Генератор мощных высоковольтных импульсов

СОЮЗ СОВЕТСНИЯСОЦЮЛИСТИЧЕСНИЯРЕСПУБЛИК Ыь Н ОЗК ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН нергиа Тру по нако 45,ГИЙЯФРСТИЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРЮ Е ВЙИ ИИЕИМЙ И ПММВИ(56) 1, Авраменко И,И. и др.ный ускоритель прямого действс индуктивным накопителем с зей в пучке до 108 Дж (проект)ды 4-го Всесоюзного совещанияускорителям заряженных частиц"Наука", 1975. 2. Верещагю И.П. Анализ Форматорной схемы иидуктивно пителя энергии. Труды ИЭИ, в Электрознергетика, МЭИ, 1963(54)(57) ГЕНЕРАТОР МОЩНЫХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий истник питания с емкостным буферным,БО 623467 накопителем, двухобмоточный транс"форматорный индуктивный накопитель,управляющий юпоч, включенный междуположительным полюсом буферного накопителя и одним из выводов первичной обмотки индуктивного накопителя,нагрузку, подключенную к его вторичной обмотке, и второй управляемыйключ, вкхдоченньй параллельно нагрузке, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения КПД, параллельно первичной обмотке индуктивного накопителя подключена ,ань издвух последовательно соединенныхуправляемых ключей, общая точка которых соединена с отрицательным полюсом буферного накопителя, а второй вывод первичной обмотки индуктивного накопителя соединен с анодом вентиля, катод которого подключен к положительному полюсу буферного накопителя.1Изобретение относится к мощнойимпульсной технике, а именно к генераторам высоковольтных импульсовс индуктивньии накопителями энергии.В настоящее время для генерирования импульсов высокого напряженияшироко применяются схемы с индуктивными накопителями энергии, напримерв качестве систем питания мощныхускорителей заряженных частиц.Известны генератора импульсов,содержащие источник зарядки, управляемый ключ, индуктивный накопительэнергии и нагрузку 1 .Однако такие схемы имеют низкий 15КПД передачи энергии из накопителяв нагрузку.Известен генератор мощных высоковольтных импульсов, содержащий двух-обмото ный индуктивный накопитель, 20 первичная обмотка которого соединенапоследовательно с источником зарядкии управляемым ключом, причем параллельно ей подключено защитное нелинейное сопротивление, а к выводам вторичной обмотки присоединена нагруэ- Г 23В результате плохой связи междуобмотками значительная доля энергии,запасаемой накопителем, выделяетсяв защитном сопротивлении, снижая КПД устройства. Цель изобретения - повышение КПД передачи энергии из первичной обмотки индуктивного накопителя в нагруз ку, Для этого в генератор мощных высоковольтных импульсов, содержащий источник питания с емкостньи буферным накопителем, двухобмоточный трансформаторный индуктивный накопи тель, управляющий клоч, включенный между положительным полюсом буферного накощ;теля и одним иэ выводов первичной обмотки индуктивного накопителя, нагрузку, подключенную к его 45 вторичной обмотке, и второй управляемый ключ, включенный параллельно нагрузке, параллельно первичной обмотке индуктивного накопителя подключена цепь из двух последовательно 50 соединенных управляемых ключей, общая точка которых соединена с отрицательным полюсом буферного накопителя, а второй вывод первичной обмотки индуктивного накопителя соединен с 55 анодом вентиля, катод которого подключен к положительному полосу буферного накопителя. На чертеже представлена схема генератора.Параллельно источнику 1 питания подключен емкостный буферный накопитель 2, положительный полюс которово через управляемый ключ З.соединен с началом первичной обмотки 4 индуктивного накопителя, а через вентиль 5 - с концом обмотки 4.Параллельно этой обмотке подключена цепь из последовательно соединенных управляемых ключей 6 и 7, причем к их об- .щему контакту присоединен отрицательный полюс буферного накопителя, авторичная обмотка 8 индуктивногонакопителя включена параллельно управляемому ключу 9 и нагрузке 10.Работает устройство следующимобразом.В исходном состоянии ключи 3, б,7 и 9 разомкнуты, и происходит зарядка буферного накопителя. После замыкания ключей 3 и 7 начинается зарядка первичной обмотки 4 индуктивногонакопителя от буФерного накопителя.Ввиду того, что источник 1 представляет собой маломощный генератор тока, на дальнейший ход процессов всхеме он не влияет. Когда ток зарядки достигает заданной величины 3 в,замыкаются контакты кщочей 6, 9 иодновременно разводятся контактыключей 3, 7. При этом часть энергииоказывается трансформированной вовторичную обмотку 8 (энергия магнитного потока, создаваемого током 3,протекающим в цепи короткозамкнутойвторичной обмотки индуктивного накопителя), а часть энергии, накапливаемой в индуктивности рассеяниятрансформатора, возвращается в буферный накопитель 2 посредством егоподзарядки током 3, нротекаощимв цени из последовательно соединенных первичной обмотки 4, открытоговентиля 5, буферного накопителя 2и замкнутых контактов ключа. б. После окончания рекуперации (3- О)размыкаются контакты ключа 6 (безтока) и ключа 9. При этом энергияиз вторичной обмотки 8 переводитсяв нагрузку 10, и схема возвращаетсяв исходное состояние.КПД по энергии для устройства,принятого за,прототип,Техред 3. Палий Корректор А. Обручар Редактор Л,Письман Заказ 1720/4 Тираж 872 Подписное ВНИИПИ, Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4. 3 623 где ф - коэффициент связи между обмотками трансформатора,Известно, что у высоковольтных (1 10 ф В) воздушных трансформаторов0,6. При таком коэффициенте связи схема, принятая за прототип, имеет0,22, В описанном устройстве при генерировании одного импульса напряжения и без учета 467срекуперации=О, 36, т. е, более чем в 1,5 раза выше. Необходимо отметить также, что в данном случае энергия, не выделяющаяся в нагрузке, возвращается в буферный накопитель, а не рассеивается на защитном сопротивлении, как, в прототипе. Следовательно, предлагаемое устройство при работе в частотном режиме бурет иметь значительно больший 1