Импульсный резонансный формирующий трансформатор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<11790150

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 31,07,78 (21) 2651580/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 231280 Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 231280 (51)М. Кл.

H 03 К 3/53

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.373. .431(088.8) (72) Авторы изобретения

А. Т. Матюшин и В. Т. Матюшин (71) Заявитель

Объединенный институт ядерных исследований (54) ИМПуЛЬСНЫй РКЗОНАНСНЫй ФОРМИРуЮцИй

ТРАНСФОРМАТОР

Изобретение относится к формированию высоковольтных импульсных напряжений, например, для заряда формирующих линий генераторов наносекундных импульсов мегавольтного диапазона, в частности, для заряда двойной формирующей линии Блюмляйнгенератора и двухполярного Блюмляйнгенератора в системах питания стримерных камер.

Известны устройства для импульсного заряда формирующих линий в схемах Блюмляйн-генератора, выполненное по схеме Аркадьева-Маркса, в которых заряд накопителей энергии — конденса- 15 торов осуществляется постоянным током параллельно.

С помощью разрядников-коммутаторов заряженные конденсаторы при разряде включаются последовательно и 2Q выходное напряжение устройства через индуктивность поступает на емкость нагрузки — формирующую линию. Выходное напряжение устройства определяется зарядным напряжением и числом 25 разрядников-коммутаторов. При неизменной величине электрической емкости накопителей энергия, поступающая на заряд ДФЛ, максимальна при .равенстве емкости нагрузки емкости 30

2 генератора в. ударе (последовательное соединение всех накопителей) 111 .

Недостатком данного устройства является наличие двух и более высоковольтных разрядников-коммутаторов, которые должны срабатывать синхрон- . но.

Ближайшим по технической сущности к предложенному является импульсный резонансный формирующий трансформатор, содержащий в цепи первичной обмотки зарядный резистор и подключенный к нему коммутатор, причем второй вывод коммутатора соединен с общей шиной, а в цепи вторичной обмотки нагрузочный конденсатор, подключенный одной обкладкой к общей шине, параллельно которому включен нагрузочный резистор, и накопительный конденсатор.

Описанный трансформатор обеспечи-. вает возможность получения разнополярных импульсов для заряда двухполярных линий, имеет один коммутатор, коэффициент трансформации напряжения зависит от соотношения чисел витков обмоток 2 .

Недостатком укаэанного устройства является наличие перед рабочим им790150 пульсом импульса обратной полярности (предимпульса) со значительной амплитудой, соответствующей по расчету 0,5625 амплитуды при любых значениях коэффициента трансформации и значении коэффициента связи, равным

0,6. При этом срабатывание разрядника формирующий линии может происхо; дить не на основном зарядном импульсе, а на предимпульсе, особенно, если значение коэффициента связи отличается от 0,6, что приводит к уменьшению разницы в амплитудах основного импульса и предимпульса. ченный между общей точкой первичной и вторичной обмоток и общей шиной, второй накопительный конденсатор 5 -. подключен между выводом вторичной обмотки и обкладкой нагрузочного конденсатора б зашунтированного нагрузочным резистором 7.

В исходном состоянии зарядное напряжение через зарядный резистор

2 и обмотки трансформатора 1 подано на первый 4 и второй 5 накопительные конденсаторы.

При замыкании коммутатора 3 первый и второй накопительные конденсаторы 4 и 5 разряжаются и на нагрузочном конденсаторе 6 появляется напряжение, величина которого определяется коэффициентом трансформации с меньшей величиной предимпульса. При

С другой стороны, в высоковольтных трансформаторах из-за высоких требований к изоляции обмоток и витков во- 15 зникают серьезные трудности достижения требуемой электромагнитной связи между обмотками.

Цель изобретения — повышение качества питания нагрузки путем умень- Я щения амплитуды предимпульса и обеспечение максимальной передачи накоп-. .ленной энергии в нагрузку.

Поставленная цель достигается тем, что в импульсном резонансном форми-, 25 рующем трансформаторе, содержащем в цени первичной обмотки зарядный резистор и подключенный к нему комму:татор, причем второй вывод коммутатора соединен с общей шиной, а в цепи вторичной обмотки нагрузочный конденсатор, подключенный одной обкладкой к общей шине, параллельно .которому включен нагрузочный резистор, и накопительный конденсатор, накопительный кбнденсатор выполнен в виде двух накопительных конденсаторов, первый из которых включен между общей точкой первичной и вторичной, обмоток и общей шиной, второй нако : пительный конденсатор подключен между вйводом вторичной обмотки и другой обкладкой нагрузочного конденсатора, а к точке соединения за.: рядного резистора и коммутатора непосредственно подсоединен вывод пер-. 45 вичной обмотки.

Кроме этого в импульсном резонансном формирующем трансформаторе, :. величина емкости второго накопитель-ного конденсатора выбирается в К - 1 gg раз меньше емкости .первого накопительного конденсатора, а коэффициент электромагнитной связи между обмотками импульсного резонансного ф ирующего трансформатора выбирается из соотношения (0,6К-D/(K-0,6), где. К вЂ” коэффициент трансформации. ,На чертеже изображена электрическая схема импульсного резонансного формирующего трансформатора.

Импульсный резонансный формирую- d0 щий трансформатор 1 содержит подклю.ченный к выводу первичной обмотки зарядный резистор 2, коммутатор 3, шунтирующий первичную обмотку, перэтом контуры, образованные индуктивностью первичной обмотки и емкостью первого накопительного конденсатора

4, а также индуктивностью вторичной обмотки и последовательным соединением первого и второго накопительных конденсаторов 4 и 5 и нагрузочного конденсатора б оказываются настроенными в резонанс, а требуемая величина коэффициента связи меньше

0,6, что существенно облегчает конструирование импульсного резонансного формирующего трансформатора.

С целью осуществления импульсного заряда двуполярного Блюмлейн-генератора описанная схема может быть выполнена симметричной с двумя одинаковыми трансформаторами и общим коммутатором, включенным между свободными выводами их первичных обмоток.

При этом заряд накопительных емкостей осуществляется от источников постоянного. напряжения разной полярности, причем, тонкая регулировка соотношения между амплитудами выходных импульсов Блюмлейн-генератора осуществляется путем изменения в небольших пределах выходного напряжения одного иэ этих источников, имеющих одинаковое выходное напряжение.

Формула изобретения

1. Импульсный резонансный формирующий трансформатор, содержащий в цепи первичной обмотки зарядный резистор и подключенный к нему коммутатор, причем второй вывод коммутатора соединен с общей шиной, а в цепи вторичной обмотки нагрузочный конденсатор,подключенный одной обкладкой к общей шине, параллельно которому включен нагрузочный резистор, и накопительный конденсатор, о т л ич а ю щ и и g я тем, что, с целью повышения качества питания нагрузки, накопительный конденсатор выполнен в виде двух накопительных конденсавый накопительный конденсатор 4, вклю-65,торов, первый из которых включен меж790150

Составитель В. Чорба

Редактор Е. Лушникова Техред М,Табакович Корректор Н. Бабинец

Заказ 9059/58 Тираж 995 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал" ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ду общей точкой первичной и вторич ной обмоток и общей шиной, второй накопительный конденсатор подключен между выводом вторичной обмотки и другой обкладкой нагрузочного конденсатора, а к точке соединения зарядного резистора и коммутатора непосред-. ственно подсоединен вывод первичной обмотки.

2. Трансформатор по п.1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью достижения максимальной передачи накопленной энергии в нагрузку, величина емкости второго накопительного конденсатора выбирается в К - 1 раз меньше емкости первого накопительного конденсатора, а коэффициент электромагнитной связи между обмотками импульсного резонансного формирующего трансформатора выбирается из со. отношения (0,6К-1)/(К-0,6), где К— коэффициент трансформации.

Источники информации, принятые во внимание нри экспертизе

1 Bulos T. Streamer chamber Ое"

velopment SLAC-74, 1976.

2. Гринкевич A. В. и др. Препринт

ОИЯИ, P-13-3306. Дубна, 1975 (прототип).