Генератор высокочастотных импульсов Советский патент 1983 года по МПК H03K3/53 

(5) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтных установках paзличнoгq назначения, в частности устройствах электронно-ионной технологии, электрофизической аппаратуре. По основному авт.св. W известно устройство, содержащее источник напряжения и каскадный генератор, выполненный по схеме Аркадьева-Маркса, состоящий из. накопительных конденсаторов коммутирующих эле ментов , соединяющих.разноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов, двух групп зарядных дросселей, соединяющих одноименные обкладки накопительных конденсаторов, а также одноименные обкладки конденсатора -первого каскада и источника напряжения, дроссели одной из которых выполнены на общем магнитопроводе и включены согласно LI |. Недостатком известного устройства является то, что зарядные дроссели. соединяющие одноименные обкладки конденсаторов, затягивают процесс зарядки этих конденсаторов, особенно при питании каскадного генератора от источника пульсирующего напряжения. Это затрудняет применение известного устройства при повышенных частотах следования разрядных импульсов и сужает его функциональные возможности. Кроме того, применение известного устройства при повышенных частотах следования разрядных импульсов требует уменьшения величины индуктивности зарядных дросселей, что приводит к увеличению типовой энергии, габаритов, массы этих элементов и устройства в целом. Этот недостаток объясняется тем, что при уменьшении величины индуктивности зарядного дросселя его типовая энергия возрастает, следовательно растут его габариты и масса. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей

генератора высоковольтных импульсов и уменьшение его массы и габаритов.

Поставленная цель достигается тем, что обмотки дросселей второй группы выполнены на том же магнитопроводе, включены согласно между собой и встречно по отношению к обмоткам дросселей первой группы.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит источник 1 напряжения, к выходу которого подключен каскадный генератор, состоящий 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 1. Обмотки дросселей выполнены на общем магнитопроводе , причем обмотки, присоединенные к положительным обкладкам конденсаторов 2, включены встречно обмоткам, присоединенным к отрицательным обкладкам. Разноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов соединень коммутирующими элементами 5 включение которых осуществляется устройством управления (не показано).К выходу устройства поключена нагрузка 6.

Устройство работает следующим образом.

Накопительные конденсаторы 2 заряжаются от источника 1 через зарядные дроссели 3 вполярности , показанной на чертеже. При этом токи, протекающие по обмоткам дросселей, соединяющих одноименные обкладки конденсаторов смежных каскадов, равн между собой и создают в магнитопроводе равные и встречно направленные (С учетом включения обмоток) намагничивающие силы. По окончании зарядки устройство управления включает коммутирующие элементы 5. которые отпираясь, соединяют между собой разноименные обкладки конденсаторовi. К нагрузке 6 прикладывается суммарное напряжение каскадов. В период формирования импульса тока в нагрузке конденсаторы 2 присоединены параллельно обмоткам дросселей 3. При этом токи, протекающие по обмоткам дросселей, соединяющих одноименные обкладки конденсаторов, смежных каскадов имеют одинаковые направления относительно одноименных зажи мое вышеупомянутых обмоток.

С учетом изложенного суммарная намагничивающая сила обмоток обеих групп дросселей в режиме зарядки будет fy|

F Г i..w О,

K:-f

где I

мгновенное значение тока за

k рядки, протекающего по зарядным дросселям К-го каскада ;

W число витков обмотки дросселя.

Таким образом, в режиме зарядки магнитный поток магнитопровода k, а следовательно с ЭДС наводимые в обмотках дросселей 3 равны нулю, т

e. одноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов в режиме зарядки являются эквипотенциальными- независимо от величины индуктивности зарядных дросселей, что эквивалентно непосредственному параллельному сое динению конденсаторов каскадов без токоограничивающих элементов.

Указанное обстоятельство позконволяет повысить скорость зарядки

и денсаторов каскадного генератора увеличить индуктивность зарядных дросселей, что в свою очередь позволяет улучшить массогабаритные показатели устройства и расширить его функциональные возможности.

Применение предлагаемого устройства позволяет также повысить надежность работы генераторов импульсов за счет принудительного выравнивания напряжения на коммутирующих элементах в динамических режимах.

. Формула изобретения

Генератор высоковольтных импульсов по авт. св. № , отличающийся тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей и уменьшения массы и габаритов, обмотки дросселей второй группы выполнены на том же магнитопроводе, включены согласно между собой и встречно по отношению к обмоткам дросселей первой группы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское сивдетельство СССР № , кл. Н 03 К 3/53, 22.01.8.0