Каскадный генератор импульсов высокого напряжения

Союз Советскии Социалистическии РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВт ОРСКОМУ СВИДИЯДЬСУВУ(22) Заявлено 02,02.7 1122/21 с присоединением заявки осудврственный иомитеСоввтв Министров СССРоо делам изаеретенийи открытий 23) Приоритет43) Опубликовано 25.07.77 Бюллетень45) Дата опубликования описания 31,08.7(54) КАСКАДНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Изобретение отно сокнх напряжений, а каскадным генерато Однако такой каскад сов имеет недостат ится к технике выболее конкретно к ам высоковольтных тй генератор имную амплитуду импульсов качестве и може чника ыть использовано в скоряюшего напрягеновских, элексных аппаратах в лазерной техжения тронных омпактных рент других импульших излучений,различных физич ионизиру нике и в становк 20 25 ках.Известен каскадный генератор импульсов высокого напряжения, формирующий короткие импульсы напряжения амплитудой в сотни киловольт и содержащий первичную обмотку, состоящую из нескольких витков медной ленты, и вторичную обмотку, выполненную двумя изолированными друг от друга медными лентами, спирально намотанными на ферритовый сердечник. Вторичная обмотка одновременно выполняет функции накопительной емкости, Энергия, запасенная в этой емкости, реализуется в первичной обмотке комбинированного трансформатора при срабатывании первичного коммутатора тока 11 выходных импульсов.Из известных устройств 6, наиболее бким по своей технической сущности к изобретению является каскадный генераторимпульсов высокого напряжения, содержащий источник питания, комбинированныеимпульсные трансформаторы, соединенныепоследовательно через разделительные резисторы, конденсатор связи и трехэлектродные коммутаторы тока, включенные параллельно входу каждого импульсного трансформатора 2Недостатком такого импульсного каскадного генератора является несинхронностьсрабатывания первичных коммутаторов в результате статистического разброса времениразвития разряда от момента поджига дозамыкания рабочего промежутка. Поэтомуимпульсы напряжения во вторичных обмотках генерируются не одновременно и напряжение на выходе генератора оказывается меньше суммы амплитуд импульсов,входящих в схему трансформаторов,Для увеличения амплитуды выходныхимпульсов вь".сокого напряжения в каскадном генераторе импульсов, высокого напряжения, содержащем источник питания, комбинированные импульсные трансформаторы,соединенные последовательно через разделительные резисторы, конденсатор связи итрехэлектродные коммутаторы тока, включенные параллельно входу каждого импульсного трансформатора, управляемые электроды коммутаторов, начиная со второго, подключены к началу вторичной обмотки импульсного трансформатора предыдущего каскада через конденсатор связи.На чертеже дана принципиальная электричесьая схема каскадного генератора импульсов .высокого напряжения (например,с числом каскада и =3)Каскадный генератор импульсов высокого напряжения состоит из трех последовательно соединенных комбинированных импульсныхтрансформаторов 1-1, 1-2, 1-3 стрехэлектродными коммутаторами 2-1,2-2,2-3 в цепи первичных обмоток 3-1, 3-2, 3-3,На ферритовых сердечниках 4-1, 4-2, 254-3 намотаны вторичные обмотки 5-1, 5-2,5-3 и 6-1, 6-2, 6-3, выполненные . надвух изолированных друг от друга медных пластинах, междувитковые емкости которых образуют накопительные ".элемен 30 ты 7-1, 7-2, 7-3 (на чертеже показаныпунктиром) . Импульсные трансформаторы 1-1,1-2, 1-3, соединены между собой черезразделительные резисторы 8-1, 8-2.Конденсаторы связи 9-1, 9-2 включены З 5в цепи управляющих электродов 10-1, 10-210-3 (ьоммутаторов) так, что последовательная цепочка, состоящая из конденсаторов 9-1, 9-2 и межэлектродной емкости поджигаюшего промежутка ьоммутаторов 2-1, 2-2., 2-3, оказывается параллельной вторичным обмоткам 6-1, 6-2,6-3 предыдуших трансформаторов 1-1,1-2, 1-3,Работает каскадный генератор импульсов следующим образом.Накопительные элементы 7-1, 7-2,7-3 комбинированных трансформаторов1-1, 1-2, 1-3 заряжаются от одного источника питания, Запуск генератора осуществляется подачей поджигаюшего импульса на управляющий электрод 10-1 первого коммутатора 2-1. При его срабатывании. накопительный элемент 7-1 первогокаскада разряжается к первичную об 55мотку 3-1. Во вторичной обмотке появляется импульс высокого напряжения, Большая часть его оказывается приложенной кподжигающему промежутку коммутатора 2-2второго каскада, так каь величина межэлектродной емкости этого промежуткаменьше, чем емкость последовательно соединенного с ним конденсатора 9-1. Придостижении напряжения несколько киловольт, т.е. в начале фронта высоковольтного импульса, коммутатор срабатывает,что приводит к появлению высоковольтногоимпульса на выходе второго трансформатора 1-2, Работа третьего каскада аналогична второму.Время запаздывания срабатывания каждого последующего коммутатора относительно первого много меньше длительностифронта высоковольтных импульсов, формируемых во вторичных обмотках трансформаторов, поэтому своего амплитудногозначения все импульсы напряжения достигают практически одновременно.Таким образом, емьостная связь позволяет получать на выходе каскадного генератора импульсы напряжения с максимальной возможной амплитудой, равной сумме амплитуд импульсов всех последовательно соединенных комбинированных трансформаторов; Кроме того, отпадает необходимость в сложной системе пусковых устройств;-что значительно упрошает ьаь схему, таь и конструкцию генератора,Формула изобретенияКаскадный генератор импульсов высокого напряжения, содержаший источник питания, комбинированные импульсные трансформаторы, соединенные последовательночерез разделительные резисторы, конденсатор связи и трехэлектродные коммутаторытока, включенные параллельно входу каждого импульсного трансформатора, о т л ич а ю ш и й с я тем, что, с целью увеличения амплитуды выходных импульсов высокого напряжения, управляемые электроды коммутаторов, начиная со второго, подключены к началу вторичной обмотки импульсного трансформатора предыдушего каскада через конденсатор связи.Источники информации, принятые во вни.мание при :,.экспертизе,1, Месяц Г. А.,Насибов А, С., КремневВ.В,"формирование наносекундных импульсов высокого напряжения. МЗнергия, 1970,с. 53-56,2, Авторское свидетельство СССР149494, кл. Н 01 У 27/28, 1968.э 2512/38 Тираж 1065 Подпи БНИИПИ Государственного комитета Сове по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушская н