SU1660140A1 - High-voltage pulse generator - Google Patents

Description

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в электрофизических установках для получения высоковольтных импульсов напряжения. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Генератор высоковольтных импульсов в каждой ступени содержит последовательно включенные конденсаторы 1.1,The invention relates to high-voltage pulse technology and can be used in electrical installations to produce high-voltage voltage pulses. The aim of the invention is to enhance the functionality. The generator of high-voltage pulses in each stage contains series-connected capacitors 1.1,

1.2 (1.3, 1.4; 1.5, 1,6), индуктивный элемент 2.1 (2.2, 2.3), управляемый коммутатор 3.1 (3.3, 3.5), вентиль 4.1 (4,3, 4,5). За счет введения в каждую ступень дополнительного двухполюсника, состоящего из последовательно включенных управляемого коммутатора 3.2 (3.4. 3.6) и вентиля 4,2 (4.4, 4,6) и линии 7 задержки, включенной между вторым выходом блока 6 запуска и управляющими коммутаторами коммутаторов 3.2, 3.4,1.2 (1.3, 1.4; 1.5, 1,6), inductive element 2.1 (2.2, 2.3), managed switch 3.1 (3.3, 3.5), valve 4.1 (4.3, 4.5). By introducing into each stage an additional two-terminal network consisting of a series-connected controlled switch 3.2 (3.4. 3.6) and a gate 4.2 (4.4, 4.6) and a delay line 7 connected between the second output of the start block 6 and the control switches of the switches 3.2 3.4

3.6, обеспечивается перезаряд в исходное состояние конденсаторов 1.2, 1.4, 1.6 после формирования фронта и плоской вершины импульса и, соответственно, возможность формирования серии прямоугольных импульсов. 1 ил.3.6, recharge to the initial state of the 1.2, 1.4, 1.6 capacitors is provided after the formation of the front and flat top of the pulse and, accordingly, the possibility of forming a series of rectangular pulses. 1 il.

ОABOUT

оabout

оabout

££

оabout

>>

16601401660140

Изобретение относится к высоковольтной импульсной технике и может быть использовано в электрофизическихThe invention relates to high-voltage pulse technology and can be used in electrophysical

установках для получения высоковольтныхinstallations for receiving high-voltage

импульсов напряжения.voltage pulses.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.The purpose of the invention is the expansion of functionality.

На чертеже изображен генератор высоковольтных импульсов с тремя ступенями.The drawing shows a high-voltage pulse generator with three steps.

Генератор высоковольтных импульсов содержит три последовательно включенные ступени, каждая из которых состоит из двух последовательно включенных конденсаторов 1.1 и 1.2 (1.3 и 1.4; 1.5 и 1.6), индуктивного элемента 2.1 (2.2, 2.3), управляемых коммутаторов 3.1 и 3.2 (3.3 и 3.4; 3.5 и 3.6), вентилей 4.1 и 4.2 (4.3 и 4,4; 4.5 и 4.6), первую зарядную цепь из последовательно включенных зарядных элементов 5.1-5.3, вторую зарядную цепь из элементов 5.45.6, блок 6 запуска и линию 7 задержки. Одна из ступеней генератора может содержать индуктивный элемент 8, параллельно которому подключен резистор 9, конденсатор 1.2 (1.4, 1.6) ступени шунтирован двухполюсником, состоящим изThe high-voltage pulse generator contains three successively connected steps, each of which consists of two series-connected capacitors 1.1 and 1.2 (1.3 and 1.4; 1.5 and 1.6), inductive element 2.1 (2.2, 2.3), controlled switches 3.1 and 3.2 (3.3 and 3.4; 3.5 and 3.6), gates 4.1 and 4.2 (4.3 and 4.4; 4.5 and 4.6), the first charging circuit from series-connected charging elements 5.1-5.3, the second charging circuit from elements 5.45.6, start block 6 and delay line 7. One of the stages of the generator may contain an inductive element 8, in parallel with which a resistor 9 is connected, the capacitor 1.2 (1.4, 1.6) of the stage is shunted by a two-pole device consisting of

последовательно включенных индуктивного элемента 2.1 (2.2, 2.3), управляемого коммутатора 3.1 (3.3, 3.5) и первого вентиля 4.1 (4.3, 4.5). Каждый элемент 5.1 (5.2, 5.3) первой зарядной цепи включен параллельно последовательно включенным конденсаторам 1.1 и 1.2 (1.3 и 1.4; 1.5 и 1.6) соответствующей ступени. К первому выходу блока 6 запуска подключены управляющие электроды управляемых коммутаторов 3.1; 3.3 и 3. 5 к второму выходу через линию задержки 7 управляющие электроды коммутаторов 3.2, 3.4 и 3.6.series-connected inductive element 2.1 (2.2, 2.3), managed switch 3.1 (3.3, 3.5) and first gate 4.1 (4.3, 4.5). Each element 5.1 (5.2, 5.3) of the first charging circuit is connected in parallel with series-connected capacitors 1.1 and 1.2 (1.3 and 1.4; 1.5 and 1.6) of the corresponding level. To the first output of block 6 start connected control electrodes of managed switches 3.1; 3.3 and 3. 5 to the second output through the delay line 7 control electrodes of the switches 3.2, 3.4 and 3.6.

Параллельно-последовательно включенным управляемому коммутатору 3.1 (3.3, 3.5) и первому вентилю 4.1 (4.3, 4.5) каждой ступени подключены последовательно включенные дополнительный управляемый коммутатор 3.2 (3.4,3.6) и второй вентиль 4.2 (4.4, 4.6), встречно включенный по отношению к первому вентилю 4.1 (4,3,4.5) ступени. Зарядные элементы 5.4-5.6 подключены между первыми вентилями 4.1, 4.3 и 4.5 смежных ступеней.Parallel-connected managed switch 3.1 (3.3, 3.5) and the first gate 4.1 (4.3, 4.5) of each stage are connected in series with an additional controlled switch 3.2 (3.4,3.6) and the second gate 4.2 (4.4, 4.6), which is counter-connected with respect to the first valve 4.1 (4,3,4.5) steps. Charging elements 5.4-5.6 are connected between the first valves 4.1, 4.3 and 4.5 of the adjacent stages.

Индуктивный элемент 8 подключен между электродами управляемых коммутаторов 3.1 и 3.2 последовательно с индуктивным элементом 2.1.The inductive element 8 is connected between the electrodes of the controlled switches 3.1 and 3.2 in series with the inductive element 2.1.

Генератор высоковольтных импульсов работает следующим образом.The high-voltage pulse generator operates as follows.

Конденсаторы 1.1-1.6 заряжаются через зарядные элементы 5.1-5.6, причем векторы напряжений конденсаторов в ступенях направлены встречно и суммарноеCapacitors 1.1-1.6 are charged through the charging elements 5.1-5.6, with the voltage vectors of the capacitors in the steps directed oppositely and the total

напряжение на выходе генератора равно нулю. По окончании зарядки конденсаторов 1.1-1.6 от блока 6 запуска подается сигнал на запуск коммутаторов 3.1, 3.3 и 3.5 и одновременно через линию 7 задержки на запуск коммутаторов 3.2, 3.4 и 3.6. Коммутаторы 3.1,3.3 и 3.5.срабатывают^ конденсаторы 1.2,1,4 и 1.6 перезаряжаются через вентили 4.1, 4.3 и 4.5, коммутаторы 3.1, 3.3 и 3.5 и индуктивные элементы 2.12.3. В течение времени перезарядки кондесаторов 1.2,. 1.4 и 1.6 формируется фронт выходного импульса напряжения (ϊψ С ) , где ί - величина индуктивности элементов 2.1-2.3; С - емкость конденсаторов 1.2, 1.4 и 1.6. В момент максимума напряжения благодаря запирающему действию вентилей 4.1, 4.3 и 4,5 ток в перезарядных цепях прекращается, коммутаторы 4.1, 4.3 и 4.5 гаснут и на выходе генератора формируется полочка прямоугольного импульса. За счет разряда конденсаторов 1.1-1.6 на нагрузку напряжение на выходе генератора уменьшается. Индуктивный элемент 8 и резистор позволяют при необходимости скомпенсировать спад импульса напряжения путем более медленного перезаряда по крайней мере одной ступени генератора (например, в течение максимально требуемой от генератора длительности импульса).the voltage at the output of the generator is zero. After charging the capacitors 1.1-1.6 from the start block 6, a signal is given to start the switches 3.1, 3.3 and 3.5 and at the same time, via line 7, the delays to start the switches 3.2, 3.4 and 3.6. Switches 3.1.3.3 and 3.5. Work ^ capacitors 1.2,1,4 and 1.6 are recharged through gates 4.1, 4.3 and 4.5, switches 3.1, 3.3 and 3.5 and inductive elements 2.12.3. During the recharge time of the condensers 1.2 ,. 1.4 and 1.6, the front of the output voltage pulse (ϊψ С) is formed, where ί is the inductance of 2.1-2.3 elements; С - capacitors capacity 1.2, 1.4 and 1.6. At the time of maximum voltage due to the locking action of the valves 4.1, 4.3 and 4.5, the current in the charge-exchange circuits stops, the switches 4.1, 4.3 and 4.5 go out and a shelf of a rectangular pulse is formed at the generator output. Due to the discharge of capacitors 1.1-1.6 to the load, the voltage at the output of the generator decreases. The inductive element 8 and the resistor allow, if necessary, to compensate for the drop in the voltage pulse by slower recharging at least one generator stage (for example, for the maximum pulse duration from the generator).

По окончании требуемой длительности импульса с блока 6 запуска через линию 7 задержки подается импульс на запуск коммутатора 3.2, 3.4 и 3.6. Коммутаторы срабатывают и перезаряжают конденсаторы 1.2, 1.4 и 1.6 через индуктивные элементы 2.1 2.3, коммутаторы3.2,3.4,3.6 и вентили 4.2,4.4 иAt the end of the required pulse duration from the start-up unit 6, a pulse is sent through the delay line 7 to start the switches 3.2, 3.4 and 3.6. Switches operate and recharge capacitors 1.2, 1.4 and 1.6 through inductive elements 2.1 2.3, switches 3.2,3.4,3.6 and gates 4.2,4.4 and

4.6'в обратном направлении. Смежные конденсаторы 1.1 и 1.2 (1.3 и 1.4; 1,5 и 1.6) оказываются заряженными встречно, и суммарное напряжение на выходе генератора становится равным нулю. Таким образом, на выходе генератора формируется прямоугольный импульс напряжения. После непродолжительного подзаряда4.6'in the opposite direction. Adjacent capacitors 1.1 and 1.2 (1.3 and 1.4; 1.5 and 1.6) are counter-charged, and the total voltage at the output of the generator becomes zero. Thus, a square voltage pulse is generated at the generator output. After a short charge

конденсаторов 1.1-1.6 генератор готов для формирования следующего прямоугольного импульса по сигналу от блока 6 запуска.capacitors 1.1-1.6 generator is ready for the formation of the next rectangular pulse signal from block 6 run.

Claims (3)

Формула изобретенияClaim 1. Генератор высоковольтных импульсов, содержащий несколько последовательно включенных ступеней, каждая из которых состоит из двух последовательно включенных конденсаторов, один из которых шунтирован двухполюсником, состоящим из последовательно включенных индуктивного1. A generator of high-voltage pulses, containing several series-connected steps, each of which consists of two series-connected capacitors, one of which is shunted by a two-port network consisting of series-connected inductive 16601401660140 элемента, управляемого коммутатора и первого вентиля, первую зарядную цепь из последовательно включенных зарядных элементов по числу ступеней, каждый из которых включен параллельно последовательно включенным конденсаторам соответствующей ступени, блок запуска, к первому выходу которого подключены управляющие электроды управляемых коммутаторов, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, к параллельно-последовательно включенным управляемому коммутатору и первому вентилю каждой ступени подключены последовательно включенные дополнительный управляемый коммутатор и второй вентиль, встречно включенный поthe element controlled by the switch and the first valve, the first charging circuit of the series-connected charging elements according to the number of stages, each of which is connected in parallel to the series-connected capacitors of the corresponding level the purpose of expanding the functionality, to the parallel-connected control switch and the first valve of each stage are connected to the last consistently included an additional controlled switch and a second valve, the counter is enabled by отношению к первому вентилю, при этомrelation to the first valve, while зарядные элементы второй зарядной цепиcharging elements of the second charging circuit подключены между первыми вентилямиconnected between the first valves смежных ступеней и управляющие электро5 ды дополнительных управляемых коммутаторов подключены к второму выходу блока запуска через линию задержки.adjacent stages and control electrodes of additional controlled switches are connected to the second output of the start block via a delay line. 2. Генератор по п. 1,отличаю щи й с я тем, что не менее чем в одной из ступе10 ней между электродами управляемых коммутаторов последовательно с индуктивным элементом подключен дополнительный индуктивный элемент.2. The generator according to claim 1, distinguished by the fact that at least one of the steps between the electrodes of the controlled switches in series with the inductive element is connected to an additional inductive element. 3. Генератор по пР. 1 и 2, отл.и чаю15 щийся тем. что параллельно дополнительному индуктивному элементу подключен дополнительный резистор.3. Generator according to p. 1 and 2, except for tea. that an additional resistor is connected parallel to the additional inductive element.