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

(54) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ

I

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтных устройствах различного назиачения, в частности, установках электронноионной технологии, электрофизической аппаратуре.

Известен генератор высоковольтных импульсов, содержащий источник напряжения, каскадный генератор, выполненный по схеме Аркадьева-Маркса, содержащий накопительные конденсаторы, зарядные резисторы и неуправля-. емые коммутирующие элементы, соединяющие разноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов l}.

Известен также генератор высоковольтных импульсов, содержащий источник напряжения, каскадный генератор, выполненный по схеме Аркадьева-Маркса, содержащий накопительные конденсаторы, заряднь1е резисторы и управляемые коммутирующие элементы, соеди няющие разноименные обкладки конденсаторов соседних каскадои 2.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор высоковольтных импульсов, содержащий источник напряжения и каскадный генератор, выполненный по схеме Аркадьева-Маркса, и состоящий из накопительных конденсаторов, коммутирующих элементов, соединяющих разноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов, двух групп дрос10селей, соединяющих соответственно положительные и отрицательные обкладки накопительных конденсаторов З,

Общий недостаток известных устройств - невысокая надежность их раISботы при использовании в качестве коммутирующих элементов приборов с ограниченной перегрузочной способностью по напряжению, например полупроводниковых управляемых вентилей,

30 из-за неравномерного распределения напряжения на них в процессе формирования высоковольтного импульса, что обусловлено всегда имеющимся

разбросом их динамических параметров : кроме того, в течение интервала переключения коммутирующих элементов (времени перехода из закрытого состояния в открытое) мгновенное значение напряжения на К элементе (без учета относительно небольшой величины тока дросселя в этом интервале времени) определится следующим образом

и. R,

I

Ч

Чдемгновенное значение сопротивления k-ro коммутирующего элемента (в течение интервала коммутации Яц изменяется от со до о);

i - мгновенное значение тока, протекающего по нагрузке. В общем случае вследствие неизбежого разброса динамических свойств оммутирующих элементов

, « RK ... « R,

RH RO

1

Ч m коммутирующих элеменчисло

где тон. Вследствие

этого

и ... и„,

и У U2. f

т.е. в известном устройстве в процессе коммутации наблюдается неравноерное распределение напряжения на коммутирующих элементах, что ведет к neperpy3Kie по напряжению тех элементов , которые имеют относительно большие значения (элементы с худшими динамическими свойствами).

Цель изобретения - повышение надежности работы генератора высоковольтных импульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в генераторе высоковольтных импульсов, содержащем источник напряжения и каскадный генератор v выполненный по схеме Аркадьева-Маркса, и состоя1Щй из накопительных конденсаторов, коммутирующих элементов , соединяющих разноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов, двух групп дросселей, соединяющих одноименные обкладки накопительных конденсаторов, а также одноименные обкладки конденсатора первого каскада генератора и источника напряжения, дроссели одной из групп каскадного генератора выполнены на общем магнитопроводе и включены согласно.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.

Устройство содержит источш к 1 напряжения, к выходу которого подключен каскадный генератор, состоящи из ряда накопительных конденсаторов 2, Генератор содержит также две группы дросселей 3, соединяющих одноименные обкладки конденсаторов 2 и одноименные обкладки конденсатора первого каскада генератора и источника I напряжения. Дроссели группы, соединяющей положительные обкладли накопительных конденсаторов, выпоошены на общем магнитопроводе 4 и включены согласно, разноименные обкладки конденсаторов соединены коммутирующими элементами 5, управляемыми устройством управления (не показано), к выходу которого подключена нагрузка 6. Устройство ра,ботает следующим образом.

Накопительные конденсаторы 2 заряжаются от источника I через дроссели 3. При достижении напряжения на конденсаторах требуемого значения устройство управления генерирует запускающие импульсы подаваемые одновременно на все коммутирующие элементы 5, которые, открываясь, соединяют разноименные обкладки конденсаторов 2. К нагрузке 6 прикладывается суммарное напряжение каскадов. Напряжение на .каждом из коммутирующих элементов складьшается из напряжения на конденсаторе 2 и дросселе 3. Так как дроссели группы, соединяющей положительные обкладки, выполнены на общем магнитопроводе 4 включены согласно, а напряжения накопительных конденсаторов за время коммутации элементов 5 практически не изменяются, то величина напряжений на элементах 5 в процессе их комму- тации будут равны независимо от разброса их динамических параметров, а также параметров импульсов управления. Вследствие того, что все дроссели 3, именщие одинаковое число витков, вьшолнены на общем магнитопроводе и пронизаны одним и тем же магнитным потоком, напряжения на их зажимах втечение интервала коммутации будут равны, т.е.

.- ... Ui ... U(,

При этом величины напряжений накопительных конденсаторов 2 за относительно небольшой интервал времени