Разряд ГИН начинается в тот момент, когда зарядное напряжение в точке а достигает величины U, равной пробивному напряжению запального разрядника Р1. После пробоя разрядника Р1 точка а оказывается соединенной с землей через демпферный резистор rd1, сопротивление которого составляет десятки Ом. Ее потенциал практически мгновенно снижается до нуля из-за малой величины емкости С"1. В результате емкость С'1 заряжается по контуру C1-rd1-P1 и потенциал точки б повышается до величины, близкой к
+U. Емкость C'1, так же как и С'2, С'3, С"1, С"2 и С"3 представляет собой собственную (паразитную) емкость элементов конструкции ГИН относительно земли. После пробоя запального разрядника Р1 начинается также разряд емкости С"2 через резисторы R3 и rd1. Время разряда емкости С"2 во много раз превышает время заряда емкости С'1. Поэтому потенциал в точке в можно принять неизменным и равным -U. В результате разрядник Р2 оказывается под действием разности потенциалов 2U, мгновенно пробивается, и точка в соединяется с точкой б через резистор rd2. После срабатывания разрядника Р2 емкость С"2 по контуру rd2-Р2-С1-rd1-P1 перезаряжается от конденсатора С1, и потенциал в точке в становится близким к +U. Аналогично, емкость С'2 по контуру С2-rd2-Р2-С1-rd1-Р1 заряжается от последовательно соединенных емкостей С1 и С2 до напряжения +2U. В результате разрядник РЗ оказывается под действием разности потенциалов 3U, пробивается, и все три конденсатора ГИН соединяются последовательно. Под действием напряжения 3U срабатывает отсекающий разрядник ОР, и конденсаторы С1, С2, С3 подключаются к выходной цепи Rф, Сф, Rp, определяющей форму импульса. Для регистрации импульса напряжения на осциллографе применен в схеме емкостный делитель напряжения Сd1-Сd2, а измерение максимальной его величины может быть осуществлено также измерительным разрядником ИР. С целью уменьшения строительной высоты ГИН применяется следующая схема.
Рис.6.15 Принципиальная схема двухполупериодного многоступенчатого генератора импульсных напряжений.
Зарядка конденсаторов осуществляется через зарядные Rз и разрядные Rр резисторы. Сопротивление разрядных резисторов Rр выбираются из условия обеспечения необходимой длительности импульса. Их значения существенно меньше сопротивления резисторов Rз.
Использование для заряда конденсаторов обоих полупериодов выпрямленного напряжения позволяет увеличить напряжение на одном этаже ГИН до 2U. Это имеет большое значение при сооружении многоступенчатого генератора на напряжение в несколько миллионов вольт, так как уменьшается число промежуточных разрядников, стабильность работы которых ухудшается при возрастании числа разрядников до нескольких десятков.
Анализ разрядной схемы многоступенчатого ГИН является достаточно сложным. Однако, если предположить, что зарядные напряжения конденсаторов С1, С2, С3 одинаковы, пренебречь влиянием собственных емкостей на землю и между этажами, собственной индуктивностью и принять rd1=rd2=rd3=rd, R1=R2= R3…=R6=R, С1=С2=С3=С, что в первом приближении вполне допустимо, то схема многоступенчатого генератора импульсных напряжений может быть приведена к схеме одноступенчатого генератора (см. рис. ниже), в которой С1=С/n, R1=n*rd, R1=Rф и С2=Сф. В разрядном режиме каждый конденсатор схемы, кроме первого и последнего, имеет два дополнительных пути разряда. Так, для конденсатора С2 одним из них является путь через rd2, Р2, R4, а другим - через R5, rd3 и Р3. Поэтому в схеме рис. ниже резистор R2 представляет собой параллельное соединение разрядного резистора Rр и резистора с сопротивлением nR/2.
Следовательно, сопротивление резистора
|
|
n - число конденсаторов генератора.
Рис.6.16 Схема для расчета разрядного режима генератора импульсных напряжений.
Схема двухполупериодного многоступенчатого ГИН также может быть приведена к схеме на рисунке выше. В ней при тех же допущениях С1=С/n, R1=n*rd/2, R1=Rф и С2=Сф, а резистор R2 включает в себя параллельное соединение резистора с сопротивлением пК/2 и резистора с сопротивлением nRp/2. Его сопротивление
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
