Генератор импульсов высокого напряжения Советский патент 1982 года по МПК H03K3/53 

(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ ВЫСОКОГО

1

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к устройствам генерирования высоковольтных импульсов с крутым фронтом и жесткой синхронизацией импульса относительно запускающего сигнала.

Известен генератор импульсов высокого напряжения, содержащий последовательно соединенные источник импульсов напряжения по схеме Аркадьева-Маркса, на выходе которого включен компенсирующий (корректирующий) малоиндуктивный конденсатор, а через обостряющийся разрядник - нагрузка l .

Недостатком известного генератора является малая стабильность момента появления импульса напряжения на нагрузке, что связано со статистическим характером запаздывания разряда в искровом промежутке разрядника. .

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является генератор импульсов высокого напряжения, содержащий последовательно соединенные НАПРЯЖЕНИЯ

ИСТОЧНИК импульсов напряжения с нулевым и потенциальным выводами, управляемый разрядник и нагрузку, причем параллельно источнику импульсов подключен малоиндуктивный компенсирующий конденсатор 2 .

Недостатком данного генератора является сло га1ость цепей и аппаратуры управления разрядником. Это связано с тем, что управляющий электрод, как и

10 все токоведущие части разрядника, находится под высоковольтным потенциалом источника импульсов, что требует развязки аппаратуры генерирования управляющего сигнала от высокого потенциала.

15

Цель изобретения - повыщение эффек- тивности запуска путем обеспечения возможности размещения управляющего электрода под нулевым потенциалом.

Указанная цель достигается тем, что

20 в генераторе импульсов, содержащем последовательно соединенные источник импульсов напряжения с нулевым ипотенциальным выводами, управляемый раз3рядник и нагрузку, и подключенный пара пелъно источнику импульсов малорщдуктивный компенсирующий конденсатор, на грузка заигунтирована резистором и вклю чена между потенциал-ьным выводом источника импульсов и разрядником, парал лельно раэряанику подключен дополнител ный малоин;.гуктиЕный конденсатор. На фиг, 1 изображена принципиальная электрическая схема генератора ; на фиГ. 2 - кривые изменения напряжения в различных точках схемы, поясняющие ее работу. Генератор содержит источник 1 импульсов напряжения, 1«зображенный для примера в виде конденсатора 2, коммутатора 3 и резистора 4. Параллельно выходу источника включен малоиндуктив компенсирующий конденсатор 5. Нагрузка 6 (например, образец твердого диэлектрика, вакуумный диод ускорителя и т. д,) зашунтирована резистором 7 с величиной сопротивления существенно меньшей нагрузки. Малоиндуктивный конденсатор 8 и управляемый разрядник 9 включены между нагрузкой и нулевым полюсом источника импульсов. Параметры элементов выбраны в соответствии с условием R,, где R, сопротивление резистора 4; Rj сопрот1шление резистора 7; С - емкость конденсатора 5; емкость ковденсатора 8. Работа генератора происходит следую щим образом. После зарядки конденсатора 2 от сет постоянного напряжения в момент t О срабатьтает коммутатор 3 и источник 1 импульсов генерирует импульс напряжения, заряжающий малоиндуктивный компенсирующий конденсатор 5, с постоян- . ной времени по кривой Ю. Одно временно через резистор 7 заряжается конденсатор 8 с постоянной BpeMeHH-R2 по кривой 11. Поскольку элементы схемы выбраны в соответствии с условием (1), то напряи ение на конденсаторах 5 и 8 нарастают синхронно, и, следовательно, напряжение (кривая 12) на нагрузке пршстически отсутствует, вплоть до коммутации разрядника 9. В нужный момент на управляющий электрод разряд ника 9 выдается запускающий сигнал, под действием которого срабатывает раз рядник 9 в момент i;, t,. 44 Малоиндуктивный конденсатор 8 разряжается через разрядник 9, способствуябыстро спаду потенциала в точке соединения разрядника и нагрузки. Потен- циал (кривая 10) в точке соединения нагрузки с потенииальным полюсом источника поддерживается практически неизменным на протяжении периода полного спада напряжения на конденсаторе 8. Это обусловлено тем, что С R / Тл ф где Ьдз - характерное время спада напряжения на конденсаторе 8, Таким образом, напряжение (кривая 12) на нагрузке резко возрастает после срабатьшания раз- рядника 9j при этом на нагрузке формируется импульс с фронтом длиvti / - . тельнослъю спада ,). По сравнению с известным предложенный генератор позволяет осуществлять управление запуском обострояющим разрядником с помощью цепей и аппаратуры, находящихся при пулевом потеншгале. Применение данного генератора позволяет отказаться от дорогих и громоздких аяементов развязки (трансформаторов, конденсаторов, резисторов) запускающего электрода с аппаратурой, генерирующей запускающий импульс. В свою очередь, запуск со стороны заземленного электрода позволяет при той же аппаратуре запускающего, сигнала увеличить существенно (в 2-4 раза) ток запуска, что приводит к повьпяеншо стабильности срабатьюания разрядника, снижает время формирований пробоя в обострояющем разряднике, увеличивает диапазон его неперестройки, т. е. повы- щает эффективность запуска. Формула изобретения Генератор импульсов высокого напряжения, содержащий последовательно соединенные источник импульсов напряжения с нулевым и потенциальным выводами, управляемый разрядник и нагрузку, причем параллельно источнику импульсов подключен малоиндуктивный компенсирующий конденсатор, отличаю щ и и с я тем, что, с целью повьгшения эффективности запуска, нагрузка защунтирована резистором и включена между потенциальным выводом источника импульсов и разрядником, параллельно которому подключен дополнительный малоиндуктивный конденсатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 156616, 19,06,62.

2. Гусев О. А, и др. Высоковольтный импульсный модулятор сильноточйого ускорителя электронов, - Приборы и техника эксперимента, 1978, № 5, с, 84,