SU1150736A1

SU1150736A1 - Multistep pulse voltage generator

Info

Publication number: SU1150736A1
Application number: SU813269540A
Authority: SU
Inventors: Ринат Ильясович Валеев; Михаил Георгиевич Никифоров
Original assignee: Отделение Всесоюзного Электротехнического Института Им.В.И.Ленина В Г.Истре
Priority date: 1981-04-03
Filing date: 1981-04-03
Publication date: 1985-04-15

Abstract

МНОГОСТУПЕНЧАТЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ, содержащий источник зар дного напр жени , устройство запуска, ступени умножени напр жени , кажда из которых состоит из зар дных резисторов, накопительного конденсатора, многозазорного управл емого разр дника, разр дные промежутки между основными электродами которого зашунтированы резисторами делител напр жени , стабилизатора напр жени , запускающие генераторы, причем заур дные резисторы смежных ступеней умножени напр жени соединены между собой последовательно, образу две параллельные ветви зар дных резисторов. одна из которых включена между общей шиной и выходом многоступенчатого генератора импульсных напр жений, друга подключена к выходу источника зар дного напр жени , накопительные конденсаторы включены параллельно через зар дные резисторы и последовательно - через многозазорные управл емые разр дники, вход каждого запускающего генератора подключен параллельно одному из стабилизаторов напр жени , выход каждого запускающего генератора соединен с управл ющим электродом одного из многозазорных управл емых разр дников, запускающие генераторы выполнены в виде спиральных генераторов, отличающийс тем, что, с целью упрощени конструкции и повышени надежности генератора, стабилизатор на (Л пр жени каждой ступени умножени напр жени включен между основными электродами одного из разр дных промежутков многозазорного управл емого разр дника той же ступени умножени напр жени последовательно с резисторами делител напр жени , выход устройства запуска соединен с управл ющим электродом мноСП гозазорного управл емого разр дника перо вой ступени умножени напр жени , выход каждого запускающего генератора соединен с управл ющим электродом многозазороо ного управл емого разр дника последую05 щей ступени умножени напр жени .Multistage voltage impulse generator, comprising a source of charging voltage trigger device stage multiplying voltage, each of which consists of charge dnyh resistor, storage capacitor, a multigap controllable arrester, The discharge spaces between the main electrodes of which are shunted by resistors voltage divider voltage regulator, the starting generators, and the resistors of the adjacent voltage multiplier stages are connected in series to form Two parallel branches of charging resistors. one of which is connected between the common bus and the output of the multistage pulse voltage generator, the other is connected to the output of the charging voltage source, the storage capacitors are connected in parallel via charging resistors and in series through the multi-gap controlled arresters, the input of each trigger generator is connected in parallel to one from voltage regulators, the output of each triggering generator is connected to the control electrode of one of the multiple gap controlled arresters, Generators are made in the form of spiral generators, characterized in that, in order to simplify the design and increase the reliability of the generator, the stabilizer is on (L the voltage of each step of the voltage multiplying is connected between the main electrodes of one of the discharge gaps of the same gap multiplying the voltage in series with the resistors of the voltage divider, the output of the trigger is connected to the control electrode of the multipath controlled gaps of the first step of the multiplier Nor is the voltage, the output of each triggering generator is connected to the control electrode of the multi-gap controlled discharge current generator of the next 05 step of voltage multiplication.

Description

Изобретение относитс к высоковольтной импульсной технике, а именно к многоступенчатым генераторам импульсных напр жений .The invention relates to high-voltage impulse technology, in particular to multi-stage impulse voltage generators.

Известен генератор импульсных напр жений (ГИН), содержащий источник питани , накопительные конденсаторы, соединенные параллельно, через зар дные резисторы и последовательно - через управл емые многозазорные разр дники, генераторы запуска, дополнительные управл емые разр дники, конденсаторы св зи , устройство дл зар дки генераторов запуска 1.A pulse voltage generator (GIN) is known, which contains a power source, storage capacitors connected in parallel through charging resistors and in series through controlled multi-gap arresters, start-up generators, additional controlled dischargers, coupling capacitors, and device for charging. startup generators 1.

Недостатком данного генератора вл етс сложность, конструкции, обусловленна наличием дополнительных управл емых разр дников, конденсаторов св зи и устройства дл зар дки генераторов запуска . Наличие дополнительных элементов ведет к снижению надел ности устройства.The disadvantage of this generator is the complexity, design, due to the presence of additional controlled arresters, coupling capacitors and devices for charging the start-up generators. The presence of additional elements leads to a decrease in the availability of the device.

Известен также генератор импульсных напр жений, содержащий источник питани , накопительные конденсаторы, зар дные резисторы, коммутаторы, многозазорные управл емые разр дники, генераторы запуска, вспомогательные конденсаторы, стабилизаторы напр жени , ограничительные резисторы, устройство поджига, нагрузку , причем каждый стабилизатор напр жени включен параллельно управл ющему входу генератора запуска соответствующей ступени ГИН, вспомогательные конденсаторы включены между выходом генератора запуска предыдущей -ступени и входом генератора запуска последующей ступени ГИН, вход генератора запуска первой ступени ГИН соединен через вспомогательный конденсатор с выходом устройства поджига 2.A pulse voltage generator is also known that contains a power source, storage capacitors, charging resistors, switches, multi-gap controlled arresters, start-up generators, auxiliary capacitors, voltage regulators, limiting resistors, an ignition device, a load, each voltage stabilizer being turned on. parallel to the control input of the start generator of the corresponding GIN stage, auxiliary capacitors are connected between the output of the previous start-up generator and stroke generator GIN subsequent start stage, the start input of the first stage GIN generator connected through an auxiliary ignition capacitor output device 2.

Недостатком данного генератора вл етс сложность конструкции, обусловленна наличием вспомогательных конденсаторов и ограничительных резисторов, что также ведет к снижению надежности ГИН.The disadvantage of this generator is the complexity of the design, due to the presence of auxiliary capacitors and limiting resistors, which also leads to a decrease in the reliability of GIN.

Наиболее близким к данному изобретению вл етс многоступенчатый генератор импульсных напр жений, содержащий источник зар дного напр жени , устройство запуска, ступени умножени напр жени , кажда из которых состоит из зар дных резисторов, накопительного конденсатора, многозазорного управл емого разр дника, разр дные промежутки между основными электродами которого защунтированы резисторами делител напр жени , стабилизатора напр жени , добавочного резистора, запускающие генераторы , диоды, вспомогательные конденсаторы , причем зар дные резисторы смежных ступеней умножени напр жени соединены между собой последовательно, образу две параллельные ветви зар дныхThe closest to this invention is a multi-stage pulse voltage generator containing a source of charging voltage, a starting device, voltage multiplying steps, each of which consists of charging resistors, a storage capacitor, a multi-gap controlled discharge, and the gaps between the main electrodes of which are bounded by resistors of a voltage divider, voltage regulator, additional resistor, driving generators, diodes, auxiliary capacitors, With it, the charging resistors of the adjacent voltage multiplying steps are connected in series with each other, forming two parallel branches of the charging

резисторов, одна из которых включена между общей щиной и выходом многоступенчатого генератора импульсных напр жений , друга подключена к выходу источника зар дного напр жени , накопительные конденсаторы включены параллельно через зар дные резисторы и последовательно - через многозазорные управл емые разр дники, каждый стабилизатор напр жени включен между точкой соединени одного из выводов накопительного конденсатора с одним из основных электродов многозазорного управл емого разр дника соответствующей ступени умножени напр жени и точкой соединени зар дных резисторов другой ветви данной и последующей ступеней умножени напр жени , каждый добавочный резистор подключен параллельно соответствующему стабилизатору напр жени , дополнительный вход каждого запускающего генератора подключен через диод параллельно стабилизатору напр жени соответствующей ступени умножени напр жени , первый выход каждого запускающего генератора соединен с управл ющим электродом многозазорного управл емого разр дника соответствующей ступени умножени напр жени , второй выход запускающего генератора каждой предыдущей ступени умножени напр жени соединен через вспомогательный конденсатор со входом запускающего генератора последующей ступени умножени напр жени , вход запускающего генератора первой ступени умножени напр жени соединен через вспомогательный конденсатор с выходом устройства запуска, запускающие генераторы выполнены в виде спиральных генераторов 3.resistors, one of which is connected between the common length and the output of a multistage pulse voltage generator, the other is connected to the output of a charging voltage source, storage capacitors are connected in parallel through charging resistors and in series through multi-gap controlled arresters, each voltage stabilizer is turned on between the point of connection of one of the conclusions of the storage capacitor with one of the main electrodes of the multi-gap controlled discharger of the corresponding step multiplied by the voltage and the connection point of the charging resistors of the other branch of this and subsequent voltage multiplying stages, each additional resistor is connected in parallel to the corresponding voltage regulator, the auxiliary input of each starting generator is connected through a diode in parallel to the voltage regulator of the corresponding voltage multiplying stage, the first output of each starting the generator is connected to a control electrode of a multi-gap controlled discharger of the corresponding voltage multiplication stage, The second output of the starting generator of each previous step of voltage multiplication is connected via an auxiliary capacitor to the input of the starting generator of a subsequent step of voltage multiplication, the input of the starting generator of the first step of voltage multiplication is connected via an auxiliary capacitor to the output of the trigger generator, the starting generators are made in the form of spiral generators 3.

Недостатком известного многоступенчатого генератора импульсных напр жений вл етс сложность конструкции, обусловленна наличием добавочных резисторов , диодов и вспомогательных конденсаторов . Наличие дополнительных элементов ведет также к снижению надежности устройства.A disadvantage of the known multistage pulse voltage generator is the complexity of the design, due to the presence of additional resistors, diodes and auxiliary capacitors. The presence of additional elements also leads to a decrease in the reliability of the device.

Целью изобретени вл етс упрощение конструкции и повышение надежности многоступенчатого генератора импульсных напр жений.The aim of the invention is to simplify the design and increase the reliability of a multi-stage pulse voltage generator.

Поставленна цель достигаетс тем, что в многоступенчатом генераторе импульсных напр жений, содержащем источник зар дного напр жени , устройство запуска, ступени умножени напр жени , кажда из которых состоит из зар дных резисторов, накопительного конденсатора, многозазорного управл емого разр дника, разр дные промежутки между основными электродами которого защунтированы резисторами делител напр жени , стабилизатора напр жени , запускающие генераторы, причем зар дные резисторы смежных ступеней умножени напр жени соединены между собой последовательно, образу две параллельные ветви зар дных резисторов, одна из которых включена между общей шиной и выходом многоступенчатого генератора импульсных напр жений, друга подключена к выходу источника зар дного нап-р жени , накопительные конденсаторы включены параллельно через зар дные резисторы и последовательно - через многозазорные управл емые разр дники, вход каждого запускающего генератора подключен параллельно одному из стабилизаторов напр жени , выход каждого запускающего генератора соединен с управл ющим электродом одного из многозазорных управл емых разр дников, запускающие генераторы выполнены в виде спиральных генераторов , стабилизатор напр жени каждой ступени умножени напр жени включен между основными электродами одного из разр дных промежутков многозазорного управл емого разр дника той же ступени умножени напр жени последовательно с резисторами делител напр жени , выход устройства запуска соединен с управл ющим электродом многозазорного управл емого разр дника первой ступени умножени напр жени , выход каждого запускающего генератора соединен с управл ющим электродом многозазорного управл емого разр дника последующей ступени умножени напр жени .The goal is achieved by the fact that in a multi-stage pulse voltage generator containing a source of charging voltage, a triggering device, voltage multiplying steps, each of which consists of charging resistors, a storage capacitor, a multi-gap controlled discharge, spacing gaps the main electrodes of which are bounded by resistors of a voltage divider, voltage regulator, triggering generators, and the charging resistors of the adjacent voltage multiplying steps are connected between each other in series, forming two parallel branches of the charging resistors, one of which is connected between the common bus and the output of the multistage pulse voltage generator, the other is connected to the output of the charging voltage source, the storage capacitors are connected in parallel through the charging resistors and in series - through multi-gap controlled arresters, the input of each starting generator is connected in parallel to one of the voltage regulators, the output of each starting generator is connected to equalizing electrode of one of the multi-gap controlled arresters, the starting generators are made in the form of spiral generators, the voltage regulator of each voltage multiplication stage is connected between the main electrodes of one of the discharge gaps of the multi-gap controlled voltage multiplier of the same stage of voltage multiplying in series with resistors the voltage divider, the output of the launcher is connected to the control electrode of the multi-gap controlled discharge of the first voltage multiplier, in each trigger stroke generator connected to the control electrode multigap controllable arrester subsequent stage voltage multiplier.

На чертеже представлена функциональна электрическа схема предлагаемого многоступенчатого ГИН.The drawing shows a functional electrical circuit of the proposed multi-stage power source.

Многоступенчатый ГИН содержит зар дные резисторы 1 и 2, образующие две параллельные ветви, соответственно одну ветвь, включенную между общей щиной и выходом 3 многоступенчатого ГИН, и другую ветвь, подключенную к выходу источника 4 зар дного напр жени ; накопительные конденсаторы 5, включенные параллельно через зар дные резисторы 1 и 2 и последовательно - через многозазорные управл емые разр дники 6, каждый из которых состоит из основных электродов 7, разр дные промежутки между которыми щунтированы резисторами 8 делител напр жени и стибилизатором 9 напр жени , включенным последовательно с резисторами 8 делител напр жени , и управл ющего электрода 10; устройство 11 запуска, выход которого соединен с управл ющим электродом 10 многозазорного управл емого разр дника 6 первой ступени умножени напр жени , кажда из которых состоит из зар дных резисторов I и 2, накопительного конденсатора 5, многозазорного управл емого разр дника 6 с делителем напр жени из резисторов 8 и стабилизатора 9 напр жени , запускающие, генераторы 12, представл ющие собой спиральные генераторы (на чертеже не показаны), выход каждого из которых соединен с управл ющим электродом 10 многозазорного управл емого разр дника 6 последующей ступени умножени напр жени , а вход подключен параллельно одному из ста5 билизаторов 9 напр жени .Multistage GIN contains charging resistors 1 and 2, which form two parallel branches, respectively, one branch connected between the total width and output 3 of a multistage GIN, and another branch connected to the output of charge voltage source 4; storage capacitors 5 connected in parallel through charging resistors 1 and 2 and in series through multi-gap controlled dischargers 6, each of which consists of main electrodes 7, the discharge gaps between which are connected by resistors 8 of the voltage divider and voltage stimulator 9, connected in series with resistors 8 of a voltage divider and control electrode 10; a start device 11, the output of which is connected to the control electrode 10 of a multi-gap controlled spark switch 6 of the first voltage multiplier stage, each of which consists of charging resistors I and 2, a storage capacitor 5, a multi-gap controlled spark switch with a voltage divider from the resistors 8 and the voltage regulator 9, which start, the generators 12, which are spiral generators (not shown), the output of each of which is connected to the control electrode 10 of the multi-gap controlled discharge Head 6 is the next step of multiplying the voltage, and the input is connected in parallel to one of the first 9 voltage calibrators.

Многоступенчатый ГИН работает следующим образом.Multistage GIN works as follows.

Накопительные конденсаторы 5 зар жаютс от источника 4 зар дного напр жени через зар дные резисторы 1 и 2. Одновременно происходит зар дка запускающих генераторов 12 через резисторы 8 делител напр жени и стабилизатор 9 напр жени соответствующего многозазорного управл емого разр дника 6. По окончании процесса зар дки подачей пусковых импульсов с выхода устройства 11 запуска инициируют пробой многозазорного управл емого разр дника 6 первой ступени умножени напр жени , что, в свою очередь , ведет к срабатыванию запускающегоThe storage capacitors 5 are charged from the charging voltage source 4 through charging resistors 1 and 2. Simultaneously, the starting generators 12 are charged through the resistors 8 of the voltage divider and the voltage regulator 9 of the corresponding multi-gaz controlled discharge voltage 6. At the end of the charging process Forcing the start-up pulses from the output of the trigger device 11 initiate the breakdown of the multi-gap controlled discharge generator 6 of the first step of the voltage multiplication, which, in turn, leads to the triggering

0 генератора 12 первой ступени умножени напр жени . В результате этого к основным электродам 7 многозазорного управл емого разр дника 6 второй ступени умножени напр жени прикладываетс напр жение , величина которого пропорциональна сумме напр жений на накопительном конденсаторе 5 и на выходе запускающего генератора 12 первой ступени умножени напр жени . Данный разр дник пробиваетс . Далее разр дный процесс протекает0 of the generator 12 of the first step of voltage multiplication. As a result, a voltage is applied to the main electrodes 7 of the multi-gap controlled discharge generator 6 of the second step of voltage multiplication, which is proportional to the sum of the voltages on the storage capacitor 5 and on the output of the starting generator 12 of the first step of voltage multiplication. This bit is punched. Further, the bit process proceeds

0 аналогично описанному.0 as described.

Из-за значительного увеличени перенапр жени пробой многозазорных управл емых разр дников второй и последующих ступеней умножени напр жени происходит с меньщей временной задержкой, чем в прототипе, при этом также расшир етс диапазон рабочих напр жений и повышаетс стабильность работы ГИН. Отсутствие дополнительных элементов (добавочных резисторов, диодов, вспомогательныхDue to a significant increase in overvoltage, the breakdown of multi-gap controlled arresters of the second and subsequent voltage multiplication steps takes place with a shorter time delay than in the prototype, while also increasing the range of operating voltages and increasing the stability of the GIN. The absence of additional elements (additional resistors, diodes, auxiliary

конденсаторов) ведет к упрощению конструкции и повышению надежности устройства.capacitors) leads to a simplified design and increased reliability of the device.

988 8 6.988 8 6.

Claims

MULTI-STAGE PULSED VOLTAGE GENERATOR, comprising a charging voltage source, a starting device, voltage multiplying steps, each of which consists of charging resistors, a storage capacitor, a multi-gap controlled spark gap, the discharge gaps between the main electrodes of which are shunted by resistors of a voltage divider, voltage stabilizer, triggering generators, charging resistors of adjacent voltage multiplication stages are interconnected in series, forming two the parallel branches of the charging resistors, one of which is connected between the common bus and the output of the multi-stage pulse voltage generator, the other is connected to the output of the charging voltage source, the storage capacitors are connected in parallel through the charging resistors and sequentially through the multi-gap controlled arresters, the input of each starting generator is connected in parallel to one of voltage stabilizers, the output of each triggering generator is connected to the control electrode of one of the multi-gap controlled arresters, starting generators are made in the form of spiral generators, characterized in that, in order to simplify the design and increase the reliability of the generator <g, the voltage stabilizer of each voltage multiplication stage is connected between the main electrodes of one of the discharge gaps of a multi-gap controlled spark gap of the same voltage multiplication stage with resistors of the voltage divider, the output of the trigger device is connected to the control electrode of a multi-gap controlled arrester the first stage of voltage multiplication, the output of each starting generator is connected to the control electrode of a multi-gap controlled arrester of the next stage of voltage multiplication.