SU902227A1 - Генератор высоковольтных импульсов - Google Patents

Description

(54) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ

1

Изобретение относитс  к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано дл  испытани  изол ции высоковольтного оборудовани  как импульсами напр жени  апериодической формы, так и импульсами напр жени , содержащими апериодическую и колебательную составл ющие , а также дл  питани , например, газовых лазеров, ускорителей зар женных частиц пр моугольными импульсами напр жени  с повышенной стабильностью верщины импульса.

Известен генератор высоковольтных импульсов , содержащий р д последовательно соединенных емкостных накопителей энергии , подключенных через зар дные элементы к источнику питани  и защунтированных через один перезар дной цепочкой, включающей индуктивность и неуправл емый коммутатор , коммутаторы соединены последовательно через вспомогательные конденсаторы 1 .

Недостатком данного генератора  вл етс  невозможность обеспечени  формировани  апериодических импульсов напр жени , а также регулировани  соотношени  амплитуд колебательной и апериодической составл ющих импульсов напр жени .

Известен другой высоковольтный генератор , содержащий либо р д последовательно соединенных искусственных формирующих линий, либо р д последовательно соединенных конденсаторов, зар дные цепи, обеспечивающие зар дку конденсаторов или линий попарно встречно и индуктивные цепи , подключенные параллельно к одному из

10 каждых двух конденсаторов или линий и состо щие из индуктивности и полупроводникового коммутатора 2.

Недостаток данного генератора - невозможность формировани  апериодических импульсов напр жени  в схеме с денсаторами и наличие значительных колебаний на верщине пр моугольного импульса в схеме с искусственными формирующими лини ми.

Наиболее близким к предлагаемому по

20 технической сущности  вл етс  генератор высоковольтных импульсов, содержащий р д последовательно соединенных емкостных накопителей энергии, подключенных через зар дные элементы к источнику питани  и защунтированных через один перезар дной цепочкой, включающий катушку индуктивности и управл емый коммутатор с устройством запуска, блок управлени , подключенный через последовательно соединенные элементы св зи к устройствам запуска 3.

Недостатками данного генератора  вл ютс  неполное использование его функциональных возможностей, а именно невозможность формировани  колебательных импульсов напр жени  и регулировани  соотношени  амплитуд колебательной и апериодической составл юших без перестройки электрической схемы генератора, а также недостаточна  стабильность вершины пр моугольных импульсов в схеме генератора с последовательным соединением искусственных формирующих линий.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей генератора без перестройки электрической схемы за счет обеспечени  формировани  колебательных импульсов напр жени  и регулировани  соотношени  амплитуд колебательной и апериодической составл юших импульсов напр жени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в генераторе высоковольтных импульсов, содержащем р д последовательно соединенных емкостных накопителей энергии, подключенных через зар дные элементы к источнику питани  и зашунтированных через один перезар дной цепочкой, включаюшем катушку индуктивности и управл емый коммутатор с устройством запуска, блок управлени , подключенный через последовательно соединенные элементы св зи к устройствам запуска, устройства запуска коммутаторов посредством элементов св зи образуют по крайней мере две цепи управлени , при этом одна цепь соединена с блоком управлени  непосредственно, а друга  через блок задержки.

Блок задержки обеспечивает задержку запускающего импульса с блока управлени  на устройства запуска коммутаторов одной цепи относительно другой. Благодар  задержке начала переходного процесса в части перезар дных контуров обеспечиваетс  сдвиг во времени складываемых импульсов напр жени . Изменением времени задержки можно регулировать соотношение амплитуд колебательной и апериодической составл юших импульса напр жени . При времени задержки, равном половине периода собственных колебаний перезар дных контуров , на нагрузке формируетс  апериодический импульс напр жени .. В схеме генератора с последовательным соединением искусственных формирующих линий при обеспечении задержки начала переходного процесса в части линий на врем , равное половине периода собственных колебаний звена линий, колебани  на вершине пр моугольных импульсов, формируемых соседними лини ми, оказываютс  в противофазе и компенсируютс . Тем самым повышаетс  стабильность вершины пр моугольного импульса .

На фиг. I и 2 приведены принципиальные электрические схемы генератора с последовательным соединением емкостных накопителей с трехэлектродными и многозазорными разр дниками соответственно; на фиг. 3 - схема генератора с последовательным соединением искусственных линий; на фиг. 4 и 5 - кривые напр жени , формируемые генератором по схемам фиг. 1, 2 и 3 соответственно.

Генератор (фиг. 1), работающий на нагрузку 1, содержит источник 2 питани , зар дные резисторы 3 - 1-3 8, последовательно соединенные конденсаторы 4 1-4 8 (емкостные накопители энергии), зашунтированные через один перезар дными цепочками, состо щими из катушек ин0 дуктивностей 5 1-5 4 и управл емых трехэлектродных коммутаторов 6 1-6 4, управл ющие электроды которых через устройства запуска 7 (выполненные на резисторах) соединены с одним из основных электродов коммутаторов 6, 1-6

4 и посредством конденсаторов св зи 8 1-8 4 образуют две цепи, одна из которых подсоединена к коммутаторам четных ступеней 6 2, 6 4, а друга  к коммутаторам нечетных ступеней 6 1,. Обе цепи

0 соединены с блоком 9 управлени , причем одна непосредственно, а друга  - через блок 10 задержки.

В варианте генератора (фиг. 2) с многозазорными коммутаторами устройства запуска 7 1-7 4 последние подключены па раллельно коммутаторам б 1-6 4, управл юшие электроды которых соединены с выходом устройств запуска, которые также посредством конденсаторов св зи 8 1-8 4 образуют две цепи управлени . В гене0 раторе (фиг. 3) дл  формировани  пр моугольных импульсов конденсаторы 4 1-4 4 выполнены в виде искусственных формирующих линий.

Генератор работает следующим образом.

J После зар дки от источника 2 питани  конденсаторов 4 1-4 8 через зар дные резисторы 3 1-3 8 с блока 9 управлени  выдаетс  два запускающих импульса, один на управл ющие электроды одной цепочки,

.. например, нечетных коммутаторов 6 1,6 3, второй с задержкой в блоке 10 задержки на управл ющие электроды другой цепочки, например, четных коммутаторов б 2, 6 4. Коммутаторы 6 1, пробиваютс . Начинаетс  переходный процесс

Claims (3)

1. 5 в перезар дных контурах четных ступеней. Через интервал времени, заданный блоком 10 задержки, пробиваютс  коммутаторы 6 2, 6 4. Начинаетс  переходный процесс в перезар дных контурах четных ступеней. Обеспечением сдвига начала переходного процесса в перезар дных контурах четных ступеней относительно контуров нечетных ступеней на нагрузке генерируетс  импульс напр жени  необходимой, заранее заданной формы. Так при времени задержки, равном нулю, на нагрузке генерируетс  колебательный импульс напр жени  (фиг. 4 а, крива  2). Кривые 1 (фиг. 4 а, 6, в) формируютс  одной ступенью генератора. При времени задержки , равном половине периода Т/2 собственных колебаний перезар дного контура, на нагрузке генерируетс  импульс напр жени  апериодической формы (фиг. 4,6). При обеспечении времени задержки между нулем и Т/2 на нагрузке генерируетс  импульс напр жени , содержащий апериодическую и колебательную составл ющие, причем соотнощение их амплитуд определ етс  временем задержки. В схеме генератора (фиг. 2) с многозазорными коммутаторами одновременно с зар дкой емкостных накопителей 4 1-4 8 зар жаютс  устройства 7 1-7 4 запуска. При приложении с блока 9 управлени  управл ющего импульса устройства 7 1-7 4 запуска срабатывают, обеспечива  тем самым пробой многозазорных коммутаторов 6 4. В остальном работа генератора аналогична рассмотренному выще. Схема генератора с устройством запуска обладает тем достоинством, что в нем расщирен диапазон надежной работы разр дников по напр жению без изменени  межэлектродных промежутков. Работа генератора (фиг. 3) с искусственными лини ми аналогична описанным. При обеспечении времени задержки, равном половине периода собственных колебаний зве на линий, на нагрузке генерируетс  пр моугольный импульс напр жени  с повыщенной стабильностью верщины (фиг. 5, крива  2), что обеспечиваетс  компенсацией складываемых в противофазе колебаний на верщине импульса. Таким образом, введением в схему генератора , выполненного с последовательным соединением емкостных накопителей энергии , задержки начала переходного процесса в части перезар дных контуров обеспечиваетс  получение на нагрузке импульсов напр жени  различной формы без изменени  схемы генератора, что значительно расшир ет возможности его применени . Кроме того, применение задержки в схеме генератора с последовательным соединением искусственных линий значительно повыщает стабильность вершины пр моугольного импульса . Формула изобретени  Генератор высоковольтных импульсов, содержащий р д последовательно соединенных емкостных накопителей энергии, подключенных через зар дные элементы к источнику питани  и защунтированных через один перезар дной цепочкой, включающий катущку индуктивности и управл емый коммутатор с устройством запуска, блок управлени , подключенный через последовательно соединенные элементы св зи, к устройствам запуска, отличающийс  тем, что, с целью расщирени  функциональных возможностей генератора без перестройки электрической схемы, устройства запуска коммутаторов посредством элементов св зи образуют по крайней мере две цепи управлени , при этом одна цепь соединена с блоком управлени  непосредственно, а друга  через блок задержки. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Великобритании № 1083139, кл. Н 3 Р, опублик. 1967.
2. 2.Патент Великобритании № 1208411, кл. П 3 Т, опублик. 1970.
3. 3.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2707527, кл. П 03 К 3/53,

   иг.1

   13

   7-1

   3S

   a

   3-1

   ff-i

   D

   QDJ-aL ,

   Co .

   -f- 0-r- Ci

   фиг.З

   t Ui.f