Генератор высоковольтных наносекундныхиМпульСОВ Советский патент 1981 года по МПК H03K3/53 

(54) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКСвОЛЬТНЫХ НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬССе

I

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, и может быть использовано в устройствах формирования высоковольтных наносекунцных импульсов.

Известно устройство для формирования высоковольтных наносекунаных импульсов, содержащее, генератор импульсных напряжений, выход которого соединен со входом формирующей линии, подключенной через, обостряющий разрядник на нагруа ку.

Формирующую линию заряжают от генератора импульсных напряжений до напряжения, равного пробивному напряжению обостряющего разрядника, который пробивается, и на нагрузке формируется импульс наносекундной длительности tl.

Недостатком этого устройства является го, что нестабильность амплитуды напряжений от импульса к импульсу определяется неуправляемым разрядником его пробивное напряжение подвержено статистическому разбросу т.е. пробой разрядника происходит с существенной

нестабильностью во времени, КПД устройства низкий так как пробой piaa- рядника происходит не в момент максимума зарядного напряжения.

Известен также генератор для формирования высоковольтных наносекун- дных импульсов, содержащий источник зарядного напряжения, выход которого подключе.н к входу накопительного устройства, выход последнего соединен . с обостряющим разрядником, к которому подключена нагрузка. Для синхронизации работы источника зарядного напряжения и обостряющего разрядника используется самостоятельный блок управления.

В момент достижения максимума напряжения в накопительном устройстве, запускают обостряющий разрядник, накопительное устройство разряжается и импульс с крутым фронтом поступает на нагрузку 21

Недостатком такого устройства является необходимость создания высоковольтного блока, выдающего синхронный импульсы на запуск источника зарядного напряжения ti обостряюще- Го разряцника, что, во-первых., существе но усложняет схему всей установки, вовторых, требует запуск с высокой стабильностью во времени не только обостряющего разрядника, но и источника заряаного напряжения. Наиболее близким техническим решением к ценному изобретенто яв- ляется генератор высоковольтных .наносекундных импульсов, содержащий генератор импульсных напряжений, выполненный по схеме умножения напряжения, в первую ступень которого включено шунтируючшй резистор, а выходной разрядник генератора импульсных напряжений лоДключен ко вход формирующей линии, выход которой подключен к обостряющему разряднику, управляющий электрод которого подключе к выходу блока поджига, а вход которюго соединен с выходом линии задержки }i Недостатком известного генератора является то, что при работе генератора импульсных напряжений в широком диапазоне напряжений, амплитуда импульса на управляющей сетке тиратрона также изменяется в широких пределах, что является недопустимым для стабильного запуска тиратрона. Кроме того, схема может работать только при положительно полярности импульса, снимаемого с сопротивления шунта, при отрицательной полярности тиратрон заперт. При такой схеме синхронизации управляющий импульс имеет большую длительность фронта, что увеличивает разброс времени запуска тиратрона. Цель изобретения - обеспечение стабильной работы устройства во всем диапазоне изменения параметров выходно импульса генератора импульсных на пряжен Указанная цель достигается тем, что в генератор высоковольтных наносекундных импульсов, содержащий генератор импульс ных напряжений,выполненный по схеме ум жения напряжения, в первую ступень котор го включено шунтирующий резистор, а вых ной разрядник генератора импульсных нап жений подключен ко входу формирующей ли НИИ, выход которой подключен к обостряющему разряднику, управляющий электрод которого подключен/ к выходу блока поджига, вход которого соединен с выходом линии задержки, введеиы блок преобразования импульсов и ограничител напряжения, причем выход блока преобра зования импульсрв соединен со входом инии задержки , а вход - с выводами ограничителя напряжения, соединенного параллельно с шунтирующим резистором. Блок преобразования импульсов служит для преобразования импульсов любой отрицательной, положительной поляр)- ности в импульсы положительной полярности с крутым фронтом. Включение ограничителя напряжения позволяет - . фиксировать амплитуду импульса, подаваемого на блок поджига (управляющую сетку тиратрона) на одном оптималкном уровне, а блок преобразования импульсов обеспечивает работу блока поджига при любой полярности импульса и формирует импульсы с крутым 4 онтом, что обеспечивает стабильную работу блока поджига и, соответсгвенно, жесткую син Гро 1Изацию работы обостряющего разрядника. На чертеже представлена электрическая принципиальная схема генератора высоковольтных наносекундных импульсов. Устройство содержит многоступенчатый генератор импульсных напряжений (ГИН) 1 с накопительными конденсаторами 2-5, резисторами 6, разрядными резисторами 7 -11, разрядниками 12-14, выходным разрядником 15 и управляющим электродом 16. В первой ступени ГИН 1 включен шунтирующий резистор 17, с которого снимается импульс управления, параллельно которому подключен ограничитель 18 напряжения, например варистор, к выводам которого пооключен блок 19 преобразования импульсов. На выходе блока 19 преобразования импульсов включена линия задержки 2О, последняя подсреши- йена к блоку 21 поджига. Выход блока 21 поджига соединен с управляющим электродом 22 обостряющего разрядника 23, который через формирующую линию 24 и резистор 25 соединен с выходным разрядником 15. Устройство работает следующим образом. С помощью управл)яющего электрода 16 запускается разрядник 12, после этого срабатывают последующие разрядники 13-15 и импульс на1фяженкя прикладывается к формирующей линии 24, одновременно появляется импульс напряжения на резисторе 17, который ограничивается . необходимой амплитуды и поступает на блок 19 преобразования импульсов. На выводе блока 19 преобразования формируется импульс положитель- ной полярности с крутым фронтом, который аааерживаегсй линией задержки 2О на время, необходимое для зарядки формирующей линии 24 до максимального напряжения, после атого сформированный импульс поступает на блок 21 поджига, последний срабатывает и поджигает управляющий электрод 22 , что ведет к пробсяо обостряющего разрядника 23 и формирующей линии 24 на нагруз Схема предлагаемого генератора высоковольтных наносекундных импульсов позволяет просто решить задачу поджига обостряющего разрядника в К1омент максимума напряжения на формирующей линии, что повышает КПД всего устройства. Кроме этого важным положительным эффектом является то, что даное устройство позволяет формировать импульсы фиксированной амплитуды и длительности фронта на нагрузке, что необходимо в ряде электрофизических экспериментов. Формула изобретения Генератор высоковольтных наносекундн импульсов, содержащий генератор ик;пульсных напряжений, выполненний по схеме умножения напряжения, в первую ступень которого включен шунтирующий резистор а выходной разрядник генератора импульс ных напряжений подключен ко вхоиу формирукяцей гаашся, выход которой подключен к обостряющему разряднику, управляющий электрод которого подключен к выходу блока поджига, вход которого соединен с выход( линии задержки, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильной работы устройства во всем диапазоне изменения параметров выходного импульса генератора импульсных напряжений, в него введены блок преобразования импульсов и orpaHH4HTejh напряжения, причем выход блока преобразования импульсов соединен со входсяи линии задержки, а вход - с выводами ограничителя, соединенного параллельно с шунтирующим резисторам. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. L.C. and Ur. W.G .ЗЕЕЕ Tranaoctione on HuoCea - .(97a,№i.,№oao,pip, 4 5b-46l. 2.Месяц Г. A., Насибов A. С. и Кремнев В, В. Формирование наносекундых импульсов высокого напряжения. М., Энергия, 1970, с. 13О З.Электрофизическая атшаратура и электрическая Изоляция М., Энергия, 1970, С.92.

Iг

I