SU1078474A1 - Pulse transformer - Google Patents

Pulse transformer Download PDF

Info

Publication number
SU1078474A1
SU1078474A1 SU813374853A SU3374853A SU1078474A1 SU 1078474 A1 SU1078474 A1 SU 1078474A1 SU 813374853 A SU813374853 A SU 813374853A SU 3374853 A SU3374853 A SU 3374853A SU 1078474 A1 SU1078474 A1 SU 1078474A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
voltage
pulse
pulse transformer
key
additional
Prior art date
Application number
SU813374853A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Алексеевич Павлов
Юрий Петрович Пичугин
Игорь Николаевич Романенко
Original Assignee
Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
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 Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова filed Critical Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова
Priority to SU813374853A priority Critical patent/SU1078474A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1078474A1 publication Critical patent/SU1078474A1/en

Links

Landscapes

  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Description

Изобретение относитс  к высоковольтной импульсной электротехнике в частности, к высоковольтным импульсным трансформаторам, и может быть использовано в импульсных элек роэнергетических , радиотехнических, радиолокационных устройствах дл  повышени  напр жени  мощных электри ческих импульсов.. Известен импульсный трансформато содержащий первичную и вторичную об мотки и конденсатор, включенный параллельно вторичной обмотке, причем дл  снижени  искажений форкы импуль са высоковольтна  первична  обмотка выполнена из провода с высоким удельным сопротивлением Недост::гтком его  вл ютс  большие потери энергии из-за выполнени  обмотки из провода с высоким удельным сопротивлением. Известен спиральный генератор, содержащий несколько провод щих и изол ционных лент, наложенных поочередно одна на другую и свернутых в спираль, так что кажда  пара сосе них провод щих лент образует полоск вую линию, искровой разр дник, подключенный параллельно входу половины , счита  от крайней, последовател но расположенных полосковых линий С 2 Недостатком данного генератора  вл етс  то, что он не позвол ет генерировать большую энергию, так как в нем накопленна  энерги  определ етс  величиной емкостей полосковых линий и емкостей между nojiocковыми лини .ш. Эти емкости имеют небольшие величины. Дл  их увеличени  необходимо значительно повысить габариты и вес генератора. Наиболее близким к предлагаемому техническим решением  вл етс  импульсный трансформатор, содержащий первичную и вторичные рбмот|си, последовательно соединенные с первичной обмоткой накопитель электрической энергии, управл емый ключ и зар дное устройство, подключенное параллельно к накопителю энергии f3J. Недостатком этого устройства  вл етс  мала  крутизна фронта выходного импульса из-за того, что получаемый на вторичной обмотке импульс сначала з.ар жает паразитньЕв межвитковые емкости и только после этого подаётс  на нагрузку. Зар д этих емкостей происходит в течение некоторого времени, что удлин ет длительность фронта выходного импуль . са. Цель изобретени  - увеличение крутизны фронта выходного импульса напр жени  импульсного трансформатора . Поставленна  цель достигаетс  тем, что импульсный трансформатор, содержащий первичную и вторичную обмотки, последовательно соединенные с первичной обмоткой накопитель электрической энергии, управл емый ключ и зар дное устройство, параллельно подключенное к накопителю энергии, имеет дополнительные управл емый ключ и зар дное устройство, вторична  обмотка выполнена в виде свернутой в спираль полосковой линии, состо щей из двух токопровод щих лент, дополнительное зар дное устройство подключено параллельно дополнительному ключу, который подключен к концам токопровод щих лент, предназначенных дл  подключени  нагрузки. На чертеже представлена принципиальна  схема предлагаемого импульсного трансформатора. Импульсный трансформатор содержит первичную обмотку 1, вторичную обмотку 2, ферромагнитный сердечник 3, ключи 4 и 5. Крюме этого на чертеже представлен накопитель электрической энергии - конденсатор б, источник посто нного напр жени  - зар дные устройства 7 и 8, загрузка 9. Вторична  обмотка 2 выполнена в виде свернутой в спираль полосковой линии, состо щей из двух провод щих лент 10 и 11, изолированных двуг от друга по всей длине спирали (изол ци  на чертеже не приведена ). Трансформатор может быть выполнен в воздушном исполнении и с магнитопроводом , использование которого позвол ет повысить коэффициент св зи между обмотками. Импульсный трансформатор работает следующим образом. В начсшьный момент времени накопительный конденсатор 6 зар жен зар дным устройством 8, вторична  обмотка из полосковой линии зар жена зар дным устройством 7, ключи 4 и 5 разомкнуты. Рабочий цикл начинаетс  с одновременного замыкани  ключей 4 и 5. При этом конденсатор 6 разр жаетс  через ключ 4 на первичную.обмотку 1 трансформатора и на вторичной обмот .ке от этого разр да индуктируетс  импульс напр жени  с небольшой крутизной фронта. Одновременно при замыкании, ключа 5 (он может быть включен на любом конце линии) от него по линии нач- . нет распростран тьс  в сторону открытого конца волна напр жени . По мере движени  волны распределенные емкости , образованные смежными витками спиргши, включаютс  последовательно . Когда падающа  волна достигает открытого конца спирали амплитуда импульса напр жени  между началом и концом спирали будет U nUo, где л число витков спирали, -Ид - зар дное напр жение. После отражени  от открытого конца линии напр жение в ней (в линии ) мен ет знак на проти воположный - инвертирует. В момент, когда отраженна  волна достигает ключа 5, процесс перезар дки линии заканчиваетс  и амплитуда импульса напр жени  на выходе линии достигает максимальной величины U 2nUQ. Этот импульс напр жени  складываетс  с трансформированньлм на вторичной обмотке импульсом от разр да конденсатора 6 и на нагрузку 9 тоже подаетс  импульс. Выходной импульс имеет значительно большую крутизну фронта, чем если бы вторична  обмотка была выполнена только трсщиционным способом, корректирующие устройства могут дополнительно повысить крутизну выходного импульса. Преимуществом предлагаемого импульсного трансформатора, кроме того ,  вл етс  то, что за счет автоном ной зар дки вторичной обмотки на нагрузке можно получить разные по форме и амплитуде импульсы напр жени . Дл  этого необходимо мен ть зар дное напр жение полосковой линии, т.е. зар дное устройство 8 должно представл ть собой регулируемый источник посто нного напр жени . Таким образом, выполнение вторичной обмотки импульсного трансформатора в виде полосковой линии, свернутой в спираль позвол ет уменьшить длительность фронта (крутизна фронта увеличиваетс  ) выходного импульса и получить на нагрузке импульс с амплитудой напр жени , превьвцающей аютлитуду напр жени  на вторичной обмотке традиционного импульсного трансформатора. По сравнению с аналогом при одинаковых габаритах предлагаемое устройство позвол ет генерировать предельно большую энергию, котора  определ етс  в основном накопленной энергией в конденсаторе б и котора  передаетс  в нагрузку 9 за счет индуктивной св зи между обмоткгми трансформатора, т.е. за счет магнитного пол . Энерги  накопленна  в полосковой линии составл ет значительно меньшую часть генерируемой энергии. Эта энерги  выдел етсй со значительной скоростью, т.е. .расходуетс  в нагрузке в начальной стадии процесса и определ ет фронт генерируемого импульса напр жени . По конструкции предлагаеьий трансформатор прост, технологи  его изготовлени  несложна.The invention relates to high-voltage impulse electrical engineering, in particular, to high-voltage impulse transformers, and can be used in pulsed electrical, radio, radar devices to increase the voltage of high-power electrical impulses. A pulsed transformer containing a primary and secondary windings and a capacitor connected is known. parallel to the secondary winding, with the high-voltage primary winding being made of high-voltage wire to reduce the distortion of the forcing pulse The specific resistivity of the Inadequate :: tcc is large energy losses due to the winding of high-specific-resistance wires. A spiral generator is known that contains several conductive and insulating tapes superimposed alternately on one another and rolled into a spiral, so that each pair of conductor tapes forming a strip line, a spark discharge connected in parallel to the half, counted from consecutively located strip lines C 2. The disadvantage of this generator is that it does not allow to generate more energy, since the accumulated energy in it is determined by the size of the capacities of the strip lines and the capacitances between in line nojiockovymi .sh. These containers are small. To increase them, it is necessary to significantly increase the size and weight of the generator. Closest to the proposed technical solution is a pulse transformer containing primary and secondary operating terminals connected in series with the primary winding of an electrical energy storage device, a control key and a charging device connected in parallel to the energy storage device f3J. A disadvantage of this device is the small steepness of the front of the output impulse due to the fact that the impulse received on the secondary winding first causes parasitic interturn capacitances and only after that is applied to the load. The charge of these containers occurs for some time, which lengthens the length of the front of the output pulse. sa The purpose of the invention is to increase the steepness of the front of the output voltage pulse of a pulse transformer. The goal is achieved by the fact that a pulse transformer containing primary and secondary windings connected in series with the primary winding to an electrical energy storage device, a control key and a charging device connected in parallel to the energy storage device, has an additional control key and a charging device, the secondary winding made in the form of a strip line coiled up in a spiral consisting of two current-carrying tapes, an additional charging device is connected in parallel with an additional key, to which is connected to the ends of the conductive tapes intended for connecting the load. The drawing shows a schematic diagram of the proposed pulse transformer. The pulse transformer contains the primary winding 1, the secondary winding 2, the ferromagnetic core 3, the keys 4 and 5. The hook of this figure shows the electrical energy storage device - capacitor b, a constant voltage source - chargers 7 and 8, load 9. The secondary winding Figure 2 is made in the form of a strip line coiled up in a spiral, consisting of two conductive tapes 10 and 11, isolated from one another along the entire length of the spiral (the insulation is not shown in the drawing). The transformer can be made in the air design and with a magnetic core, the use of which allows to increase the coupling coefficient between the windings. Pulse transformer operates as follows. At the initial moment of time, the storage capacitor 6 is charged by the charging device 8, the secondary winding from the strip line is charged by the charging device 7, the keys 4 and 5 are open. The duty cycle begins with the simultaneous closure of keys 4 and 5. At the same time, the capacitor 6 is discharged through switch 4 to the primary winding 1 of the transformer and to the secondary winding from this discharge a voltage pulse is induced with a small steep front. Simultaneously when closing, key 5 (it can be switched on at either end of the line) from it along the beginning- line. no propagate towards the open end of the stress wave. As the wave moves, the distributed capacitances formed by the adjacent turns of the spingshi are switched in series. When the incident wave reaches the open end of the helix, the amplitude of the voltage pulse between the beginning and the end of the helix will be U nUo, where l is the number of turns of the helix, -Id is the charging voltage. After reflection from the open end of the line, the voltage in it (in the line) changes sign to the opposite - inverts. At the moment when the reflected wave reaches the key 5, the process of recharging the line ends and the amplitude of the voltage pulse at the output of the line reaches the maximum value U 2nUQ. This voltage pulse is added to the transformed impulse on the secondary winding from the discharge of capacitor 6 and a pulse is also applied to the load 9. The output impulse has a much greater steepness of the front than if the secondary winding was carried out only by means of force, correcting devices can further increase the steepness of the output impulse. The advantage of the proposed pulse transformer, in addition, is that due to the autonomous charging of the secondary winding, the voltage pulses of different shape and amplitude can be obtained on the load. For this, it is necessary to change the charge voltage of the strip line, i.e. Charging device 8 should be an adjustable DC voltage source. Thus, the implementation of the secondary winding of a pulse transformer in the form of a strip line coiled into a spiral reduces the duration of the front (the edge steepness increases) of the output pulse and receives a pulse with a voltage amplitude exceeding the voltage of the traditional pulse transformer on the load. Compared with the analogue with the same dimensions, the proposed device allows generating extremely high energy, which is determined mainly by the accumulated energy in the capacitor b and which is transferred to the load 9 due to the inductive coupling between the transformer windings, i.e. due to the magnetic field. The energy stored in the stripline is a much smaller part of the generated energy. This energy is released at a significant rate, i.e. The load is consumed at the initial stage of the process and determines the front of the generated voltage pulse. By design, the proposed transformer is simple, its manufacturing technology is simple.

Claims (1)

¢54) ИМПУЛЬСНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР, содержащий первичную и вторичную обмотки, последовательно соединенные с первичной обмоткой накопитель электрической энергии, управляемый ключ и зарядное устройство, параллельно подключенное к накопителю энергии, отличающийся тем, что, с целью увеличения крутизн ны фронта выходного импульса, он имеет дополнительные управляемый ключ и зарядное устройство, вторичная обмотка выполнена в виде свернутой в спираль полосковой линии, состоящей из двух токопроводящих лент, дополнительное зарядное устройство подключено параллельно дополнительному ключу, который подключен к концам токопроводящих лент, предназначенных для подключения нагруз- <д¢ 54) A PULSE TRANSFORMER containing primary and secondary windings, an electrical energy storage device, a controllable key and a charger connected in parallel to the energy storage device in series, characterized in that, in order to increase the steepness of the output pulse front, it has additional a controlled key and a charger, the secondary winding is made in the form of a coiled strip line consisting of two conductive tapes, an additional charger yucheno parallel additional key which is connected to the ends of conductive strips intended for connection nagruz- <d
SU813374853A 1981-12-30 1981-12-30 Pulse transformer SU1078474A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813374853A SU1078474A1 (en) 1981-12-30 1981-12-30 Pulse transformer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813374853A SU1078474A1 (en) 1981-12-30 1981-12-30 Pulse transformer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1078474A1 true SU1078474A1 (en) 1984-03-07

Family

ID=20989855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813374853A SU1078474A1 (en) 1981-12-30 1981-12-30 Pulse transformer

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1078474A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524387C2 (en) * 2011-11-28 2014-07-27 Ильшат Гайсеевич Мусин Self-induced emf pulse generator

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СС 155227, кл. Н 01 F 19/08, 1961. 2.Авторское свидетельство СССР 792565, кл. Н 03 К 3/53, 1979. 3.Авторское свидетельство СССР 205074, кл. Н 01 F 19/08, 1965. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524387C2 (en) * 2011-11-28 2014-07-27 Ильшат Гайсеевич Мусин Self-induced emf pulse generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5319665A (en) High power electromagnetic pulse driver using an electromagnetic shock line
CN107040244A (en) All solid state high voltage microsecond generator based on FRSPT and antiresonance network
US5118969A (en) Multiple pulse generator using saturable inductor
US4642476A (en) Reversing-counterpulse repetitive-pulse inductive storage circuit
SU1078474A1 (en) Pulse transformer
US5656873A (en) Transmission line charging
US6281603B1 (en) Pulse line generators
US5444308A (en) Nanosecond transmission line charging apparatus
US4849649A (en) Electric pulse generator of the type with a saturatable inductance coil
RU2352056C1 (en) High-voltage impulse generator
US2821685A (en) Transmission line for pulse forming networks
SU1034157A1 (en) Helical generator
SU790150A1 (en) Resonance pulse shaping transformer
RU2003243C1 (en) Nanosecond accelerator
GB975911A (en) Improvements in or relating to pulse generators
RU2181925C2 (en) High-voltage pulse generator
SU907776A1 (en) Spiral generator
SU347898A1 (en) High Voltage Pulse Generator
RU2161857C1 (en) Pulse generator built around transformer-coupled inductive energy storage
SU720546A1 (en) High-voltage pulse transformer
JP2004080908A (en) Pulsed power supply device
SU1748233A1 (en) Pulse generator
RU2032283C1 (en) Nanosecond accelerator
SU868988A1 (en) Square-wave generator
RU2263392C2 (en) High-voltage pulse generator