Формирователь импульсов высокогонапряжения

Союз СоветскийСфциалистичесиикРеспублик ВИДЕ ТЕЛЬСТВУ ТОРСКОкиМ с присоедии (23) Приори ем ударктекннмй кемнткт СССР аиам нзейратенн н вткрытнй убликовано 30.06,81, Бюллетень Ю(53 621.373 1.07.8 та опубликования опис 72) Авторы изобретения В. И. Золотых и В ото ий Харьковский ордена Ленина политехничес имени В.И. ЛенинаОВ ВЫСОКОГО зобретения фронта полу Цель тельност напряженименьшение дли емого импульс ставленная цель формирователетигаетсп тем, льсов высоко кто Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике.и можетбыть использовано для питания рентгеновских трубок, стримерных камер, для исследования электрической прочности различных видов диэлектриков.Известно устройство для получения импульсов высокого напряжения, с коротким фронтом, содержащее каскадный генератор Аркадьева-Маркса, к выходу16 которого подключен емкостной накопитель энергии, коммутатор, через который нагрузка подсоединена параллельно к .указанному емкостному накопителю Г 13.Недостатком этого устройства явдяется ограниченная возможность формирования на нагрузке импульсов напряжения с коротким фронтом, Недостаток вызван большой величиной нндуктивностт контура, состоящего из каскадов генератора Аркадьева-Маркса и емкостного накопителя энергии. Эта индуктивность замедляет процесс. заряда емкостно 1 фо накопителя энергии, в результате длительность фронта импульса напряжения,воздействующего на коммутатор будетзначительной, что ограничивает величину перенапряжения, при котором срабатывает коммутатор и, таким образом,не позволяет получить достаточно малое время коммутации коммутатора, аследовательно, ограничивает возможность получения импульса с короткимфронтом на нагрузке. Большая индуктивность указанного разрядного контура при формировании импульсов высокого напряжения определяется в описанном устройстве большими изоляционными расстояниями между каскадами генератора Аркадьева-Маркса и емкостнымнакопителем энергии.70 4формирователь импульсов содержит каскаднйй генератор Аркадьева-Маркса, каждый каскад которого имеет .последовательно соединенные конденсатор 1 и разрядник 2, емкостной накопитель энергии, состоящий из последовательно соединенных конденсаторов 3, коммутатор 4, через который нагрузка 5 подсоединена параллельно к емкостному накопителю, выводы 6, через которые конденсаторы 3 подсоединены параллельно каскадам генератора Аркадьева-Маркса. Конденсаторы 3 содержат обкладки 7, расположенные коаксиально друг к другу, и к которым подключены выводы 6. Нагрузка 5 выполнена в виде рентгеновской трубки с катодом 8, анодом 9 и изоляцией 1 О.Конденсаторы 1 и разрядники 2 фогут быть расположены коаксиально по отношению к обкладкам 7.Формирователь импульсов работает следующим образом. ЭОВыполнение емкостного накопителя энергии из последовательно соединенных конденсаторов, имеющих выводы, через которые эти конденсаторы подключены параллельно каскадам генератора Аркадьева-Маркса, а также наличие у этих конденсаторов обкладок, которые в любых двух смежных конденсаторах являются общими и к которым подсоединены указанные выводы, обеспечивает возможность получения импульсов напряжения с амплитудой от сотен кВ до нескольких мВ с длительностью Фронта в пределах от единиц нс до сотен нс. 3 84,31 го напряжения, содержащем каскадный генератор Аркадьева-Маркса, к выходу которого параллельно подключен емкостной накопитель энергии, коммутатор, через который нагрузка подсоединена5 параллельно емкостному накопителю, емкостной накопитель энергии выполнен из последовательно соединенных конденсаторов, выводы которых подключены параллельно каскадам генератора Арка дьева-Маркса.Конденсаторы. содержат обкладки, которые в смежных конденсаторах явля" ются общими и к которым подсоединены выводы.15Обкладки конденсаторов и каскады генератора Аркадьева-Маркса расположены коаксиально.Коаксиальное расположение обкладок конденсаторов емкостного накопителя и каскадов каскадного генератора Аркадьева-Маркса друг по отношению к другу дополнительно уменьшают индуктивность разрядного контура, состо- ящего из каскадов каскадного генератора Аркадьева-Маркса и емкостного . накопителя, и таким образом, способствует уменьшению длительности фронта получаемого импульса.6 45На Фиг. 1 представлена принципиальная схема формирователя импульсоввысокого напряжения; на фиг. 2 - общий вид формирователя импульсов с разрезом емкостного накопителя энергии,50смежные конденсаторы которого имеютобщие обкладки, расположенные коакснально, и подсоединены к каскадам генератора Аркадьева-Маркса через выводы на фиг. 3 - разрез формирователя импульсов, имеющего коаксиальное расположение обкладок конденсаторов, и каскадов генератора Аркадьева-Иаркса,После заряда конденсаторов 1 происходит включение каскадного генератора Аркадьева-Маркса. Разрядники 2 срабатывают и происходит заряд конденсаторов 3 за счет энергии, накопленной в конденсаторах 1, После заряда конденсаторов 3 срабатывает коммутатор 4 и на нагрузке 5 формируется импульс напряжения с коротким Фронтом, С катода 8 происходит эмиссия электронов, которые ускоряются полем высокого напряжения, существующем между катодом 8 и анодом 9. Эти электроны по- падают на анод 9 и возникает импульс рентгеновского излучения с коротким фронтом. Как при заряде, так и при разряде конденсаторов 3, благодаря вывоДам 6 напряжение между отдельной обкладкой 7 и соответствующим каскадом не превьппает зарядного напряжения одно. го конденсатора 3. Поэтому конденсаторы 1 и разрядники 2 каскадов располагаются на небольшом расстоянии отсоответствующих обкладок 7, определяемом этим напряжением.В результате индуктивность контура, образованного каскадами каскадного генератора Аркадьева-Маркса и емкостным накопителем, является минимальной, а значит минимальной будет и длительность фронта импульса, формируемого на коммутаторе 4 во время заряда конденсаторов 3 емкостного накопителя энергии. Малая длительность фронта импульса, формируемого на разряднике 4,5обеспечивает работу разрядника 4 с повышенным перенапряжением, а следовательно, и с уменьшенным временем коммутации, что позволяет сформировать на нагрузке 5 импульс напряжения с более коротким фронтом, а следовательно, получить импульс рентгеновского излучения с более коротким фронтом. К тому же за счет уменьшения длитель" ности времени заряда емкостного накопи-р теля уменьшается длительность импульса напряжения, воздействующего на емкостной накопитель, что позволяет, используя импульсную электрическую прочность, уменьшить индуктивность емкост-д ного накопителя и таким путем уменьшить длительность фронта импульса, формируемого на нагрузке.Формула изобретения1. Формирователь импульсов высокого напряжения, содержащий каскадный генератор Аркадьева-Маркса, к выходу ц которого параллельно подключен емкост 70 6,ной накопитель энергии, коммутатор,через который нагрузка подсоединена,параллельно емкостному накопителю,р т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью уменьшения ддительности фронтаполучаемого импульса напряжения, емкостной накопитель энергии выполнен иэ,последовательно соединенных конденсаторов, выводы которых подключены параллельно каскадам генератора Аркадьева-Маркса,2. Формирователь по п. , о т -л и ч а ю щ и Й с я тем, что конденсаторы содержат обкладки, которыев смежных конденсаторах являются об-щими и к которым подсоединейы выводы.3., Формирователь по пп. 1 и 2,о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтообкладки конденсаторов и каСкады генератора Аркадьева-Маркса расположеныкоаксиально.1Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРФ 156616, кл, Н 03 К 3/53, 966.ктор Г, Вазасное Лысогорова Редактор3 Кор аказ 56 7 оми оПатент жгород, ул. Проектная ил 9 Тираж 988 ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 3035, Москва, Ж, РаПППО Подпета СССрытийнаб., д