[go: up one dir, main page]

RU2422983C2 - Voltage pulse generator - Google Patents

Voltage pulse generator Download PDF

Info

Publication number
RU2422983C2
RU2422983C2 RU2009135987/07A RU2009135987A RU2422983C2 RU 2422983 C2 RU2422983 C2 RU 2422983C2 RU 2009135987/07 A RU2009135987/07 A RU 2009135987/07A RU 2009135987 A RU2009135987 A RU 2009135987A RU 2422983 C2 RU2422983 C2 RU 2422983C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
charging
storage capacitors
diodes
generator
voltage pulse
Prior art date
Application number
RU2009135987/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2009135987A (en
Inventor
Валерий Владимирович Татур (RU)
Валерий Владимирович Татур
Николай Григорьевич Мутницкий (RU)
Николай Григорьевич Мутницкий
Original Assignee
Российская академия наук. Сибирское отделение. Институт мониторинга климатических и экологических систем
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская академия наук. Сибирское отделение. Институт мониторинга климатических и экологических систем filed Critical Российская академия наук. Сибирское отделение. Институт мониторинга климатических и экологических систем
Priority to RU2009135987/07A priority Critical patent/RU2422983C2/en
Publication of RU2009135987A publication Critical patent/RU2009135987A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2422983C2 publication Critical patent/RU2422983C2/en

Links

Landscapes

  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

FIELD: radio engineering.
SUBSTANCE: device is assembled as per Arkadyev-Marx scheme and includes storage capacitors, two charging branches from circuit of diodes, dischargers and charging inductance connected between one of poles of voltage supply source and anode.
EFFECT: reduction of power losses in charging circuit.
1 dwg

Description

Изобретение относится к импульсной высоковольтной технике и может быть использовано в источниках питания различных электрофизических устройств.The invention relates to a pulsed high-voltage technique and can be used in power supplies of various electrophysical devices.

Известны генераторы импульсов высокого напряжения, собранные по схеме Аркадьева-Маркса, которые содержат несколько каскадов с накопительными конденсаторами, зарядными резисторами и разрядниками в каждом каскаде (авт. св. №156616, кл. H03K 3/53, 1963 г, патент РФ №2317637, кл. H03K 3/53, 2008 г.).Known high-voltage pulse generators assembled according to the Arkadyev-Marx scheme, which contain several stages with storage capacitors, charging resistors and dischargers in each stage (ed. St. No. 156616, CL H03K 3/53, 1963, RF patent No. 2317637 Cl. H03K 3/53, 2008).

Недостатками указанных генераторов является большое время заряда накопительных конденсаторов, а также большие потери мощности на активном сопротивлении зарядных резисторов.The disadvantages of these generators are the large charge time of the storage capacitors, as well as the large power loss on the active resistance of the charging resistors.

Известен также генератор импульсов напряжения (патент РФ №2091980, кл. H03K 3/00, 1997 г.), в котором зарядные резисторы заменены зарядными индуктивностями. В такой схеме уменьшаются потери мощности во время зарядки накопительных конденсаторов. Однако время зарядки накопительных конденсаторов остается достаточно большим, так как процесс зарядки осуществляется последовательно.A voltage pulse generator is also known (RF patent No. 2091980, class H03K 3/00, 1997), in which the charging resistors are replaced by charging inductances. In such a scheme, power losses during charging of storage capacitors are reduced. However, the charging time of the storage capacitors remains quite large, since the charging process is carried out sequentially.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является генератор импульсов высокого напряжения (авт. св. №731530, кл. H02M 7/26, H03K 3/53, 1980 г.), который собран но схеме Аркадьева-Маркса. Он содержит накопительные конденсаторы, разрядники, нагрузку, две зарядные ветви, одна из которых выполнена в виде цепочки из последовательно соединенных диодов, и источника питающего напряжения. Генератор работает следующим образом. От источника зарядного напряжения отрицательной полярности (для направления включения диодов) происходит заряд конденсаторов. При этом полярность напряжения на конденсаторах такова, что при включении разрядников диоды запираются обратным напряжением и последовательно соединенные конденсаторы заряжаются на нагрузку, формируя на ней импульс высокого напряжения.Closest to the proposed device in technical essence is a high voltage pulse generator (ed. St. No. 731530, class H02M 7/26, H03K 3/53, 1980), which is assembled according to the Arkadyev-Marx scheme. It contains storage capacitors, dischargers, a load, two charging branches, one of which is made in the form of a chain of diodes connected in series, and a supply voltage source. The generator operates as follows. From the source of the charging voltage of negative polarity (for the direction of inclusion of the diodes), the capacitors charge. In this case, the polarity of the voltage across the capacitors is such that when the arrester is switched on, the diodes are closed by reverse voltage and the series-connected capacitors are charged to the load, forming a high voltage pulse on it.

Недостатком данного генератора является большое время заряда накопительных конденсаторов, так как они заряжаются последовательно друг за другом, и большие потери мощности на активном сопротивлении одной ветви зарядных резисторов.The disadvantage of this generator is the large charging time of the storage capacitors, since they are charged sequentially one after another, and large power losses on the active resistance of one branch of charging resistors.

Технической задачей данного изобретения является уменьшение потерь мощности в зарядной цепи, уменьшение времени заряда за счет того, что процесс зарядки осуществляется параллельно, и получение удвоенного напряжения на накопительных конденсаторах.The technical task of this invention is to reduce power losses in the charging circuit, reducing the charging time due to the fact that the charging process is carried out in parallel, and obtaining double the voltage across the storage capacitors.

Указанный технический результат достигается тем, что, как и прототип, который также собран по схеме Аркадьева-Маркса, генератор импульсов напряжения содержит накопительные конденсаторы, разрядники, две зарядные ветви, одна из которых выполнена в виде цепочки из последовательно соединенных диодов и источника питающего напряжения.The specified technical result is achieved in that, like the prototype, which is also assembled according to the Arkadyev-Marx scheme, the voltage pulse generator contains storage capacitors, dischargers, two charging branches, one of which is made in the form of a chain of diodes connected in series and a supply voltage source.

Новым в заявляемом генераторе является то, что генератор дополнительно снабжен зарядной индуктивностью. Вторая зарядная цепь выполнена аналогичной первой, в виде цепочки из последовательно соединенных диодов, при этом зарядная индуктивность включена между одним из полюсов источника питающего напряжения и анодом последнего диода из второй ветви.New in the inventive generator is that the generator is additionally equipped with a charging inductance. The second charging circuit is made similar to the first, in the form of a chain of diodes connected in series, while the charging inductance is connected between one of the poles of the supply voltage source and the anode of the last diode from the second branch.

На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого генератора.The drawing shows an electrical diagram of the proposed generator.

Генератор содержит несколько каскадов 1…n. Каждый из каскадов содержит накопительные конденсаторы 2, разрядники 3 и 4, зарядные диоды 5 и 6, а также общую для всех каскадов зарядную индуктивность 7.The generator contains several stages 1 ... n. Each of the stages contains storage capacitors 2, dischargers 3 and 4, charging diodes 5 and 6, as well as a common charging inductance 7 for all stages.

Генератор импульсных напряжений работает следующим образом.The pulse voltage generator operates as follows.

Накопительные конденсаторы 2 заряжают через зарядную индуктивность 7, зарядные диоды 5 и 6 - от источника питающего напряжения Uвх. Так как во время заряда все диоды 5 и 6 открыты, то накопительные конденсаторы соединены параллельно, и процесс заряда конденсаторов происходит одновременно. Время заряда конденсаторов определяется по формулеThe storage capacitors 2 are charged through the charging inductance 7, the charging diodes 5 and 6 from the supply voltage U input . Since during the charge all the diodes 5 and 6 are open, the storage capacitors are connected in parallel, and the process of charging the capacitors occurs simultaneously. The charge time of the capacitors is determined by the formula

t=π√LCn,t = π√LCn,

где L - зарядная индуктивность 7;where L is the charging inductance 7;

C - Емкость зарядных конденсаторов 2;C - Capacity of charging capacitors 2;

n - количество каскадов 1;n is the number of cascades 1;

π - 3,14.π - 3.14.

Такая схема позволяет зарядить накопительные конденсаторы за минимальное время с минимальными потерями мощности. При условии, что активное сопротивление цепи заряда близко к нулю, процесс заряда имеет резонансный характер, и накопительные конденсаторы 2 заряжаются до двойного напряжения питания, что не достигнуто ни в одной из известных схем Аркадьева-Маркса. После заряда накопительных конденсаторов 2 зарядные диоды 5 и 6 запираются и удерживают напряжение на накопительных конденсаторах на уровне 2Uвx. После пробоя управляемого разрядника 3 с помощью генератора поджигающих импульсов Uгип срабатывают остальные разрядники 4, накопительные конденсаторы оказываются соединенными последовательно и на выходе схемы на нагрузку Rн. мы имеем напряжениеSuch a circuit allows charging storage capacitors in a minimum time with minimal power loss. Provided that the active resistance of the charge circuit is close to zero, the charge process is resonant in nature, and the storage capacitors 2 are charged to a double supply voltage, which is not achieved in any of the known Arkadyev-Marx circuits. After the charge of the storage capacitors 2, the charging diodes 5 and 6 are locked and hold the voltage at the storage capacitors at a level of 2U in . After the breakdown of the controlled spark gap 3 using the generator of igniting pulses U gip, the remaining spark gap 4 are activated, the storage capacitors are connected in series and at the output of the circuit to the load R n . we have stress

Uвых=2Uвxn.U o out = 2U in x n.

При этом, зарядные диоды 5 и 6 остаются закрытыми, не оказывая влияния на выходное напряжение. После разряда накопительных конденсаторов на нагрузку Rн, диоды 5 и 6 открываются и переодически процесс полностью повторяется.In this case, the charging diodes 5 and 6 remain closed, without affecting the output voltage. After the discharge of the storage capacitors to the load R n , the diodes 5 and 6 open and periodically the process is completely repeated.

Claims (1)

Генератор импульсов напряжения, собранный по схеме Аркадьева-Маркса, содержащий накопительные конденсаторы, разрядники, две зарядные ветви, одна из которых выполнена в виде цепочки из последовательно соединенных диодов, и источник питающего напряжения, отличающийся тем, что генератор дополнительно снабжен зарядной индуктивностью, вторая зарядная ветвь выполнена в виде цепочки из последовательно соединенных диодов, при этом зарядная индуктивность включена между одним из полюсов источника питающего напряжения и анодом последнего диода из второй зарядной ветви. The voltage pulse generator, assembled according to the Arkadyev-Marx scheme, containing storage capacitors, dischargers, two charging branches, one of which is made in the form of a chain of diodes connected in series, and a supply voltage source, characterized in that the generator is additionally equipped with a charging inductance, the second charging the branch is made in the form of a chain of series-connected diodes, while the charging inductance is connected between one of the poles of the supply voltage source and the anode of the last diode and from the second charging branch.
RU2009135987/07A 2009-09-28 2009-09-28 Voltage pulse generator RU2422983C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009135987/07A RU2422983C2 (en) 2009-09-28 2009-09-28 Voltage pulse generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009135987/07A RU2422983C2 (en) 2009-09-28 2009-09-28 Voltage pulse generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009135987A RU2009135987A (en) 2011-04-10
RU2422983C2 true RU2422983C2 (en) 2011-06-27

Family

ID=44051806

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009135987/07A RU2422983C2 (en) 2009-09-28 2009-09-28 Voltage pulse generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2422983C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2501158C1 (en) * 2012-07-31 2013-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" Method for synchronisation of multimodule voltage pulse generator

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2063103C1 (en) * 1993-03-29 1996-06-27 Институт электрофизики Уральского отделения РАН Generator of high-voltage pulses
WO2004100371A1 (en) * 2003-05-08 2004-11-18 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Trigger / ignition device in a marx generator provided with n step capacitors
US20060245217A1 (en) * 2005-03-17 2006-11-02 The Regents Of The University Of California Diode-directed solid-state marx generator

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2063103C1 (en) * 1993-03-29 1996-06-27 Институт электрофизики Уральского отделения РАН Generator of high-voltage pulses
WO2004100371A1 (en) * 2003-05-08 2004-11-18 Forschungszentrum Karlsruhe Gmbh Trigger / ignition device in a marx generator provided with n step capacitors
US20060245217A1 (en) * 2005-03-17 2006-11-02 The Regents Of The University Of California Diode-directed solid-state marx generator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2501158C1 (en) * 2012-07-31 2013-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр-Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" Method for synchronisation of multimodule voltage pulse generator

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009135987A (en) 2011-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10587188B2 (en) Resonant pulsed voltage multiplier and capacitor charger
Rezanejad et al. Modular switched capacitor voltage multiplier topology for pulsed power supply
RU2580787C1 (en) High-power nanosecond pulse generator (versions)
RU2422983C2 (en) Voltage pulse generator
US8476954B2 (en) Pulse generation circuit
US11201609B2 (en) Compact high-voltage nanosecond pulsed-power generator
CN108462482B (en) Device and method for generating bipolar high-voltage pulse
KR20120125767A (en) Charging and discharging circuit of Secondary battery having full bridge switching circuit
RU2063103C1 (en) Generator of high-voltage pulses
WO2018151622A1 (en) High-voltage pulse generator
RU2352056C1 (en) High-voltage impulse generator
RU2001130671A (en) METHOD FOR FORMING HIGH VOLTAGE PULSES
CN104410319B (en) Quasi-square wave high-voltage pulse generation module and MARX generators
RU2718420C1 (en) Pulse generator
RU2447575C1 (en) Pulse generator with voltage inversion
KR100705735B1 (en) Power supply for pulsed laser
RU180174U9 (en) The device of high-voltage power supply of electrophysical devices with high constant and frequency-pulsed voltage
RU2533326C1 (en) Method of electronic switch control
EA019209B1 (en) Pulse quasi-resonant modulator
SU658719A1 (en) Square-wave voltage pulse generator
RU2403676C1 (en) Pulsed voltage generator
RU46402U1 (en) GAS DISCHARGE PULSE SOURCE OF OPTICAL RADIATION
KR200417038Y1 (en) Power supply for pulsed laser
RU2368069C1 (en) High-voltage pulse generator
RU2601510C1 (en) Resonance pulse generator

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150929