 1 накопительных конденсаторов аналогично подключается поочередно

5 вторая, третья,..., п-ая секция ее зарядной цепи и аналогично формируются второй, третий,..., п-й импульсы пакета импульсов.

Выбором отношения постоянных времени согласно изобретению, а также секционированием батареи 1 накопительных конденсаторов обеспечивается равенство амплитуд импульсов в пакете.

Вследствие уменьщения количества энергии, запасенной в батарее предварительно заряженных конденсаторов, предлагаемое устройство обеспечивает снижение установленной энергоемкости.

Формула изобретения

Устройство для формирования пакета мощных коротких высоковольтных импульсов, состоящее из зарядной и разрядной цепи батареи накопительнь1х конденсаторов, первая из которых содержит соединенные последовательно батарею предварительно заряженных конденсаторов, токоограничивающий элемент и управляемый коммутатор, а вторая - соединенные последовательно батарею накопительных конденсаторов, коммутатор и нагрузку, отличающееся тем, что, с целью уменьщения веса и габаритов устройства, зарядная цепь секционирована по числу импульсов в пакете, и секции батареи предварительно заряженных конденсаторов соединены параллельно через развязывающие токоограничительные элементы, причем отношение постоянной времени цепи разрядки каждой секции батареи предварительно заряженных конденсаторов на батарею накопительных конденсаторов через развязывающие токоограничительные элементы к постоянной времени ее разрядки через токоограничительные элементы находится в пределах 100-1000, а отношение емкости батареи накопительных конденсаторов к емкости одной секции батареи предварительно заряженных конденсаторов находится в пределах 0,5-2,0.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3-. Патент ФРГ № 1948382, кл. Н 03 К 3/02, 26.04.73 (прототип).