Генератор высоковольтных импульсов
О П И С А Н И Е 32ОО28
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Ссветсних
Социалистичесних
Республин
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 0911.1970 (№ 1401142/24-7) ИПК Н 031т. 3/53 с присоединением заявки ¹
Приоритет
Опубликовано 02.XI.1971. Бюллетень № 33
Дата опубликования описания 7.1.1972
Комитет по делам иаобпетеиий и открытий при Совете Министров
СССР . ДК, 621.373 2(088 8) Лвторы изобретения Л. М. Андрианов, Ю, А. Алексеев, О. А. Базилевская, В. Л. Барышев и В. А. Храбров
Заявитель
ГEHEPATOP ВЫСОКОВОЛЬТНЬ1Х ИМПУЛЬСОВ
Известны генераторы высоковольтных импульсов напряжения с амплитудой " 10а в и мощностью на нагрузке около 8.10 вт, выполненные на основе коаксиальной неоднородной линии.
Однако с помощью этих генераторов невозможно получить мощность более 10 а вт в течение 10 — сек, так как с увеличением запасенной в линии энергии соответственно увеличиваются ее геометрические размеры и длительность сформированного импульса напряжения.
Целью изобретения является повышение генерируемой мощности и увеличение крутизны нарастания импульса напряжения.
Зто достигается путем использования неоднородной линии, выполненной в виде двух металлических поверхностей — дисковых электродов с общей осью симметрии, разделенных диэлектриком. На периферии этой неоднородной линии азимутально симметрично расположены быстродействующие разрядникеt.
На чертеже представлена принципиальная схема предложештого генератора.
Формирующая линия состоит из двух металлических дисков — электродов 1 и 2 с наружным диаметром 2R>, внутренним диаметром 2Rt и расстоянием h между ними (линия показана в аксонометрической проекции) .
Между электродами 1 и 2 расположена среда 3 с диэлектрической постоянной (например, вакуум, полиэтилен, касторовое масло, сверхчистая вода и т. д.).
В качестве изолятора могут быть использованы также диэлектрики с диэлектрической постоянной P„, зависящей от электрического поля, т. е. = (E) . По наружно»у пери10 метру линии азимуталь о симметрично расположено достаточно большое количество быст. родействующих коммутирующих элементов— разрядников 4. В центральной части лпп:и радиусом Rt расположена нагрузка 5 гепера15 тора с коммутатором б, отделенная от диэлектрика кольцевым .. золято",ом 7. ДостаточIIo мощный генератор 8 пмпульсных напряжений в течение 10 свк заряжает неоднородную линию до некоторого постоянного папря20 жениЯ Уо, пРи этом нагРУзка б отключена (коммутирующее устройство разомкнуто) .
После того как линия заряжена, с помощью блока 9 поджига синхронно шшцпирутотся все коммутирующие элементы 4, что приводит к
25 азпмутальпо симметричному закорачпваншо электродов 1 и 2 одновременно по всему периметру липни па наружном диаметре 2R<. В результате закорачпванпя к центру лпшш распространяется волна напряжения, амплитуда
30 которой непрерывно нарастает по мере умень
320028
R2 макс= — kUp Ь.
Составитель А. Борзиков
Редактор Е. Кравцова Техред 3. Тараненко Корректор 3. Тарасова
Заказ 379б!8 Изд. № 1534 Тираж 478 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-ЗЗ, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 шения расстояния до центра в результате кумуляцпп электрического поля.
Лмплитуда волны напряжения на согласованной нагрузке, расположенной на радиусе
R(.
Мощность, которой может быть выполнена на этой нагрузке р... àУ6
AUP 606 где 1)й)0,6 — коэффициент, учитывающий характеристики коммутирующих элементов.
Нагрузка б генератора включается в тот момент времени, когда волна напряжения достигнет этого радиуса. Если в качестве нагрузки генератора используют устройство с автоэлектронными промежутками, необходимость в специальном коммутаторе б нагрузки отпадает, так как амплитуда волны напряжения, примерно в 5 — 10 раз превышающая начальную величину Up, имеет обратную полярность. Поэтому нагрузку подключают таким образом, чтобы в период первоначальной зарядки линии, предшествующий коммутированию, автоэлектронные эмиттеры имели положительную полярность.
Длительность импульса напряжения, сформированного генератором на нагрузке, составляет 10 — 20о/о от времени распространения волны по радиусу линии от ее периферии к нагрузке:
В качестве коммутирующих элементов 4, осуществляющих синхронное и азимутально симметричное закорачивапие электродов генератора, по всему их периметру могут быть использованы искровые разрядники высокого давления, заполненные газом, разрядники с жидким или твердым диэлектриком, а также специальные вакуумные коммутаторы с автоэлектронной эмиссией. Количество коммутирующих элементов должно быть таким, чтобы можно было уменьшить их полную индук10 тивпость и омическое сопротивление до требуемых величин, зависящих от входного волнового сопротивления линии.
При помощи предложенного генератора высоковольтных импульсов можно получить
15 мощность на согласованной нагрузке в диапазоне 10" — 10 в вт при максимальной величине импульса напряжения -5 — 500 лггв, длительности 10 — 30 нсгк, при начальном напряжении заряженной линии соответственно го -1,0 — 100 лггв и запасе энергии 10 — 10 дж.
Предмет изобретения
1. Генератор высоковольтных импульсов, содержащий неоднородную формирующую ли25 нию с распределенными параметрами, блок поджига, нагрузку, отличающийся тем, что, с целью повышения генерируемой мощности и увеличения крутизны нарастания импульса напряжения, формирующая линия выполнена
ЗО в виде двух плоских круговых электродов с общей осью симметрии, между которыми расположен диэлектрик, причем по наружному периметру линии азимутально симметрично расположены разрядники, а нагрузка под35 ключена к центральной области формирующей линии через кольцевой изолятор.
2. Генератор по п. 1, отличающийся тем, что между электродами формирующей линии размещен диэлектрик с диэлектрической по40 стоянной, зависящей от напряженности электрического поля.
