[其他]脈沖高壓發(fā)生器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 101986000005757
• 申請(qǐng)日: 1986-07-21
• 公開（公告）號(hào): CN1006270B
• 公開（公告）日: 1989-12-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中山豐;富松一隆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱重工業(yè)株式會(huì)社
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利代理部
• 代理人: 鄧明

一種能簡(jiǎn)易且高效地改變脈沖高壓峰值及發(fā)生頻率的脈沖高壓發(fā)生器．包括對(duì)交流電源來的電壓升壓的升壓變壓器，分別與該變壓器初和次級(jí)繞組相連的用導(dǎo)通角控制交流電壓的閘流晶體管和全波整流器，電容器，通過高速開關(guān)裝置與次級(jí)繞組相連的放電電阻。閘流晶體管根據(jù)調(diào)整脈沖高壓發(fā)生頻率的調(diào)整裝置確定的頻率，在導(dǎo)通角內(nèi)導(dǎo)通時(shí)，電容器充電；閘流晶體管截止時(shí)，高速開關(guān)裝置接通，電容器放電，以產(chǎn)生放電電阻上的脈沖高壓。

本發(fā)明涉及一種脈沖高壓發(fā)生器，具體地說，是一種能夠簡(jiǎn)易、便宜且高效地改變脈沖高壓峰值和發(fā)生頻率的高壓發(fā)生器。

在常規(guī)的脈沖高壓發(fā)生器中（如圖16所示），直流高壓電源1的輸出電壓V_Tr由高壓同軸電纜通過導(dǎo)體2、3和限流電阻4加在例如高壓電容器那樣的能量存儲(chǔ)電容性元件5上，以使該電容元件充電。存儲(chǔ)在電容元件中的電荷借助于高速開關(guān)裝置6，並通過導(dǎo)線8、9，向放電電阻7放電，以通過輸出端10和11在負(fù)載12上加上一個(gè)脈沖高壓。高速開關(guān)裝置6主要利用一個(gè)用于脈沖高壓發(fā)生器中的火花隙，該火花隙包括有適當(dāng)間距的，且由適當(dāng)種類、適當(dāng)壓力的絕緣氣體隔絕的電極13和14，高速開關(guān)裝置6可以是充氫閘流管或高速閘流晶體管。

當(dāng)高速開關(guān)裝置6是火花隙時(shí)，高速開關(guān)裝置6的電極之間的距離這樣來調(diào)節(jié)，使得點(diǎn)火電壓Vs低于直流高壓電源1的輸出電壓V_Tr。當(dāng)加在電容元件5上的電壓Vc在充電過程中到達(dá)點(diǎn)火電壓Vs時(shí)，電極13和14之間便產(chǎn)生火花，兩個(gè)電極之間立即短路，存儲(chǔ)在電容元件5中的電荷便通過導(dǎo)體8和9、火花隙15和放電電阻7放電，以在輸出端10和11之間產(chǎn)生一個(gè)陡升的脈沖高壓。

以上所介紹的火花隙具有自點(diǎn)火形式。此外，為了起動(dòng)該火花隙，也可應(yīng)用一種外部控制式火花隙，在外部控制式火花隙中，電壓Vc被確定為Vs＞Vc，一個(gè)脈沖電壓疊加在電壓Vc上，以觸發(fā)火花隙或在該外部控制式火花隙中，在電極13和14之間裝有一個(gè)第三觸發(fā)電極，觸發(fā)脈沖電壓加在第三觸發(fā)電極上。

如圖16所示的一般的、眾所周知的脈沖高壓發(fā)生器存在與自點(diǎn)火式和外部控制式無關(guān)的眾多弊端。

（1）當(dāng)能量存儲(chǔ)電容元件（以下當(dāng)作一個(gè)電容器）5被充電時(shí)，直流高壓電源1的輸出電壓V_Tr是通過限流電阻4和電容5的串聯(lián)電路加到電容器5上的。限流電阻4所消耗的能量與因?yàn)榻苟鷵p耗而供給電容為C的電容器5的能量CVc₂/2相等，這就導(dǎo)致了顯著的功率損耗。

（2）因?yàn)橄蘖麟娮?在高速開關(guān)裝置6接通時(shí)，要限制從直流高壓電源4流來的電流，所以電阻4具有一個(gè)例如為0.5-10兆歐的電阻值。這是由于在開關(guān)裝置6接通時(shí)，如果來自直流高壓電源1的電流未被限流，高速開關(guān)裝置6的火花就會(huì)成為持續(xù)的電弧放電，持續(xù)地流過電流I＝V_Tv/（Rc+Rm）。在該電流等式中，V_Tr為直流高壓電源1的輸出電壓，Rc為限流電阻4的電阻值，Rm為放電電阻的電阻值。限流電阻4的電阻值與使電容器5充電的時(shí)間常數(shù)τ＝Rc·C非常有關(guān)。如果電阻值Rc增加得太大，時(shí)間常數(shù)則變大，就不能頻繁地產(chǎn)生脈沖高壓，從而防止發(fā)生脈沖高壓的頻率。另一方面，如果電阻值Rc被減小，則上述的持續(xù)電流變大，由此，電阻值Rc不能減得太小。不管怎樣，鑒于以上弊端條目（1）中所述的原因，限流電阻4需要有0.5至10兆歐大的電阻值，大的功率容量和冷卻裝置。

為了解決在以上條目（1）和（2）中所述的問題，題為“變異短脈沖高壓發(fā)生器”一文在1981年以Senichi Masuda的名字存卷的日本專利申請(qǐng)第56-144399號(hào)公布：圖16的限流電阻4如〈＆＆〉