Генератор импульсных напряжений

(51) .М, Кл.з Н 03 К 3/53 Государстееииый комитет Опубликовано 15.03.81. Бюллетень10Дата опубликования описания 25.03.81(53) УДК 621.373, .52 (088.8) по делам изобретений и открытий(72) А вторью изобретения Чувашский государственный университет пм. И. Н. Ульянова(54) ГЕНЕРАТОР ИМПУ,; ЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике.Известен генератор высоковольтных импульсов, использующих в схеме Аркадьева- Маркса один общий для всех ступеней умножения коммутатор, выполненный по схеме п-ступенчатого умножения, содержащий зарядное устройство, и - 1 ступеней умножения напряжения и и накопительных конденсаторов (каждая из упомянутых ступеней содержит зарядные дроссели и конденсаторы), представляющий собой последовательное соединение импульсных трансформаторов, на первичные обмотки которых разряжаются конденсаторы 11.Недостатками этого генератора являются относительно большая индуктивность разрядной цеп), низкое значение реального коэффициента умножения напряжения, отрицательное влияние межвитковых и межобмоточных емкостей и т. д.Наиболее близким по техническому решению к изобретению является импульсный генератор с использованием инверсии на пряжения на накопительных конденсаторах, содержащий искровые разрядники в количеств равном п/2, где и- коэффициент умножения напряжения или число ступеней генератора импульсных напряжений, в котором частично решен вопрос уменьшения количества искровых пазрядников при минимальнои индуктивности разрядного контура, которая определяется только индуктивнотью конденсаторов и нагрузки 12.Недостатком данного импульсного генератора является большое число искровых разрядников, что снижает стабильность параметров импульса, вызывает возрастание 10 индуктивности разрядного контура, и приработе генераторов на повышенной частоте следования импульсов (практически не выше 50 Гц) происходит быстрое выгорание электродов разрядников, что может служить причиной пробоев в элементах схемы из-за возникающих перенапряжений.Цель изобретения - использование длявсех ступеней одного коммутирующего разрядника при обеспечении минимальной индуктивности цепи разряда на нагрузку,Поставленная цель достигается тем, чтов генераторе импульсных напряжений, содержащем ступени умножения напряжений -с использованием инверсии напряжения нанакопительных конденсаторах, соединенныхс нагрузкой, зарядное устройство, зарядные дроссели и коммутирующий разрядник, каждый дроссель имеет первичную и вторичную бифилярные обмотки, которые соединены по отдельности последовательно, при этом накопительные конденсаторы нечетных ступеней включены между началом первичной и концами вторичной обмоток, конденсаторы четных ступеней - между концами обмоток каждого дросселя, а коммутирующий разрядник включен между началом обмоток первого дросселя и соединен с зарядным устройством. Возможность использования одного общего для всех ступеней умножения коммутирующего разрядника при сохранении минимальной индуктивности цепи разряда на нагрузку обусловливается тем, что цепь инверсии напряжения накопительных конденсаторов четных ступеней, состоящая из бифилярных обмоток зарядных дросселей и коммутирующего разрядника, является малоиндуктивной, аналогичная цепь для конденсаторов начетных ступеней имеет значительную индуктивность, состоящую из индуктивности коммутирующего разрядника и индуктивности последовательно включенных обмоток зарядных дросселей, представляющих собой многовитковую катушку. Это позволяет осуществить сложение напряжений всех ступеней генератора при помощи инверсии напряжения на конденсаторах чсгных ступеней и сохранении полярности напря жения на конденсаторах нечетных ступеней. Помегцение бифилярных обмоток на сердечники из ферромагнитного материала позволяет значительно уменьшить длину намотки.На чертеже приведена принципиальная схема генератора импульсных напряжений.Схема генератора импульсных напряжений содержит четное число ступеней умножения напряжения на накопительш.х конденсаторах 1 - -6, зарядные дроссели 7 - -9 коммутирующий разрядник 10, зарядное устройство 11, нагрузку 12.Генератор работает следующим ооразом.Каждый накопительный конденсатр 1 6 заряжается высоким напряжением от зарядного устройства 11 через обмотки за рядных дросселе. 7 - 9. При замыкании коммутирующего разрядника 10 напряжение на каждом из накопительных конденсаторов четной ступени полностью инвертирует (сияет свою полярность), в то время как на накопительных конденсаторах нечетных ступеней произойдет незначительный спад напряжения. В результате происходит сложение напряжений всех ступеней умножения, и все суммарное напряжение прикладывается к нагрузке 12. Вся энергия, содержащаяся в накопительных конденсаторах, передается нагрузке в том случае, если время инверсии напряжения на накопитеьном конденсатоое много больше постоянной времени разряда ударной емкости генератора на сопротивление нагрузки 2. Для исключения влияния нагрузки 12 на процессы инвертирования и умножения напряжения особено в случае низкоомной нагрузки) поеледовательно с ней можно включить отсекаюший двухэлектродный разрядник, пробой которого должен произойти при полной инверсии напряжения на конденсаторах четступеней, т. е. при максимальном апряжении на выходе г.нератора.2 ОФормула ь згбретенияГенератор импульсньх напряжений,содержащий ступенимножения напряжения с использованием инверсии напряженияна накопительных конденсаторах, соединенных с нагрузкой, зарядное устройство и зарядные дроссели и ком мггируюгций разрядник, отличающийся тем, что, с цельюиспользования для всех ступеней одного комзо мутирующего разрядника при обеспеченииминимальной индуктивности цепи разрядана нагрузку, каждый дроссель имеет первичную и вторичную бифилярнье обмотки,которые соединены по отдельности последовательно, при этом накопительные конденсаторы нечетных ступеней вклочены междуначалом первичной и к,нцами вторичной обмоток, конденсаторы четных ступенеймеко концами обмоток каждого дросселя,и коммутирующий разрядник вкл.очен меж.ду началом обмоток первого дроссе. я и .осдинен с зарядным устройсгвомИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР272360, кл. Н 03 К 3,53.45 2. Г 1 с К. А., Нох,е . То ергпс 1 ре о гапз)еп )упмо адедепегатоп ;Ргос. 1 ЕЕ, 91 ч 1, 813725