ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ НАПРЯЖЕНИЯ
VOLTAGE IMPULSE GENERATOR

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в системах зажигания, светотехнике, квантовой электронике, в электрофизических установках с высоковольтными емкостными накопителями энергии.
Известно устройство для зажигания газоразрядной лампы, содержащее источник питания, единый конструкторско-технологический компонент, состоящий из первой и второй проводящих обкладок, свернутых в спираль и разделенных диэлектриком, высоковольтную обмотку, выполняющую роль вторичной обмотки автотрансформатора, коммутатор, включенный между противоположными концами обкладок единого конструкторско-технологического компонента, систему управления коммутатором [Устройство для зажигания газоразрядной лампы. Авторское свидетельство СССР на изобретение №1683187 от 07.10.1991. МПК H05B 41/30].
Недостатками данного устройства являются малая мощность и низкая степень интеграции элементов.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является спиральный генератор импульсов напряжения, содержащий источник питания, единый конструкторско-технологический компонент, состоящий из нескольких секций, соединенных последовательно, каждая из которых содержит первую и вторую проводящие обкладки, свернутые в спираль и разделенные диэлектриком, коммутатор, включенный между началом первой и концом второй проводящих обкладок первой секции, систему управления коммутатором [Спиральный генератор импульсов напряжения. Авторское свидетельство СССР на изобретение №1492453 от 07.07.1989. МПК H03K 3/53].
Недостатком данного устройства является его низкая функциональность.
Техническими задачами изобретения являются повышение степени интеграции устройства и расширение функциональных возможностей устройства.
Поставленная цель достигается тем, что в известном спиральном генераторе импульсов напряжения, содержащем источник питания, единый конструкторско-технологический компонент (ЕКТК), состоящий из нескольких магнитосвязанных секций, каждая из которых содержит первую и вторую проводящие обкладки, свернутые в спираль и разделенные диэлектриком, коммутаторы, систему управления коммутаторами, первые обкладки каждой секции соединены последовательно, а вторые обкладки каждой секции соединены параллельно, причем коммутаторы включены между концом первой и началом второй проводящих обкладок каждой секции ЕКТК, первый вывод источника питания подключен к выводу первой проводящей обкладки первой секции, а второй вывод источника питания подключен к выводам второй проводящей обкладки каждой секции, нагрузка подключена к началу первой проводящей обкладки первой секции и к концу первой проводящей обкладки последней секции единого конструкторско-технологического компонента, работа коммутаторов определяется алгоритмом работы системы управления, задающим амплитуду и частоту импульсов напряжения на нагрузке.
На фиг.1 представлен предлагаемый генератор импульсов напряжения, состоящий из источника питания 1, единого конструкторско-технологического компонента 2, состоящего из нескольких секций (показаны три секции) 3, 4, 5, каждая из которых содержит первую 7, 9, 11 и вторую 6, 8, 10 проводящие обкладки, свернутые в спираль и разделенные диэлектриком (не указан), коммутаторы 12, 13, 14, системы управления коммутаторами 15, первые обкладки 7, 9, 11 каждой секции 3, 4, 5 соединены последовательно (конец 19 первой обкладки 7 первой секции 3 соединен с началом 20 первой обкладки 9 второй секции 4, конец 21 первой обкладки 9 второй секции 4 соединен с началом 22 первой обкладки 11 третьей секции 5), а вторые обкладки 6, 8, 10 каждой секции 3, 4, 5 соединены параллельно, причем коммутаторы 12, 13, 14, включены между концом 19, 21, 23 первой 7, 9, 11 и началом 24, 26, 28 второй 6, 8, 10 проводящих обкладок каждой секции 3, 4, 5 единого конструкторско-технологического компонента 2, первый вывод 16 источника питания 1 подключен к выводу 18 первой проводящей обкладки 7 первой секции 3, а второй вывод 17 источника питания 1 подключен к выводам 25, 27, 29 второй проводящей обкладки 6, 8, 10 каждой секции 3, 4, 5, нагрузка (не указана) подключена к первой проводящей обкладке 7, 9, 11 единого конструкторско-технологического компонента 2, работа коммутаторов 12, 13, 14 определяется алгоритмом работы системы управления 15, определяющим амплитуду и частоту импульсов напряжения на нагрузке (не указана).
В зависимости от алгоритма работы системы управления и соответственно от порядка и последовательности работы коммутаторов предлагаемый генератор импульсов напряжения работает в разных режимах. Параллельный режим работы коммутаторов предлагаемого генератора импульсов напряжения реализуется следующим образом. При подаче постоянного напряжения от источника 1 питания заряжаются секции 3, 4, 5 ЕКТК. В момент их полного заряда система управления 15 подает сигнал на коммутаторы 12, 13, 14. Коммутаторы 12, 13, 14 замыкаются, и емкость секций ЕКТК начинает разряжаться через них на собственную индуктивность обкладок 6, 7, 8, 9, 10, 11 секций 3, 4, 5. Поскольку все секции ЕКТК магнитосвязаны, то на соединенных последовательно и согласно первых обкладках 7, 9, 11 формируется импульс напряжения при каждой коммутации, который поступает на нагрузку. Мощность каждого импульса определяется величиной напряжения заряда емкостей секций ЕКТК и суммарной емкостью всех секций. Данный режим работы предлагаемого генератора импульсов напряжения позволяет увеличить мощность импульсов напряжения.
Последовательный режим работы коммутаторов предлагаемого генератора импульсов напряжения реализуется следующим образом. При подаче постоянного напряжения от источника питания 1 заряжаются секции 3, 4, 5 ЕКТК. В момент их полного заряда система управления 15 подает сигнал на коммутатор 12. Коммутатор 12 замыкается, и емкость секции 3 ЕКТК начинает разряжаться через них на собственную индуктивность обкладок 6, 7 секции 3. На нагрузку с последовательно соединенных первых проводящих обкладок 7, 9, 11 секций ЕКТК подается импульс напряжения. В следующий момент времени система управления 15 подает сигнал на коммутатор 13. Коммутатор 13 замыкается, и емкость секции 4 ЕКТК начинает разряжаться через них на собственную индуктивность обкладок 8, 9 секции 4. В следующий момент времени управления 15 подает сигнал на коммутатор 14. Коммутатор 14 замыкается и емкость секции 5 ЕКТК начинает разряжаться через них на собственную индуктивность обкладок 10, 11 секции 5. Поскольку все секции ЕКТК магнитосвязаны, то на соединенных последовательно и согласно первых обкладках 7, 9, 11 формируется импульс напряжения при каждой коммутации. Мощность каждого импульса определяется величиной напряжения заряда емкостей секций ЕКТК и емкостью каждой секции. Данный режим работы предлагаемого генератора импульсов напряжения позволяет увеличить частоту импульсов напряжения.
Возможны и иные режимы работы коммутаторов, алгоритм их работы задается системой управления.
Таким образом, выполнено расширение функциональных возможностей устройства.