SU790150A1 - Импульсный резонансный формирующий трансформатор - Google Patents

Description

Изобретение относится к формированию высоковольтных импульсных напряжений, например, для заряда формирующих линий генераторов наносекундных импульсов мегавольтного 5 диапазона, в частности, для заряда двойной формирующей линии Блюмляйнгенератора и двухполярного Блюмляйнгенератора в системах питания стримерных камер. ’θ

Известны устройства для импульсного заряда формирующих линий в схемах Блюмляйн-генератора, выполненное по схеме Аркадьева-Маркса, в которых заряд накопителей энергии — конденса-15 торов осуществляется постоянным током параллельно.

С помощью разрядников-коммутаторов заряженные конденсаторы при разряде включаются последовательно и 20 выходное напряжение устройства через индуктивность поступает на емкость нагрузки — формирующую линию. Выходное напряжение устройства определяется зарядным напряжением и числом 25 разрядников-коммутаторов. При неизменной величине электрической емкости накопителей энергия, поступающая на заряд ДФЛ,^максимальна при .равенстве емкости нагрузки емкости 30 генератора в. ударе (последовательное соединение всех накопителей) [Т] . ·

Недостатком данного устройства является наличие двух и более высоковольтных разрядников-коммутаторов, которые должны срабатывать синхрон- . но.

Ближайшим по технической сущности к предложенному является импульсный резонансный формирующий трансформатор, содержащий в цепи первичной обмотки зарядный резистор и подключенный к нему коммутатор, причем второй вывод коммутатора соединен с общей шиной, а в цепи вторичной обмотки нагрузочный конденсатор, подключенный одной обкладкой к общей шине, параллельно которому включен нагрузочный резистор, и накопительный конденсатор.

Описанный трансформатор обеспечив вает возможность получения разнополярных импульсов для заряда двухполярных линий, имеет один коммутатор, коэффициент трансформации напряжения зависит от соотношения чисел витков обмоток Ή·

Недостатком указанного устройства (является наличие перед рабочим им

79015Q пульсом импульса обратной полярности (предимпульса) со значительной амплитудой , соответствующей по расчету 0,5625 амплитуды при любых значениях коэффициента трансформаций и значении коэффициента связи, равным 0,6. При этом срабатывание разрядника формирующий линии может происхо,дить не на основном зарядном импульсе, а на предимпульсе, особенно, если значение коэффициента связи отличается от 0,6, что приводит к уменьшению разницы в амплитудах основного импульса и предимпульса.

С другой стороны, в высоковольтных трансформаторах из-за высоких требований к изоляции обмоток и витков возникают серьезные трудности достижения требуемой электромагнитной связи между обмотками.

Цель изобретения — повышение качества питания нагрузки путем уменьшения амплитуды предимпульса и обеспечение максимальной передачи накоп-. ‘ . ленной энергии в нагрузку.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсном резонансном формирующем трансформаторе, содержащем в цепи первичной обмотки зарядный резистор и подключенный к нему комму- татор, причем второй вывод коммутатора соединен с общей шиной, а · в цепи вторичной обмотки нагрузочный конденсатор, подключенный одной обкладкой к общей шине, параллельно которому включен нагрузочный резистор, и накопительный конденсатор, накопительный конденсатор выполнен в виде двух накопительных конденсаторов, первый из которых включен между общей точкой первичной и вторичной обмоток и общей шиной, второй накопительный конденсатор подключен между выводом вторичной обмотки и другой обкладкой нагрузочного конденсатора, а к точке соединения заурядного резистора и коммутатора непосредственно подсоединен вывод первичной обмотки.

Кроме этого в импульсном резонансном формирующем трансформаторе, величина емкости второго накопительного конденсатора выбирается в К - 1 раз меньше емкости первого накопительного конденсатора, а коэффициент электромагнитной связи между обмотками импульсного резонансного формирующего трансформатора выбирается из соотношения (0,6К-D/(К-0,6), -где. К — коэффициент трансформации.

.На ^чертеже изображена электрическая схема импульсного резонансного формирующего трансформатора.

Импульсный резонансный формирующий трансформатор 1 содержит подключенный к выводу первичной обмотки зарядный резистор 2, коммутатор 3, шунтирующий первичную обмотку, первый накопительный конденсатор 4, ченный между общей точкой первичной и вторичной обмоток и общей шиной, Второй накопительный конденсатор 5 г подключен между выводом вторичной обмотки и обкладкой нагрузочного конденсатора 6, зашунтированного нагрузочным резистором 7.

В исходном состоянии зарядное напряжение через зарядный резистор 2 и обмотки трансформатора 1 подано на первый 4 и второй 5 накопительные конденсаторы.

При замыкании коммутатора 3 первый и второй накопительные конденсаторы 4 и 5 разря.'каются и на нагрузочном конденсаторе 6 появляется напряжение, величина которого определяется коэффициентом трансформации с меньшей величиной предимпульса. При этом контуры, образованные индуктивностью первичной обмотки и емкостью 20 первого накопительного конденсатора 4, а также индуктивностью вторичной обмотки и последовательным соединением первого и второго накопительных конденсаторов 4 и 5 и нагрузочного конденсатора 6 оказываются настроенными в резонанс, а требуемая величина коэффициента связи меньше 0,6, что существенно облегчает конструирование импульсного резонансного формирующего трансформатора.

С целью осуществления импульсного заряда двуполярного Блюмлейн-генератора описанная схема может быть выполнена симметричной с двумя одина- . jc ковыми трансформаторами и общим коммутатором, включенным между, свободными выводами их первичных обмоток. При этом заряд накопительных емкостей осуществляется от источников постоянного напряжения разной полярности, причем, тонкая регулировка соотношения между амплитудами выходных импульсов Блюмлейн-генератора осуществляется путем изменения в. небольших пределах выходного напряжения одного из этих источников, имеющих одинаковое выходное напряжение.

Claims (2)

1. пульсом импульса обратной пол рности (иредимпульса) со значительной амплитудой , соответствующей по расчету 0,5625 амплитуды при любых значени х коэффициента трансформаций и значении коэффициента св зи, равным 0,6. При этом срабатывание разр дника формирующий линии может происхо.дить не на основном зар дном импульсе , а на предимпульсе, особенно, если значение коэффициента св зи отличаетс  от О,6, что приводит к уменьшению разницы в амплитудах основного импульса и предимпульса. С другой стороны, в высоковольтны трансформаторах из-за высоких требов ний к изол ции обмоток и витков возникают серьезные трудности достижени  требуемой электромагнитной св зи между обмотками. Цель изобретени  - повышение качества питани  нагрузки путем уменьшени  амплитуды предимпульса и обеспечение максимальной передачи накопленной энергии в нагрузку. Поставленна  цель достигаетс  тем что в импульсном резонансном формиругощем трансформаторе, содержащем в . цепи первичной обмотки зар дный резистор и подключенный к нему коммутатор , причем второй вывод коммутатора соединен с общей шиной, а-в цепи вторичной обмотки нагрузочный конденсатор, подключенный одной обкладкой к общей шине, параллельно . которому включен нагрузочный резистор , и накопительный конденсатор, накопительный конденсатор выполнен в виде двух накопительных конденсато ров, первый из которых включен межд общей точкой первичной и вторичной . обмоток и общей шиной, второй накопительный конденсатор подключен между выводом вторич.ной обмотки и другой обкладкой нагрузочного конденсатора , а к точке соединени  зар дного резистора и коммутатора непосредственно подсоединен вывод пер вичной обмотки. Кроме этого в импульсном резонансиом формирующем трансформаторе, -Величина емкости второго накопитеЛ -ного конденсатора выбираетс  в К - раз меньше емкости лервого накопительного конденсатора, а коэффициент электромагнитной св зи между об мо,тками импульсного резонансного фс(рмиру1ощего трансформатора выбираeibjt из соотношени  (0,6К-D/(К-0,б) где. К - коэффициент трансфор1У1ации. .На «чертеже изображена э 1ектричес ка  схема импульсного pe3oljaHCHoro формирующего трансформатора. Импульсный резонансный формирующий трансформатор 1 содержит подклю ченный к выводу первичной обмотки зар дный резистор 2, коммутатор 3, шунтирующий первичную обмотку, первый накопительный конденсатор 4, вк ченный между общей точкой первичной и вторичной обмоток и общей шиной, второй накопительный конденсатор 5 подключен выводом вторичной Ьбмотки и обкладкой нагрузочного конденсатора 6 зашунтированного нагрузочным резистором 7. В исходном состо нии зар дное напр жение через зар дный резистор 2 и обмотки трансформатора 1 подано на первый 4 и второй 5 накопительные конденсаторы. При замыкании ког/1мутатора 3 первый и второй накопительные конденсаторы 4 и 5 разр жаютс  и на нагрузочном конденсаторе 6 по вл етс  напр жение , величина которого определ етс  коэффициентом трансформации с меньшей величиной предимпульса. При этом контуры, образованные индуктивностью первичной обмотки и емкостью первого накопительного конденсатора 4, а также индуктивностью вторичной обмотки и последовательным соединением первого и второго накопительных конденсаторов 4 и 5 и нагрузочного конденсатора 6 оказываютс  настроенными в резонанс, а требуема  величина коэффициента св зи меньше 0,6, что существенно облегчает конструирование импульсного резонансного . формирующего трансформатора. С целью осуществлени  импульсного зар да двупол рного Блюмлейн-генератора описанна  схема может быть выполнена симметричной с двум  одина- . ковыми трансфор14аторами и общим коммутатором , включенным между свободными выводами их перв ичных обмоток. При этом зар д накопительных емкостей осуществл етс  от источников посто нного напр жени  разной пол рности, причем, тонка  регулировка соотношени  мезвду амплитудами выходных импульсов Блюмлейн-генератора осуществл етс  путем изменени  в. небольших пределах выходного напр жени  одного из этих источников, имеющих одинаковое выходное напр жение. Формула изобретени  1. Импульсный резонансный формирующий трансформатор, содержащий в цепи первичной обмотки зар дный ре- . зистор и подключенный к нему коммутатор , причем второй вывод коммутатора соединен с общей шиной/ а в цепи вторичной обмотки нагрузочный конденсатор ,подключенный одной обкладкой к общей шине/ параллельно которому включен нагрузочный резистор, и накопительный конденсатор, отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества питани  нагрузки, накопительный конденсатор выполнен в виде двух накопительных конденса;торов/ первый из которых включен меж|ДУ общей точкой первичной и вторич1ной обмоток и обшей шиной, второй накопительный конденсатор подключен между выводом вторичной обмотки и другой обкладкой нагрузочного конденсатора , а к точке соединени  зар дного резистора и коммутатора непосредственно , подсоединен вывод первичной обмотки,
2. 2. трансформатор по п.1, отличающийс  тем, что, с целью достижени  максимальной передачи накопленной энергии в нагрузку, величина емкости второго накопительного конденсатора выбираетс  в К - 1 раз

   меньше емкости первого накопительного конденсатора, а коэффициент электромагнитной св зи между о«5мотками импульсного резонансного формирующего трансформатора выбираетс  из со.отношени  (О,6К-1)/(К-О,6), где К -коэффициент трансформаций.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   1.Bulos Т, Streamer chamber De10 velopment SLAC-74, 1976.

   2.Гринкевйч A. В. и др. Препринт ОИЯИ, Р-13-3306. Дубна, 1975 (прототип ) .