Устройство для генерации мощных высоковольтных импульсов наносекундной длительности

Устройство для генерации мощных высоковольтных импульсов наносекундной длительности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 270276(21) 2328646/25 с присоединением заявки ЭЬ (23) Приоритет (43) Опубликовано 050678 Бюллетень Эй 21

Сеноз Советских

Социалистических

Респубпик (11) 57409„6 (51) М. Кл.

Н 03 К 5/00

tllfglPlTllllill l0EPltt.завета Ииааатрвв COOP

ЕЕ Рав )ПЕ1УЮНП6

Ю ВЩИПй (53) УДК 621.373 (088 ° 8) (45) Дата опубликования описания 1105.78 (72),Авторм

НЗОбрЕтЕННя D.H° . Архангельский, Б.И. Патрушев и В.П. Смирнов (71) Заявнтель (54 ) УСТРОИСТВО ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ МОЩНЫХ В61СОКОВОЛЬТНЫХ

ИМПУЛЬСОВ НАНОСЕКУНДНОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ

25

Изобретение относится к устройст вам для генерации импульсов наносекундной длительности, в частности для получения мощных высоковольтных импульсов напряжения в сильноточных ускорителях релятивистских электронов.

В известном генераторе электронных пучков при разряде формирующей линии на согласованной нагрузке появляется импульс напряжения, амплитуда

:которого равна половине зарядного напряжения линии, вследствие чего приходится вводить трансформирующие линии, которые повыш4аот амплитуду импульса напряжения, но усложняют устройство в целом 11).

Известно также устройство для генерации мощных высоковольтных импульсов наносекундной длительности, содержащее генератор импульсного напряжения (ГИН), двойную формирующую линию (ДФЛ), индуктивность развязки и коммутирующий разрядник(2).

В этом устройстве наличие индуктивности развязки приводит к появлению на нагрузке во время зарядки линии от ГЙНа предымпульсного напряжения,так называемого предымпульса, дли.тельность которого совпадает со вре- менем зарядки, а амплитуда в некоторых случаях может быть сравнима с амплитудой самого импульса. Для устранения предымпульса на нагрузке ее во время зарядки отсоединяют от линии, для чего между линией и нагрузкой устанавливают дополнительный разрядник, а нагрузку шунтируют сопротивлением утечки.

Появление импульса напряжения ,(предымпульса) на индуктивности развязки в период зарядки ДФЛ и наличие предымпульса на линиях ДФЛ ведет к тому, что напряжение на линиях ДФЛ при зарядке отличается на величину предымпульса. Асимметрия зарядки линий йриводит к уменьшению доли энергии, передаваемой из линии в согласо" ванную нагрузку, т.е. к уменьшению

КПД. В некоторые моменты времени напряжение на одной иэ линий ДФЛ может превышать амплитуду зарядного напряжения, что может привести к пробою в этой линии (снижается надежность системы), не всегда можно использовать дополнительный разрядник и сопротив ление утечки для устранения предымпульса на нагрузке. При больших амплитудах предымпульса время пробоя дополнительного разрядника может. быть соизмеримо с длительностью основного.

574096 импульса, что приведет к отражению волны от него н уменьшению энергии, передаваемой из линии в нагрузку.

Цель изобретения — повышение КПД устройстна и его надежности путем устранения предымпульса при зарядке

ДФЛ.

Для этого введена трансформаторная связь между индуктивностью развязки ДФЛ и индуктивностью ГИНа. Для осуществления этой связи индуктивность развязки в виде спирали или просто проводника располагают недалеко от высоковольтного нвода, идущего от ГИНа к ДФЛ (обеспечивается надлежащая изоляция между ними), так, что- »5 бы при зарядке ДФЛ магнитный поток тока ъ1, текущего через индуктивность развязки (., компенсировался магнитным потоком полного зарядного тока »», текущего по высоковольтному вводу. 20

Если во время зарядки линии полный магнитный поток, пронизывающий индуктивность развязки, равен нулю »2 Ы» 0

25 где М - коэффициент взаимной индукции, то напряжение на индуктивности развязки равно нулю и предымпульс при 30 зарядке ДФЛ отсутствует. 0t5e половины ДФЛ заряжаются симметрично. Для обеспечения необходимой связи магнитных потоков последовательно с ГИНом .может быть установлена дополнительная,„ индуктинность Lgq выполненная, например, в виде спирали, концентричной спирали 1

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства, н котором магнитный поток индуктивности развязки компенсируется при работе устройства магнитным потоком зарядного тока, текущего из ГИНа н ДФЛ.

В устройстве генератор 1 импульс-45 ного напряжения соединен с электродом 2 двойной формирующей линии. Другой электрод 3 ДФЛ находится под потенциалом земли. Электрод 4 подсоединен к земле через индуктивность 5 раз-50 вязки. Нагрузка 6 находится между электродами 4 и 3. Коммутирующий разрядник 7 линии установлен между электродами 2 и,З. Индуктивность Ls8 расположена так, чтобы была обеспечена компенсация магнитного потока индуктивности 5 развязки.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Генератор 1 импульсного напряжения заряжает линию за время 10 10 с. (Короткое время зарядки позволяет повысить электролрочность изоляции линии). При этом через индуктивность 1-» 8 течет ток (изменяющий г ся во времени по тому же закону, что и ток текущий через индуктивность 5 развязки. Магнитный поток тока .i

1» сцепленный с индуктивностью Lg ком2! пенсирует магнитный поток тока i

2.

" з Mi 0

Тогда, очевидно, i» йС g и, следовательно, Ь = 2М. При этом напряжение на индуктивности L равно нулЮ. После срабатывания коммутирующего разрядника 7 линии на нагрузке 6 появляется импульс напряжения, амплитуда которого ран;»а зарядному напряжению линии °

Экспериментальная проверка на мощном сильноточном ускорителе релятивистских электронов показала, что при введении трансформаторной связи . между индуктивностью развязки и индуктинностью ГИНа величина предымпульса уменьшилась с ЗОВ зарядного напряжения до 2-3Ъ.

Формула изобретения

Устройство для генерации мощных нысоконольтных импульсов наносекундной длительности, содержащее генератор импульсного напряжения, двойную формирующую линию, включающую в себя индуктивность развязки и нагрузку, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД и надежности устройства, в него введена трансформаторная связь между индуктивностью развязки и индуктивностью генератора импульсного напряжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Nartin 7.Н. The Я цуга e(ectrorl

6еап Ян» е а»о " ЗЕЕЕ Ь».фъьасСъо ъ "

NS 20, )Ф Ъ р 289- 298, 1973.

Marti Т Н, Des»gna d performance

of tke Berries П Еаза Х-rag ge»»era»or

" )ЕЕЕ»гапьасМo s МЬ-16,К Э,р.69-7Ч, 1969

574096

Составитель С. Шитов

«Редактор Е. Месропова Техред Н. Вабурка Корректор д. власенко

Заказ 2871/3 Тираж 1086 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35с Расписная наб.c a.4tt 5

Филиал Ilfltl Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4