SU1233267A1 - Генератор импульсных напр жений - Google Patents

Description

10

I1233267

Изобретение относитс  к импульсной технике и-может использоватьс  при формировании высоковольтных импульсов наносекундной и микросекундной длительности.

Цель изобретени  - расширение: диапазона управл емой работы срезающих раз  днико.в по .напр жению и повышение надежности срабатывани  коммутирующих и срезающих разр дников.

На чертеже приведена принципиальна  электрическа  схема генератора импульсных напр жений.

Устройство содерлшт две ветви зар дно-разр дных резисторов I, меж- 5 ду которыми подключены разр дники 2 и конденсаторы 3. Причем накопи- тельные конденсаторы включены между одноименными выводами резисторов заземленной и незазе -шенной ветвей,, а коммутирующие разр дники -- между верхними выводами.резисторов незаземленной ветви и ни сними выводами заземленной ветви, при этом зазем20

Дл  того, чтобы при срабатывании разр дникюв 2 на резисторах 5 не возникало напр жений, св занных с зар дом:межэлектродных емкостей раз- Р.ЯДНИКОВ через эти сопротивлени , и не происходило преждевременного срабатывани  срезающих разр дников, ве- личина резисторов 5 должна определ тьс  из соотношени 

R-CCP Ч,

где R - величина сопротивлени  резистора 5;

- емкость срезающего разр дника;

t - врем  кoм fyтaции разр дника 2,

При времени коммутации ( :0)10 с емкостью разр дников- (1- 0) 10 Ф, реализуемых в реалььагх конструкци х генераторов, величина резистора 5 должна находитьс  в диапазоне 0 - 10 Ом. Более точно величина резис- тора 5, необходима  дл  надежной .работы срезающих разр дников на фронте.

ср

,-7

9

ленна  ветвь содержит на один резис- высоковольтного импульса, подбираеттор больше.

Параллельно кау(р,ому зар дно-раз- р дному резистору 1 правой ветви подключены срезаюище разр дники 6, в которых управл юище электродь присоединены к нижним через резистор 5 Управл ющий электрод каждого последующего разр дника соединен таюке с верхним/электродом предьодущего срезающего разр дника. Дл  запуска нижнего срезающего разр дника служит вспомогательный генератор 6 импульсов ,, К выходу генератора подключена нагрузка 7.

Параллельно каждым двум смежным зар дно разр дным резисторам заземленной ветви включены дополнительны конденсаторы 8.

Генератор импульсных напр жений работает следующим образом.

Конденсаторы 3 зар жаютс  через зар дко-разр дные резисторы до напр жени  источника .питани  Uj . После пробо  нижнего управл емого разр дника 2 срабаты зают остальные разр дники 2, конденсаторы 3 соедин ютс  последовательно и к нагрузке 7 прикладываетс  высоковольтный импульс напр жени , К каждому срезаю- щему разр днику 4 также прикладываетс  импульс напр жени  величиной ,% при-срабатывании соответствующег ) зазркдника 2,

5

0

Дл  того, чтобы при срабатывании разр дникюв 2 на резисторах 5 не возникало напр жений, св занных с зар дом:межэлектродных емкостей раз- Р.ЯДНИКОВ через эти сопротивлени , и не происходило преждевременного срабатывани  срезающих разр дников, ве- личина резисторов 5 должна определ тьс  из соотношени 

R-CCP Ч,

где R - величина сопротивлени  резистора 5;

- емкость срезающего разр дника;

t - врем  кoм fyтaции разр дника 2,

При времени коммутации ( :0)10 с емкостью разр дников- (1- 0) 10 Ф, реализуемых в реалььагх конструкци х генераторов, величина резистора 5 должна находитьс  в диапазоне 0 - 10 Ом. Более точно величина резис- тора 5, необходима  дл  надежной .работы срезающих разр дников на фронте.

ср

,-7

с  в конкретном генераторе экспериментально .

По истечении заданного промежутка времени от вспомогательного генератора б импульсов подаетс  импульс по;здига на управл ющий электрод срезающего разр дника, что приводит к его срабатыванию. Между нижним и управл. ющим электродами следующего срезающего разр .дника возникает им- пзшьс напр жени , происходит пробой этого промежутка, i при ра-зр де конденсатора 3 через пробитый поджигающий зазор второго разр дника создаетс  мощна  ультрафиолетова  подсветка, привод ща  к пробою всего срезающего разр дника. Остальные

срезающие разр дники срабатывают.

.аналогично, и на нагрузке 7 формируетс  задний фронт высоковольтного

I импульса.

Особенность работы срезающих разр дников в предлагаемом генераторе состоит в том, что пол рность импульса подзкига противоположна пол рности напр жени  между верхним и нилпшм электродами. При пробое предащущего срезающего разр дника между управ - л кзщим и рврхним электродами последующего создаетс  удвоенна  разность потенциалов. Соответствующим выбором длин промежутков между управл ющим электродом и нижним, а также между

верхним и нижним электродами можно обеспечить потенциальный механизм работы срезающих разр дников, кЬгда инициирующим фактором пробо   вл етс  не искра в поджигающем зазоре, а. резкое искажение электричрского пол вблизи кончика управл ющего электрода , вызывающее практически одновременный пробой указанных промежутков Такой механизм работы устройства позвол ет расширить:диапазон управл емой работы по напр жению и уменьшить величину и разброс времени срабатывани  срезающих разр дников. Брем  .воздействи  импульса поджига дл  каждого срезающего разр дника определ етс  характерным временем разр да конденсатора 3 через резистор 5. При величине сопротивлени  резистора 5 в диапазоне 10-100 Ом, что обеспечивает надежную работу врезающих разр дников без самопроизвольного срабатывани  на .фронте высоковольтного импульса, и при вели- чине емкостей конденсаторов 3, сое- тавл ющий обычно 10 - 10 Ф, посто нна  времени воздействи  импульса поджига равна 0,1-100 мкс, что впол- не достаточно дл  запуска срезаюгдих разр дников,

В предлагаемом генераторе использованы дополнительные конденсаторы 8 калщый из которых подключен параллельно двум смежным зар дно-разр д- ным -резисторам 1 заземленной ветви. . С одной стороны конденсаторы 8 снижают веро тность пробо  срезающих разр дников на фронте формируемого импульса, поскольку фронт воздействующего напр жени  на срезающем раз- р днике определ етс  при этом не временем коммутации разр дников 2, а значительно большим временем зар да конденсаторов 8, С другой стороны, при управл емом пробое одного из срезающих разр дников на последующем создаетс  двойное напр жение даже в том случае, когда пробит его поджигающий зазор. Одновременное воздействие мощной ультрафиолетовой под- светки и двойного напр жени  способствует быстрому и стабильному пробою срезающих разр дников и расшир ет диапазон управл емой работы.

Кроме того, каждый конденсатор 8 подключен паралле1 ьно двум ступен м генератора, состо щим из двух конденсаторов 3 и двух разр дников 2,

соединенных последовательно. При прбое одного из разр дников 2 к непро битому прикладываетс  удвоенное наг пр жение, что способствует увеличению стабильности работы разр дников 2 при формировании фронта высоковолного импульса,

Величина емкости дополнительных конденсаторов 8 должна удовлетвор ть условию

-р - Сдоп С,,

емкость разр дника 2;

ме сэлектродна  емкость срезающего разр дника;

емкость конденсатора 8;

емкость накопительного конденсатора 3,

где

С,

С,

С

ер

доп

Claims (3)

1. Формула изобретени

   1 . Генератор импульсных напр же- НИИ, содержащий две ветви зар дно- разр дньк резисторов, одна из которых имеет на один резистор больше и заземлена, причем между верхними выводами резисторов незаземленной ветви и нижними выводами резисторов зазе1ушенной ветви включены коммутирующие разр дники, нижний из которых выполнен трехэлектродным, накопитель ные конденсаторы, включенные между одноименными выводами резисторов заземленной и незаземленной ветвей, параллельно резисторам заземленной ветви основными электродами подключены срезающие разр дники, причем управл ющий электрод каждого срезающего разр дника, кроме первого, соединен с нижним электродом через резистор , верхний основной электрод г: последнего срезающего разр дника соединен с нагрузкой, отличаю щ и и с   тем, что, с целью рас- пшренн  диапазона управл емой работы срезающих разр дников по напр жению и повьппени  надежности срабатывани  коммутирующих и срезающих разр дников , управл ющий электрод каждого срезающего разр дника кроме первого, соединен с основным электродом нижнего разр дника непосредственно , управл ющий электрод нижнего разр дника соединен с дополнительным .генератором, а параллельно двум смежным зар дно-разр дным резисторам заземленной ветви включены дополнительные конденсаторы.

   512332676
2. 2. Генератор поп.1,отлича-
3. 3. Генератор по п.1, о т л и - ю щ и и с   тем, что емкость допол- чающийс  тем, что величина нительных конденсаторов С. выбра- резистора R, соедин ющего управл ю- на из соотношени 5 электрод с основным, выбираетс 

   .Сдд„-«С,из соотношени 

   R Ccp t,

   где С - межэлектродна  емкость ере- где С межэлектродна  емкость эающего разр дника;срезающего разр дника;

   Ср - емкость накопительного кон- Ю t врем  коммутации коммути- нсатора.рующего разр дника.