Генератор импульсных напряжений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (Н) 11 НОЗК 353 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИИ И ОТНРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н АВТОРСНО ЕТЕЛЬСТВУ МУ СВИД Ь.ЦЬ ХЬ,е Ь - индуктивность.дрос тирующей цепи; ХЬ- сумма индуктивност разделительных дро соединяющих конден батареи соседних с(71) Научно-исследовательский инсти-. тут высоких напряжений при Томском ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте им. .М.Кирова (53) 621.373,2(088,8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 635602, кл. Н 03 К 3/53, 10.09.75,2. Патент Германии 9 677754, .кл. 21 й 3, 3/01, 09.11,34.(54)(57) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащий источник напряжения с двумя потенциальными. полюсами,подключенными через защитные элементы к многоступенчатому каскаду формирования импульсов, каждая ступень.которого состоит из двух последовательно включенных конденсаторных, батарей, соединенных разделительными дросселями с индуктйвностью 4 икаждый, а между ступенями: включеныкоммутирующие разрядники, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения амплитуды импульса напряжения, общая точка конденсаторныхбатарей первой ступени подключена к одному из полюсов источника, а противоположные клеммы к другому, каждая конденсаторная батарея содержит два последовательно включенных емкостных накопителя, общие точки ко- торых в двух соседних конденсаторных батареях в соседних ступенях соединены дополнительно введенными разделительными элементами между собой; а общие точки накопителей первой ступени с общей шиной, причем одна из.конденсаторных батарей любойступени шунтирована цепью из последовательно включенных коммутирующего 9 разрядника и дросселя.с иидуктивностью Ь , которая выбрана из условия.С:Изобретение относится к областивысоковольтной импульсной техникии может быть использовано для генерирования импульсов, преимущественно.микросекундного диапазона времени с амплитудой импульса сотни-тысячи киловольт и энергией в импуль- .се единицы-сотни килоджоулей.Известен генератор импульсныхнапряжений, содержаший источник нап.ряжения с двумя потенциальными выходами, подклюЧенными через защитныеэлементы к многокаскадному генератору, собранному по схеме АкардьеваМаркса 1Недостатком. этого генератора является сложность синхронизации управляемых разрядников. Кроме того,устройство является весьма громозд",ким.Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является генератор импульсных напряжений, содержащий источник напряженияс двумя потенциальиющ полюсами,подключенными через защитные элементы к многоступенчатому каскацу Форми.рования импульсов., каждая стуцеиь которого состоит из двух последовательно включенных конденсаторных: батарей,соединенных разделительными дрос селями и индуктивностью Ь 23 каждый, а между ступенями включены ком-мутирующие разрядники.Недостатком этого генератора является низкая кратность напряжеиия.,т.е, недостаточная амплитуда импульсов на.выходе генератора при заданномчисле ступеней генератора.Цель изобретения - повышение амплитуды импульсов напряжения. 40Поставленная цель достигается тем, что в генераторе импульсных напряжений, содержащем источник напряжения с двумя потенцйальными полюсами, подключенный через защитные 45 элементы к многоступенчатому каскаду формирования импульсов, каждая ступень которого состоит из двух последовательно включенных конденсаторных батарей, соединенных раздели тельными дросселями с иидуктивностью 1 каждый, а между ступенями включены коммутирующие разрядники, общая точка конденсаторных батарей первой ступени подключена к одному из полю-: сов источника,а противоположные клей.4 мы к другому, каждая конденсаторная батарея содержит два последователь" но включенных емкостных накопителя, общие точки которых в двух соседних конденсаторных батареях в соседних 60 ступенях соединены дополнительно введенными разделительными элементами между собой, а общие точки накопителей первой ступени с общей шиной, причем одна из конденсаторных 65 батарей любой ступени шунтирована цепью из последовательно включенных коммутирующего разрядника и дросселя с индуктивностью Ь , которая выбрана из условиягде , - индуктивность дросселя шунтирующей цепи;2 Ь - сумма индуктивностей всехразделительных дросселей,соединяющих конденсаторныебатареи соседних ступеней,На чертеже представлена схемагенератора,Источник 1 напряжения выпрямленного тока подключен через. защитныеэлементы 2 1 на чертеже - дроссели,но допустимы и резисторы) к многоступенчатому каскаду формированияимпульсов, состоящему из емкостныхнакопителей 3, объединенных по двав батареи, между конденсаторнымибатареями двух соседних ступенейвключены разделительные дроссели 4с нидуктивностью Ь каждый. Междуобщими точками емкостных накопителей в двух соседних батареях смежных ступеней включены разделительные элементы 5 (на чертеже - резисторы, но допустимы и катушки индуктивностей), причем общне точки накопителей у конденсаторной батареипервой ступени подключены такжечерез разделительные элементы 5 кЗемле, Между ступенями каскада включены коммутирующие разрядники б.Одна из батарей каскада на чертежеверхняя батарея второй ступени) за-шуитирована цепью из разрядника 7 идросселя 8 с индуктивностью Ь выбраиной так, что Ья 1 р. Генератор работает следующим образом.При подключении источника выпрямленного тока к сети осуществляется зарядка емкостных накопителей по цейям земля 1-2-44-3-5,5-земля, при этом направление напряжений на батареях каждой ступени встречное( как показано сплошными стрелками на примере первой ступени). После достижения максимального зарядного напряжения на емкостных накопителях.генератора срабатывает коммутирующий разрядник 7 и верхняя батарея конденсаторов второй ступени, а также все верхние конденсаторные батареи других ступеней, в колебательном режиме разряжаются через цепочку 7-8, так как Ь )м 2/3 Х Ь , то их перезарядка осуществляется практически одновременно, все батареи пе резаряжаются, практически через10236 35 Составитель В. КазаковРеДактоР О. Колесникова. ТехРед АеБабинец КоРРекто г Заказ 423 Тираж 936 ПодписноеВНИИПИ Государственвого комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ илиал ППП "Патент", г, ужгород, ул. Проектна 3одинаковую индуктивность. Через време т "- 3/23 т.Гьс/2 , где с - емкость одногоемкостного накопителя 3, нап.ряжения на верхних батареях достигают максимума, а по направлению будут соответствовать напряжению на 5 нижних конденсаторных батареях генератора. Разрядник б, включенный между землей и первой ступенью каскада, синхронизирован так,. что в момент тл 3/2 В ЪЯ/2 он срееетмвает. 30 Это достигается подачей специального синхроимпульса либо отстройкой промежутка в этом разряднике на пробивное напряжение я 40, гдето - амплитуда источника зарядного напряжения. Далее как и в генераторах, выполненных по принципу Аркадьева-Маркса, автоматически и последовательно во времени срабатывают коммутирующие разрядники б, включенные между 1-йи.2-й ступенью между 2-й и 3-й и.т.д. На чертеже приведено три ступени каскада, но их число может быть.и больше. Амплитуда напряжения навыходе генератора при этом по отношению . к уровню зарядного напряжения составляет К = 4 и, где ичисло ступеней, т.е. в два раза выше, чем в известном генераторе.Генератор позволяет. в два разаувеличить амплитуду импульса напряжения при том же числе ступеней, аследбвательно, и при том же количестве козакутирующих разрядников,либо практически в два раза уменьшить число коммутирующих разрядников и примерно на 1 бЪ количестворазделительных элементов при тойже амплитуде импульсов.,