SU1023635A1

SU1023635A1 - Pulse voltage generator

Info

Publication number: SU1023635A1
Application number: SU792807290A
Authority: SU
Inventors: Борис Васильевич Семкин
Priority date: 1979-08-07
Filing date: 1979-08-07
Publication date: 1983-06-15

Abstract

ГЕНЕРАТОР Ш ПУЛЬС№К НАПРЯЖЕНИЙ , содержащий источник напр жени с двум потенциальными полюсами, подключенными через защитные элементы к многоступенчатому каскаду формировани импульсов, кажда ступень которого состоит из двух последо ательно включенных конд саторных батарей, свединенных раэделительшми дроссел ми с индуктивностью 1 каждый, а между ступен ми Г включены коммутирующие разр дники, о т л и ч а ю щ и и с тем, что, с целью повышени амплитуды импульса напр жени , обща точка конденсаторных батарей первой ступени подключена к одному из полюсов источника, а противоположные клеммы к другому, кажда конденсаторна батаре содержит два последовательно включенных емкостшлх накопител , общие точки которых в двух соседних конденсаторных батаре х в соседних ступен х соединенн дополнительно введенными разделительными элементами между собой/ а общие точки накопителей первой ступени с общей шиной, причем одна из конденсаторных батарей любой ступени шунтирована цепью из после- Q Довательно включенных кс 1мутирукнцёго S разр дника и дроссел -с индуктив (Л ностью L , котора выбрана из услови .Ц, г где Ь - индаь тивность-дроссел шунтирующей цепи; суммй индуктивностей всех разделительных дросселей, соедин ющих конденсаторные батареи соседних ступеней. ND СО О) DO СДGENERATOR W PULSE VOLTAGE, containing a voltage source with two potential poles connected through protective elements to a multi-stage pulse shaping stage, each stage of which consists of two successively connected capacitor batteries connected to each other with inductance 1 each inductance 1 and each In steps G, switching arresters are switched on, so that in order to increase the amplitude of the voltage pulse, the common point of the first-stage capacitor batteries It is connected to one of the source poles, and the opposite terminals to the other, each capacitor battery contains two series-connected capacitive drives, whose common points in two adjacent capacitor batteries in adjacent steps are connected by additionally introduced separating elements between each other and the common points of the first-stage accumulators with a common bus, and one of the capacitor batteries of any level is shunted by a chain of after-Qs. Incidentally included ks 1mutirukntsego S discharger and droplets -c inductive ( By the value of L, which is chosen from the condition. C, d where b is the inditivity-throttle of the shunt circuit; the sum of the inductances of all separation chokes connecting the capacitor banks of adjacent steps. ND CO O) DO SD

Description

изобретение относитс к области высоковольтной импульсной техники и может быть использовано дл генерировани импульсов, преимущественно микросекундного диапазона времени с амплитудой импульса сотни-тыс чи киловольт и энергией в импульсе единицы-сотни килоджоулей.The invention relates to the field of high-voltage pulsed technology and can be used to generate pulses, preferably in the microsecond time range, with an amplitude of hundreds of thousands of kilovolts and an energy per unit-hundreds of kilojoules.

Известен гене|)атЪр импульсных напр жений, содержащий источник нап .р жени с двум потенциальными выходами , подключенными через защитные элементы к многокаскадному генератору , собранному по схеме АкардьеваMapKcatl .Недостатком этого генератора вл етс сложность синхронизации управл емых разр дников. Креме того, устройство вл етс весьма громоздким .A known gene is a pulsed voltage, which contains a voltage source with two potential outputs connected via protective elements to a multi-stage generator assembled according to the Mapard circuit of Mapard catl. A disadvantage of this generator is the synchronization complexity of controlled arrays. In addition, the device is very bulky.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретений вл етс генератор импульсных напр жений , содержащий источник напр жени с двум потенциальниавд псыгносамк, подкдючен1алки через эгащитные элементы к многоступенчатому каска.ду форми ровани импульсов, кажда ступень которого состоит из двух последовательно включенных конденсатс ник: батарей , соединенных разделительными дрос сел ми и индуктивностью Ь СЗЗ каждый , а между ступен ми включегал кеммутирующие разр дники.The closest technical solution to this invention is a pulse voltage generator, which contains a voltage source with two potential puffers, connected via ego-protective elements to a multi-stage helmet. Formation of pulses, each stage of which consists of two successively connected condensates: batteries, connected separator thrusts and an inductance L of the SPZ each, and between the steps included commuting dischargers.

Недостатком этого генератора вл етс низка кратность напр жени , т.е. недостаточна амплитуда ампульсов на выходе генератора при заданно числе ступеней генератора.The disadvantage of this generator is low voltage ratio, i.e. insufficient amplitude of the amplitudes at the output of the generator with a given number of stages of the generator.

Цель изобретени - повышение амплтуды импульсов напр жени . The purpose of the invention is to increase the amplitude of the voltage pulses.

Поставленна цель достигаетсй тем, что в генераторе импульсных напр жений, содержащем источник напр жени с двум потенциальными полюсами,подключенный через защитные элементы к многоступенчатом каскаду формировани импульсов, кажда ступень которого состоит из двух последовательно включенных конденсаторных батарей, соединенных раздели тельными дроссел ми с. иийуктивкостью ц каждый, а между ступен ми включены коммутирующие разр дники, обща точка конденсаторных батарей первой ступени подключена к одному из полюсов источника,а противоположные клем мы к другому,кажда конденсаторна батаре содержит два последовательно включенных емкостных накопител , общие точки которих в двух соседних конденсаторных батаре х в соседних ступен х соединены дополнительно введенными разделительными элементами между собой, а общие точки накопителей первой ступени с общей шиной, причем одна из конденсаторных The goal is achieved by the fact that in a pulse voltage generator containing a voltage source with two potential poles, connected through protective elements to a multistage pulse formation stage, each stage of which consists of two successively connected capacitor banks connected by separator throttles c. iy with inductance q each, and switching dischargers are connected between the stages, the common point of the first-stage capacitor batteries is connected to one of the source poles, and the opposite terminals to the other, each capacitor battery contains two series-connected capacitive drives, common points in two adjacent capacitor The batteries in the adjacent steps are connected by additionally introduced separating elements to each other, and the common points of the accumulators of the first stage are connected to a common bus, one of which is condensate GOVERNMENTAL

батарей любой ступени шунтирована цепью из последовательно включенных коммутирующего разр дника и дроссел с индуктивностью U , котора выбрана из услови batteries of any level are shunted by a circuit of a series-connected commuting surge and drossel with inductance U, which is selected from the condition

1 | Цгде Ь - индуктивность дроссел шунтируквдей цепи;1 | Zgde b is the inductance of the droplets of the shunt ruddy chains;

сумма индуктив остей всех разделительных дросселей, соедин ющих конденсаторные батареи соседних ступеней. На чертеже представлена схема генератора. the sum of the inductances of all separation chokes connecting the capacitor banks of adjacent steps. The drawing shows a diagram of the generator.

- Источник 1 напр жени выпр мленного тока подключен через,защитные элементы 2 Ч на чертеже - дроссели, но допустимы и резисторы,) к многоступенчатому каскаду формировани импульсов, состо щему из емкостнйх накопителей 3, объединенных по два в батареи, .между конденсаторными батаре ми двух соседних ступеней вютючены разделительные дроссели 4 с индуктивностью Ь каждый. Между о&зщмк точкам, емкостных накопителей .в Двух соседних батаре х смежных ступеней включены разделительные элементы 5 (на чертеже - резистоЕИ , но допустиглы и катушки индукт тивностей), причем общие точки накопителей у- конд-енсаторной батареи первой ступени подключены через разделительные элементы 5 к , Между ступен ми каскада включены коммутирующие разр дники 6. Одна из батарей каскада (на чертеже верхн батаре второй ступени) зашу .нтирована цепью из разр дника 7 и дроссел 8 с индуктивностью Ь выбранной так, что ./Э2Ь /- Source 1 of the rectified voltage is connected through, the protective elements 2 × in the drawing are chokes, but resistors are also allowed,) to the multi-stage pulse formation stage consisting of capacitive drives 3, combined in two in batteries, between capacitor banks The two adjacent stages are coupled separator chokes 4 with inductance L each. Between & zmmkk points, capacitive drives. In the two adjacent batteries x adjacent steps are included separating elements 5 (in the drawing - resistors, but acceptable and inductance coils), and the common points of the accumulators of the capacitor battery of the first stage are connected through separating elements 5 k. Switching gaps 6 are switched on between the stages of the cascade. One of the batteries of the cascade (in the drawing, the top battery of the second stage) seals the circuit from chip 7 and the throttles 8 with inductance b selected so that ./E2 /

Генерато|3 работает следующим образом.Genera | 3 works as follows.

.При подключении источника выпр мленного тока к сети осуществл етс зар дка-емкостшлх накопителейпо цеп м земл 1-2-4.,. 4-3-5...5-земл , при этом направление напр жений на батаре х каждой ступени встречное (как показано сплошными стрелками на примере первой ступени). После достижени максимального зар дного напр жени на емкостных накоп тё- л х генератора срабатывает коммутирук ций разр дник 7 и верхн батаре конденсаторов второй ступени, а такж все верхние конденсзаторные батареи других бтуненей, в колебательном режик® разр жаютс Через цепочку 7-8, так как Ь 2/3S,bv, , то их перезар дка осуществл етс практически одновременно, все батареи перезар жаютс , практически через.When the rectified current source is connected to the mains, charging-capacitor storage circuits of the earth circuits 1-2-4 are carried out.,. 4-3-5 ... 5-earth, while the voltage direction on the batteries x of each stage is opposite (as shown by solid arrows on the example of the first stage). After reaching the maximum charging voltage on the capacitive accumulators of the generator, commutations of the surge generator 7 and the upper battery of the second stage capacitors are triggered, as well as all the upper capacitor banks of other btuneni, the oscillating oscillator® discharges through the chain 7-8 as b 2 / 3S, bv, then they are recharged almost simultaneously, all batteries are recharged, practically through

одинаковую индуктивность. Через врем t i. 3/ 2ICYL.C/2 , где С - емкость одного емкостного накопител 3, нап .р жени на верхних батаре х достигают максимума, а по направлению будут соответствовать напр жению на нижних конденсаторных батаре х генератора . Разр дник б, включенный ме зду землей и первой ступенью каскада , синхронизирован так/, что в момент VLc/2 он срабатывает. Это достигаетс подачей специального ш нхроимпульса либо отстройкой промежутка в этом разр днике на пробивное напр жение , гдеО- амплитуда источника -зар дного напр жени . Далее как и в генераторах, выполненных по принципу Аркадьева-Маркса, автоматически и последовательно во времени срабатывают коммутир5 гааиеsame inductance. Through time t i. 3 / 2ICYL.C / 2, where C is the capacity of one capacitive storage device 3, the voltage on the upper batteries x reaches a maximum, and in the direction they correspond to the voltage on the lower capacitor batteries of the generator. Ramp B, switched on between the ground and the first stage of the cascade, is synchronized so / that at the time of VLc / 2 it is triggered. This is achieved by applying a special w pulse or by detuning the gap in this discharge voltage to the breakdown voltage, where O is the amplitude of the source is the high voltage. Further, as in the generators made according to the Arkad'ev-Marx principle, the commutation is switched on automatically and consistently in time

разр дники б, включенные между 1-й и.2-й ступенью между 2-й и З-й иB scores are included between the 1st and 2nd steps between the 2nd and 3rd and

т.д. На чертеже приведено три ступени каскада, но их число может бытьetc. The drawing shows the three stages of the cascade, but their number can be

и больше. Амплитуда напр жени на выходе генератора при этом по отношению к уровню зар дного напр жени составл ет К 4 п, где п число ступеней, т.е . в два раза выше , чем в известие генераторе.and more. The voltage amplitude at the output of the generator with respect to the level of the charging voltage is K 4 n, where n is the number of stages, i.e. two times higher than the news generator.

Генератор позвол ет в два раза увеличить амплитуду импульса напр жени том же числе ступеней, аThe generator makes it possible to double the amplitude of the voltage pulse by the same number of stages, and

следовательно, и при том же количестве коммутирующих разр дников, либо практически в два раза уменьшить число кo мyтиpyn(aиx разр дников и примерно на 16% количество разделительных элементов при той же амплитуде импульсов.}consequently, with the same number of switching arrays, or by almost two times reducing the number of co-cycles (ai of arrays and approximately 16% the number of separating elements with the same amplitude of pulses.}

Claims

PULSED VOLTAGE GENERATOR, which contains a voltage source with two potential poles connected through protective elements to a multi-stage cascade of pulse formation, each stage of which consists of two series-connected capacitor banks connected by isolating reactors with inductance 1c each, and switching dischargers are connected between the stages, Therefore, in order to increase the voltage pulse amplitude, the common point of the first stage capacitor banks is connected to one of the poles of the source, and opposite terminals to the other, each capacitor bank contains two series-connected capacitive drives, the common points of which in two adjacent capacitor batteries in adjacent steps are connected by additionally introduced separation elements, · and the common points of the first-stage drives with a common bus, and one of the capacitor banks of any stage is shunted by a circuit of series-connected switching arrester and inductor L, which I selected from the condition where L - the inductance of the shunt inductor circuit;

7¾ is the sum of the inductances of all isolation chokes connecting the capacitor banks of adjacent stages.

ns