RU2368069C1 - Генератор высоковольтных импульсов - Google Patents
Генератор высоковольтных импульсов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2368069C1 RU2368069C1 RU2008122822/09A RU2008122822A RU2368069C1 RU 2368069 C1 RU2368069 C1 RU 2368069C1 RU 2008122822/09 A RU2008122822/09 A RU 2008122822/09A RU 2008122822 A RU2008122822 A RU 2008122822A RU 2368069 C1 RU2368069 C1 RU 2368069C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- series
- output
- generator
- control
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано для генерации высоковольтных импульсов напряжения с длительностью переднего фронта в несколько наносекунд. Достигаемый технический результат - повышение нагрузочной способности и безопасности использования устройства. Генератор высоковольтных импульсов содержит источник высоковольтного напряжения, который выполнен импульсным, управляющий генератор, n цепочек последовательно соединенных транзисторов, имеющих режим «лавинного» пробоя, вход управляющего генератора соединен с управляющим выводом источника высоковольтного напряжения, а выход управляющего генератора соединен с управляющим выводом каждой из n цепочек. 4 ил.
Description
Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано для генерации высоковольтных импульсов напряжения с длительностью переднего фронта в несколько наносекунд.
Аналогом является генератор высоковольтных импульсов (Дьяконов В.П. Лавинные транзисторы и их применение в импульсных устройствах. - М.: Советское радио, 1973, с.158), содержащий несколько последовательно соединенных транзисторов, имеющих режим «лавинного» пробоя. Однако данное устройство представляет собой генератор тока, который имеет низкую нагрузочную способность и содержит источник высоковольтного постоянного напряжения, который представляет повышенную опасность для здоровья пользователей данного устройства при его эксплуатации.
В качестве прототипа выбран генератор высоковольтных импульсов (Горошков Б.И. Элементы радиоэлектронных устройств: Справочник. - М.: Радио и связь, 1988. - 176 с, С.136). Данное устройство содержит источник высоковольтного напряжения, потенциальный и общий выводы которого соединены соответственно с выводом питания и общим выводом цепочки последовательно соединенных транзисторов имеющих режим «лавинного» пробоя, выход цепочки последовательно соединенных транзисторов является выходом генератора, управляющий вывод цепочки последовательно соединенных транзисторов соединен с выходом управляющего генератора.
Представленная схема генератора представляет собой генератор тока, который имеет низкую нагрузочную способность. Нагрузочная способность генератора повышается, если использовать схему генератора напряжения.
Также прототип содержит источник высоковольтного постоянного напряжения, который представляет повышенную опасность для здоровья пользователей данного устройства при его эксплуатации. Опасность для здоровья пользователей при эксплуатации можно снизить применив источник высоковольтного импульсного напряжения.
Решаемая техническая задача - повышение нагрузочной способности и безопасности использования устройства.
Решаемая техническая задача в генераторе высоковольтных импульсов, содержащем источник высоковольтного напряжения, потенциальный и общий выводы которого соединены соответственно с выводом питания и общим выводом цепочки последовательно соединенных транзисторов, имеющих режим «лавинного» пробоя, выход цепочки последовательно соединенных транзисторов является выходом генератора, управляющий вывод цепочки последовательно соединенных транзисторов соединен с выходом управляющего генератора, достигается тем, что введены дополнительные (n-1)≥1 цепочек последовательно соединенных транзисторов, где n - натуральный ряд чисел от 2 до ∞, все одноименные выводы n цепочек последовательно соединенных транзисторов соединены параллельно между собой, источник высоковольтного напряжения выполнен импульсным, вход управляющего генератора соединен с управляющим выводом источника высоковольтного напряжения.
На фиг.1 приведена структурная схема генератора высоковольтных импульсов; на фиг.2 приведен график напряжения на потенциальном выводе источника высоковольтного напряжения; на фиг.3 приведен график напряжения на выходе генератора высоковольтных импульсов; на фиг.4 - приведена схема источника высоковольтного напряжения.
Генератор высоковольтных импульсов (Фиг.1) содержит источник высоковольтного напряжения 1, который выполнен импульсным, потенциальный и общий выводы источника высоковольтного напряжения 1 соединены соответственно с выводом питания и общим выводом n цепочек, последовательно соединенных транзисторов 2n, имеющих режим «лавинного» пробоя, где n - натуральный ряд чисел от 2 до ∞, одноименные выводы которых соединены параллельно между собой, выход n цепочек, последовательно соединенных транзисторов 2n, является выходом генератора, вход управляющего генератора 3 соединен с управляющим выводом источника высоковольтного напряжения 1, выход управляющего генератора 3 соединен с управляющим выводом n цепочек последовательно соединенных транзисторов 2n. Значение n может равняться трем.
На фиг.2 приведен график напряжения Uп на потенциальным выводе источника высоковольтного напряжения 1, где, если напряжение Uп>Uлп (Uлп - суммарное напряжение «лавинного» пробоя одной цепочки последовательно соединенных транзисторов), в момент времени tп происходит «лавинный» пробой n цепочек последовательно соединенных транзисторов 2n.
На фиг.3 приведен график напряжения на выходе генератора высоковольтных импульсов. Длительность фронта высоковольтных импульсов τфр=3 нс.
Управляющий генератор 3 представляет собой двухкаскадный ждущий мультивибратор.
Источник высоковольтного напряжения 1 (Фиг.4) содержит источник постоянного низковольтного напряжения 4, ключ 5 с двумя положениями переключения, конденсатор 6, трансформатор 7 с магнитомягким сердечником, первичная обмотка которого содержит количество витков W1, а вторичная обмотка - количество витков W2, (W2>>W1), цепочку последовательно соединенных диодов 8 (не менее десяти диодов). В исходном состоянии ключ 5 в нижнем положении и соединяет первый вывод конденсатора 6 с общим выводом источника постоянного низковольтного напряжения 4 и вывод 10 первичной обмотки трансформатора 7, общий вывод источника постоянного низковольтного напряжения 4 заземлен, в таком положении конденсатор 6 разряжен, второй вывод конденсатора 6 соединен с выводом 9 первичной обмотки трансформатора 7. Вывод 11 вторичной обмотки трансформатора 7 соединен с первым выводом цепочки последовательно соединенных диодов 8, вывод 12 вторичной обмотки трансформатора 7 заземлен и является общим выводом источника высоковольтного напряжения 1. Первый вывод конденсатора 6 является управляющим выводом источника высоковольтного напряжения 1, второй вывод цепочки последовательно соединенных диодов 8 является потенциальным выводом источника высоковольтного напряжения 1.
Генератор высоковольтных импульсов работает следующим образом. При замыкании ключа 5 в верхнее положение соединяются потенциальный вывод источника постоянного низковольтного напряжения 4 и первый вывод конденсатора 6, и конденсатор 6 начинает заряжаться через первичную обмотку трансформатора 7, из-за чего на вторичной обмотке трансформатора 7 возбуждается импульсное положительное высоковольтное напряжение, например длительностью 100 мкс и величиной 3,5 кВ. Для устранения отрицательного импульсного высоковольтного напряжения, который возникает при обратном замыкании ключа 5 в нижнее положение и разряде конденсатора 6, используется цепочка последовательно соединенных диодов 8. В рабочем состоянии в данной схеме постоянное высоковольтное напряжение отсутствует. Импульсное высоковольтное напряжение из-за своей малой длительности t=100 мкс и своим присутствием только в момент запуска генератора намного менее опасно для здоровья пользователей, чем прототип. Также в момент замыкания ключа 5 в верхнее положение на управляющем выводе источника высоковольтного напряжения 1 возникает управляющее напряжение. Управляющий генератор 3, при поступлении на его вход управляющего напряжения от источника высоковольтного напряжения 1, на выходе формирует прямоугольный положительный импульс напряжения, смещение которого относительно управляющего напряжения и длительность регулируются для обеспечения надежного «лавинного» пробоя n цепочек последовательно соединенных транзисторов 2n. При поступлении на потенциальный вывод n цепочек последовательно соединенных транзисторов 2n импульсного высоковольтного напряжения и на управляющий вывод n цепочек последовательно соединенных транзисторов 2n управляющего прямоугольного положительного импульса напряжения происходит «лавинный» пробой n цепочек последовательно соединенных транзисторов 2n. На выходе генератора формируется импульсное высоковольтное напряжение с длительностью фронта τфр=3 нс. Так как внутреннее сопротивление n цепочек последовательно соединенных транзисторов 2n в n - раз меньше, чем внутреннее сопротивление одной цепочки последовательно соединенных транзисторов, представленная схема имеет большую нагрузочную способность, чем прототип.
Claims (1)
- Генератор высоковольтных импульсов, содержащий источник высоковольтного напряжения, потенциальный и общий выводы которого соединены соответственно с выводом питания и общим выводом цепочки последовательно соединенных транзисторов, имеющих режим «лавинного» пробоя, выход цепочки последовательно соединенных транзисторов является выходом генератора, управляющий вывод цепочки последовательно соединенных транзисторов соединен с выходом управляющего генератора, отличающийся тем, что введены дополнительные (n-1)≥1 цепочек последовательно соединенных транзисторов, где n - натуральный ряд чисел от 2 до ∞, все одноименные выводы n цепочек последовательно соединенных транзисторов соединены параллельно между собой, источник высоковольтного напряжения выполнен импульсным, вход управляющего генератора соединен с управляющим выводом источника высоковольтного напряжения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122822/09A RU2368069C1 (ru) | 2008-06-05 | 2008-06-05 | Генератор высоковольтных импульсов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008122822/09A RU2368069C1 (ru) | 2008-06-05 | 2008-06-05 | Генератор высоковольтных импульсов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2368069C1 true RU2368069C1 (ru) | 2009-09-20 |
Family
ID=41168118
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008122822/09A RU2368069C1 (ru) | 2008-06-05 | 2008-06-05 | Генератор высоковольтных импульсов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2368069C1 (ru) |
-
2008
- 2008-06-05 RU RU2008122822/09A patent/RU2368069C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГОРОШКОВ Б.И. Элементы радиоэлектронных устройств. Справочник. - М.: Радио и связь, 1988, с.136. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9651016B2 (en) | Ignition system for an internal combustion engine | |
KR960019870A (ko) | 방전여기(discharge excitation)펄스 레이저장치 | |
RU2005138106A (ru) | Пусковое/поджигающее устройство | |
RU2368069C1 (ru) | Генератор высоковольтных импульсов | |
WO2018151622A1 (ru) | Генератор высоковольтных импульсов | |
RU86819U1 (ru) | Генератор высоковольтных импульсов | |
US6462605B1 (en) | Low-jitter high-power thyristor array pulse driver and generator | |
Sack et al. | Design of a semiconductor-based bipolar Marx generator | |
RU2647700C1 (ru) | Генератор импульсов переменной амплитуды | |
RU2352056C1 (ru) | Генератор высоковольтных импульсов | |
RU118139U1 (ru) | Генератор высоковольтных импульсов | |
RU2486671C1 (ru) | Генератор высоковольтных импульсов | |
RU2422983C2 (ru) | Генератор импульсов напряжения | |
RU2619779C1 (ru) | Устройство управления тиратроном с холодным катодом | |
Chaugule et al. | Design and hardware implementation of two stage solid state bipolar Marx generator | |
Munir et al. | Design of a novel gate driver circuit for a Marx generator based 40kV electric fence energizer | |
SU1018202A1 (ru) | Импульсный модул тор | |
RU2191456C1 (ru) | Высоковольтный блок с устройством контроля | |
EA019209B1 (ru) | Импульсный квазирезонансный модулятор | |
RU2448407C1 (ru) | Инвертор | |
RU125416U1 (ru) | Импульсный преобразователь напряжений | |
RU2722114C1 (ru) | Генератор высоковольтных импульсов | |
RU2123234C1 (ru) | Высоковольтный ключ | |
RU2533326C1 (ru) | Способ управления электронным ключом | |
EA019111B1 (ru) | Импульсный модулятор с формирователем ступенчатого напряжения |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120606 |