Генератор высоковольтных прямоугольных импульсов

Изобретение относится к области электротехники, импульсной техники и может использоваться для коммутации высокого напряжения в генераторах высоковольтных прямоугольных импульсов с электронным ключом на основе последовательного соединения транзисторов с изолированным затвором (IGBT или MOSFET). Технический результат изобретения достигается тем, что генератор высоковольтных прямоугольных импульсов, содержащий электронный ключ из последовательно соединенных N транзисторов с изолированным затвором, регулируемый высоковольтный источник питания, зашунтированный накопительным конденсатором, и блок синхронной подачи управляющих напряжений на затворы всех N транзисторов, дополнительно снабжен (N-1) нагрузками каждая из которых подключена одним выводом к одному из (N-1) контактов, соединяющих смежные транзисторы последовательности, а блок питания электронного ключа дополнительно снабжен (N-1) источниками, зашунтированными накопительными конденсаторами. Технический результат предложенного технического решения обеспечивается переносом функций выравнивания напряжений с резистивного делителя и снабберов на дополнительные источники высоковольтного питания и дополнительные нагрузки транзисторов, а предложенное техническое решение обеспечивает применимость изобретения не только для последовательного соединения одинаковых транзисторов, но и для последовательного соединения транзисторов разных типов, для последовательных электронных ключей с разным числом параллельно подключенных транзисторов Выявлены преимущества новой конструкции генератора высоковольтных прямоугольных импульсов. В отличие от аналогов, в предложенном авторами генераторе изменены схемы ключа, образованного последовательным соединением N транзисторов (Тk, k=1, ..., N) и сопряженного c ключом высоковольтного источника; он обеспечивает N ЭДС Ek (Ei /Ej = const (i, j); i ≠ j; i, j =1, 2, …, N), которые питают Тk через нагрузочные резисторы Rk. Предложенная конструкция позволяет отказаться от резистивного делителя и снабберов, балансирующих равенство напряжений Uk на одинаковых Tk в генераторах-аналогах. Преимущества нового решения: 1) простота схемы и настройки ключа; 2) быстрый переход ONOFF (Rk малы); 3) высокая частота повторения импульсов; 4) значительное улучшение балансировки напряжений Uk, что позволяет задавать ЭДС Ek так, чтобы выполнялось условие ∑Uk≈∑Ukmax для разных по типу транзисторов (Uimax ≠ Ujmax). В генераторе использовались высоковольтные транзисторы разных типов с Umax =4500 В. В результате, упрощена постановка высоковольтных экспериментов для поиска новых путей выполнения исследования. Выполнено сравнение вольт-амперных характеристик эмиссии (импульсный и стационарный режимы) из жидкого сплава на основе Ga Изобретение относится к области электротехники, импульсной техники и может использоваться для коммутации высокого напряжения в генераторах высоковольтных прямоугольных импульсов с электронным ключом на основе последовательного соединения транзисторов с изолированным затвором (IGBT или MOSFET). Технический результат изобретения достигается тем, что генератор высоковольтных прямоугольных импульсов, содержащий электронный ключ из последовательно соединенных N транзисторов с изолированным затвором, регулируемый высоковольтный источник питания, зашунтированный накопительным конденсатором, и блок синхронной подачи управляющих напряжений на затворы всех N транзисторов, дополнительно снабжен (N-1) нагрузками каждая из которых подключена одним выводом к одному из (N-1) контактов, соединяющих смежные транзисторы последовательности, а блок питания электронного ключа дополнительно снабжен (N-1) источниками, зашунтированными накопительными конденсаторами. Технический результат предложенного технического решения обеспечивается переносом функций выравнивания напряжений с резистивного делителя и снабберов на дополнительные источники высоковольтного питания и дополнительные нагрузки транзисторов, а предложенное техническое решение обеспечивает применимость изобретения не только для последовательного соединения одинаковых транзисторов, но и для последовательного соединения транзисторов разных типов, для последовательных электронных ключей с разным числом параллельно подключенных транзисторов Выявлены преимущества новой конструкции генератора высоковольтных прямоугольных импульсов. В отличие от аналогов, в предложенном авторами генераторе изменены схемы ключа, образованного последовательным соединением N транзисторов (Тk, k=1, ..., N) и сопряженного c ключом высоковольтного источника; он обеспечивает N ЭДС Ek (Ei /Ej = const (i, j); i ≠ j; i, j =1, 2, …, N), которые питают Тk через нагрузочные резисторы Rk. Предложенная конструкция позволяет отказаться от резистивного делителя и снабберов, балансирующих равенство напряжений Uk на одинаковых Tk в генераторах-аналогах. Преимущества нового решения: 1) простота схемы и настройки ключа; 2) быстрый переход ONOFF (Rk малы); 3) высокая частота повторения импульсов; 4) значительное улучшение балансировки напряжений Uk, что позволяет задавать ЭДС Ek так, чтобы выполнялось условие ∑Uk≈∑Ukmax для разных по типу транзисторов (Uimax ≠ Ujmax). В генераторе использовались высоковольтные транзисторы разных типов с Umax =4500 В. В результате, упрощена постановка высоковольтных экспериментов для поиска новых путей выполнения исследования. Выполнено сравнение вольт-амперных характеристик эмиссии (импульсный и стационарный режимы) из жидкого сплава на основе Ga