Генератор наносекундных импульсов напряжения

353370 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз Советских Социалистических РеспубликЕТЕДЬСТВУ а га авт. свидетельс ависимое М. Кл, Н 051 т 7 59426-2 1,1971 ( 163 влено 18 1 рисоедине ем заявк иоритет Комитет по делам изооретений и открытий при Совета министров СССР.1 Х.1972. публикован тя 13.Х.197 Дата опубл ования описа Авторы зобретения Ф";" ",";"т ":, " с",С Павловск С, Босамыки явител 2 исло витков соленои 0 К АВТОРСКОМУ СВИ ЕРАТОР НАНОСЕКУНДНЫ Изобретение относится к ускорительной технике.В известном генераторе наносекундных импульсов напряжения для питания ускорительной трубки, содержащем зарядное устройство, стартовый коммутатор, коммутатор нагрузки и трансформирующую линию с распределенными параметрами, контур нагрузки содержит большую индуктивность, а генерагор имеет низкую импульсную мощность,В предлагаемом генераторе с целью увеличения коэффициента трансформации и импульсной мощности трансформирующая линия выполнена в виде экранированного соленоида, причем один из торцов экрана соленоида соединен с заземленной пластиной соленоида, а к высоковольтной пластине соленоида подключен через стартовый коммутатор, другой торец экрана подсоединен через нагрузку и коммутатор нагрузки к высоковольтной пластине соленоида.На фиг. 1 представлена схема предлагаемого генератора; на фиг. 2 - вариант кочструктивно более компактного генератора.Заземленная пластина 1 (см, фиг. 1) вместе с расположенной между ее витками высоковольтной пластиной 2 образуют соленоидальную трансформирующую линию. Один конец А пластины 1 соединен с заземленным экраном 3 непосредственно, а другой конец МПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ Р - через коммутатор 4 и сопротивление о нагрузки. Емкость пластины 2 относительно пластины 1 заряжена до напряжения Уз. В заштрихованном высоковольтном зазоре линии АВ размещен стартовый коммутатор б.В исходном состоянии в обеих линиях АВ и ВС, образованных пластинами 1 и 2, напряженности электрических полей Е направлены в противоположные стороны, так что сум.дарное напряжение на оси системы отсутствует. В результате срабатывания стартового коммутатора б по заштрихованной линии АВ распространяется волна тока короткого замыкания, снимающая разность потенциалов в высоковольтном зазоре этой линии до нуля, Если вторая линия ВС за время распространения волны не разряжается, прохождение волной одного витка линии увеличивает разность потенциалов на величину зарядного напряжения Уо. В момент прихода волны тока к точке Р разность потенциалов в аксиальном направлении АР определяется числом не- разряженных зазоров линии ВС11 т=пЮо Если генератор работает на нагрузку, сопротивление которой много больше волновогоЬ,=2 иСЕО,50 55 60 65 сопротивления последоватслыЕо соединенных межвитковых лгпий, токовая Волна Отражается, псрезаряжяя линЕеео АВ тяе(им Обрязол 1, чтО пяцряВлсццс цяпряяссццости элсктри 1 сского поля в зазоре этой линии совпадает с направленцем поля в цсрязряжающейся линии ВС, К приходу волны в начальную точку А напря;кение вдоль оси генератора достигает макси. дального значения После отражения волны от короткозамкцутого конца А напряжение в зазоре лицин АВ снова становится равным нулю и импульс напряжения генератора симметричным образом спадает до нуля в течение времени прооега от точки А до Р и обратно.Максимальный коэффициент трансформации определяется числом витков, пробсгасмых токовой волной, пока линия ВС остается церазряжецной. При срабатывяцчп стартового коммутатора 6 линия ВС оказывается чодклоченной к ипдуктивцости с. витка ВАИС. Эффективная трансформация напряжения происходит в течение времени пробега т.-где о - волновое сопротивление липин ВС.Несмотря на то, что в процессе увсличсия напряжения играет роль волновое сопрэтив ление р (величину которого можно определить по формуле, относящейся к полосковым линиям где В - относительная диэлектрическая проницаемость, Л - высота высоковольтного зазора линии, се - ширина линии, в данном случае равная разности внешнего и внутречпего радиусов соленоида), внутреннее сопротивление генератора определяется волновым сопротивлешем последовательно соединенных межвитковых кольцевых линий (их ширина равна средней длине окружности витка соленоида), каждое из которых по крайней мере В 2 гс раз меВше р. Это обстоятельство вместе с коаксцальным оформлением разрядной цепи с помощью заземленного экрана 3, по которому протекает обратный ток, обеспечивает высокую импульсную мощность генератора.В тех случая.:, когда требуется голучцть более короткие ихПульс Напряженя, цли прц работе:Еа сопротцвлецис 5, сравнимое с внутренним сопротивлением генератора (здесь становится существенным влияние нагрузки ца процесс трансформации), це есообраз о подключать трансформирующую линию к сопрстивлению 5 через коммутатор 4 в момент достижепия ъаксцмс 1 льнОЙ 2 мплитуды напра жения.112 фиг. 2 изобряхкепа конструктивно более компактная схема генератора.Заземленная пластина 1 и заряженная от 5 1 О 15 го г 5 зо 35 ао 45 фносительно цсе пластина 2 образуОт соленоидяльную трансформирующую ЛЕНцО. В высоковольтцоъ зазоре лпццц я.В 1 зяштриховяца) рязмещсц стартоВый ко мутятОр 611 сисду заземлеццыъ 11 ВысокОВОльтць 1 м ко:цапи А и Р сОлсцоидя через кОм.",утятОр 4 нагрузки подключается сопротивление 5 нагрузки, ооразуя коаксиальный разряд;ый ксентур.ПроводящиЙ экран, СлусгЕТ д;я защиты ОТ ЭЛЕКТРОМЯГНИТЦЫХ ПолСХ И ЗЯПОЛНЕННЯ ГЕ- нератора диэлектриком. В таком исполнении пластины линий могут одцоврсме.но служить емкостным делителем потенциала в ускорительной трубке.Стартовый коммутатор 6 можно располагать нс только в зазоре первого Витка лин 1. АВ, Для повышения коэффициента трансформации выгодно размещать коммута;ор 6 в середине соленоида. При этом время пробега волны тока до концов соленоида у.;сцьшается вдвое, что позволяет соотвстственно увеличить количество витков линии, Весьма большие зиаСцця оэффциента тОяцсфоряциц получаются при использовании нескольких стартовых коммутаторов, размещеных ца определенном расстоянии друг от друга в зазоре линии АВ.Соленоидальпая трансформирующая линия может быть многозаходцой, т. с. памотапгОЙ из нескольких длинных линий. В этом случае требуется одовремецнос срабатывание нескольких коммутаторов, число которых равеО ЧГЕСЛУ заходов Линии.В качестве коммутатора 4 можно применять разрядники, работающие па самопробо;-, или ускорительцую трубку, если оца имеет достаточно крутую вольт-амперцую характеристику (например, автоэмцссионцые ускорительные трубки).Подобные генераторы с изоляцисй кз жидкого, твердого или газообразного деЕэлскт 1 рцка выгодно исгользовать для полЕче 11 я Ошных на:осекундных импульсов тока заряженных частиц с энергией вплсть до мсгаэлектроповольт. Предмет цзобрс геция Генератор наносекундных импульсов напряжения для пцтяц 1 я ускортельЕОЙ грубк 1, содержащий зарядцсс устройство, старгозыйкоммутатор цягру зкц и трансформирующую лгЕНИЕО с распределенными параметрами, подключенную к нагрузке, от,ссчаОсссссссся тем, что, с целью увеличения коэффициента трансформации ц импульсной мощности, трансформирующая линия выполнена в виде экра:ировацного соленоида, причем один из торцов экрана соленоида соединен с заземленной пластиной соленоида, а к высоковольтной пластине соленоида по Екл 10- чен через стартовый коммутатор, другой торец экрана подсоединен через нагрузку и коммутатор нагрузки к высоковольтной пластине соленоида.353370 фиг Составитель Н. СоловьевТекред Е. Борисова Редактор Н. Коляда Корректор 3, Тарасова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3514/16 Изд.1432 Тираж 406 ПодписноеЦ 11 ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прп Совете Министров СССРМосква, Ж, Раушская паб., д. 415