ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ГЕНЕРАТОР ИМПУЛЬСОВ

(ВАРИАНТЫ)

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к контактному и дистанционному оружию с электрическим средством поражения цели (электро- шокерам), а также к технике получения электрических импуль- сов высокого напряжения при большой силе тока, например, в устройствах электрогидравлического разряда, устройствах элек- тротермического метания, в других устройствах, где необходим электрический разряд с большим пробивным расстоянием в га- зах и материалах при большой силе тока в цепи.

Уровень техники

Известны электрошоковые устройства (ЭШУ) ведущей мировой фирмы Taser International, Inc., например, по патенту США Ne 6999295, использующих в высоковольтных генераторах импульсов технологию Shaped Pulse (т.е. предварительная иони- зации разрядного промежутка малоэнергетичным начальным разрядом для прохождения по ионизированному воздушному каналу мощного импульса накопительного конденсатора). В тех- нологии Shaped Pulse достигается увеличение КПД разряда на- копительного конденсатора (конденсаторов), вследствие органи- зации его разряда без трансформации непосредственно в иони- зированный предварительным сравнительно маломощным раз- рядом высоковольтного импульсного трансформатора разрядный промежуток между целью и поражающими электродами (боевы- ми электродами). Недостатком этих устройств является большая сложность электрической схемы, многообмоточные трансформа- торы преобразователя позволяющие реализовать технологию Shaped Pulse (4-х и 5-х обмоточные), включение в разрядную вы- соковольтную цепь ограничивающих ток в импульсе сопротив- лений вторичных обмоток высоковольтного импульсного транс- форматора, что не позволяет получать большие токи разряда.

Известны высоковольтные генераторы импульсов напря- жения (ГИН), например, генератор Маркса. Генератор Маркса состоит из зарядной цепи, состоящей из сопротивлений и высо- ковольтных конденсаторов, заряжаемых параллельно сравни- тельно небольшим напряжением электрического тока, и после- довательно и автоматически соединяющихся при помощи газо- вых разрядников (тригатронов, тиратронов, игнитронов) в мо- мент генерации высоковольтного импульса.

В некоторых установках объединяют два генератора Мар- кса в единую установку, в которой многоступенчатый генератор Маркса с конденсаторами небольшой общей емкости обеспечи- вает высокий потенциал напряжения, необходимый для развития разряда основного малоступенчатого генератора Маркса с кон- денсаторами большой общей емкости, со сравнительно невысо- ким потенциалом, но большой силой тока в продолжительном импульсе. В этом случае многоступенчатый генератор Маркса выполняет описанную выше функцию Shaped Pulse. Недостат- ком генераторов Маркса является необходимость составления многих ступеней с дорогими высоковольтными конденсаторами повышенной добротности, дорогими разрядниками, значитель- ные потери в искровых разрядных промежутках, необходимость точного подбора зарядных сопротивлений, напряжения срабаты- вания разрядников.

Известно электрошоковое устройство по патенту Рос- сшиУ° 2305246. По Фиг.1 данного патента высоковольтный ге- нератор импульсов содержит источник электропитания (батарею или аккумулятор), преобразователь 3 постоянного низкого на- пряжения питания в постоянный ток более высокого напряжения для питания накопительного конденсатора 4, включенного по- следовательно с первичной обмоткой 7 выходного высоковольт- ного импульсного трансформатора и газовым разрядником 6. В цепь вторичной обмотки 13 высоковольтного импульсного трансформатора параллельно включен дополнительный конден- сатор 9 заряжаемый от преобразователя 3 через диод 10 служа- щий для недопущения стекания тока заряда конденсатора 9 в цепь обмотки 7 трансформатора. При срабатывании разрядника 6 конденсатор 9 разряжается параллельно цепи обмотки 13, увели- чивая мощность выходного высоковольтного импульса за счет увеличения его длительности.

Данное устройство имеет следующий недостаток:

Конденсатор 9 разряжается в разрядный искровой проме- жуток, минуя обмотку 13, имеющую значительное сопротивле- ние. При напряжениях холостого хода высоковольтного им- T/RU2010/000774

пульсного трансформатора в десятки киловольт сопротивление обмотки 13 составляет сотни ом. Соответственно максимальный разрядный ток конденсатора 9 ограничивается только прямым сопротивлением диода (диодной сборки) 11 , которое мало и со- противлением искрового промежутка, которое при наступлении пробоя весьма мало.

Однако достижению максимальных разрядных токов при максимально возможном для данного трансформатора пробив- ном расстоянии напряжении воздушного промежутка между по- ражающими электродами 14 и 15 препятствует ток утечки (об- ратный ток) диода 12 (диодной сборки) и дополнительный ток утечки диода 10. При протекании этих обратных токов напряже- ние холостого хода трансформатора значительно падает, и длина искрового разряда (длина воздушного промежутка пробоя) на электродах 14 и 15 падает до около 50-60% от аналогичного про- бивного расстояния по воздуху чисто трансформаторного (без- конден-саторного) выхода. Это существенно снижает эффектив- ность электрошокового устройства, использующего такую схе- му, так как электрошоковые устройства проектируются как про- бивающие максимальное воздушное расстояние при ограничен- ных габаритах высоковольтного импульсного трансформатора.

Другим важным недостатком описываемого устройства является появление на всех элементах электрической схемы ем- костного потенциала в случае непопадания (или неодновремен- ного попадания) одного из поражающих электродов в цель при исполнении устройства в дистанционном варианте электрошоке- P T/RU2010/000774

pa, либо контакте с целью только одного поражающего электро- да в случае контактного применения электрошокера.

При попадании одного поражающего электрода в цель ем- кость, которой составляет около 80 пикофарад (стандартная электрическая емкость человеческого тела) происходит заряд этого конденсатора и одновременно заряд емкости тела пользо- вателя. В связи с этим между устройством и телом пользователя (рукой удерживающей дистанционный электрошокер) возникает разность потенциалов емкостной связи, составляющая напряже- ние в 5-10 киловольт. При напряжении холостого хода устройст- ва около 50 киловольт (стандартная величина напряжения холо- стого хода большинства электрошокеров) напряжение емкостной связи примерно 7-10 кВ. Такое напряжение способно пробить воздушное расстояние или образовать поверхностный разряд по элементам корпуса электрошокового устройства на расстояние до 10 мм, и более.

Емкостная связь возникает в электрошокерах с любым ти- пом высоковольтных генераторов импульсов (трансформатор- ным и умножительным) но в схемах, где существует гальваниче- екая связь между высоковольтным каскадом схемы и болылин- ством элементов схемы (например, в рассматриваемой схеме) емкостной разряд особенно вреден. Во-первых, существует зна- чительная вероятность электрического пробоя низковольтных элементов схемы, например, транзисторов и конденсаторов пре- образователя 3, возникшим емкостным разрядом. Во-вторых, и главных, при пробое емкостным разрядом из токонесущих эле- 4

ментов схемы на тело (руку) пользователя, пользователь ощуща- ет электрический удар средней силы.

У пользователя возникает синдром так называемой «бояз- ни собственного оружия», аналогичный боязни пользователем огнестрельного оружия с излишней болезненной отдачей, либо чрезвычайно громким звуком выстрела. Боязнь собственного оружия делает невозможным нормальное прицеливание, так пользователь заранее ожидает боль. Эффективность такого ору- жия независимо от его поражающих свойств стремится к нулю.

Поскольку имеется достаточное количество отверстий в корпусе (например, выход предохранителя, спускового крючка, штекера заряда аккумуляторов, лазерный целеуказатель (ЛЦУ) и т.д.), из-за этого чрезвычайно трудно сконструировать оружие с полностью электрически герметичным корпусом, в котором бы ни один металлический элемент, гальванически соединенный со схемой, не выходил наружу корпуса устройства. В большинстве случаев устранению емкостного разряда не помогают ни тща- тельная изоляция элементов схемы, ни даже полая заливка эле- ментов схемы в электроизоляционный компаундом.

Известно электрошоковое устройство по патенту Рос- сии JVfo 2305246 (Фиг.З) с высоковольтным генератором импуль- сов, содержащим источник электропитания (батарею или акку- мулятор), преобразователь 3 постоянного низкого напряжения питания в постоянный ток более высокого напряжения для пита- ния накопительного конденсатора 4, включенного последова- тельно с первичной обмоткой 7 выходного высоковольтного им- 4

пульсного трансформатора и газовым разрядником 6. В цепь вторичной обмотки 13 высоковольтного импульсного трансфор- матора последовательно включен дополнительный конденсатор 20, заряжаемый от преобразователя 3 через диод 21, служащий для недопущения стекания тока заряда конденсатора 20 в цепь обмотки 7 трансформатора.

При срабатывании разрядника 6 конденсатор 20 разряжа- ется в цепи обмотки 13, увеличивая мощность выходного высо- ковольтного импульса за счет увеличения его длительности.

Данное устройство имеет следующий органический недос- таток:

Конденсатор 20 разряжается через обмотку 13, имеющую значительное сопротивление. При напряжениях холостого хода высоковольтного импульсного трансформатора в десятки кило- вольт сопротивление обмотки 13 составляет сотни ом. Соответ- ственно максимальный разрядный ток конденсатора 20 ограни- чивается сопротивлением обмотки 13.

В электрошоковых устройствах нелетального действия этот недостаток не слишком существенен, так как ток в цепи должен вынуждено ограничиваться физиологическими нормами, установленными для недопущения смертельных поражений фи- зиологических целей.

Но в электрических устройствах специального назначения этот недостаток делает невозможным наращивание тока импуль- са при ограниченном зарядном напряжении конденсатора 20.

Однако увеличение зарядного напряжения конденсатора 20 вы- зывает геометрический рост его габаритных размеров из-за не- обходимости увеличивать толщину межобкладочной изоляции конденсатора, электрическая прочность которой для всех совре- менных диэлектриков гранична.

Недостатком обоих описанных выше схем электрошоко- вых устройств является недостаточный визуальный эффект ра- боты устройств вхолостую (т.е. без нагрузки на поражающих электродах).

Основным требованием при применении электрошоки- рующих устройств является возможность демонстрации разряда перед агрессивно настроенным нападающим, при этом визуаль- но мощный разряд электрошокера (цвет, шум) как показывает практика, в большинстве случаев психологически предотвращает нападение.

Электрошокеры даже с большей эффективностью по фи- зиологическому действию разряда до непосредственного приме- нения, т.е. в момент «демонстрации угрозы» психологически всегда проигрывают электрошокерам с меньшей физиологиче- ской эффективностью разряда, но с большим визуальным эффек- том.

Мощный демонстрационный эффект в большинстве случа- ев позволяет избежать применения электрошокера и соответст- венно снизить риск случайного жесткого травматического или смертельного поражения цели.

Демонстрационный разряд рассматриваемых схем элек- трошокового устройства имеет визуальный эффект превосходя- щий визуальный эффект электрошокеров с чисто трансформа- торным выходом (например, всех изделий группы компаний МАРТЬ, лидера электрошокового оружия России), однако эф- фект значительно ниже, чем демонстрационный разряд электро- шокеров со схемой умножения (чисто конденсаторный выход). Это связано с тем, что разряд устройства по Фиг.1 (патента RU 2305246) имеет недостаточную длину пробоя по воздуху при граничных размерах высоковольтного трансформатора, а разряд устройства по Фиг.З (патента RU RU 2305246) в связи с прохож- дением тока разряда конденсатора через сопротивление вторич- ной обмотки высоковольтного трансформатора имеет вялый «размытый» вид и недостаточную по сравнению с умножитель- ной схемой громкость разряда.

Целью изобретения является создание простого и недоро- гого высоковольтного генератора импульсов для различных об- ластей техники с высокой эффективностью работы заключаю- щейся в генерации импульсов большого напряжения при боль- шой силе тока в разряде, а при использовании его в качестве вы- ходного высоковольтного генератора импульсов электрошоково- го устройства уменьшения емкостной связи пользователя с це- лью и улучшении визуализации демонстрационного электрораз- ряда.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройст- ве по настоящему изобретению, содержащим включенные па- раллельно автономный источник питания, преобразователь по- стоянного напряжения источника питания в постоянное напря- жение 600-6000 в и накопительный конденсатор, а также содер- жащий цепь из высоковольтного ключа в виде воздушного или газового разрядника или тиристора и низковольтной обмотки высоковольтного импульсного трансформатора, подключенные параллельно выходу преобразователя постоянного напряжения, дополнительный накопительный конденсатор, заряжаемый от упомянутого преобразователя через диод и установленный па- раллельно высоковольтной обмотке высоковольтного импульс- ного трансформатора, выходные электроды, подключенные к концам высоковольтной обмотки, и воздушный или газовый раз- рядник включенный разрядную цепь дополнительного конденса- тора, при этом высоковольтная обмотка имеет две отдельные взаимоизолированные секции, оба вывода обоих секций высоко- вольтной обмотки соединены между собой двумя цепями со- стоящими из диода, включенного последовательно с дополни- тельным накопительным конденсатором, при этом один вывод диода первой цепи присоединен непосредственно к одной об- кладке упомянутого дополнительного накопительного конденса- тора, а один вывод диода второй цепи присоединен непосредст- венно к другой обкладке дополнительного накопительного кон- денсатора, другой вывод диода первой цепи присоединен к од- ному выходному электроду, а другой вывод диода второй цепи присоединен к другому выходному электроду, низковольтная и высоковольтные обмотки высоковольтного импульсного транс- форматора сфазированы с выходом упомянутого преобразовате- ля постоянного напряжения и диодами. Дополнительная особенность заключается в том, что в ка- честве высоковольтного импульсного трансформатора с двумя взаимоизолированными секциями вторичной обмотки использу- ют два высоковольтных импульсных трансформатора с односек- ционной вторичной обмоткой и параллельным или последова- тельным соединением первичных обмоток.

Дополнительная особенность заключается в том, что в ка- честве диодов используют высоковольтные диодные сборки.

Дополнительная особенность заключается в том, что в за- рядную цепь накопительного конденсатора или дополнительного накопительного конденсатора параллельно включено разгрузоч- ное сопротивление.

Дополнительная особенность заключается в том, что низ- ковольтная обмотка высоковольтного импульсного трансформа- тора шунтирована диодом, включенным обратнополярно отно- сительно рабочей полярности накопительного конденсатора.

Также сущность изобретения заключается в том, что в уст- ройстве по настоящему изобретению, содержащим включенные параллельно автономный источник питания, преобразователь постоянного напряжения источника питания в постоянное на- пряжение 600-6000 в и накопительный конденсатор, а также со- держащий цепь из высоковольтного ключа в виде воздушного или газового разрядника или тиристора и низковольтной обмот- ки высоковольтного импульсного трансформатора, подключен- ные параллельно накопительному конденсатору, дополнитель- ный накопительный конденсатор, заряжаемый от преобразовате- ля через диод и установленный последовательно с высоковольт- ной обмоткой высоковольтного импульсного трансформатора, выходные электроды подключенные к концам обмотки и воз- душный или газовый разрядник, включенный в разрядную цепь дополнительного конденсатора при этом оба вывода высоко- вольтной обмотки соединены между собой цепью, состоящей из диода, включенного последовательно с дополнительным накопи- тельным конденсатором, при этом один вывод диода присоеди- нен непосредственно к обкладке дополнительного накопитель- ного конденсатора, другая обкладка которого присоединена к одному выходному электроду, другой вывод диода присоединен ко второму выходному электроду, низковольтная и высоко- вольтная обмотки высоковольтного импульсного трансформато- ра сфазированы с выходом преобразователя постоянного напря- жения и диодом.

Дополнительная особенность заключается в том, что в ка- честве диодов используют высоковольтные диодные сборки.

Дополнительная особенность заключается в том, что в за- рядную цепь накопительного конденсатора или дополнительного накопительного конденсатора параллельно включено разгрузоч- ное сопротивление.

Дополнительная особенность заключается в том, что низ- ковольтная обмотка высоковольтного импульсного трансформа- тора шунтирована диодом, включенным обратнополярно отно- сительно рабочей полярности накопительного конденсатора.

Краткое описание чертежей Фиг.1 представляет собой электрическую схему высоко- вольтного генератора импульсов согласно одному варианту осу- ществления.

Фиг.2 представляет собой электрическую схему высоко- вольтного генератора импульсов с двумя высоковольтными им- пульсными трансформаторами.

Фиг.З представляет собой электрическую схему высоко- вольтного генератора импульсов согласно другому варианту осуществления.

Осуществление изобретения

В зависимости от необходимости могут применяться раз- личные варианты высоковольтного генератора импульсов.

Высоковольтный генератора импульсов по п. 1 формулы изобретения Фиг.1 состоит из низковольтного источника пита- ния 1, представляющего собой аккумулятор, батарею, или иной источник электропитания, выключателя 2, преобразователя 3 низкого постоянного напряжения источника питания в постоян- ное напряжение 600-6000 в, соединенного накопительным кон- денсатором 4, включенного параллельно в цепь, состоящую из газового или воздушного разрядника 5 или тиристора и низко- вольтной первичной обмотки 6 высоковольтного импульсного трансформатора. При этом низковольтный источник питания 1, преобразователь 3 низкого постоянного напряжения источника питания в постоянное напряжение 600-6000 и накопительный конденсатор 4 включены параллельно. К преобразователю 3 подключен также дополнительный токовый накопительный конденсатор 7, одна обкладка которого соединена с выводом преобразователя 3 напрямую, а другая об- кладка соединена с выводом преобразователя 3 через диод 8. Выводы конденсатора 7 соединены при помощи конденсаторов 9 и 10 со средними выводами вторичных обмоток 11 и 12 транс- форматора диодами (диодными сборками) 13 и 14, которые в свою очередь соединены со свободными выводами вторичных обмоток 11 и 12 трансформатора.

Точка соединения диода 13 и свободного вывода вторич- ной обмотки 11 трансформатора соединена с выходным («пора- жающим электродом» в случае использования генератора в ЭШУ) электродом 15 генератора, а точка соединения диода 14 и свободного вывода вторичной обмотки 12 трансформатора со- единена с газовым или воздушным разрядником, 16 в свою оче- редь соединенным последовательно с выходным («поражающим электродом» в случае использования генератора в ЭШУ) элек- тродом 17.

Низковольтная или высоковольтная обмотки высоковольт- ного импульсного трансформатора должны быть сфазированы с выходом преобразователя 3 и диодами 8, 13, 14.

Устройство работает следующим образом.

При включении выключателя 2 преобразователь 3 начина- ет заряжать конденсатор 4 и через диод 8 конденсатор 7. При достижении полного заряда конденсатора 4 потенциал на нем оказывается равным напряжению зажигания разрядника 5, раз- рядник 5 срабатывает, и конденсатор 4 разряжается через раз- рядник 5 в первичную обмотку 6 трансформатора.

В то же время конденсатор 7 остается заряженным, так как его разряду в цепь разрядника 5 и первичной обмотки 6 транс- форматора препятствует диод 8.

Во вторичных обмотках 1 1 и 12 трансформатора наводится ЭДС индукции при высоком потенциале.

Диоды 13 и 14 включены обратно полярно полярностям импульсов обмоток 1 1 и 12 трансформатора, поэтому шунтиро- вания тока высоковольтного импульса на диодах 13 и 14 не про- исходит.

Между электродами 15 и 17 с заранее выбранным расстоя- нием для гарантированного пробоя по воздуху, при потенциале, развиваемом последовательно соединенными вторичными об- мотками 1 1 и 12 трансформатора, происходит воздушный про- бой. При этом сопротивление ионизированного пробоем разряд- ного канала между электродами 15 и 17 резко падает и конденса- тор 7 начинает разряжаться в ионизированный воздушный канал через диоды 13 и 14. При этом ток разряда конденсатора 7 про- ходит в ионизированный канал практически только через диоды 13 и 14, так как его параллельному прохождению через обмотки 1 1 и 12 препятствуют конденсаторы малой емкости 9 и 10. Рас- положение конденсаторов 9 и 10 относительно выходов обмоток 1 1 и 12 несущественно и они могут быть подключены как к средним выводам обмоток, так и концам обмоток до соединения концов обмоток с диодами 13 и 14. На Фиг.1 такое расположение конденсаторов показано пунктирными линиями.

В случае использования генератора в ЭШУ боевой разряд с электродов 15 и 17 происходит через одежду нападающего, т.е. через воздушные промежутки, определяемые толщиной одежды, однако в некоторых случаях применения электроды 15 и 17 мо- гут быть прижаты непосредственно к кожному покрову цели, имеющему сопротивление около 1000 Ом. В этом случае посто- янный ток преобразователя 3 начинает проходить на электроды 15 и 17 и далее на сопротивление кожного покрова через диоды 13 и 14. При этом конденсаторы 4 и 7 не заряжаются, а собст- венное поражающее действие постоянного тока преобразователя 3 ничтожно и ЭШУ перестает быть эффективным.

Для предотвращения протекания такого паразитного тока по указанному контуру между поражающим электродом 17 и точкой соединения диода 14 со свободным выводом вторичной обмотки 12, включен воздушный или газовый разрядник 16 с на- пряжением зажигания более напряжения зажигания разрядника 5.

Разрядник 16, таким образом, выполняет функцию недо- пущения прохождения тока преобразователя 3 на сопротивление цели до момента зажигания разрядника 5 и соответственно воз- никновению высоковольтного импульса трансформатора.

При прохождении же высоковольтного импульса транс- форматора через сопротивление цели 1000 Ом и менее (вплоть до единиц Ом), разрядник 16, напряжение зажигания которого незначительно по сравнению с потенциалом высоковольтного импульса вторичных обмоток трансформатора, зажигается по- тенциалом высоковольтного импульса, обеспечивая разряд кон- денсатора 7 прямо через цель (или воздушный промежуток и цель). Кроме указанной функции разрядник 16 обеспечивает функцию предохранения пользователя от воздействия постоян- ного остаточного напряжения на конденсаторе 4 и 7. Расположе- ние разрядника 16 не существенно, и он может быть включен как в цепь электрода 17, так и в цепь электрода 15.

Вследствие того, что гальваническая связь высоковольт- ных обмоток 1 1 и 12 с низковольтной частью схемы осуществля- ется от средней точки обмотки, если рассматривать две обмотки, как единую высоковольтную обмотку, потенциал в этой средней точке вдвое менее, чем на общей обмотке. Поэтому эффект ем- костного разряда (расстояние пробоя по воздуху при емкостном разряде) в рассматриваемой схеме вдвое менее, чем в высоко- вольтном генераторе импульсов рассматриваемом в качестве аналога.

Для увеличения действующего на цель значения разрядно- го тока конденсатора 9 и недопущения пробоя диодов высоко- вольтными импульсами вторичных обмоток 13 и 14 трансформа- тора в качестве диодов необходимо применять высоковольтные диодные сборки с возможно большими значениями допускаемо- го прямого импульсного тока, обратного напряжения и мини- мальным обратным током. Рассмотренное устройство позволяет получать длину про- боя по воздуху равное 95-100% от длины пробоя по воздуху от чисто трансформаторного пробоя, используемого трансформато- ра с соединенными последовательно в средних точках обмотка- ми 11 и 12.

После выключения выключателя 2 и прекращения работы преобразователя 3 в определенный момент времени (до полного заряда конденсатора 4 и срабатывания разрядника 5) конденса- тор 7 остается неразряженным, и уже после выключения преоб- разователя 3, благодаря току утечки диода 8, начинает дозаря- жать конденсатор 4. Такой процесс происходит при емкости конденсатора 7 значительно большей емкости конденсатора 4. При дозаряжании конденсатора 4 и срабатывании разрядника 5 происходит единичный высоковольтный импульс на высоко- вольтном трансформаторе при выключенном генераторе. Такой неожиданный единичный импульс после выключения устройства представляет опасность для пользователя. Для устранения такого явления в зарядную цепь конденсатора 4 параллельно ему может быть включен разгрузочный резистор с большим сопротивлени- ем.

На Фиг.2 изображено устройство, отличающееся от уст- ройства по Фиг.1 , применением не одного высоковольтного им- пульсного трансформатора с раздельными вторичными обмот- ками, а двух отдельных высоковольтных импульсных трансфор- маторов с вторичными обмотками без средних отводов. При этом первичные обмотки 18 и 19 отдельных трансформаторов соединены параллельно (в некоторых случаях для лучшего со- гласования последовательно), а вторичные обмотки 20 и 21 включены соответственно включению разделенных обмоток на Фиг.1.

Такое устройство, используя типовые высоковольтные им- пульсные трансформаторы, позволяет получать пробивные рас- стояния больше, чем от одного трансформатора при большой си- ле тока в импульсе.

На Фиг.З изображен высоковольтный генератор импуль- сов, состоящий из низковольтного источника 1 питания, пред- ставляющего собой аккумулятор, батарею или иной источник электропитания, выключателя 2, преобразователя 3 низкого по- стоянного напряжения источника питания в постоянное напря- жение 600-6000 в, соединенного с накопительным конденсато- ром 4, включенным параллельно в цепь, состоящую из газового или воздушного разрядника 5 и первичной обмотки 6 высоко- вольтного импульсного трансформатора. При этом низковольт- ный источник питания 1 , преобразователь 3 низкого постоянного напряжения источника питания в постоянное напряжение 600- 6000 и накопительный конденсатор 4 включены параллельно.

К преобразователю 3 подключен также дополнительный токовый накопительный конденсатор 7, одна обкладка которого соединена с выводом преобразователя 3 напрямую, а другая об- кладка соединена с выводом преобразователя 3 через диод 8. Конденсатор 7 включен последовательно вторичной обмотке 22 высоковольтного импульсного трансформатора, при этом один вывод конденсатора 7 соединен с газовым или воздушным раз- рядником 16, в свою очередь соединенным последовательно с выходным («поражающим электродом» в случае использования генератора в ЭШУ) электродом 17.

Другой вывод конденсатора 7 подключен к одному выводу обмотки 22 и одному выводу диоду (диодной сборке) 23, кото- рый вторым выводом в свою очередь присоединен ко второму выводу обмотки 22 через конденсатор 24.

Точка соединения диода 23 и конденсатора 24 соединена с выходным («поражающим электродом» в случае использования генератора в ЭШУ) электродом 15 генератора.

Низковольтная или высоковольтная обмотки высоковольт- ного импульсного трансформатора должны быть сфазированы с выходом преобразователя 3 и диодами 8 и 23.

Устройство работает следующим образом.

При включении выключателя 2 преобразователь 3 начина- ет заряжать конденсатор 4, и через диод 8 конденсатор 7. При достижении полного заряда конденсатора 4 потенциал на нем оказывается равным напряжению зажигания разрядника 5, раз- рядник 5 срабатывает, и конденсатор 4 разряжается через раз- рядник 5 в первичную обмотку 6 трансформатора.

В то же время конденсатор 7 остается заряженным, так как его разряду в цепь разрядника 5 и первичной обмотки 6 транс- форматора препятствует диод 8.

Во вторичной обмотке 22 трансформатора наводится ЭДС индукции при высоком потенциале. Диод 23 включен обратно полярно полярности импульса обмотки 22 трансформатора, поэтому шунтирования тока высо- ковольтного импульса на диоде 23 не происходит.

Между электродами 15 и 17 с заранее выбранным расстоя- нием для гарантированного пробоя по воздуху, при потенциале развиваемом вторичной обмоткой 22 трансформатора, происхо- дит воздушный пробой.

При этом сопротивление ионизированного пробоем раз- рядного канала между электродами 15 и 17 резко падает, и кон- денсатор 7 начинает разряжаться в ионизированный воздушный канал через диод 23. При этом ток разряда конденсатора 7 про- ходит в ионизированный канал практически только через диод 23, так как его параллельному прохождению через обмотку 22 препятствует конденсатор малой емкости 24, включенный по- следовательно обмотке 22. Расположение конденсатора 24 отно- сительно выходов обмотки 22 несущественно и он может быть подключен как к одному выводу обмотки с соединением с точ- кой соединения конденсатора 7 и диода 23, так и к другому вы- воду обмотки. Такое расположение конденсатора 24 показано на Фиг.З пунктирными линиями. Единственное условие разделение конденсатором 24 тока разряда конденсатора 7 от прохождения его по обмотке 22.

Расположение разрядника 16 также не существенно и он может быть включен как в цепь электрода 17, так и в цепь элек- трода 15. Единственное условие разделение разрядником 16 тока разряда конденсатора 7.

Рассмотренное устройство позволяет получать длину ис- крового пробоя по воздуху равное 150-180% от длины пробоя по воздуху от чисто трансформаторного пробоя используемого трансформатора.

Эффект увеличения длины пробоя по воздуху по сравне- нию с чисто трансформаторным выходом достигается за счет то- го, что данная схема наиболее эффективно использует предвари- тельную ионизацию канала между выходными электродами, в связи с чем токовый разряд конденсатора 7 развивается как ис- кровой даже при начальном слабокоронном разряде между вы- ходными электродами, при этом за счет большой силы тока раз- ряда конденсатора 7 разряд визуализуется. В чисто же транс- форматорном разряде слабокоронный разряд также теоретически присутствует, но в связи с ничтожной силой тока не визуализу- ется, как искровой.