Генератор высоковольтных импульсов наносекундного диапазона

Р г 1О П ИС А-Н-И Е ИЗОБРЕТЕНИЙ Сотоз Советских Соцмддистицецин Республик(6) Дополнительное к авг. саид-ву (22) Заявлено 19,06.78 (21) 2630828,8-2 с присоединением заявки Хд( -1х Н 8 К 36 Государственный номнт СССР оо делам нэооротоннй н открытнй2 Изобретение относится к области импульсюй техники, в частности к генераторам мощных высоковольтных импульсов напряжения наносекундного диапаЗона, которые могут быть использованы при формировании тормозного или рентгеновского излучения 5 высокой интенсивности. При формировании излучения в электронном ускорителе прямого действия высоковольтные импульсы подаются на ускоряющий промежуток трубки ускорителя.аИзвестен генератор высоковольтных импульсов, содержащий разрядник на сжатом газе, в генераторе в качестве накопителя энергии используется конденсатор между разрядником и корпусом. Фронт формируемого генератором импульса составляет 2 нспри рабочем напряжении 200 кВ и напряженности поля 50 кВ/мм и в силу конструктивных особенностей генератора не может быть уменьшен.Известен генератор высоковольтных импульсов наносекундного диапазона, содержащий первый искровой разрядник, формируюцую линию с волновым сопротивлениемР, второй искровой разрядник, передающую линию с волновым сопротивлением р накопительный конденсатор, включенный между корпусом и первым искровым разрядником.Недостатком известного генератора высоковольтных импульсов является значительная длительность формируемого импульса.Этот недостаток объясняется тем, что длительность формируемого импульса всегда больше времени коммутации искрового разрядника вследствие наличия накопитель. ного конденсатора.Целью изобретения является уменьшение длительности формируемого импульса.Цель достигается тем, что в генератор высоковольтных импульсов наносекундного диапазона длительностей, содержащий первый искровой разрядник, формирующую линию с волновым сопротивлением У ь второй искровой разрядник, передающую линию с волновым сопротивлением Яе, накопительный конденсатор, включенный между корпусом и первым искровым разрядником, вве;ены развязывающая линия с волновым сопротивлением У о, включенная между. первым искровым разрядником и формирующей лиТираж 060 Подписножгород, ул. Проектная, 4 ЦИНИПИ Заказ 73 Филиал П П П Патен нией,причем Р з 10 Ра, а Р а= , и индуктивность, включенная между корпусом и концом развязывающей линии, прилегающимк первому искровому разряднику, а такжетем, что индуктивность выполнена в виделинейного проводника из сплава с большимудельным сопротивлением, например нихрома,На чертеже представлена конструктивная схема генератора высоковольтных импульсов.Он содержит металлический корпус 1,являющийся внешним кондуктором для развязывающей, формирующей и передающейлиний, накопительный конденсатор 2, первый искровой разрядник 3, формирующуюлинию 4, второй искровой разрядник 5, передающую линию 6, развязывающую линию 7,индуктивность 8.Конструктивно разрядники 3, 5 выполнены с заполнением межэлектродных промежутков электрически высокопрочными жидкими диэлектриками - конденсаторным(трансформаторным) маслом или сжатымгазом.Работа генератора высоковольтных импульсов наносекундного диапазона осуществляется следующим образом,Высоковольтный источник напряжениязаряжает накопительный конденсатор 2. Подостижении пробивного напряжения срабатывает разрядник 3, и с этого момента начинают протекать два процесса: зарядка формирующей линии 4 через развязываюшуюлинию 7 и разряд накопительного конденсатора 2 на индуктивность 8. Оба процессаносят характер затухающих колебаний.Волновые сопротивления и электрическую длину формирующей 4 и развязывающей 7 линий подбирают так, чтобы полнаязарядка формирующей линии 4 происходила достаточно быстро для обеспечения перенапряжения промежутка быстрого разрядника 5 и получения в нем высокой предпробойной напряженности электрического поля.При срабатывании разрядника 5 формирующая линия 4 начинает разряжаться напередающую линию 6, формируя в ней импульс напряжения длительностью, равнойудвоенной электрической длине формирующей линии 4. Время подпитки передающейлинии 6 от источника напряжения, а следовательно, и длительность цуга после импульсов сведена к допустимому минимуму путем подбора параметров развязывающей линии 7 и низкодобротной индуктивности 8, выполненной, например, из нихрома, а также линий 4 и 6, Подбор этих параметров должен удовлетворять двум условиям:быстрая разрядка формирующей линии 4 за время, при котором обеспечивается высокая пробивная напряженность поля в разряднике 5;минимально допустимая подпитка передающей линии 6 энергией, запасенной в накопительном конденсаторе 2.Соблюдение двух этих условий достигается выбором величин волновых сопротивлений формирующей линии (1 з 5), передающей линии р) и развязывающей линии а) при этом минимум длительности генерируемых импульсов достигается при выполнении следующих условий:Уз 10 Ра,а Р 1= Р а.Генератор высоковольтных импульсов наносекундного диапазона выполненный согласно изобретению, позволит сформировать в передающей линии 6 импульс, равный удвоенному пробегу волны вдоль формирующей линии 4, и, следовательно, его минимальная длительность соответствует времени коммутации разрядника 5. Генератор высоковольтных импульсов наносекундного диапазона, содержащий первый искровый разрядник, формирующую линию с волновым сопротивлением Рь второй искровой разрядник, передающую линию.с волновым сопротивлением , накопительный конденсатор, включенный между корпусом и первым искровым разрядником, отличаюи 1 ийся тем, что, с целью уменьшения длительности формируемого импульса в генератор введены развязывающая линия с волновым сопротивлением )з з, включенная между первым искровым разрядником и формирующей линией, эл.ктрическая длина которой равна полуширине формируемого импульса причем У 3 10 Яь, Я г = Я и и индуктивность, включенная между корпусом и концом развязывающей линии, прилегающим к первому искровому разряднику, причем индуктивность выполнена в виде линейного проводника с большим линейным сопротивлением, например нихрома.Ф