RU67360U1 - HIGH VOLTAGE PULSE GENERATOR - Google Patents

HIGH VOLTAGE PULSE GENERATOR Download PDF

Info

Publication number
RU67360U1
RU67360U1 RU2007119892/22U RU2007119892U RU67360U1 RU 67360 U1 RU67360 U1 RU 67360U1 RU 2007119892/22 U RU2007119892/22 U RU 2007119892/22U RU 2007119892 U RU2007119892 U RU 2007119892U RU 67360 U1 RU67360 U1 RU 67360U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
voltage
pulse
voltage pulse
winding
capacitive
Prior art date
Application number
RU2007119892/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Руслан Ринатович Гафаров
Болат Бекешевич Кудабаев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Научно-исследовательский институт высоких напряжений
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Научно-исследовательский институт высоких напряжений filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет Научно-исследовательский институт высоких напряжений
Priority to RU2007119892/22U priority Critical patent/RU67360U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU67360U1 publication Critical patent/RU67360U1/en

Links

Abstract

Генератор относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к области генерирования с большой частотой мощных импульсов с коротким фронтом на основе высоковольтных импульсных трансформаторов. Генератор высоковольтных импульсов, содержит низковольтный источник питания (1), емкостной источник импульсов (2), высоковольтный импульсный трансформатор с насыщающимся сердечником (5), выполненным в виде ферритового кольца, на которое намотана вторичная обмотка (6), а непосредственно на вторичную обмотку (6) намотана первичная обмотка (3), выполненная из нескольких параллельных ветвей. Начала всех параллельных ветвей первичной обмотки (3) высоковольтного импульсного трансформатора подключены к одной из обкладок емкостного источника импульсов (2), а концы всех параллельных ветвей этой обмотки через коммутирующий элемент (4) присоединены к другой обкладке емкостного источника импульсов. По достижению максимального напряжения на высоковольтных конденсаторах (7) и (8) насыщается сердечник (5). Срезающий магнитный дроссель (10) служит для зарядки высоковольтного конденсатора (8). Через вторичную обмотку (6) высоковольтный конденсатор (7) перезаряжается, вследствие чего происходит удвоение напряжения. Удвоенное напряжение прикладывается к коммутирующему магнитному дросселю (9) и в момент насыщения его сердечника импульс поступает на нагрузку (11).The generator relates to high-voltage pulse technology, and in particular to the field of generation with a high frequency of powerful pulses with a short front based on high-voltage pulse transformers. The high-voltage pulse generator contains a low-voltage power source (1), a capacitive pulse source (2), a high-voltage pulse transformer with a saturable core (5), made in the form of a ferrite ring, on which the secondary winding (6) is wound, and directly on the secondary winding ( 6) the primary winding (3) is wound, made of several parallel branches. The beginnings of all parallel branches of the primary winding (3) of the high-voltage pulse transformer are connected to one of the plates of the capacitive pulse source (2), and the ends of all parallel branches of this winding through the switching element (4) are connected to the other plate of the capacitive pulse source. Upon reaching the maximum voltage at the high voltage capacitors (7) and (8), the core (5) is saturated. The cutting magnetic inductor (10) is used to charge the high voltage capacitor (8). Through the secondary winding (6), the high-voltage capacitor (7) is recharged, resulting in a doubling of the voltage. Double voltage is applied to the switching magnetic inductor (9) and, at the time of saturation of its core, the pulse enters the load (11).

Description

Полезная модель относится к высоковольтной импульсной технике, а именно к области генерирования с большой частотой мощных импульсов с коротким фронтом на основе высоковольтных импульсных трансформаторов, и может найти применение в радиолокационных системах, для возбуждения квантовых генераторов, в установках по получению озона и других высоковольтных импульсных технологиях, в которых требуются импульсы высокой мощности с коротким фронтом.The utility model relates to high-voltage pulse technology, namely, to the generation of high-frequency pulses with a high frequency at a high frequency, based on high-voltage pulse transformers, and can be used in radar systems, for excitation of quantum generators, in installations for the production of ozone and other high-voltage pulse technologies in which high power pulses with a short edge are required.

Известен магнитный генератор импульсов для генерирования высоковольтных импульсов с коротким фронтом (патент РФ №2189695, МПК 7 Н03К/53, опубл. 20.09.2000 г.) содержащий источник питания, между выводами которого включены, соединенные последовательно, зарядный и накопительный элементы. Накопительный элемент через ключ подсоединен к первичной обмотке насыщающегося трансформатора, его вторичная обмотка шунтирована вторым емкостным накопителем и соединена последовательно через насыщающийся дроссель и первичную обмотку импульсного трансформатора с первым емкостным накопителем, а к выходной обмотке импульсного трансформатора подключена нагрузка. При этом насыщающийся дроссель имеет один виток, который размещен внутри сердечника и соосно его оси, витки первичной обмотки импульсного трансформатора намотаны на сердечник насыщающегося дросселя, а первый емкостной накопитель включен последовательно между выводами витков насыщающегося дросселя и первичной обмотки импульсного трансформатора, причем первый и второй емкостные накопители разделены соответственно на несколько одинаковых емкостных накопителей.Known magnetic pulse generator for generating high voltage pulses with a short front (RF patent No. 2189695, IPC 7 H03K / 53, publ. September 20, 2000) containing a power source between the terminals of which are connected, connected in series, charging and storage elements. The storage element is connected via a key to the primary winding of a saturable transformer, its secondary winding is shunted by a second capacitive storage and connected in series through a saturable inductor and the primary winding of a pulse transformer to the first capacitive storage, and a load is connected to the output winding of a pulse transformer. In this case, the saturable inductor has one coil, which is located inside the core and coaxially to its axis, the turns of the primary winding of the pulse transformer are wound on the core of the saturable inductor, and the first capacitive storage is connected in series between the terminals of the turns of the saturable inductor and the primary winding of the pulse transformer, the first and second capacitive drives are divided into several identical capacitive drives, respectively.

Основным недостатком известного генератора является сравнительно низкая надежность его работы, связанная со сложностью конструкции, которая The main disadvantage of the known generator is the relatively low reliability of its operation, associated with the complexity of the design, which

состоит в том, что он содержит два высоковольтных импульсных трансформатора, один из которых выполняет роль дросселя, а при передаче энергии в каждом импульсном трансформаторе происходят потери энергии. Кроме того, первый и второй емкостные накопители (фиг.1) состоят из нескольких (двух) конденсаторов, что также увеличивает потери энергии.consists in the fact that it contains two high-voltage pulse transformers, one of which acts as a choke, and energy is transferred in each pulse transformer during energy transfer. In addition, the first and second capacitive storage devices (figure 1) consist of several (two) capacitors, which also increases energy loss.

Наиболее близким к предложенному является выбранный за прототип генератор высоковольтных импульсов (патент РФ №2167491, МПК 7 Н03К 3/45; Н03К 3/02; Н03К 4/02; опубл. 20.05.2001 г.), содержащий последовательно соединенные источник импульсов, импульсный трансформатор со стержневым сердечником, в котором сердечник выполнен с продольным отверстием, через которое пропущен токопровод, соединяющий источник импульсов с первичной обмоткой трансформатора, а вторичная обмотка подключена к нагрузке, причем первичная обмотка выполнена из нескольких параллельных ветвей, к каждой из которых присоединены конденсаторы источника импульсов. Кроме того, вторичная обмотка импульсного трансформатора также имеет несколько ветвей, каждая из которых подключена к своей нагрузке, а конденсатор источника импульсов разделен на несколько одинаковых конденсаторов.Closest to the proposed one is the high-voltage pulse generator selected for the prototype (RF patent No. 2167491, IPC 7 Н03К 3/45; Н03К 3/02; Н03К 4/02; publ. 05.20.2001), containing a pulse source connected in series, pulse a core-core transformer in which the core is made with a longitudinal hole through which a conductor is passed connecting the pulse source to the transformer primary winding, and the secondary winding is connected to the load, the primary winding being made of several parallel branches wave, to each of which are connected the capacitors of the pulse source. In addition, the secondary winding of the pulse transformer also has several branches, each of which is connected to its load, and the capacitor of the pulse source is divided into several identical capacitors.

Основными недостатками этого генератора является, сравнительно сложная конструкция, необходимость и сложность точного подбора емкостей и индуктивностей первичной обмотки трансформатора, а также сравнительно большие габариты из-за того, что первичная и вторичная обмотки разделены на несколько ветвей каждая, а конденсатор источника импульсов состоит из нескольких конденсаторов.The main disadvantages of this generator are the relatively complex design, the need and complexity of accurate selection of capacities and inductances of the transformer primary winding, as well as the relatively large dimensions due to the fact that the primary and secondary windings are divided into several branches each, and the pulse source capacitor consists of several capacitors.

Техническим результатам предложенного решения является упрощение конструкции генератора, уменьшение габаритов генератора и упрощение подбора емкостей и индуктивностей, связанных с первичной обмоткой трансформатора.The technical results of the proposed solution are to simplify the design of the generator, reduce the dimensions of the generator and simplify the selection of capacities and inductances associated with the primary winding of the transformer.

Указанный технический результат достигается тем, что генератор высоковольтных импульсов, включающий в себя последовательно соединенные The specified technical result is achieved in that the high-voltage pulse generator, which includes series-connected

емкостный источник импульсов, высоковольтный импульсный трансформатор с насыщающимся сердечником, снабженным первичной и вторичной обмотками, причем первичная обмотка выполнена из нескольких параллельных ветвей, а к вторичной обмотке подключена нагрузка, согласно предложенному решению, насыщающийся сердечник высоковольтного импульсного трансформатора выполнен в виде ферритового кольца, непосредственно на которое намотана вторичная обмотка высоковольтного импульсного трансформатора, а непосредственно на вторичную обмотку намотана его первичная обмотка, причем начала всех параллельных ветвей первичной обмотки высоковольтного импульсного трансформатора подключены к одной из обкладок емкостного источника импульсов, а концы всех параллельных ветвей этой обмотки через коммутирующий элемент присоединены к другой обкладке емкостного источника импульсов.a capacitive pulse source, a high-voltage pulse transformer with a saturable core equipped with primary and secondary windings, the primary winding made of several parallel branches, and a load connected to the secondary winding, according to the proposed solution, the saturated core of the high-voltage pulse transformer is made in the form of a ferrite ring directly on which is wound the secondary winding of a high-voltage pulse transformer, and directly to the secondary winding at its primary winding, the beginning of all the parallel branches of the primary winding of high voltage pulse transformer connected to one of electrodes of the capacitive pulse source, and the ends of the parallel branches of this winding are connected via the switching element to the other plate of the capacitive pulse source.

На фиг.1 приведена схема предложенного генератора высоковольтных импульсов. Генератор содержит низковольтный источник питания 1 (600 В), между выводами которого последовательно включены емкостный источник импульсов 2 (0,47 мкФ) и первичная обмотка высоковольтного импульсного трансформатора 3. Эта первичная обмотка 3 выполнена из нескольких параллельных ветвей (на фиг.1 из трех ветвей). Коммутация емкостного источника импульсов 2 на первичную обмотку 3 осуществляется через коммутирующий элемент 4, установленный параллельно низковольтному источнику питания 1. Высоковольтный импульсный трансформатор содержит насыщающийся сердечник 5 выполненный в виде ферритового кольца, непосредственно на которое намотана вторичная обмотка высоковольтного импульсного трансформатора 6. Причем непосредственно на эту обмотку 6 намотана первичная обмотка 3. Непосредственно к вторичной обмотке 6 подключен высоковольтный конденсатор 7. Конденсатор 7 и высоковольтный конденсатор 8 соединены по схеме Фитча. В реальной конструкции емкость каждого из этих конденсаторов равна 330 пФ. Последовательно высоковольтным конденсаторам 7 и 8 включен коммутирующий магнитный дроссель 9, а параллельно им Figure 1 shows a diagram of the proposed high-voltage pulse generator. The generator contains a low-voltage power supply 1 (600 V), between the terminals of which a capacitive pulse source 2 (0.47 μF) and a primary winding of a high-voltage pulse transformer 3 are connected in series. This primary winding 3 is made of several parallel branches (in figure 1 of three branches). The capacitive pulse source 2 is switched to the primary winding 3 through a switching element 4 mounted parallel to the low-voltage power supply 1. The high-voltage pulse transformer contains a saturating core 5 made in the form of a ferrite ring directly onto which the secondary winding of the high-voltage pulse transformer 6 is wound. the winding 6 is wound primary winding 3. Directly to the secondary winding 6 is connected to a high voltage capacitor 7. To capacitor 7 and 8 are connected to a high voltage capacitor of circuit Fitch. In a real design, the capacitance of each of these capacitors is 330 pF. In series with the high-voltage capacitors 7 and 8, a switching magnetic inductor 9 is turned on, and parallel to them

включены срезающий магнитный дроссель 10 и нагрузка 11. Нагрузкой является электродная система для получения озона.includes a cutting magnetic inductor 10 and a load 11. The load is an electrode system for producing ozone.

Генератор высоковольтных импульсов работает следующим образом. Низковольтный источник питания 1 заряжает емкостный источник импульсов 2, который через коммутирующий элемент 4 разряжается на первичную обмотку 3 высоковольтного импульсного трансформатора. При этом высоковольтные конденсаторы 7 и 8 заряжаются параллельно. По достижению максимального напряжения на высоковольтных конденсаторах 7 и 8 насыщается сердечник 5 высоковольтного импульсного трансформатора. Через вторичную обмотку 6 высоковольтного импульсного трансформатора высоковольтная емкость 7 перезаряжается, вследствие чего происходит удвоение напряжения. Удвоенное напряжение прикладывается к коммутирующему магнитному дросселю 9, в момент насыщения сердечника коммутирующего магнитного дросселя 9 импульс поступает на нагрузку 11.The high voltage pulse generator operates as follows. The low-voltage power supply 1 charges the capacitive pulse source 2, which, through the switching element 4, is discharged to the primary winding 3 of the high-voltage pulse transformer. In this case, the high voltage capacitors 7 and 8 are charged in parallel. Upon reaching the maximum voltage on the high-voltage capacitors 7 and 8, the core 5 of the high-voltage pulse transformer is saturated. Through the secondary winding 6 of the high-voltage pulse transformer, the high-voltage capacitance 7 is recharged, resulting in a doubling of the voltage. Double voltage is applied to the switching magnetic inductor 9, at the time of saturation of the core of the switching magnetic inductor 9, the pulse enters the load 11.

В результате испытаний рассмотренного генератора получены импульсы амплитудой 30 кВ, с фронтом 18 не и полной длительностью (по основанию) 36 не, с частотой следования импульсов 1 кГц.As a result of testing the generator under consideration, pulses with an amplitude of 30 kV were obtained, with a front of 18 ns and a total duration (base) of 36 ns, with a pulse repetition rate of 1 kHz.

Claims (1)

Генератор высоковольтных импульсов, включающий в себя последовательно соединенные емкостной источник импульсов, высоковольтный импульсный трансформатор с насыщающимся сердечником, снабженным первичной и вторичной обмотками, причем первичная обмотка выполнена из нескольких параллельных ветвей, а к вторичной обмотке подключена нагрузка, отличающийся тем, что насыщающийся сердечник высоковольтного импульсного трансформатора выполнен в виде ферритового кольца, непосредственно на которое намотана вторичная обмотка высоковольтного импульсного трансформатора, а непосредственно на вторичную обмотку намотана его первичная обмотка, причем начала всех параллельных ветвей первичной обмотки высоковольтного импульсного трансформатора подключены к одной из обкладок емкостного источника импульсов, а концы всех параллельных ветвей этой обмотки через коммутирующий элемент присоединены к другой обкладке емкостного источника импульсов.
Figure 00000001
A high-voltage pulse generator, including a capacitive pulse source connected in series, a high-voltage pulse transformer with a saturable core equipped with primary and secondary windings, the primary winding made of several parallel branches, and a load connected to the secondary winding, characterized in that the saturated core of the high-voltage pulse the transformer is made in the form of a ferrite ring, directly on which the secondary winding of the high voltage and pulse transformer, and its primary winding is wound directly on the secondary winding, and the beginnings of all parallel branches of the primary winding of the high voltage pulse transformer are connected to one of the plates of the capacitive pulse source, and the ends of all parallel branches of this winding are connected to the other plate of the capacitive pulse source.
Figure 00000001
RU2007119892/22U 2007-05-28 2007-05-28 HIGH VOLTAGE PULSE GENERATOR RU67360U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007119892/22U RU67360U1 (en) 2007-05-28 2007-05-28 HIGH VOLTAGE PULSE GENERATOR

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007119892/22U RU67360U1 (en) 2007-05-28 2007-05-28 HIGH VOLTAGE PULSE GENERATOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU67360U1 true RU67360U1 (en) 2007-10-10

Family

ID=38953553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007119892/22U RU67360U1 (en) 2007-05-28 2007-05-28 HIGH VOLTAGE PULSE GENERATOR

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU67360U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107040244B (en) All-solid-state high-voltage microsecond pulse generator based on FRSPT and anti-resonance network
Zhang et al. A compact, high repetition-rate, nanosecond pulse generator based on magnetic pulse compression system
CN108923641B (en) DSRD-based high-voltage fast pulse power supply
CN103036146B (en) Excimer laser pulsed power source
CN103337983A (en) Repetition-frequency high-voltage microsecond pulsed power supply
CN203590071U (en) Magnetron modulator of pulse transformer
CN201904738U (en) Bipolar nanosecond high-voltage narrow-pulse generator
RU67360U1 (en) HIGH VOLTAGE PULSE GENERATOR
CN109448951A (en) A kind of degausser of solid state pulse modulator
Wu et al. Bipolar Marx circuit based on double transformers
Teramoto et al. All-solid-state trigger-less repetitive pulsed power generator utilizing semiconductor opening switch
JPH11332258A (en) Pulse power supply
GB1131561A (en) Electrical circuits for providing high power pulses
CN111313867A (en) All-solid-state hundred-nanosecond square wave pulse generator
RU2459395C1 (en) Linear induction accelerator
CN108809274B (en) Pulse power generating device
CN203071393U (en) Laser power supply
CN113179005B (en) Double-pulse power supply and working method thereof
RU2263392C2 (en) High-voltage pulse generator
Gundersen et al. Nanosecond pulse generator using a fast recovery diode
Kuthi et al. Nanosecond pulse generator using a fast recovery diode
CN103715937A (en) Two voltage doubling circuit series connection output type magnetic pulse compression unit and magnetic pulse compression unit source
RU2790206C1 (en) High voltage pulse generation system
RU55233U1 (en) PULSE LAMP POWER SYSTEM (OPTIONS)
CN219833991U (en) High-voltage pulse power supply

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20130529

QB1K Licence on use of utility model

Free format text: LICENCE

Effective date: 20090828