DE1613747B2

DE1613747B2 - MULTI-STAGE VOLTAGE GENERATOR

Info

Publication number: DE1613747B2
Application number: DE19671613747
Authority: DE
Inventors: Arnold Dr Riehen Rodewald (Schweiz)
Original assignee: Emil Haefely & Cie Ag, Basel (Schweiz)
Priority date: 1966-04-22
Filing date: 1967-04-01
Publication date: 1972-12-07
Also published as: DE1613747A1; GB1154428A; US3504191A; FR1503404A; CH461632A; SE324611B

Description

η = η =

Scheitelwert der Stoßspannung
n · Stufen-LadespannungPeak value of the impulse voltage
n · Step charging voltage

Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrstufigen Stoßspannungsgenerator, bei dem in jeder Stufe angeordnete Kondensatoren in Parallelschaltung über Widerstände aufgeladen und über Schaltfunkenstrecken in Reihe entladen werden.The invention relates to a multistage surge voltage generator, in which arranged in each stage Capacitors are charged in parallel via resistors and via switching spark gaps be discharged in series.

Hohe Stoßspannungen werden im allgemeinen mit der Vervielfachungsschaltung nach Marx erzeugt (deutsche Patentschrift 455 933). In dieser Schaltungsanordnung werden eine Anzahl n unter sich gleicher Kondensatoren über hohe Widerstände in Parallelschaltung aufgeladen und dann durch die Zündung von Schaltfunkenstrecken in Reihe geschaltet. Auf diese Weise kann man eine Stoßspannung erzeugen, deren Scheitelwert etwa das η-fache der Ladespannung beträgt.High surge voltages are generally generated with the multiplication circuit according to Marx (German patent specification 455 933). In this circuit arrangement, a number n of the same capacitors are charged via high resistors in parallel and then connected in series by the ignition of switching spark gaps. In this way, a surge voltage can be generated whose peak value is approximately η times the charging voltage.

Beim Entwurf eines Stoßspannungsgenerators nach Marx hat man unter anderem folgende Gesichtspunkte zu berücksichtigen:When designing an impulse voltage generator according to Marx, one has, among others, the following points of view to consider:

Die Bilder 4 a und 4 b in der VDE-Vorschrift 0450/XI. 39 stellen zwei Grundanordnungen im ίο Hinblick auf den Ausnutzungsfaktor dar.Figures 4 a and 4 b in VDE regulation 0450 / XI. 39 represent two basic arrangements in terms of the utilization factor.

B. Die einwandfreie Zündung der Schaltfunkenstrecken muß gewährleistet sein.B. The perfect ignition of the switching spark gaps must be guaranteed.

Es muß möglich sein, die Schaltfunkenstrecken weit unterhalb ihrer statischen Ansprechspannung mit Hilfe einer an der ersten Stufe angebrachten Zündvorrichtung zu zünden. Je weiter die Schaltfunkenstrecken unterhalb ihrer statischen Ansprechspannung gezündet werden können, desto kleiner wird die Wahrscheinlichkeit störenderIt must be possible to keep the switching spark gaps well below their static response voltage to ignite with the help of an ignition device attached to the first stage. The further the switching spark gaps can be ignited below their static response voltage, the smaller the probability becomes more disruptive

ao Fehlzündungen der Funkenstrecken.ao misfiring of the spark gaps.

C. Der räumliche Aufbau des Generators soll möglichst gedrängt sein.C. The spatial structure of the generator should be as possible be crowded.

In diesem Zusammenhang ist besonders der Dämpfungswiderstand zu erwähnen, der die Front der Stoßspannung bestimmt. Dieser Widerstand sollte möglichst auf die einzelnen Stufen verteilt im Generator untergebracht sein. Ein einzelner, für die volle Stoßspannung ausgelegter Dämpfungswiderstand außerhalb der eigentlichen Vervielfachungsschaltung ist sowohl in elektrischer als auch in mechanischer Hinsicht ungünstig. Elektrisch besteht die Gefahr von Längsüberschlägen, insbesondere bei der Erzeugung von sogenannten Schaltspannungen. Mechanisch bietet die Aufhängung eines mehrere Meter langen Widerstandes einige Schwierigkeiten.In this context, the damping resistance of the front should be mentioned in particular determined by the surge voltage. This resistance should, if possible, be distributed over the individual levels be housed in the generator. A single damping resistor designed for the full surge voltage outside the actual multiplication circuit is unfavorable both electrically and mechanically. Electrically, there is a risk of longitudinal flashovers, especially when generating so-called switching voltages. Mechanically, the suspension offers a several meters long Resistance some difficulties.

D. Der Generator muß sowohl kurze Spannungsstöße etwa der Form 1,2/50 μβ im Sinne der CEI-Publikation 60 als auch sogenannte Schaltspannungen etwa der Form 200/3000 μβ erzeugen können. Die Umschaltarbeiten beim Übergang von der einen Spannungsform zur anderen sollen so gering wie möglich sein.D. The generator must have both short voltage surges of the form 1.2 / 50 μβ in the sense of CEI publication 60 as well as so-called switching voltages can produce about the form 200/3000 μβ. The switching work during the transition from one voltage form to the other should be as low as possible.

Keine der bis jetzt bekannten Widerstandsanordnungen in den Vervielfachungsschaltungen erfüllt die genannten Forderungen gleichzeitig. Es war bisher immer nur möglich, höchstens drei Bedingungen zu genügen, während im Hinblick auf die vierte irgendein Kompromiß geschlossen werden mußte.None of the previously known resistor arrangements in the multiplier circuits meet this mentioned requirements at the same time. Up until now it was only possible to apply a maximum of three conditions suffice, while some compromise has had to be made on the fourth.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung, die mittels einer Hilfsfunkenstrecke in jeder Generatorstufe allen vier oben genannten Forderungen gleichzeitig entspricht.The present invention relates to an arrangement which, by means of an auxiliary spark gap in each generator stage meets all four of the above requirements at the same time.

Der Erfindungsgedanke soll an Hand der F i g. 1 am Beispiel einer dreistufigen Vervielfachungsschaltung erläutert werden. In F i g. 1 bedeuten:The idea of the invention should be based on the F i g. 1 using the example of a three-stage multiplier circuit explained. In Fig. 1 mean:

C_S1 bis Cs₃ die Stoßkondensatoren,
F₁ bis F₃ die Schaltfunkenstrecken,
Rl die Ladewiderstände, C _S1 to Cs ₃ the surge capacitors,
F ₁ to F _{3 are} the switching spark gaps,
Rl the charging resistors,

Rai die auf die einzelnen Stufen verteilten Rai distributed over the individual levels

Dämpfungswiderstände,Damping resistors,

Rei die auf die einzelnen Stufen verteilten Remove them on the individual steps

Entladewiderstände,Discharge resistors,

LG der Ladegleichrichter. LG the charging rectifier.

3 43 4

Dies sind die Elemente der eigentlichen Verviel- Volt isolierte Befestigung, besonders des meist hori-These are the elements of the actual multi-volt insulated fastening, especially of the mostly horizontal

fachungsschaltung. Dazu kommen noch Widerstände: zontal angeordneten Widerstandes Rd₁, stellt einswitching. There are also resistors: zontally arranged resistance Rd ₁ , sets

schwieriges technisches Problem dar.difficult technical problem.

Re₁ und Re₂, um den Rücken der genormten Stoß- Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis welle zu beeinflussen, falls die Wider- 5 zugrunde, daß die selbsttätige Zündung der Schaltstände R_ei hierzu noch nicht ausreichen, funkenstrecken nach der Zündung der ersten Funken- und strecke um so sicherer erfolgt, je größer der Ohmwert Rd₁, um die Front der am Prüfling wirksa- der einzelnen Entladewiderstände R_ei ist. Der ideale men Spannungswelle zu formen, falls Entladewiderstand muß, mindestens solange die die Widerstände Rm dazu noch nicht io Schaltfunkenstrecke seiner Stufe noch nicht gezündet ausreichen. und somit die gewünschte Vervielfachung noch nicht Re ₁ and Re ₂ , around the back of the standardized shock The present invention is based on the knowledge wave if the resistance is based on the fact that the automatic ignition of the switching stations R _e i is not sufficient for this purpose, spark gaps after the ignition of the first The greater the ohmic value Rd ₁ around the front of the individual discharge resistors R _e i that is effective on the test object, the safer the spark and gap. To form the ideal men voltage wave, if discharge resistance is required, at least as long as the resistors Rm are not yet sufficiently ignited in the switching spark gap of its stage. and thus not yet the desired multiplication

stattgefunden hat, einen hohen Widerstand aufweisen.has taken place have a high resistance.

Die Impedanz des Prüf Objektes ist in F i g. 1 als Nach der Zündung der Schaltfunkenstrecke muß derThe impedance of the test object is shown in FIG. 1 as After the switching spark gap has been ignited, the

Zb dargestellt. Widerstandswert des entsprechenden Entladewider- For example shown. Resistance value of the corresponding discharge resistor

Es ergeben sich nun eine Reihe von Widerstands- 15 Standes absinken, soweit das zur Erreichung der vonThere are now a number of resistance drops, insofar as this is necessary to achieve the from

kombinationen, die einen Teil der oben aufgestellten den Normen geforderten Rückenhalbwertzeit dercombinations that cover part of the above half-life of the

Forderungen an eine gut funktionierende Verviel- Spannungswelle erforderlich ist.Requirements for a well-functioning multiplying voltage wave is required.

fachungsschaltung erfüllen, gleichzeitig jedoch min- Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin,meet the technical circuit, but at the same time min- The object of the invention is therefore to

destens einer Forderung stark widersprechen. einen Stoßspannungsgenerator der eingangs genanntenat least strongly contradict one requirement. a surge voltage generator of the aforementioned

. 20 Art so auszubilden, daß jeder Entladewiderstand vor. 20 Kind of training so that every discharge resistance is in front of

1. R_n = R_e2 = 00 , der Zündung der Schaltfunkenstrecke seiner Stufe jR_dl — O, einen hohen Widerstandswert, nach der Zündung Ret <4 RL. jedoch einen niedrigen Widerstandswert aufweist.1. R _n = R _e2 = 00, the ignition of the switching spark gap of its stage jR _dl - O, a high resistance value, after the ignition Ret <4 RL . however, has a low resistance value.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurchThis object is achieved according to the invention

Die Forderungen A und C sind bei dieser Wider- 25 gelöst, daß der Entladewiderstand jeder aus zwei Standskombination erfüllt, die Forderungen B und D zueinander parallel geschalteten Zweigen besteht, von hingegen nicht. Wenn mit einem in dieser Schaltungs- denen der eine Zweig durch einen hochohmigen anordnung ausgeführten Generator eine Rückenhalb- Widerstand und der andere Zweig durch die Reihenwertzeit der Stoßwelle von 50 μ5 oder gar 5 μβ erzeugt schaltung eines niederohmigen Widerstandes und werden soll, sind besonders bei Generatoren mit 30 einer Entladungsstrecke gebildet ist.
großem Arbeitsvermögen die Entladewiderstände ver- Die Funktionsweise dieser Anordnung wird am hältnismäßig niederohmig. Bekanntlich haben nieder- Beispiel der in F i g. 2 dargestellten dreistufigen ohmige Entladewiderstände ein schlechtes Zünd- Anlage erläutert:The requirements A and C are solved in this consummation that the discharge resistance fulfills each of two state combinations, while the requirements B and D consist of branches connected in parallel to one another, but not. If one of the branches in this circuit is used to generate a back half resistance and the other branch by the series value time of the shock wave of 50 μ5 or even 5 μβ, a low-resistance resistor is to be created, and this is especially true for generators is formed with 30 a discharge path.
The discharge resistors have a large working capacity. The mode of operation of this arrangement is relatively low. As is well known, have the example of FIG. 2 illustrated three-stage ohmic discharge resistors a bad ignition system explained:

verhalten der Schaltfunkenstrecken zur Folge. Diese Alle Stoßkondensatoren C_s seien mit Hilfe desbehavior of the switching spark gaps. Let these all surge capacitors C _s be assumed with the aid of the

lassen sich mit Hilfe einer Auslösevorrichtung nur 35 Gleichrichters LG auf die Spannung U geladen. Die only 35 rectifiers LG can be charged to the voltage U with the aid of a tripping device. the

knapp unterhalb ihrer statischen Ansprechspannung Ansprechspannungen Uzf der Schaltfunkenstreckenjust below their static response voltage, response voltages Uzf of the switching spark gaps

sicher zünden. F₁, F₂ und F₃ seien unter sich gleich, aber größer alsignite safely. F ₁ , F ₂ and F ₃ are equal to each other, but greater than

die Ladespannung U. An den Schaltfunkenstreckenthe charging voltage U. at the switching spark gaps

2. Rl = Rei (hochohmig), F₁, F₂ und F₃ liegt die Ladespannung U, während an Rei — entsprechend der geforderten Rük- 40 den Entladungsstrecken G₁, G₂ und G₃ keine Spannung2. Rl = Rei (high resistance), F ₁ , F ₂ and F ₃ is the charging voltage U, while at Rei - according to the required back- 40 the discharge paths G ₁ , G ₂ and G ₃ no voltage

kenhalbwertzeit, auftritt. Das Prüf objekt ist gleich wie in F i g. 1half-life occurs. The test object is the same as in FIG. 1

R_e2 z= 00 , durch eine Impedanz Zb dargestellt. R _e2 z = 00, represented by an impedance Zb .

Rd₁ = 0. . Wird nun mit Hilfe einer Auslösevorrichtung Rd ₁ = 0.. Is now using a release device

(»Trigatron«) die Funkenstrecke F₁ gezündet, tritt("Trigatron") _{ignited the spark gap F 1} , kicked

Die Forderungen B und C sind bei dieser Wider- 45 plötzlich die Ladespannung U am Widerstand Reh derThe requirements B and C suddenly become the charging voltage U at the resistor Reh of the resistance

Standskombination erfüllt, die Forderungen A und D ersten Stufe und damit auch an der Entladungs-Stand combination fulfilled, requirements A and D first stage and thus also on the discharge

hingegen nicht. Die Anordnung der Widerstände strecke G₁ auf. Die Zündcharakteristik der Entladungs-however not. The arrangement of the resistors stretch G ₁ . The ignition characteristics of the discharge

entspricht der Schaltungsanordnung VDE 0450/XI. 39 strecke G₁ kann so gewählt werden, daß sie untercorresponds to the circuit arrangement VDE 0450 / XI. 39 stretch G ₁ can be chosen so that it is under

Bild Aa, die bekanntlich einen schlechten Ausnutzungs- Spannung U nach etwa 10~⁷ bis 10~⁸ Sekunden an-Figure Aa, which is known to show a bad utilization voltage U after about 10 ~ ⁷ to 10 ~ ⁸ seconds.

f aktor, insbesondere bei kleinen Belastungskapazitäten, 50 spricht. Spricht G₁ an, so wird C_S1 innerhalb der vonfactor, especially with small load capacities, 50 speaks. If G ₁ responds, then C _S1 becomes within the from

hat. den Normen vorgeschriebenen Zeit (50 μβ bzw. 5 μβ)Has. time prescribed by the standards (50 μβ or 5 μβ)

in η ,u 1. -L · \ bis auf die Spannung-^- entladen. in η, u 1. -L · \ up to the voltage - ^ - discharged.

3. Rl = Rei (hochohmig), ^ ⁶ 23. Rl = Rei (high resistance), ^ ⁶ 2

Rdi = 0 Bekanntlich tritt nach der Zündung von F₁, im Rdi = 0 As is well known, after the ignition of F ₁ , im

Rdi⁼ einige hundert Ohm, 55 vorliegenden Fall auch nach der Zündung von F₁ Rdi ^{= a} few hundred ohms, 55 in the present case even after the ignition of F ₁

Re₁ = entsprechend der geforderten und G₁, an dem Widerstand R_eh der zweiten Stufe Re ₁ = corresponding to the required and G ₁ , at the resistor R _e h of the second stage

Rückenhalbwertzeit. eine transiente Spannung auf. Höhe und zeitlicherBack half-life. a transient voltage. Height and time

Verlauf werden bekanntlich durch den OhmwertIt is well known that the course is determined by the ohmic value

Die Forderungen A und B sind bei dieser Wider- "des Widerstandes Reh bestimmt sowie durch die Größe Standskombination erfüllt, die Forderungen C und D 60 der in der Schaltungsanordnung wirksamen Streuhingegen nicht. Das elektrische Verhalten dieser kapazitäten. Die erwähnte transiente Spannung tritt Schaltungsanordnung ist gut. Der Nachteil dieser auch längs der Entladungsstrecke G₂ auf, solange Anordnung besteht darin, daß die Widerstände Rd₁ diese noch nicht gezündet hat. Ferner überlagert sich und Re₁ sich außerhalb der eigentlichen Verviel- die transiente Spannung der an der Schaltfunkenfachungsschaltung befinden. Bei Generatoren zur 65 strecke F₂ wirksamen Gleichspannung, und zwar in Erzeugung von Stoßspannungen der Größenordnung dem Sinne, daß die gesamte an F₂ wirksame Spannung von mehreren Millionen Volt sind diese Widerstände über die statische Ansprechspannung Uz hinaus erhöht mehrere Meter lang. Die mechanische, für Millionen wird.The requirements A and B are determined for this resistor Reh and are met by the size of the combination, the requirements C and D 60 of the scattering effect in the circuit arrangement are not. The electrical behavior of these capacitances. The above-mentioned transient voltage occurs in the circuit arrangement is good . the disadvantage of this and along the discharge gap G _2, while an arrangement is that the resistors Rd has ₁ not yet ignited these. Further, and Re ₁ is superimposed on the transient voltage is outside the actual Verviel- of at Schaltfunkenfachungsschaltung. in Generators for 65 stretch F ₂ effective DC voltage, namely in the generation of surge voltages of the order of magnitude in the sense that the total _{voltage effective at F 2} of several million volts, these resistances are several meters long beyond the static response voltage Uz Millions will.

Die Zündcharakteristik der Entladungsstrecke G₂ ist so gewählt, daß die vor der Zündung von F₂ auftretende transiente Spannung nicht zur Zündung von G₂ führt. Die nach der Zündung von F₁ an G₂ auftretende Spannung U ist jedoch größer als die Ansprechspannung von G₂. Die Entladungsstrecke G₂ wird somit etwa 10~⁷ bis 10~⁸ Sekunden nach der Zündung von F₂ ebenfalls zünden. Der Zündvorgang der Schaltfunkenstrecke F₃ und der Entladungsstrecke G₃ erfolgt analog zu den Vorgängen an F₂ und G₂.The ignition characteristic of the discharge gap G ₂ is selected so that the _{transient voltage occurring before the ignition of F 2} does not lead to the ignition of G ₂ . However, the voltage U occurring at G ₂ after the ignition of F ₁ is greater than the response _{voltage of G 2} . The discharge gap G ₂ will thus also ignite approximately 10 ~ ⁷ to 10 ~ ⁸ seconds after the ignition of F _2. The ignition process of the switching spark gap F ₃ and the discharge _{gap G 3} takes place analogously to the processes at F ₂ and G ₂ .

Mit Hilfe der Entladungsstrecken G, die gegenüber den entsprechenden Schaltfunkenstrecken F verzögert zünden, ist es also möglich, zunächst die Reihenschaltung der aufgeladenen Stoßkondensatoren C_s sicher und weit unterhalb der statischen Ansprechspannung der Schaltfunkenstrecken vorzunehmen. Erst nachdem die Reihenschaltung, unterstützt durch die hochohmigen Widerstände Reh, erfolgt ist, schalten die Entladungsstrecken G die im Verhältnis zu R_eh niederohmigen Widerstände Ren ein.With the help of the discharge gaps G, which ignite with a delay compared to the corresponding switching spark gaps F , it is possible to first connect the charged surge capacitors C _{s in series} safely and well below the static response voltage of the switching spark gaps. Only after the series connection, supported by the high-ohmic resistors Reh, has taken place, the discharge paths G switch on the low-ohmic resistors Ren in relation to R _e h .

Die Entladungsstrecken G können beispielsweise durch Kugelfunkenstrecken gebildet werden, deren Schlagweiten etwas geringer eingestellt sind als die der Schaltfunkenstrecken F. Die Entladungsstrecken G können auch durch eine Elektroden-Anordnung mit einer sehr inhomogenen Feldverteilung, bespielsweise durch Stabfunkenstrecken, gebildet werden. Die den inhomogenen Feldanordnungen eigene Ansprechverzögerung bei schnellen Spannungsbeanspruchungen unterstützt die im vorliegenden Falle gewünschte Zündverzögerung der Entladungsstrecken G gegenüber dem Zündzeitpunkt der entsprechenden ' Schaltfunkenstrecken F. The discharge gaps G can be formed, for example, by spherical spark gaps, the flap widths of which are set slightly smaller than those of the switching spark gaps F. The discharge gaps G can also be formed by an electrode arrangement with a very inhomogeneous field distribution, for example by rod spark gaps. The response delay inherent in the inhomogeneous field arrangements in the event of rapid voltage loads supports the ignition delay of the discharge paths G, which is desired in the present case, compared to the ignition time of the corresponding switching spark gaps F.

Im Hinblick auf die weiter oben unter Punkt D geforderte leichte Umschaltbarkeit der Vervielfachungsschaltung beim Übergang von der Welle 1,2/50 auf die Schaltspannung 200/3000 \js oder umgekehrt ist folgendes zu bemerken:With regard to the easy switchability of the multiplier circuit, which is required under point D above, at the transition from wave 1,2 / 50 to switching voltage 200/3000 \ js or vice versa, the following should be noted:

Bei allen bis jetzt bekannten Anordnungen müssen neben den Dämpfungswiderständen auch die Entladewiderstände der Vervielfachungsschaltung ausgewechselt oder wenigstens mit entsprechenden Kurzschlußverbindungen versehen werden. Demgegenüber ergibt sich mit der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit, die erwähnte Umschaltung der Entladewiderstände auf folgende Weise vorzunehmen:In all arrangements known up to now, in addition to the damping resistors, the discharge resistors must also be used the multiplication circuit replaced or at least with appropriate short-circuit connections be provided. In contrast, with the present invention there is the possibility of carry out the mentioned switching of the discharge resistors in the following way:

Die hochohmigen Widerstände R_en werden so ausgelegt, daß sie allein die Stoßkondensatoren C_s in der für die Schaltspannung geforderten Halbwertzeit von z. B. 3000 μβ entladen. Die Entladungsstrecken G sind bei der Erzeugung von Schaltspannungen so eingestellt, daß sie sicher nicht zünden.The high resistance R _e n are designed so that they alone the surge capacitors C _s in the half-life required for the switching voltage of z. B. 3000 μβ discharged. When switching voltages are generated, the discharge paths G are set in such a way that they definitely do not ignite.

Der resultierende Entladewiderstand, der sich aus der Parallelschaltung des hochohmigen Widerstandes Reh und des niederohmigen Widerstandes R_en ergibt, ist so dimensioniert, daß beide Widerstände zusammen die Stoßkondensatoren mit einer Rückenhalbwertzeit von beispielsweise 50 μβ entladen. Die Entladungsstrecken G sind bei der Erzeugung der Rückenhalb wertzeit von 50 y.s so eingestellt, daß sie wie oben geschildert, kurz nach der Zündung der entsprechenden Schaltfunkenstrecke ansprechen.The resulting discharge resistance, which results from the parallel connection of the high resistance Reh and the low resistance R _en , is dimensioned so that both resistors together discharge the surge capacitors with a back half-life of 50 μβ, for example. The discharge paths G are set in the generation of the back half-value time of 50 ys so that they respond, as described above, shortly after the ignition of the corresponding switching spark gap.

Die vorliegende Anordnung, die durch zwei parallele Zweige des Entladewiderstandes gekennzeichnet ist, wobei der eine Zweig durch einen hochohmigen Widerstand R_en zur Erzeugung eines Rückens von etwa 3000 μ5, der andere Zweig durch die Reihenschaltung einer Entladungsstrecke G mit einem niederohmigen Widerstand R_en zur Erzeugung einer Rückenhalbwertzeit von etwa 50 μβ besteht, bietet also den Vorteil, daß für die Umschaltung auf verschiedenen Rückenhalbwertzeiten nur die Einstellung der Entladungsstrecken G verändert werden muß.The present arrangement, which is characterized by two parallel branches of the discharge resistor, one branch by a high resistance R _en to generate a back of about 3000 μ5, the other branch by the series connection of a discharge path G with a low resistance R _en for generation there is a back half-life of about 50 μβ, thus offers the advantage that only the setting of the discharge paths G has to be changed for switching to different back half-lives.

Zusammengefaßt weist die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung im Hinblick auf die einleitend aufgestellten Forderungen an eine gut funktionierende Vervielfachungsschaltung folgende Eigenschaften auf:In summary, the circuit arrangement according to the invention has with regard to the initially established Requirements for a well-functioning multiplier circuit include the following properties:

Zu A: Der Ausnutzungsgrad der neuen Schaltung ist gut. Er entspricht der in der VDE-Vorschrift 0450/XI.39 dargestellten Grundanordnung Bild 4 b.Regarding A: The degree of utilization of the new circuit is good. It corresponds to that in the VDE regulation 0450 / XI.39 shown basic arrangement Fig. 4 b.

Zu B: Die Schaltfunkenstrecken lassen sich weit unterhalb ihrer statischen Ansprechspannung mit Hilfe einer an der ersten Stufe angebrachten Zündvorrichtung zünden. Diese Eigenschaft ist auf die während des Zündvorganges wirksamen hochohmigen Entladewiderstände R_eh zurückzuführen.Regarding B: The switching spark gaps can be ignited well below their static response voltage with the aid of an ignition device attached to the first stage. This property is due to the high-ohmic discharge resistances R _e h which are effective during the ignition process.

Zu C: Ein nach der neuen Schaltungsanordnung ausgeführter Generator läßt sich räumlich sehr gedrängt aufbauen, da alle Stoßkreiselemente innerhalb der eigentlichen Vervielfachungsschaltung untergebracht werden können. Zur Erzeugung einer normgerechten Spannungswelle bei gleichzeitig hohem Ausnutzungsfaktor der Vervielfachungsschaltung und gleichzeitig einwandfreier Zündung der Schaltfunkenstrecken kommt die neue Schaltungsanordnung ohne die in F i g. 1 dargestellten äußeren Stoßkreiselemente R_ei, R_e2 und Rd₁ aus.Regarding C: A generator designed according to the new circuit arrangement can be set up in a very compact manner, since all the impact circuit elements can be accommodated within the actual multiplication circuit. In order to generate a voltage wave conforming to the standard with a simultaneously high utilization factor of the multiplication circuit and at the same time faultless ignition of the switching spark gaps, the new circuit arrangement comes without the in FIG. 1 shown outer impact circle elements R _ei , R _e2 and Rd ₁ from.

Zu D: Ein nach der neuen Schaltungsanordnung ausgeführter Generator kann sowohl Spannungsstöße mit kurzem Rücken — beispielsweise 50 μβ — als auch sogenannte Schaltspannungen mit langem Rücken — beispielsweise 3000 μ$ — erzeugen, ohne daß zu diesem Zweck die Entladewiderstände wie bisher ausgewechselt werden müssen. Die Umschaltarbeiten beim Übergang von der einen Spannungsform zur anderen beschränkten sich vielmehr darauf, die Entladungsstrecken G z. B. mit Hilfe eines Motorantriebs so einzustellen, daß sie entweder zur Erzeugung einer kurzen Rückenhalbwertzeit sicher ansprechen oder daß sie zur Erzeugung einer langen Rückenhalbwertzeit sicher nicht ansprechen.Re D: A generator designed according to the new circuit arrangement can generate both voltage surges with a short spine - for example 50 μβ - as well as so-called switching voltages with a long spine - for example 3000 μ $ - without the discharge resistors having to be replaced for this purpose as before. The switching work during the transition from one voltage form to the other was rather limited to the discharge paths G z. B. with the help of a motor drive so that they either respond safely to generate a short back half-life or that they certainly do not respond to generate a long back half-life.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Multi-stage impulse voltage generator, in which capacitors are charged in parallel via resistors in each stage and discharged in series via switching spark gaps, characterized in that the discharge resistance of each stage consists of two branches connected in parallel, one branch of which through a high-ohmic resistor (Reh) and 'the other branch is formed by the series connection of a low-resistance resistor (Ren) and a discharge path (G).

2. Surge voltage generator according to claim 1, characterized in that the discharge gap (G) is a spherical spark gap.

3. Surge voltage generator according to claim 1, characterized in that the discharge path (G) is a rod spark gap.

4. Surge voltage generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the ignition characteristic of the discharge gap (G) can be changed so that it does not ignite reliably either when the corresponding switching spark gap is ignited.

5. Surge voltage generator according to claim 1, characterized in that the discharge circuit when discharging the surge capacitors (C _s ) in the half-life corresponding to the switching voltages of preferably about 3000 μ3 contains only the high-value resistors (R _e n) , while it is with the discharge of the surge capacitors contains short back half-lives of preferably 5 or 50 μβ both the high-resistance (R _e n) and the low-resistance (R _e n) .

6. Surge voltage generator according to one of claims 1 to 3, characterized in that the delay in the ignition of the discharge paths (G) compared to the ignition of the corresponding switching spark gaps (F) can be set in the range from a few nanoseconds to a few seconds.

A. The degree of utilization of the generator should be as high as possible. The degree of utilization η of a w-stage generator is