Генератор наносекундных импульсов напряжения
О П И С А Н И Е 353370
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
Зависимое от авт. свидетельства ¹
Заявлено 18Л11.1971 (№ 1636594/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 29ЛХ.1972. Бюллетень № 29
Дата опубликования описания 13.X.1972
М. Кл. Н 05h 7/00
Комитет по делам изооретений и открытий при Совета министров
СССР
УДК 621.384.6(088.8) Авторы изобретения
В. С. Босамыкин и А. И. Павловский
Заявитель
ГЕНЕРАТОР НАНОСЕКУНДНЫХ ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ (n — число витков соленоида).
Изобретение относится к ускорительной технике.
В известном генераторе наносекундных импульсов напряжения для питания ускорительной трубки, содержащем зарядное устройство, стартовый коммутатор, коммутатор нагрузки и трансформирующую линию с распределенными параметрами, контур нагрузки содержит большую индуктивность, а генерагор имеет низкую импульсную мощность.
В предлагаемом генераторе с целью увеличения коэффициента трансформации и импульсной мощности трансформирующая линия выполнена в виде экранированного соленоида, причем один из торцов экрана соленоида соединен с заземленной пластиной соленоида, а к высоковольтной пластине соленоида подключен через стартовый коммутатор, другой торец экрана подсоединен через нагрузку и коммутатор нагрузки к высоковольтной пластине соленоида.
На фиг. 1 представлена схема предлагаемого генератора; на фиг. 2 — вариант кочструктивно более компактного генератора.
Заземленная пластина 1 (см, фиг. 1) вместе с расположенной между ее витками высоковольтной пластиной 2 образуют соленоидальную трансформирующую линию. Один конец А пластины 1 соединен с заземленным экраном 8 непосредственно, а другой конец
1. — через коммутатор 4 и сопротивление 5 нагрузки. Емкость пластины 2 относительно пластины 1 заряжена до напряжения U>.
В заштрихованном высоковольтном зазоре ли5 нии АВ размещен стартовый коммутатор б.
В исходном состоянии в обеих линиях АВ и ВС, образованных пластинами 1 и 2, напряженности электрических полей Е направлены в .противоположные стороны, так что суммарное напряжение на оси системы отсутствует.
В результате срабатывания стартового коммутатора б по заштрихованной линии АВ распространяется волна тока короткого замыкания, снимающая разность потенциалов в высоковольтном зазоре этой линии до нуля, Если вторая линия ВС за время распространения волны не разряжается, прохождение волной одного витка линии увеличивает разность потенциалов на величину зарядного напряжения Уо. В момент прихода волны тока к точке F разность потенциалов в аксиальном направлении AF определяется числом неразряженных зазоров линии ВС
25 Ui=nUo
Если генератор работает на нагрузку, со30 противление которой много больше волнового
353370
Ь вЂ” — 2иУю.
5О
65 сопротивления последовательно соединенных ъ!сжвитковых ".Iсний, то! ОВяя Волпя От))яжястс я, и с р е 3 с! р я )к я я л и н: t 10 А В т я к и м О 0 р а 3 0 м, что пяltpаВлсli)tс папnя)1 А напря;кение вдоль оси генератора достигает максимального значения После отражения волны от короткозамкнутого конца А напряжение в зазоре линии АВ снова становится равным нулю и импульс напряжения генератора симметричным Образом спадает до нуля в течение времени пробега от точки А до F и обратно. Максимальный коэффициент трансформации определяется числом витков, пробсгасмых токовой волной, пока линия ВС остается неразряженной. При срабатывании стартового коммутатора 6 линия BC оказывается Hодкл!Оченной к ипдуктивности I. витка В Ц)С. Эффективная трансформация напряжения происходит в течение времени пробега т. L ((— 1 где о — волновое сопротивление липин BC. Несмотря на то, что в процессе увеличения напряжения играет роль волновое сопр)тив ление р (величину которого можно определить по формуле, относящейся к полосковым линиям где  — относительная диэлектрическая проницае;IocTb, Л вЂ” высота высоковольтного зазора линии, b — ширина линии, в данном случае равная разности внешнего и внутречпего радиусов соленоида), внутреннее сопротивление генератора определяется волновым сопротивлеш ем последовательно соединенных ме>квитковых кольцевых линий (иY ширина равна средней длине окружности витка соленоида), каждое из I!0Topbix по крайней мере В 2)т раз меньше р. Это обстоятельство вместе с коакспальным оформлением разрядной цепи с помощью заземленного экрана 3, по которому протекает обратный ток, обеспечивает Высокую импульсную мощность генератора. В тех случая.:, когда требуется голучить более KÎpoTкий H)i,IH bc напряжения, it„lii при работе:ta сопротивление 5, сравнимое с внутренним сопротивлением генератора (здесь становится существенным влияние нагрузки а процесс трансформации), целесообраз in подключать трансформирующую линию к сопрстивлению 5 через коммутатор 4 в момент достижения максимальной амплитуды напря)кения. На фиг. 2 изобра)кена конструктивно более компактная схема генератора. Заземленная пластина 1 и заряженная от5 15 го 25 зо 35 о 45 ф носительно нсе пластина 2 образуloT соленоидальную трансформирующую ли)ппо. В высоковольтном зазоре л1пгип я;В (заштрихована) ряз!!Сщс!! cTapTQBbIII коммуTBTO;) 6.: 1сжду заземленным: высоковольтны;i ко:!дами А и F соленоида через коммутатор 4 нагрузки подключается сопротивлен",å 5 нагрузки, ооразуя коа сиальный разряд:1ый контур. Проводящий экряп 8 сл) )lсит для защиты ОТ Электро)1!ЯГ1!HTItbIY Iln)IСх И ЗЯПОЛНСНИЯ ГСнератора диэлектриком. В таком исполнении пластины линий могут одповрсме.но служить емкостным делителем потенциала в ускорительной трубке. Стартовый коммутатор 6 можно располагать нс только в зазоре первого Витка лин !и АВ, Для повышения коэффициента трансформации выгодно размещать комму,amp 6 в середине соленоида. При этом время пробега волны тока до концов соленоида у;!сньшается вдвое, что позволяет соотвстственно увеличить количество витков линии. Весьма большие знячеl:ия коэффицисн (a т!)янсфор)!яции получаются при использовании Нескольких стартовых коммутаторов, размсщсгп!ых па определенном расстоянии друг От дру!а в зазоре линии АВ. Соленоидальпая трансформирующая лин,я мо)кет быть мно! Озаходной, T. с. Памотапг!Ой из нескольких длинных линий. В этом случае требуется одновременное срабатывание нескольких коммутаторов, число которых равно ЧИСЛУ ЗЯХОДОВ ЛИНИИ. В качестве коммутатора 4 )!Ожно применять разрядники, работающие па самопробое, или ускорительную трубку, если опя имеет достаточно крутую вольт-амперпую характеристику (например, автоэмиссионные ус iopHтельные трубки) . Подобные генераторы с изоляцисй кз жидкого, твердого или газообразного диэлсктрикя ВыГОдно исгользОВ ать для пол) че!11;я .itoIII ных на:!осекундных импульсов тока заряженных частиц с энергией впасть до сгаэле! троповольт. Предмет изобрсгсни> Гснсратор ианосекxai,òiiû Y импульсов iiaпряжения для пптап Iя уско!).!тельной 1)усб)к 1, содер)кащий заряднсс устройство, старгозый коммутатор, коммутатор нагрузки и трансформирующую лини!о с распределенными Ilaраметрами, по !ключепПую к нагрузке, отлича!Ошийся те)1, что, с целью увеличения коэффициента трансформации I импульсной мощности, трансформирующая линия выполнена в виде экра:!ированного со",еноида, причем один из торцов экрана соленоида соединен с заземленной пластиной соленоида, а к высоковольтной пласт)1не соленоида по t«:! Inчен через стартовый коммутатор, другой торец экрана подсоединен через нагрузку и коммутатор нагрузки к высоковольтной пластине соленоида. 353370 фиг Фиг. я Составитель Н. Соловьев Текред Е. Борисова Редактор Н. Коляда Корректор 3. Тарасова Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 3514/16 Изд. № 1432 Тираж 406 Подписное Ц11ИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж-35, Раушская паб., д. 415
