SU991583A2

SU991583A2 - High-voltage pulse generator

Info

Publication number: SU991583A2
Application number: SU813285650A
Authority: SU
Inventors: Владимир Петрович Кириенко; Валерий Владимирович Ваняев
Original assignee: Горьковский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.А.А.Жданова
Priority date: 1981-05-08
Filing date: 1981-05-08
Publication date: 1983-01-23

Description

(5) ГЕНЕРАТОР ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ ИМПУЛЬСОВ Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в высоковольтных установках paзличнoгq назначени , в частности устройствах электронно-ионной технологии, электрофизической аппаратуре. По основному авт.св. W известно устройство, содержащее источник напр жени и каскадный генератор , выполненный по схеме Аркадьева-Маркса , состо щий из. накопительных конденсаторов коммутирующих эле ментов , соедин ющих.разноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов , двух групп зар дных дросселей , соедин ющих одноименные обкладки накопительных конденсаторов, а также одноименные обкладки конденсатора -первого каскада и источника напр жени , дроссели одной из которых выполнены на общем магнитопроводе и включены согласно LI |. Недостатком известного устройства вл етс то, что зар дные дроссели. соедин ющие одноименные обкладки конденсаторов , зат гивают процесс зар дки этих конденсаторов, особенно при питании каскадного генератора от источника пульсирующего напр жени . Это затрудн ет применение известного устройства при повышенных частотах следовани разр дных импульсов и сужает его функциональные возможности. Кроме того, применение известного устройства при повышенных частотах следовани разр дных импульсов требует уменьшени величины индуктивности зар дных дросселей, что приводит к увеличению типовой энергии, габаритов , массы этих элементов и устройства в целом. Этот недостаток объ сн етс тем, что при уменьшении величины индуктивности зар дного дроссел его типова энерги возрастает, следовательно растут его габариты и масса. Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей(5) HIGH-VOLTAGE PULSE GENERATOR The invention relates to electrical engineering and can be used in high-voltage installations of various purposes, in particular, devices of electron-ion technology, electrophysical equipment. According to the main auth. W is known a device containing a voltage source and a cascade generator, made according to the Arkad'ev-Marx scheme, consisting of. storage capacitors of switching elements connecting the capacitor plates of adjacent cascades of the same name, two groups of charging chokes connecting the capacitor capacitors of the same name, and the capacitor of the same name of the first cascade and voltage source, the chokes of one of which are made on a common magnetic core and included according to LI |. A disadvantage of the known device is that the charging chokes. connecting capacitor plates of the same name delay the process of charging these capacitors, especially when powering the cascade generator from a source of pulsating voltage. This makes it difficult to use the known device at elevated frequencies of the discharge pulses and reduces its functionality. In addition, the use of the known device at elevated frequencies of the discharge pulses requires a decrease in the inductance of the charge chokes, which leads to an increase in the typical energy, size, weight of these elements and the device as a whole. This disadvantage is explained by the fact that as the inductance of a charge droplet decreases, its type energy increases, hence its size and weight increase. The aim of the invention is to extend the functionality

генератора высоковольтных импульсов и уменьшение его массы и габаритов.high-voltage pulse generator and a decrease in its mass and dimensions.

Поставленна цель достигаетс тем, что обмотки дросселей второй группы выполнены на том же магнитопроводе , включены согласно между собой и встречно по отношению к обмоткам дросселей первой группы.The goal is achieved by the fact that the windings of the chokes of the second group are made on the same magnetic circuit, connected according to each other and opposite to the windings of the chokes of the first group.

На чертеже приведена принципиальна электрическа схема предлагаемого устройства.The drawing shows the principal electrical circuit of the proposed device.

Устройство содержит источник 1 напр жени , к выходу которого подключен каскадный генератор, состо щий из р да накопительных конденсаторов 2. Генератор содержит также две группы дросселей 3, соедин ющих одноименные обкладки конденсаторов 2 и одноименные обкладки конденсатора первого каскада генератора и источника 1. Обмотки дросселей выполнены на общем магнитопроводе , причем обмотки , присоединенные к положительным обкладкам конденсаторов 2, включены встречно обмоткам, присоединенным к отрицательным обкладкам. Разноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов соединень коммутирующими элементами 5 включение которых осуществл етс устройством управлени (не показано).К выходу устройства поключена нагрузка 6.The device contains a voltage source 1, to the output of which is connected a cascade generator consisting of a series of storage capacitors 2. The generator also contains two groups of chokes 3 connecting the same plates of capacitors 2 and the same plates of the capacitor of the first stage of the generator and source 1. Winding of chokes made on a common magnetic core, with the windings connected to the positive plates of the capacitors 2, connected in opposite windings connected to the negative plates. Opposite capacitor plates of adjacent cascades are connected by switching elements 5 which are switched on by a control device (not shown). Load 6 is turned on at the output of the device.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Накопительные конденсаторы 2 зар жаютс от источника 1 через зар дные дроссели 3 впол рности , показанной на чертеже. При этом токи, протекающие по обмоткам дросселей, соедин ющих одноименные обкладки конденсаторов смежных каскадов, равн между собой и создают в магнитопроводе равные и встречно направленные (С учетом включени обмоток) намагничивающие силы. По окончании зар дки устройство управлени включает коммутирующие элементы 5. которые отпира сь , соедин ют между собой разноименные обкладки конденсаторовi. К нагрузке 6 прикладываетс суммарное напр жение каскадов. В период формировани импульса тока в нагрузке конденсаторы 2 присоединены параллельно обмоткам дросселей 3. При этом токи, протекающие по обмоткам дросселей, соедин ющих одноименные обкладки конденсаторов, смежных каскадов имеют одинаковые направлени относительно одноименных зажи мое вышеупом нутых обмоток. The storage capacitors 2 are charged from the source 1 through the charging inductors 3 in the polarity shown in the drawing. At the same time, the currents flowing through the windings of chokes, connecting the same capacitor plates of adjacent cascades, are equal to each other and create equal and oppositely directed (taking into account the windings' turning on) magnetizing forces in the magnetic core. At the end of the charging, the control device turns on the switching elements 5. which are unlocked, connect the capacitor plates of the opposite type with each other. The load 6 is applied to the total voltage of the cascades. During the formation of a current pulse in the load, capacitors 2 are connected in parallel to the windings of chokes 3. At the same time, the currents flowing through the windings of chokes connecting the capacitor plates of the same name from adjacent cascades have the same directions relative to the terminals of the aforementioned windings of the same name.

С учетом изложенного суммарна намагничивающа сила обмоток обеих групп дросселей в режиме зар дки будет fy|Taking into account the above, the total magnetizing force of the windings of both groups of chokes in the charging mode will be fy |

F Г i..w О,F g i..w Oh,

K:-f K: -f

где Iwhere i

мгновенное значение тока за instantaneous current value

k р дки, протекающего по зар дным дроссел м К-го каскада ;k of the series flowing through the charge droplets of the K-th cascade;

W число витков обмотки дроссел .W the number of turns of the winding throttles.

Таким образом, в режиме зар дки магнитный поток магнитопровода k, а следовательно с ЭДС наводимые в обмотках дросселей 3 равны нулю, т Thus, in the charging mode, the magnetic flux of the magnetic circuit k, and therefore induced from the emf in the windings of the chokes 3, is zero, t

e. одноименные обкладки конденсаторов соседних каскадов в режиме зар дки вл ютс эквипотенциальными- независимо от величины индуктивности зар дных дросселей, что эквивалентно непосредственному параллельному сое динению конденсаторов каскадов без токоограничивающих элементов.e. similar capacitor plates of adjacent cascades in the charging mode are equipotential, regardless of the inductance of the charging chokes, which is equivalent to directly parallel connecting the capacitors of the cascades without current-limiting elements.

Указанное обсто тельство позкон вол ет повысить скорость зар дки This circumstance will increase the rate of charge.

и денсаторов каскадного генератора увеличить индуктивность зар дных дросселей, что в свою очередь позвол ет улучшить массогабаритные показатели устройства и расширить его функциональные возможности.and cascade generator capacitors to increase the inductance of charge chokes, which in turn improves the device’s weight and dimensions and expands its functionality.

Применение предлагаемого устройства позвол ет также повысить надежность работы генераторов импульсов за счет принудительного выравнивани напр жени на коммутирующих элементах в динамических режимах.The application of the proposed device also makes it possible to increase the reliability of operation of the pulse generators due to the forced leveling of the voltage on the switching elements in dynamic modes.

Claims

1. Copyright sivdedelstvo USSR №, cl. H 03 K 3/53, 01.22.8.0