SU658719A1 - Генератор пр моугольных импульсов напр жени - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к импульсной технике и может найти широкое применение в ускорительной технике, лазерной технике, в технике искровых и стримерных камер и других област х техники.

Известен генератор пр моугольных импульсов с разомкнутой однородной линией, в котором лини  замкнута через коммутатор на нагрузку на другом конце 1. При равенстве сопротивлени  нагрузки волновому сопротивлению линии на нагрузке формируетс  импульс пр моугольной формы без последующих колебаний.

Однако Б этом генераторе амплитуда импульса напр жени  равна только половине амплитуды источника зар дного напр жени- .

Наиболее близок к предлагаемому изобретению генератор пр моугольных импульсов , содержащий искусственную формирующую линию, образованную индуктивност ми и накопительными элементами, питаемыми от зар дного источника и выполненными по схеме Аркадьева-Маркса, и выходной разр дник, присоединенный через нагрузку к одному из концов линии 2. Амплитуда импульса напр жени  этого генератора моЛет значительно превышать амплитуду источника зар дного напр жени .

Недостатком такого генератора  вл етс  наличие в разр дной цепи каждого накопительного элемента множества последовательно соединенных разр дников, сопротивление и индуктивность искры которых существенно ограничивают ток каждого накопительного элемента при их разр де на нагрузку, что уменьшает выходную мощность в импульсе .

Цель изобретени  - увеличение выходной мощности генератора.

Это достигаетс  тем, что в известном генераторе пр моугольных импульсов напр жени , содержащем источник питани , искусственную формирующую линию, один из концов которой соединен через коммутатор с нагрузкой, образованную катушками индуктивности и накопительными элементами, конденсаторы которых соединены последовательно , а коммутаторы и дополнительные конденсаторы - по схеме Аркадьева-Маркса, коммутаторы одной из ступеней каждого накопительного элемента соединены между собой через дополнительные конденсаторы, параллельно каждому второму конденсатору накопительного элемента подключены последовательно соединенные катушка индуктивности и коммутатор. После зар дки накопительных элементов и срабатывани  коммутаторов происходит перезар дка каждого второго конденсатора накопительного элемента и напр жение всех конденсаторов в каждом накопительном элементе суммируетс . Отсутствие разр дников в цепи последовательного р да конденсаторов накопительных элементов позвол ет получить на нагрузке больший ток, чем в известном генераторе. На чертеже дана принципиальна  электрическа  схема генератора пр моугольных импульсов напр жени . Искусственна  лини  генератора образована индуктивност ми 1 и накопительными эле.ментами, состо щими из р да последовательно соединенных силовых конденсаторов 2 (на чертеже дл  простоты показано только три накопительных элемента по четыре конденсатора в каждом). Параллельно каждому второму конденсатору 2 через катушку 3 индуктивности включены коммутаторы 4 и 5, например искровые разр дники, причем коммутатор 5 выполнен управл емым. Коммутаторы 4 каждого накопительного элемента соединены между собой в последовательный р д через дополнительные конденсаторы 6 по схеме Аркадьева-Маркса. Кроме того, коммутаторы 4 и 5 первой ступени каждого накопительного элемента соединены между собой также в последовательный р д через дополнительные конденсаторы 7 по схеме Аркадьева-Маркса. Все конденсаторы зар жаютс  от источника 8 питани  через разделительные импедансы 9 (резисторы, катушки индуктивноети ). К одному из концов линии через выходной коммутатор (разр дник) 10 подключена нагрузка 11. Генератор работает следующим образом . В исходном состо нии все конденсаторы зар жены до напр жени  источника 8 питани , например, так, как это показано на схеме. При этом между противоположными концами р да последовательно соединенных силовых конденсаторов каждого накопительного элемента выходное напр жение равно нулю. После срабатывани  управл емого коммутатора 5 на коммутаторе 4 второй ступени первого накопительного элемента и коммутаторе 4 первой ступени второго накопительного элемента по вл етс  двойное перенапр жение , что приводит к их пробою. В дальнейшем пробой коммутатора первой ступени предыдущего накопительного элемента приводит к пробою следующего коммутатора этого же накопительного элемента и коммутатора первой ступени последующеГО накопительного элемента и т.д. Эти процессы развиваютс  лавинообразно до пробо  всех коммутаторов. Врем  срабатывани  всех коммутаторов определ етс  параметрами генераторов Аркадьева-Маркса , включающих как коммутаторы каждого накопительного элемента, так и коммутаторы первых ступеней всех накопите ьных элементов. При определенных услови х (мала  емкость дополнительных конденсаторов, мала  индуктивность разр дных цепей генераторов Аркадьева-Маркса , наличие коммутаторов, например,, первых ступеней накопительных элементов под давлением в газе) это врем  может составл ть величину пор дка единиц или нескольких дес тков ланосекунд. В св зи с этим, запуск всех коммутаторов можно считать достаточно синхроньл.ум. Дл  уменьшени  вре.мени срабат 11в.чни  гк;ех коммутаторов .можно рекомендовать также включение управл емого коммутатора 5 в качестве коммутатора первой ступени одного из средних накопительных элемигтов. loiда , после пробо  управл емого кслмутатор-, лавинообразный процесс срабатывани  лоследующих коммутаторов первых ступеней будет развиватьс  в обе стороны и врем  срабатывани  коммутаторов первых ступеней можно уменьшить вдвое. После срабатывани  всех коммутаторов начинаетс  колебательный процесс перезар дки каждого второго силового конденсатора 2 последовательного р да каждого накопительного элемента через катушки 3 индуктивности . Другие конденсаторы этого р да остаютс  в исходном состо нии. Поэтому, с началом перезар дки, между противоположными концами послелговательного р да силовых конденсаторов напр жение плавно возрастает до величины Ш, где U - величина зар дного напр жени , п - число силовых конденсаторов. Фронт этого импульсного напр жени  определ етс  временем перезар дки силовых конденсаторов. Нар ду с этим, начинаетс  процесс дозар дки конденсаторов 6 до двойного напр жени  источника питани . Этот процесс продолжаетс  до полной перезар дки силовых конденсаторов. Из-за малой емкости конденсаторов 6 посадка напр жени  на силовых конденсаторах 2 пренебрежимо мала. Коммутатор 10 срабатывает на максимуме выходного напр жени  силовых конденсаторов . При равенстве сопротивлени  нагрузки волновому сопротивлению линии на нагрузке 11 формируетс  импульс пр моугольной формы без последующих колебаний с Uft/2 амплитудой. Генератор может быть изготовлен на очень высокое напр жение в сотни киловольт , обеспечивает через нагрузку болыиий ток в импульсе, чем известные генераторы и

имеет в два раза меньшее число коммутаторов и разделительных импедансов.

Claims (2)

1.Яковлев В. Н. и др. Справочник по импульсной технике. Киев, «Техника, 1972, с. 74.

2.Авторское свидетельство СССР № 369681, кл. Н 03 К 3/53, 17.04.69.