Генератор импульсов

(19 01 СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 4(51 Н 03 К 3 53 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ глт1 РфъЯ ЯОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ1:".,:.,".; 1К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54)(57) ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ, содержащий источник питания, один выводкоторого подключен к общей шине,контактный выключатель, первый вывод которого соединен с первым выводом индуктивного накопителя, первыйуправляемый разрядник, катод которого подсоединен к общей шине черезпервый коммутирующий конденсатор,(21) 3314441/18-21(56) 1. 1 Ьоз М, Ч 10 со 72.сз 1 су. НеюАрр 11 сагдопз оГ 1 п 1 ыс 11 че ЯсогаяеТесЬпо 1 о 8 у". Ргос 7-СЬ Бушроз 1 цшоп Епд 1 пеег 1 пд Ргоо 1 ешз ог Рцз 1 опКезеагс 1. Нуагг. Ке 8 епеу, Кагчад 11,Теппезее,1 ЯА.ОсС,25-28,1977, чо 1, 1,рр. 909-911.2. Авторское свидетельство СССРФ 600702, кл. Н 03 К 3/53, 1978(прототип). параллельно которому подключен второй управляемый разрядник, включенный согласно с первым управляемымразрядником, третий управляемыйразрядник, анод которого через второй коммутирующий конденсатор подключен к общей шине, нагрузку, включенную между катодом третьего управляемого разрядника и общей шиной,дроссель насыщения, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения его надежности, введены разделительный дроссель, резистор и управляемый вентиль, причем второй выводисточника питания через разделительный дроссель подключен к второму выводу контактного .выключателя и анодупервого управляемого разрядника,второй вывод индуктивного накопителясоединен с общей шиной, а первыйвывод через дроссель насыщения соединен с катодом управляемого вентиля,анод которого подключен к общей.шине, резистор включен в цепь второгоуправляемого разрядника.Изобретение относится к устройствам коммутации цепей постоянного тока и цепей с индуктивными накопителями энергии и может быть использовано для импульсного питания генераторов сильноточных электронных пучков бдльшой длительности, для различных технологических целей и пр.Известен генератор импульсов с индуктивным накопителем, первичным источником зарядки которого является униполярный генератор. Для предохранения от высокого напряжения первичного источника тока (униполярного генератора) индуктивный накопитель выполнен двухобмоточным с достаточно хорошей изоляцией между обмотками с использованием защитного разрядника "Кроубар", включенного параллельно вторичной обмотке трансформатора 11. О 20 Оснрвным недостатком такого генератора импульсов является низкая эффективность передачи энергии от униполярного генератора к накопительному индуктору, включаемому во вторичную цепь трансформатора.Известен генератор высоковольтныхимпульсов, содержащий последователь 30но соединенные первичный источниктока зарядки (например, униполярныйгенератор), индуктивный накопительи ваккуумный выключатель, шунтированный нагрузкой и двумя ветвями, однаиз которых содержит соединенные последовательно дроссель насыщения,управляемый вентиль и конденсатор,шунтированный разрядником, а другая -соединенные последовательно конденсатор и управляемьп разрядник 23, 40Недостатком генератора являетсянизкая надежность его из-за наличияимпульсного высокого напряжения навнутренних элементах униполярногогенератора, а также наличие разрядни-"ка, который должен быть рассчитанна пронускание большого количестваэлектричества за импульс (порядка1000 Кл и выше), что также снижаетнадежность и срок службы всего устройства,Целью изобретения является повышение над жности и срока службы генератора.Для этого в генератор импульсов, 55содержащий источник питания, одинвывод которого подключен к общей шине,контактный выключатель, первый вывод которого соединен с первым выводом индуктивного накопителя, первыйуправляемый разрядник, катод которого подсоединен к общей шине черезпервый коммутирующий конденсатор,параллельно которому подключен второй управляемый разрядник, включенный согласно с первым управляемымразрядником, третий управляемый разрядник, анод которого через второйкоммутирующий конденсатор подключенк общей шине, нагрузку, включеннуюмежду катодом третьего управляемогоразрядника и общей шиной, дроссельнасьпцения, введены разделительныйдроссель, резистор и управляемыйвентиль, причем второй вывод источника питания через разделительныйдроссель подключен к второму выводу контактного выключателя и анодупервого управляемого разрядника,второй вывод индуктивного накопителя соединен с общей шиной, первый вы-вод индуктивного накопителя черездроссель насыщения соединен с катодом управляемого вентиля, анод которого подключен к общей шине, резистор включен в цепь второго управляемого разрядника. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема генератора.Генератор содержит источник 1 питания, разделительный дроссель 2, контактный выключатель 3, например вакуумный, индуктивный накопитель 4, первый управляемый разрядник 5, первый коммутирующий конденсатор б, резистор 7, второй управляемый разрядник 8, управляемый вентиль 9, дроссель 10 насьпцения, второй коммутирующий конденсатор 11, третий управляемый разрядник 12, нагрузку 13. Конденсатор б выбирается достаточно большой величины, чтобы при малом зарядном напряжении (до 1 кА) его разрядный ток через малоиндуктивные элементы-вентиль 9, дроссель 10, выключатель 3, разрядник 5 - был бы равен или несколько превышал значение тока индуктивного накопителя (порядка 100 кА и выше), Дроссель 10 выполнен одновитковым, коаксиальным с серденичком из пермаллоя. Его индуктивность в насьшенном состоянии может составлять (0,5-1) мкГ. Разделительный дроссель 2, препятствующий разряду конденсатора б, цепь источника 1, выбирается с ин -5678 4 5 20 25 30 35 40 Корректор И. Зрдейи Редактор С, Титова Техред Л.Иатряшова Заказ 321/2 Тираж 872ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 3 99дуктивностью на порядок более высо-;кой, чем индуктивность насьнценногодросселя 10, т.е. в районе 10 мкГ,Индуктивность накопителя 4 выбираетсясоизмеримой с индуктивностью дросселя 10 в ненасыщенном состоянии, т.е.порядка 100-200 мкГ. Если предположить, что собственная индуктивностьисточника 1 и его токоподводов непревышает 1 мкГ, то напряжение наних получается во столько раэ меньше напряжения на конденсаторе 6, восколько она меньше индуктивностидросселя 2, т,е. на порядок.Генератор работает следующим образом,Индуктивный накопитель 4 заряжается от источника 1 через дроссель 2 и замкнутые контакты выключателя 3. При достижении максимуматока контакты выключателя 3 разводятся и между ними образуется вакуумная дуга, После полного разведения контактов включается разрядник 5, в результате чего предварительно заряженный конденсатор боказывается подключенным через выключатель 3 и дроссель 10 к вентилю 9, в управляющую обмотку которогоодновременно с запуском разрядника5 подан поджигающий импульс тока.Через время задержки, длительностькоторой определяется временем перехода дросселя 10 из ненасьпценногосостояния в насьпценное, индуктивностьдросселя 10 падает скачком примернона два порядка и становится значительно меньше индуктивности дросселя 2, в результате чего ток разрядаконденсатора 6 протекает. в основномчерез ветвь, содержащую вентиль 9и дроссель 10, и в малой степени через ветвь с источником 1 и дросселем 2. Направление тока разряда конденсатора 6 выбрано встречным по отношению к току, протекающему через контакты выключателя 3 при зарядке индуктивного накопителя. В результате этого происходит обесточивание выключателя 3 и гашение дуги в нем. При этом ток накопителя 4, практически не меняясь, замыкается черезвентиль 9 и насыщенный дроссель 10.Ток,.протекающий в дросселе 2, замыкается теперь через разрядник 5 иконденсатор 6, разряжая последний.После того, как конденсатор 6 разрядится до нуля и напряжение на немпоменяет знак, включается разрядник 8и подключается резистор 7. Таким образом, энергия, запасенная в дросселе 2, рассеивается в резисторе 7, величина которого ограничивает амплитуду напряжения, развиваемого иа источнике 1 и разделительном дросселе. Управляемй вентиль 9 пропускает ток накопителя 4 в течение времени, достаточного для восстановления электрической прочности межкоитактного1промежутка выключателя 3. После этого вентиль 9 отключается при помощи встречного разрядр предварительно заряженного конденсатора 11 через управляемый разрядник 12 При этом ток накопителя 4 протекает через конденсатор 11 и нагрузку 13, формируя на ней импульс высокого напряжения.При выбранных значениях парамет- ров генератора, в частности напряжения зарядки конденсатора 6 равным 1 кВ, и при соответствующей величине сопротивления резистора 7 напряжение на источнике 1 и его токоподводах ие превышает 100 В и не вызывает опасности электрическогарпробоя.