RU2422983C2 - Voltage pulse generator - Google Patents
Voltage pulse generator Download PDFInfo
- 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
Links
Landscapes
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
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)
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)
| 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)
| 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 |
-
2009
- 2009-09-28 RU RU2009135987/07A patent/RU2422983C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| 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)
| 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 |