Генератор высоковольтных импульсов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическимиРеспублик и 894838(22) Заявлено 2201,80 (2 ) 2871338/8-21с прксоелинением заявки РЙ(51) М. Кл. Н 03 К 3/53 Ьсудврственный комитет во делам нэабрвтеннй и еткрытнйДата опубликования описания 30.1 23.1(7 ) Заявитель Горьковский политехнический институт им. А.А.Жданова(54) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в высоковольтных устройствах различного назначения, в частности, установках электронноионной технологии, электро- физической аппаратуре.Известен генератор высоковольтных импульсов, содержащий источник напряжения, каскадный генератор, выполненный по схеме Аркадьева-Маркса,О содержащий накопительные конденсаторы, зарядные резисторы и неуправля- емые коммутирующие элементы, соединяющие разноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов 11 .Известен также генератор высоковольтных импульсов, содержащий источник напряжения, каскадный генератор, выполненный по схеме Аркадьева-Маркса, содержащий накопительные конденсаторы, зарядные резисторы и управляемые коммутирующие элементы, соединяющие разноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов 21. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является генератор высоковольтных импульсов, содержащий источник напряжения и каскадный генератор, выполненный по схеме Аркадьева-Маркса, и состоящий из накопительных конденсаторов, коммутирующих элементов, соединяющих разноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов, двух групп дросселей, соединяющих соответственно положительные и отрицательные обкладки накопительных конденсаторов 3,Общий недостаток известных устройств - невысокая надежность их работы при использовании в качестве коммутирующих элементов приборов с ограниченной перегрузочной способностью по напряжению, например полупроводниковых управляемых вентилей, из-за неравномерного распределения напряжения на них в процессе формирования высоковольтного импульса, что обусловлено всегда имеющимся894838 3разбросом их динамических параметров: кроме того, в течение интервала переключения коммутирующих элементов (времени перехода из закрытого состояния в открытое) мгновенное значение напряжения на К элементе (без учета относительно небольшой величины тока дросселя в этом интервале времени) определится следующим обра- зом где Й - мгновенное значение сопротивления 1-го коммутирующего элемента (в течение интерва 13ла коммутации Вс изменяется отсе до 0)1 - мгновенное значение тока,протекающего по нагрузке.В общем случае вследствие неизбежного разброса динамических свойств20 коммутирующих элементов ФФ. Ф 1 с Ф .Ф ю где а - число коммутирующих элемен 25 тов. Вследствие этогоО. ФО ФФ От.е. в известном устройстве в процессе коммутации наблюдается неравно" мерное распределение напряжения на .коммутирующих элементах, что ведет .к перегрузке по напряжению тех элементов, которые имеют относительно большие значения (элементы с худши ми динамическими свойствами).Цель изобретения - повышение надежности работы генератора высоковольтных импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в генераторе высоковольтных импульсов, содержащем источник напряжения и каскадный генератор, выполненный по схеме Аркадьева-Марк са, и состоящий,из накопительных конденсаторов, коммутирующих элементов, соединяющих разноименные обкладки коцценсаторов соседних каска-. дов, двух групп дроссалей, соединяющих одноименные обкладки накопительных конденсаторов, а также одноименные обкладки конденсатора первого каскада генератора и источника напряжения, дроссели одной из групп д каскадного генератора выполнены на общем магнитопроводе н включенысогласно 4На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства.Устройство содержит источник напряжения, к выходу которого подключен каскадный генератор, состоящий из ряда накопительных конденсаторов 2. Генератор содержит также две группы дросселей 3, соединяющих одноименные обкладки конденсаторов 2 и одноименные обкладки конденсатора первого каскада генератора и источника 1 напряжения, Дроссели группы, соединяющей положительные обклад.,и накопительных конденсаторов, выполнены на общем магнитопроводе 4 и включены согласно, разчоименные обкладки конденсаторов соединены коммутирующими элементами 5, управляемыми устройством управления (не показано), к выходу которого подключена нагрузка 6.Устройство работает следующим образом.Накопительные конденсаторы 2 заряжаются от источника 1 через дроссели 3. При достижении напряжения на конденсаторах требуемого значения устройство управления генерирует запускаиицие импульсы подаваемые одновременно на все коммутирующие элементы 5, которые, открываясь, соединяют разноименные обкладки конденсаторов 2. К нагрузке 6 прикладывается суммарное напряжение каскадов. Напряжение на,каждом из коммутирующих элементов складывается из напряжения на конденсаторе 2 и дросселе 3, Так как дроссели группы, соединяющей положительные обкладки, выполнены на общем магнитопроводе 4 включены согласно, а напряжения накопительных конденсаторов за время коммутации элементов 5 практически не изменяются, то величина напряжений на элементах 5 в процессе их коммутации будут равны независимо от разброса их динамических параметров, а также параметров импульсов управления. Вследствие того, что все дроссели 3, имеющие одинаковое число витков, выполнены на общем магнитопроводе и пронизаны одним и тем же магнитным потоком,напряжения на их зажимах втечение интервала коммутации будут равны, т.е. О = О 1 -- Н 1 == ОК1 Ъ При этом величины напряжений накопительных конденсаторов 2 за относительно небольшой интервал времени894838 О 1= ОС - ОЬ, О= О - О Ок= Оск 1 ОЗаказ 11506/85 Тираж 991 писно Филиал 11 ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 коммутации остаются практически неизменными. Тогда мгновенные значениянапряжений на коммутирующих элементах с учетом направлений токов будут где 01, ООкоп - мгновенныезначейия напряжений на коммути-рующих элементах 5;О - величина напряжения конден- .Ссаторов 2 в момент времени, предшествующий началу коммутации.Следовательно, можно записать О = О = = О == О.. 3.Таким образом, напряжение на каждом из коммутирующих элементов не зависит от его динамических параметров, в результате чего исключаются перенапряжения на отдельных коммутирующих элементах и повышается надежность 30работы всего устройства. 6Формула изобретенияГенератор высоковольтных импульсов, содержащий источник напряженияи каскадный генератор, выполненныпо схеме Аркадьева-Маркса и состоящий из накопительных конденсаторов,коммутирующих элементов, соединяющихразноименных обкладки конденсаторовсоседних каскадов, двух групп дросселей, соединяющих одноименные обкладки накопительных конденсаторов, атакже одноименные обкладки конденсатора первого каскада генератора иисточника напряжения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы, дроссели од"ной из вышеупомянутых групп каскад"ного генератора выполнены на общеммагнитопроводе и включены согласно.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Высоковольтное испытательное.оборудование и измерения. Под ред.А.А.Воробьева. И,-Л "Энергия",1960, с. 303,2. Кухта В.Р. и др. Управляемыеразрядники для высоковольтных импульсных генераторов. "Приборы и техникаэксперимента", 1976, 9 6, с. 76-78.3, Авторское свидетельство СССРВ 350146, кл. Н 03 К 3/53, 1969.