Генератор импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K3/53 

(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

Изобретение относится к генерированию высоких импульсных напряжений мегавольтного диапазона на емкостнсй нагрузке и может быть использовано при заряде формирующих линий наносекундных высоковольтных генераторов в системах питания больших стримерных камер. .

Известен генератор импульсов, содержащий накопитель, собранный по схеме Аркадьева-Маркса и подключенный к источнику питания, параллельно накопителю через коммутатор подключена нагрузка tl3.

Однако амплитуда в данном генераторе недостаточно высока..

. Известен также генератор импульсов, содеркащий автотрансформатор, два накопителя и разрядный коммутатор, при замыкании которого накопители разряжаются, создавая на емкостной нагрузке высокое напряжение С 2 .

Недостатком данного устройства явля- тся.трудность получения выходного на-

пряжения порядка 1 MB и выше, ибо повышение коэ(})фициента трансформации выше п 2 ... 5 приводит к увеличению предимпульса.

Цель изобретения - повышение выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в генератор импул сов, содержащий автотрансформатор, один вывод первич10ной обмотки которого через зарядный резистор подкпючен к одной шине источника питания, второй вывод первичной обмотки автотрансформатора подсоединен к первому вьтоду вторичной обмотки

15 автотрансформатора и через первый накопитель - к второй шине источника питания, второй накопитель, первый вывод которого через емкостную нагрузку соединен с второй шиной источника питания,

20 параллельно последовательно соединенным первичной обмотке импульсного автотрансформатора и первому накопителю включен первый разрядный коммутатор.

ведены дополнительные заряаные резиооры, второй разрядный коммутатор, коорый включен межлу вторым выводом торичной обмотки трансформатора и вто рым выводом второго накопителя, и вто- 5 рой источник питания, подключенный через дополнительные з&ряцные резисторы параллельно второму накопителю.

На чертеже представлена принципиальная электрическая схема генератора им- «О пульсов.

Генератор содержит зарядный резистор 1, дополнительные зарядные резисторы 2 и 3,первый и второй разрядные коммутаторы 4 и 5, первый и второй накопи- ts тели 6 и 7 емкостную нагрузку 8, автотрансформатор 9, первый и второй источники 10 и 11 питания.

Генератор работает следующим образом.20

В исходном состоянии напряжение источника 10 через резистор 1 и первичную обмотку автотрансформатора 9 пода-. но на накопитель 6, а напряжение источника 11 через резисторы 2 и 3 подано 25 на второй накопитель 7. При одновременном замыкании коммутаторов 4 и 5 накопители в и 7 .разряжаются и на нагрузке 8 появляется напряжение, величина которого зависит от параметров элемен- зо ,тов схемы и величины зарядных напряжений на накопителях 6 и 7, а также от взаимной полярности источников 10 и 11.

При этом при встречном направлении , зарядного напряжения на накопителях 6 и 7 в нагрузке 8 появляется напряжениеUj j(j 5,40,5()cosa4r-0(ff;c05 n o сГ CQ - емкость второго накопителя; Cn - емкость нагрузки; Uo зарядное напряжение второго накопителя; и - зарядное напряжение первого накопителя; и, - напряжение на емкости нагру я киу о(,Ь угловые частоты. Для передачи максимальной энергии дол но соблюдаться условие at 21)t 2J

. при этом коэффициент трансформации должен быть

. 40, 1

n.mV Н -2 - Гс5б

коэффициент электромагнитной связи должен быть

О.Ьш() п (Я,-0,6)

емкость первого накопителя должна быть Ц .)

При согласном направлении зарядного напряжения на накопителях 6 и 7 на нагрузке 8 появляется напр5щение

и т и -f-0,5(q, si+0,5 (c HjcosbtJ

при этом угловые частоты а и Ъ должны быть связаны отношением

«

1ч-X

Х 0,Ь...-1 1-Х

При этом коэффициент трансформации должен быть

()(cv-X)

П гп/пт

v

коэффициент электромагнитной связи должен быть

rmOablL-i су + Х

К Параметр х , определяющий разность угловых частот, определяется исходя из необходимого выходного напряжения и технических возможностей установки. Предложенная схема позволяет существенно повысить выходное напряжение установки, работающей в мегавольтном диапазоне. Например, при емкости второго накопителя 4000 пФ и его зарядном напряжении 250 кВ (пятиступенчатый генератор Аркадьева-чМаркса) емкости нагрузки 50О пФ (двойная формирующая линия), емкости первого накопителя 7000ОО пФ и его зарядного напряжения 50 кВ выходное напряжение равно 2 МБ при встречном включении зарядных напряжений и 1,3 MB при согласном их включении,, причем при согласном включении зарядных напряжений уменьшается время достижения максимального выходного налря-, жения.

Формула изобретен и я

Генератор импульсов, содержащий . автотрансформатор, один вывод переичной обмотки которого через зарядный I резистор подключен к одной шине источника питания, второй вывод первичной обмотки автотрансформатора подсоединён к первому вьюоду вторичной обмотки автотрансформатора и через первый накопнтель - к второй шине источника питания, второй накопитель, первый вывод которого через емкостную нагрузку соединен с второй шиной источника питания причем параллельно соединенным после-

довательно первичной обмотке импульсного автотрансформатора и первому накопителю включен первый разрядной коммутатор, отличают с я евм что, с целью повьйаения выходного напряжения, введены дополнительные зарядные рвзко торы, вторс разрядный коммутатор, который включен между вторым выводом вторичной обмотки автотрансформатора и вторым выводом второго накопителя, и второй источник питания, подключенный через дополнительные зарядные резисторы параллельно второму накопителю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство CGC-P

№ 595849, кл. Н ОЗ К 3/53, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2651580/18-21,

кл. Н ОЗ К 3/53, 1979.

fgp-ГП.

7

±: