Источник высоковольтных импульсов

(72) (53) (56) Р 41 тельство СССР53, 1974.рование мощьсов.-фСовет 41-151. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИЕ(46) 30.12.83. Бюл.48Э,И,Золотарев и И.Л.Силкина621.373.431(088.8)1. Авторское свиде4759, кл. Н 03 К 3/2. Месяц Г.А. Генериных наносекундных импулское радио", 1974, с. 1(54)(57) 1. ИСТОЧНИК ИЗСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ, содержащий первичный накопитель энергии в виде конденсаторной батареи, формирователь высоковольтного импульса в виде индуктивного накопителя и коммутатор в ви де взрываемой проволочки, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения его функциональных возможностей путем обеспечения работы на мощный импульсный потребитель энергии, он снабжен формирователем второго высоковольтнопо импульса, выполненным в виде последовательно соединенной с коммутатором цепочки парадлельно включенных взрываемых провод- ников и разрядного промежутка, например поджигающего промежутка трехэлектродной рентгеновской трубки.2. Источник по п.1, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что коммутатор формирователя второго высоковольтного импульса выполнен в виде части взрываемой проволочки, включенной параллельно разрядному, например под жигающему, промежутку.Изобретение относится к импульсной твхникв, в частности к генераторам с использованием элементов,аккумулирующих энергию и раэряжаемых че-рез нагрузку с помощью переключающихустройств, и предназначено для писания импульсных рентгеновских трехэлектродных трубок.Известен источник высоковольтныхимпульсов, содержащий рентгеновскуютрубку с заземленным катодом и анодом, на который подаются высоковольтные импульсы от импульсного трансформатора. Первичная цепь трансформатора содержит накопительную емкость,.зарядный выпрямитель и коммутатор, 15Генератор поджигающих импульсов вырабатывает поджигающий импульс, подаваемый на поджигающий электрод трубки через регулируемую линию задержки. Запуск коммутатора осущестнляется импульсом, поступающим непосредственно от генератора поджигающихимпульсов 1 .К недостаткам устройства следуетотнести его СЛожность, обусловленную необходимостью подачи поджигакщего импульса через регулируемую линию задержки, необходимостью исполь-зования высоковольтного генератораподжига, и недостаточную мощность 30рентгеновского излучения.Наиболее близким техническим решением к изобретению является источник высоковольтных импульсов, содержащий первичный накопитель энергиив виде конденсаторной батареи, Формирователь высоковольтного импульсав ниде индуктивного накопителя икоммутатор в ниде вэрынаемой проволочки Ц .40Недостатком этого технического решения являются низкие Функциональныевозможности, что объясняется тем,что такой источник может генериро"вать только один высоковольтный импульс и не может быть использовандля питания трехэлектродной нагрузки,Целью изобретения является расширение функциональных возможностей источника, в частности обеспечение возможности питания мощной трехэлектродной импульсной рентгеновской трубки.постанленная цель достигается там,55 что источник высоковольтных импульсов, содержащий первичный накопитель энергии в виде конденсаторной батареи, формирователь высоковольтного импульса н виде индуктивного вако- бО пителя и коммутатор в виде вэрываемой проволочки, снабжен формирователем второго высоковольтного импульса, выполненным в виде последовательно соединенной с коммутатором цепоч- б 5 ки параллельно включенных взрынаемыхпроводников и разрядного промежутка,например поджигающего промежуткатрехэлектродной рентгеновской трубки, коммутатор Формирователя второговысоковольтного импульса ныполнен ввиде части нэрываемой проволочки,включенной параллельно разрядному,например поджигающему, промежутку.Изобретение дает воэможность получать два мощных и.пульса, разделенных во времени (для анодного питания и поджигающего промежутка) .На фиг,1 приведена схема источника высоковольтных импульсов) наФиг.2 - диаграммы тока и напряжения.Источник высоковольтных импульсовсодержит высоковольтный выпрямитель1, батарею 2 накопительных конденсаторов, накопительную индуктивность3, коммутирующий разрядник 4, взрываемую проволочку 5, проводник б, обладающий свойствами взрываемого ислужащии Формирователем поджигающего импульса, разделительный разрядник 7, рентгеновскую трубку 8, имеющую поджигающий электрод 9, катод 10и игольчатый анод 11.Высоковольтный выпрямитель 1 через батарею 2 накопительных конденсаторов, накопительную индуктивность3 и разделительный разрядник 7 соединен с игольчатым анодом 11 рентгеновской трубки 8. Выход индуктивности 3 через взрываемую проволочку5 и проводник б соединен с выходомкоммутирующего разрядника 4, соединенного с катодом 10. Вход коммутирующего разрядника 4 соединен с выходом высоковольтного выпрямителя 1,Ь выход взрываемой проволочки 5 соединен с поджигающим электродом 9.Работу устройства можно пояснить с помощью диаграмм тока и напряжения, представленных на фиг.2,где- общий ток во взрываемойпроволочке,0 - напряжение на вэрываемойпроволочке,1,Р - ток в рентгеновскойтрубке,0 о - напряжение на поджигаю 80 Дщем промежутке.После зарядки конденсаторной батареи 2 от выпрямителя 1 подаетсяимпульс поджига на коммутирующийразрядник 4. Конденсаторная батарея,2 разряжается на индуктивность 3 через нэрынаемую проволочку 5. Формирование анодного напряжения осуществляется выбором параметров вэрываемой проволочки 5 (сечение, длина,число параллельно присоединяемыхпроводников).Оптимально выбранные параметры1обеспечивают максимум напряжения нмомент, соответствующий максимумутока в цепи при замене проволочектолстылп проводниками (пунктир нафиг,2 а).Форглирование поджигающего импульса:происходит. следующим образом.Напряжение с подвижного контакта подается на поджигающий электрод 9,расположенный в вакуумном объеметрубки 8 в непосредственной близостикатода 10. Скорость роста напряженияна взрываемой проволочке 5 неодинакова в процессе взрыва: вначале напряжение изменяется медленно, а в момент максимугла очень быстро (фиг.25) .Напряжение на поджигающем электроде9 в начальной стадии процесса воспро изводит форму напряжения на проволочке 5. Когда напряжение на поджигающемэлектроде 9 достигает пробивной величины (фиг.2 ), происходит срез напряжения после формирования искрово Ого разряда между катодом 10 и поджигающим электродом 9. Путем измененияместа положения подвижного контактарегулируется доля напряжения, прикладываемая к поджигаемому промежутку, и темсамым изменяется крутизнанарастания этого напряжения и соответственно изменяется момент формирования пробоя в поджигающем промежутке. На фиг.2 сплошной линией показано напряжение на поджигающем30электроде 9. Момент появления искрыв поджигающем промежутке - 1 аИ фвремя опережения поджига показанострелкой между моментом 1 и мояментом максимума напряжения на проволочкена фиг.2 ф Изменениемомента под;.нга показано на фиг.2 г,штриховыми линиями для двух положений подвижного контакта: выше (1 Ц иниже 1 ц) первоначально рассмотренно Ого положения 1 , что соответствуеттрем режимам,Формирование разрядного тока втрубке происходит после пробоя (нафиг.2 5 разделительного разрядника 457. На фиг.26 этот момент обозначенбуквой 1 р . Форма разрядного тока в трубке фиг,2 Ц такова, что максимум напряжения совпадает по времени с максимумом тока. Этим обеспечивается максимум интенсивности рентгеновского излучения. Характерно также, что моглент появления поджига в ка 4тоде,г) опережает пробой разделительного разрядника р) и начало роста тока в трубке. Штриховыми линиями а фиг,2 г и фиг.26 показаны соответственно изменения напряжения в цепи и тока в трубке при изменении условий поджига за счет регулировки момента опережения. При раннем поджиге плазма вспомогательной искры в разрядном промежутке заполняет большую часть пространства. Поэтому сопротивление промежутка снижается, ток трубки растет, но при этом уменьшается перепад общего тока лд:в лл 1, где ц - ток в взрываемои проволочке, лир - ток трубки) и снижается генерируемый импульс напряжения. Интенсивность излучения будет ниже оптимальной. Прп малом опережении поджига (;ежигл 1 Ц) плазма вспомогательной и"кры пе успевает распространяться в разряднол промежутке трубки, и величина его разряд" ного сопротивления остается большойВ этом режиме напряжение будет большим, а ток трубки малый (относительно оптимального режима 1) . Соответствено интенсивность тоже будет низкой (как и в режимеП . По отношению к известным уста левкам с рабочими напряжениягли порядка 100- 400 кВ получено увеличение в 2,5 раза расстояния между анодом трубки, облучаеглыгл образцом и регистрирующей системой. Возможность регистрации дифракционной картины на большем расстоянии подтверждает увеличение более чем на порядок интенсивности полезной части характеристического излучения трубки. Причем такая схема питания трехэлектродной трубки обладает большой надежностью и проста в реализации.Тираж 9 Государс лам изоб Москва,б Подписновенного комитета СССРретений и открытий