專利名稱：高壓脈沖發(fā)生器(各方案)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及接觸型和非接觸型武器，其帶有殺傷目標(biāo)的電氣裝置(電擊槍)，還涉及高電壓大電流脈沖的獲取技術(shù)，例如，在電液力放電裝置、電熱投擲裝置、需要在氣體和材料中的大電路電流遠(yuǎn)距離放電的其它裝置中。
現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)已知全球行業(yè)領(lǐng)軍公司Taser International, Inc.的電擊裝置,例如,按照美國(guó)專利N2 6999295公開(kāi)的整形技術(shù)高壓脈沖發(fā)生器(亦即，用低能量初始放電預(yù)先使放電間隙電離化，以便儲(chǔ)能電容大功率脈沖沿著電離化空氣溝道通過(guò))。在整形脈沖的技術(shù)上， 通過(guò)不經(jīng)變換地直接施加在由高壓脈沖變壓器功率較小的預(yù)先放電電離化的目標(biāo)和殺傷電極(戰(zhàn)斗電極)之間的放電隙將其放電，達(dá)到增強(qiáng)儲(chǔ)能電容(電容)放電效率的目的。這種裝置的缺點(diǎn)是電路復(fù)雜、允許實(shí)現(xiàn)整形脈沖技術(shù)的轉(zhuǎn)換器需要多繞組(4x和5x繞組)變壓器、在高壓放電電路中接入限制脈沖電流的高壓脈沖變壓器次級(jí)繞組的電阻，這使之無(wú)法獲得大的放電電流。已知高壓脈沖電壓變壓器，例如，M a P K c a發(fā)生器。M a ρ K c a發(fā)生器包括充電電路，它包括電阻和高壓電容，后者以比較低的電壓電流并聯(lián)充電，并在高壓脈沖產(chǎn)生的瞬間借助于氣體放電器(觸發(fā)管、閘流管、引燃管)依次地自動(dòng)連接。在某些裝置中把兩個(gè)Ma pKC a發(fā)生器合成一個(gè)裝置，其中多級(jí)M a ρ K c a發(fā)生器帶有總?cè)萘坎淮蟮碾娙萜?，保證形成帶有總電容量大的電容器的基本MapK c a少級(jí)發(fā)生器的放電所需的高電壓電位，以較低的電位，在持續(xù)的脈沖中可以保持大的電流強(qiáng)度。在這種情況下多級(jí)M a P K c a發(fā)生器完成上述整形脈沖(ShapedPulse)的功能。M a ρ K c a發(fā)生器的缺點(diǎn)是需要建立幾級(jí)帶有昂貴的質(zhì)量因數(shù)高的高壓電容、昂貴的放電器、火花放電隙明顯的損耗、需要精確選擇的充電電阻、放電器動(dòng)作電壓。已知按照俄羅斯專利N2 2305246的電擊裝置。按照上述專利的圖I高壓脈沖發(fā)生器包括供電電源(電池組或蓄電池)、向儲(chǔ)能電容4供電用的把電源低電壓變換為較高電壓的轉(zhuǎn)換器3、該電容與輸出高壓脈沖變壓器初級(jí)繞組7串聯(lián)接入，以及氣體放電器6。在高壓脈沖變壓器次級(jí)繞組13電路中并聯(lián)接入輔助電容9，它由轉(zhuǎn)換器3通過(guò)二極管10充電，該二極管用來(lái)阻止電容9的充電電流流入變壓器繞組7電路。放電器6動(dòng)作時(shí)，電容9并聯(lián)地向繞組13電路放電，由于脈沖時(shí)間延長(zhǎng)，增大高壓脈沖的輸出功率。該裝置具有下列缺點(diǎn)電容9經(jīng)過(guò)電阻很大的繞組13向放電火花隙放電。在高壓脈沖變壓器幾十千伏的空載電壓下，繞組13的電阻為幾百歐姆。相應(yīng)地電容9最大的放電電流僅受電阻小的二極管(二極管組件)11正向電阻和擊穿發(fā)生時(shí)其電阻極小的火花隙電阻限制。但是，二極管12 (二極管組件)漏電流(反向電流)和二極管10附加的漏電流在對(duì)于給定的變壓器盡可能大的擊穿距離下妨礙在殺傷電極14和15之間空氣隙達(dá)到最大的放電電流。在這種反向電流流過(guò)的情況下，變壓器空載電壓明顯降低，而電極14和15上火花放電的長(zhǎng)度(擊穿空氣隙長(zhǎng)度)降低至純變壓器輸出(無(wú)電容輸出)類似空氣擊穿距離的約50-60%，這極大地降低了利用這種電路的電擊裝置的效率，因?yàn)樵诟邏好}沖變壓器有限的外形輪廓下，電擊裝置是作為最大空氣擊穿距離設(shè)計(jì)的。所描述的裝置的另一個(gè)重要的缺點(diǎn)是，在該裝置造成電擊槍遠(yuǎn)程放電方案的情況下，在殺傷電極之一不擊中(或不同時(shí)擊中)目標(biāo)時(shí)，或者在電擊槍接觸應(yīng)用的情況下，只有一個(gè)殺傷電極與目標(biāo)接觸時(shí)，在電路所有的元件上都出現(xiàn)電容性電位。一個(gè)殺傷電極擊中目標(biāo)時(shí)，該電容量約為80皮法拉(人體標(biāo)準(zhǔn)的電容量)，該電容發(fā)生充電和用戶身體電容同時(shí)充電。因此，該裝置和用戶身體(持遠(yuǎn)程電擊槍的手)之間出現(xiàn)相當(dāng)于5-10千伏電壓的電容稱合的電位差。該裝置空載電壓約為50千伏(大部分電擊槍空載標(biāo)準(zhǔn)電壓值)下，電容耦合的電壓為7-10千伏。這樣的電壓能夠在10毫米或更大的距離上擊穿空氣距離或形成沿著電擊裝置外殼元件的表面放電。
在任何高壓脈沖發(fā)生器(變壓器型或倍增器型)類型的電擊槍中都會(huì)出現(xiàn)電容耦合，但是在電路高壓級(jí)和大部分電路元件之間存在電流耦合的電路中(例如，在所考察的電路中)電容耦合特別有害。首先，低壓電路元件存在很大的電氣擊穿可能性，例如，變壓器和轉(zhuǎn)換器3的電容發(fā)生電容放電。其次，而且是主要的，在從帶電電路元件向用戶人體(手)電容放電擊穿時(shí)，用戶感受中等強(qiáng)度的電擊。用戶出現(xiàn)所謂對(duì)自己武器的恐懼，類似于用戶對(duì)帶有過(guò)分痛苦的后座力或者射擊聲特別巨大的火器的恐懼的綜合癥狀。對(duì)自己武器的恐懼使用戶不可能正常瞄準(zhǔn)，因?yàn)橛脩纛A(yù)料到痛苦。這樣的武器效用不取決于其殺傷性能，而趨近于零。既然在外殼上有足夠數(shù)目的開(kāi)孔(例如，保險(xiǎn)器輸出端、啟動(dòng)扳機(jī)、蓄電池充電插銷、激光目標(biāo)指示器等等)，因此設(shè)計(jì)一種外殼完全電密封的武器，使得沒(méi)有任何一個(gè)與電路電流相連的金屬件露出在裝置外殼之外的武器，是極其困難的。在大多數(shù)情況下，不論對(duì)電路元件進(jìn)行精細(xì)的絕緣，還是甚至用電絕緣混合物澆注電路元件，都無(wú)助于排除電容放電現(xiàn)象。現(xiàn)已知按照俄羅斯專利池2305246(圖3)的帶有高壓脈沖發(fā)生器的電擊裝置，其包括供電電源(電池組或蓄電池)、向蓄能電容4供電用的把電源低電壓變換為較高電壓的轉(zhuǎn)換器3、該蓄能電容與輸出高壓脈沖變壓器的初級(jí)繞組7和氣體放電器6串聯(lián)接入。在高壓脈沖變壓器次級(jí)繞組13的電路中串聯(lián)接入輔助電容20，由轉(zhuǎn)換器3通過(guò)二極管21充電，該二極管用來(lái)阻止電容20充電電流流入變壓器的繞組7電路。放電器6動(dòng)作時(shí)，電容20向繞組13電路放電，由于延長(zhǎng)其持續(xù)時(shí)間，增大輸出高壓脈沖的功率。該裝置有下列限制性缺點(diǎn)電容20通過(guò)電阻相當(dāng)大的繞組13放電。在幾十千伏的高壓脈沖變壓器空載電壓下，繞組13的電阻為幾百歐姆。相應(yīng)地電容20的最大放電電流受繞組13的電阻限制。在特殊用途的電裝置中，這個(gè)缺點(diǎn)使在電容20有限的充電電壓下增大脈沖電流成為不可能。但是，由于需要增大電容外殼間絕緣的厚度，而其耐擊穿強(qiáng)度對(duì)于所有當(dāng)今所有電介質(zhì)都達(dá)到極限，增大電容20充電電壓引起其外部尺寸幾何增大。電擊裝置上述這兩個(gè)電路的缺點(diǎn)是空載(亦即，在殺傷電極上沒(méi)有負(fù)載)裝置工作的視覺(jué)效果不足。應(yīng)用電擊裝置的基本要求是，有可能在攻擊性襲擊者面前演示放電，這時(shí)電擊槍視覺(jué)強(qiáng)大的放電(顏色、聲音)正如實(shí)踐所表明的，在大多數(shù)情況下能在精神上預(yù)防攻擊。電擊槍甚至在直接應(yīng)用之前在放電生理學(xué)作用上富有成效，亦即在“演示威嚇”瞬間，在精神上總是輸給放電生理學(xué)效果較小但視覺(jué)效果較大的電擊槍。強(qiáng)大的演示效果在大多數(shù)情況下允許避免使用電擊槍并相應(yīng)地降低偶然的嚴(yán)重創(chuàng)傷性的或致命傷害的危險(xiǎn)。所考察的電擊裝置電路的放電演示在視覺(jué)效果上優(yōu)于純變壓器輸出的電擊槍(例如，俄羅斯電擊武器領(lǐng)軍的M A P T L·公司集團(tuán)的所有產(chǎn)品)，但功效明顯地低于帶有倍增器(純電容輸出)電路的電擊槍的演示放電。這與以下一點(diǎn)相聯(lián)系，即(專利RU 2305246)圖I的裝置的放電，在高壓變壓器有限的尺寸下，其放電空氣擊穿長(zhǎng)度不足，但(專利RU2305246)圖3的裝置的放電由于電容放電電流通過(guò)高壓變壓器次級(jí)繞組電阻，顯出沒(méi)精打采的枯萎樣子，而且與倍增器電路相比放電的聲響不夠大。 本發(fā)明的目標(biāo)是，創(chuàng)建一種簡(jiǎn)單又不昂貴的高壓脈沖發(fā)生器，用于工作效率高的包括高電壓大放電電流的脈沖產(chǎn)生的技術(shù)領(lǐng)域，用它充當(dāng)電擊裝置輸出的高壓脈沖發(fā)生器，減少與用戶的電容耦合，旨在改善放電演示的視覺(jué)效果。本發(fā)明的本質(zhì)在于，在按照本發(fā)明的裝置中，包括并連接入的自主電源、把電源的直流電壓轉(zhuǎn)換為600-6000伏電壓的轉(zhuǎn)換器和蓄能電容，還包括由下列形成的電路采取空氣或氣體放電器或可控硅整流器形式的高壓開(kāi)關(guān)和高壓脈沖變壓器的低壓繞組，與直流電壓轉(zhuǎn)換器的輸出并聯(lián)接入，由上述轉(zhuǎn)換器通過(guò)二極管充電并與高壓脈沖變壓器高壓繞組并聯(lián)建立的輔助蓄能電容、接在高壓繞組末端的輸出電極，和接入輔助電容放電電路的空氣或氣體放電器，此時(shí)高壓繞組具有兩個(gè)高壓繞組部分，在它們本身之間連接兩個(gè)由與輔助蓄能電容串聯(lián)接入的二極管電路，此時(shí)，第一電路二極管的一個(gè)輸出端直接連接上述輔助蓄能電容的一個(gè)極片，而第二電路二極管的一個(gè)輸出端直接連接輔助蓄能電容的另一個(gè)極片，第一電路二極管的另一個(gè)輸出端連接一個(gè)輸出電極，第二電路二極管的另一個(gè)輸出端連接另一個(gè)輸出電極，高壓脈沖變壓器的低電壓和高壓繞組與上述直流電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端和二極管同相。補(bǔ)充特征在于，利用兩個(gè)帶有一部分次級(jí)繞組和并聯(lián)或串聯(lián)的初級(jí)繞組的高壓脈沖變壓器作為帶有兩個(gè)彼此絕緣的次級(jí)繞組部分的高壓脈沖變壓器。補(bǔ)充特征在于，利用高壓二極管組件作為二極管。補(bǔ)充特征在于，在儲(chǔ)能電容或輔助蓄能電容的充電電路中并聯(lián)放電電阻。補(bǔ)充特征在于，高壓脈沖變壓器的低電壓繞組并聯(lián)二極管，它相對(duì)于儲(chǔ)能電容的工作極性反極性接入。本發(fā)明的本質(zhì)還在于，按照本發(fā)明的裝置包括并聯(lián)接入的自主電源、把電源直流電壓轉(zhuǎn)換為600-6000伏直流電壓的轉(zhuǎn)換器，和蓄能電容，還包括由下列組成的電路采取空氣或氣體放電器或可控硅整流器形式的高壓開(kāi)關(guān)、高壓脈沖變壓器的低壓繞組、并聯(lián)接入的蓄能電容、由轉(zhuǎn)換器通過(guò)二極管充電并與高壓脈沖變壓器高壓繞組串聯(lián)地建立的輔助蓄能電容、接在繞組末端的輸出電極和接入輔助電容放電電路的空氣或氣體放電器，此時(shí)高壓繞組的兩個(gè)輸出端都連接在本身之間由與輔助蓄能電容串聯(lián)接入的二極管組成的電路，此時(shí)二極管一個(gè)輸出端直接連接輔助蓄能電容的一個(gè)極片，其另一個(gè)極片連接一個(gè)輸出電極，二極管的另一個(gè)輸出端連接第二輸出電極，高壓脈沖變壓器的低電壓和高電壓繞組與直流電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端和二極管同相。補(bǔ)充特征在于利用高壓二極管組件作為二極管。補(bǔ)充特征在于，蓄能電容或輔助蓄能電容的充電電路并聯(lián)接入負(fù)載電阻。補(bǔ)充特征在于，高壓脈沖變壓器的低電壓繞組并聯(lián)二極管，它相對(duì)于儲(chǔ)能電容的工作極性反極性連接。附圖
的簡(jiǎn)要描述圖I是按照一個(gè)實(shí)施方案的高壓脈沖發(fā)生器的電路圖；
圖2是帶有兩個(gè)高壓脈沖變壓器的高壓脈沖發(fā)生器的電路圖；而圖3是按照另一個(gè)實(shí)施方案的高壓脈沖發(fā)生器的電路圖。本發(fā)明的實(shí)施方案鑒于需要適應(yīng)不同的高壓脈沖發(fā)生器方案，按照?qǐng)DI權(quán)利要求I的高壓脈沖發(fā)生器包括本身是蓄電池、電池組或其他電源的低壓電源I、開(kāi)關(guān)2、把電源低的直流電壓轉(zhuǎn)換為600-6000伏直流電壓的轉(zhuǎn)換器3，連接蓄能電容4，并聯(lián)接入由氣體或空氣放電器5或可控硅整流器和高壓脈沖變壓器的低壓初級(jí)繞組6組成的電路。以及低壓電源I、把電源低直流電壓轉(zhuǎn)換為600-6000伏直流電壓的轉(zhuǎn)換器3，和并聯(lián)接入的蓄能電容4。在轉(zhuǎn)換器3上還接入輔助電流蓄能電容7，其一個(gè)極片與轉(zhuǎn)換器3的輸出連接，另一個(gè)極片與轉(zhuǎn)換器3通過(guò)二極管8連接。電容7輸出端借助于電容9和10用二極管(二極管組件)13和14連接變壓器次級(jí)繞組11和12的中間輸出端，而這些二極管本身連接變壓器次級(jí)繞組11和12未被占用的輸出端。二極管13和變壓器次級(jí)繞組11的自由輸出端的連接點(diǎn)與發(fā)生器的輸出電極15 (發(fā)生器用于電擊裝置時(shí)的“殺傷電極”)，二極管14和變壓器次級(jí)繞組12自由輸出端的連接點(diǎn)與氣體或空氣放電器16連接，而放電器與輸出電極(發(fā)生器用于電擊裝置時(shí)的“殺傷電極”)17串聯(lián)。高壓脈沖變壓器的低電壓或高電壓繞組應(yīng)該與轉(zhuǎn)換器3的輸出端和二極管8，13，14同相。該裝置以下列方式工作。開(kāi)關(guān)2閉合時(shí)轉(zhuǎn)換器3開(kāi)始給電容4充電，并通過(guò)二極管8給電容7充電。電容4達(dá)到完全充電時(shí)，其上電位出現(xiàn)放電器5相同的點(diǎn)燃電壓，放電器5動(dòng)作，而電容4通過(guò)放電器5向變壓器的初級(jí)繞組6放電。就在此時(shí)，電容7仍在充電，因?yàn)樗蚍烹娖?和變壓器初級(jí)繞組6電路的放電被
二極管8阻止。在高電位下電感的電動(dòng)勢(shì)對(duì)準(zhǔn)變壓器的次級(jí)11和12。對(duì)于變壓器繞組11和12的脈沖極性，二極管13和14反極性接入，因此二極管13和14上不發(fā)生高壓脈沖的電流分流。在帶有預(yù)先選定的距離以保證擊穿空氣的電極15和17之間，在變壓器次級(jí)繞組11和12串聯(lián)形成的電位下，發(fā)生空氣擊穿。此時(shí)，在電極15和17之間因擊穿而電離化的放電溝道電阻急劇下降,而電容7開(kāi)始通過(guò)二極管13和14向電離化的空氣溝道放電。此時(shí)，電容7的放電電流實(shí)際上只能通過(guò)二極管13和14在電離化溝道中發(fā)生，因?yàn)槿萘啃〉碾娙?和10阻止它并聯(lián)地通過(guò)繞組11和12流動(dòng)。電容9和10相對(duì)于繞組11和12的配置并不重要，而且既可以接到繞組的中間輸出端，又可以接到繞組兩端，使繞組端與二極管13和14連接。電容這樣的配置用虛線示于圖I。在該發(fā)生器用于電擊裝置的情況下，電極15和17的戰(zhàn)斗放電通過(guò)攻擊者的外衣發(fā)生，亦即通過(guò)被外衣厚度分開(kāi)的空氣隙發(fā)生，但在某些應(yīng)用情況下，電極15和17可以直接壓向電阻約為1000歐姆的目標(biāo)的皮膚覆蓋層。在這種情況下轉(zhuǎn)換器3的直流電流開(kāi)始在電極15和17上通過(guò)并經(jīng)二極管13和14進(jìn)一步在皮膚覆蓋層的電阻上通過(guò)。此時(shí)電容4和7不充電，而轉(zhuǎn)換器3直流的殺傷作 用很小，而電擊裝置不再有效。為了防止這樣的寄生電流沿著上述回路流動(dòng)，在殺傷電極17和二極管14與次級(jí)繞組12自由輸出端連接點(diǎn)之間接入空氣或氣體放電器16，其點(diǎn)燃電壓大于放電器5點(diǎn)燃電壓。于是，放電器16在放電器5點(diǎn)燃瞬間之前，并相應(yīng)地在出現(xiàn)變壓器高壓脈沖之前，完成不允許轉(zhuǎn)換器3電流在目標(biāo)電阻上通過(guò)的功能。就在變壓器高壓脈沖通過(guò)1000歐姆或更低(直至I歐姆)的目標(biāo)電阻時(shí)，放電器16，其點(diǎn)燃電壓與變壓器的高壓脈沖次級(jí)繞組的電位相比并不大，被高壓脈沖的電位點(diǎn)燃，保證電容7直接通過(guò)目標(biāo)(或空氣隙和目標(biāo))放電。除上述功能外，放電器16還保證防止用戶受到電容4和7上剩余直流電壓的作用。放電器16的配置并不重要，它既可以接入電極17的電路，也可以接入電極15的電路。因?yàn)槿舭褍蓚€(gè)繞組看作是一個(gè)高壓繞組，則該中點(diǎn)電位僅為整個(gè)繞組的一半，所以高壓繞組11和12與電路的低壓部分的電流耦合是從繞組的中點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。為了增強(qiáng)電容9放電作用在目標(biāo)上的重要性并防止二極管被變壓器次級(jí)繞組13和14的高壓脈沖擊穿，必須使用直流脈沖電流允許值、反向電壓盡量大而反向電流最小的
高壓二極管組件作為二極管。所考察的裝置允許獲得的空氣擊穿長(zhǎng)度等于所使用的變壓器帶有串聯(lián)在繞組11和12中間點(diǎn)的純變壓器擊穿空氣擊穿長(zhǎng)度的95-100%。開(kāi)關(guān)2關(guān)斷和在一定的時(shí)間瞬間(電容4完全充電和放電器5動(dòng)作之前)轉(zhuǎn)換器3不再工作之后，電容7仍不放電，而且甚至在轉(zhuǎn)換器3已經(jīng)關(guān)斷之后，由于二極管8的漏電流開(kāi)始對(duì)電容4充電。這樣的過(guò)程在電容7容量明顯地大于電容4的容量的情況下發(fā)生。在電容4充足電和放電器5動(dòng)作的情況下，在發(fā)生器關(guān)斷的情況下在高壓變壓器上發(fā)生單個(gè)高壓脈沖。在該裝置關(guān)斷之后這樣的意外的單個(gè)脈沖對(duì)用戶乃是一種危險(xiǎn)。為了排除它在電容4充電電路中出現(xiàn)，可以與之并聯(lián)接入大阻值的放電電阻。在圖2上示出一種不同于圖I裝置的裝置，它不采用一個(gè)帶有單獨(dú)的次級(jí)繞組的高壓脈沖變壓器，而是兩個(gè)帶有初級(jí)繞組18和19但沒(méi)有中間抽頭的單獨(dú)的高壓脈沖變壓器。
此時(shí)，單個(gè)變壓器的初級(jí)繞組18和19并聯(lián)(在某些情況下為了更協(xié)調(diào)采取串聯(lián))，而次級(jí)繞組20和21按照?qǐng)DI上分開(kāi)的繞組的接入方法接入。這樣的利用典型的高壓脈沖變壓器的裝置允許獲得比脈沖中電流強(qiáng)度大時(shí)從一個(gè)變壓器獲得的大的擊穿距離。在圖3中示出高壓脈沖發(fā)生器，它由本身是蓄電池、電池組或其他電源的低壓電源I、開(kāi)關(guān)2、把電源低壓直流轉(zhuǎn)換為600-6000伏直流電壓的轉(zhuǎn)換器3組成，該轉(zhuǎn)換器與蓄能電容4連接，后者并聯(lián)接入由氣體或空氣放電器5和高壓脈沖變壓器初級(jí)繞組6組成的電路。此時(shí)，該低壓直流電源I、把電源低壓直流轉(zhuǎn)換為600-6000直流電壓的轉(zhuǎn)換器3和并聯(lián)接入的蓄能電容4。轉(zhuǎn)換器3上還接入輔助電流蓄能電容7，其一個(gè)極片直接與轉(zhuǎn)換器3的輸出連接，其另一個(gè)極片通過(guò)二極管8與轉(zhuǎn)換器3的輸出連接。電容7串聯(lián)接入高壓脈沖變壓器的次級(jí)繞組22,此時(shí)電容7的一個(gè)輸出端與氣體或空氣放電器16連接,而該放電器本身又與輸 出電極17(發(fā)生器用于電擊裝置時(shí)的“殺傷電極”)串聯(lián)。電容7的另一個(gè)輸出端與繞組22的一個(gè)輸出端和二極管(二極管組件)23的輸出端連接，二極管本身以其第二輸出端通過(guò)電容24接繞組22的第二輸出端。二極管23和電容24的連接點(diǎn)與發(fā)生器的輸出電極15(發(fā)生器用于電擊裝置時(shí)的“殺傷電極”)連接。高壓脈沖變壓器的低電壓或高電壓繞組應(yīng)該與轉(zhuǎn)換器3的輸出端和二極管8和23同相。該裝置以下列方式工作。開(kāi)關(guān)2閉合時(shí)，轉(zhuǎn)換器3開(kāi)始向電容4充電，并經(jīng)二極管8向電容7充電。電容4完全充電時(shí)，其上出現(xiàn)與放電器5點(diǎn)燃電壓相等的電位,放電器5動(dòng)作,而電容4通過(guò)放電器5向變壓器的初級(jí)繞組6放電。就在此時(shí)，電容7仍在充電，因?yàn)樗蚍烹娖?和變壓器初級(jí)繞組6電路的放電被
二極管8阻止。在高電位下電感電動(dòng)勢(shì)導(dǎo)向變壓器的次級(jí)繞組22。二極管23與變壓器繞組22脈沖極性反極性地接入，因此在二極管23上不發(fā)生高壓脈沖電流的分流。在帶有為了保證空氣擊穿而預(yù)先選定的距離的電極15和17之間，在變壓器次級(jí)繞組22產(chǎn)生的電位下，發(fā)生空氣擊穿。此時(shí)電極15和17之間被擊穿而電離化的溝道電阻急劇下降，電容7開(kāi)始通過(guò)二極管23向電離化空氣溝道放電。此時(shí)，電容7向電離化溝道放電的電流僅僅通過(guò)二極管23進(jìn)行，因?yàn)樗?jīng)繞組22的通過(guò)被串聯(lián)在繞組22上的小容量電容24阻止。電容24相對(duì)于繞組22輸出端的配置并不重要，它既可以接向繞組一個(gè)與電容7和二極管23連接點(diǎn)連接的輸出端，又可以接向繞組的另一個(gè)輸出端。電容24這樣的配置用虛線示于圖3。唯一條件是用電容24把電容7的放電流與它沿著繞組22的通過(guò)分開(kāi)。放電器16的配置同樣不重要，它既可以接入電極17的電路，又可以接入電極15的電路。唯一的條件是用放電器16分離電容7的放電電流。
所考察的裝置允許獲得的空氣火花擊穿長(zhǎng)度，等于所使用的變壓器的純變壓器擊穿的空氣擊穿長(zhǎng)度的150-180%與純變壓器輸出相比，增大空氣擊穿長(zhǎng)度的效果是靠下列方法達(dá)到的該給定電 路最有效地利用輸出電極之間溝道的初步電離化，與此相聯(lián)系的是，電容7這樣的電流放電既作為輸出電極之間火花放電，又在開(kāi)始時(shí)作為弱電暈放電，此時(shí)有賴于出現(xiàn)電容7的大的放電電流強(qiáng)度。即使在純變壓器放電中理論上也會(huì)出現(xiàn)弱電暈放電，但由于電流強(qiáng)度小看不到火花放電。
權(quán)利要求
1.高壓脈沖發(fā)生器，其包括并聯(lián)的自主電源、把電源直流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?00-6000伏直流電壓的轉(zhuǎn)換器和蓄能電容，還包括下列構(gòu)成的電路采取空氣或氣體放電器或可控硅形式的高壓開(kāi)關(guān)和與直流電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端并聯(lián)接入的高壓脈沖變壓器的低壓繞組、由上述轉(zhuǎn)換器通過(guò)二極管充電并與高壓脈沖變壓器的高壓繞組并聯(lián)設(shè)置的蓄能電容、接在高壓繞組端部的輸出電極和接入輔助電容放電電路的空氣或氣體放電器，其特征在于，高電壓繞組具有兩個(gè)彼此絕緣的獨(dú)立部分，這兩部分的兩個(gè)輸出端都連接在自己的兩個(gè)由與輔助蓄能電容串聯(lián)接入的二極管組成的電路之間，此時(shí)，第一電路二極管的一個(gè)輸出端直接與上述輔助蓄能電容的一個(gè)極片連接，而第二電路二極管的一個(gè)輸出端直接接到輔助蓄能電容的另一個(gè)極片，第一電路二極管的另一個(gè)輸出端與一個(gè)輸出電極連接，第二電路二極管的另一個(gè)輸出端連接到另一個(gè)輸出電極，高壓脈沖變壓器的低電壓和高電壓繞組與上述直流電壓轉(zhuǎn)換器的輸出和二極管同相。
2.按照權(quán)利要求I的發(fā)生器，其特征在于，作為帶有次級(jí)繞組兩個(gè)彼此絕緣部分的高壓脈沖變壓器，使用帶有單一部分次級(jí)繞組和并聯(lián)或串聯(lián)初級(jí)繞組的兩個(gè)高壓脈沖變壓器。
3.按照權(quán)利要求I的發(fā)生器，其特征在于，利用高壓二極管組件作為二極管。
4.按照權(quán)利要求I的發(fā)生器，其特征在于，在儲(chǔ)能電容或輔助蓄能電容的充電電路中并聯(lián)放電電阻。
5.按照權(quán)利要求I的發(fā)生器，其特征在于，高壓脈沖變壓器的低電壓繞組并聯(lián)二極管，后者相對(duì)于儲(chǔ)能電容的工作極性反極性接入。
6.高壓脈沖發(fā)生器，其包括并聯(lián)接入的自主電源、把電源直流電壓變換為600-6000伏直流電壓的轉(zhuǎn)換器和蓄能電容，還包括下列組成電路采取空氣或氣體放電器或可控硅整流器形式的高壓開(kāi)關(guān)和高壓脈沖變壓器的低壓繞組、與蓄能電容并聯(lián)接入、由轉(zhuǎn)換器通過(guò)二極管充電和與高壓脈沖變壓器高壓繞組串聯(lián)建立的輔助蓄能電容、接至繞組末端的輸出電極和接入輔助電容放電電路的空氣或氣體放電器，其特征在于，高壓繞組的兩個(gè)輸出端都接在本身由與輔助蓄能電容串聯(lián)接入的二極管組成的電路之間，此時(shí)該二極管的一個(gè)輸出端直接連接輔助蓄能電容的一個(gè)極片，其另一個(gè)極片連接一個(gè)輸出電極，二極管的另一個(gè)輸出端連接第二輸出電極，高壓脈沖變壓器的低電壓和高電壓繞組與直流電壓轉(zhuǎn)換器的輸出端和二極管同相。
7.按照權(quán)利要求6的發(fā)生器，其特征在于，利用高壓二極管組件作為二極管。
8.按照權(quán)利要求6的發(fā)生器，其特征在于，在儲(chǔ)能電容或輔助蓄能電容的充電電路中并聯(lián)接入放電電阻。
9.按照權(quán)利要求6的發(fā)生器，其特征在于，高壓脈沖變壓器的低電壓繞組并聯(lián)二極管，后者相對(duì)于儲(chǔ)能電容工作極性反極性連接。
全文摘要
發(fā)明涉及接觸型和非接觸型裝置，其帶有殺傷目標(biāo)的電氣裝置(電擊槍)，還涉及高電壓大電流電脈沖的獲取技術(shù)。高壓脈沖發(fā)生器包括并聯(lián)接入的自主電源、把電源直流電壓變換為600-6000伏直流電壓的轉(zhuǎn)換器和蓄能電容，還包括下列構(gòu)成的電路采取空氣或氣體放電器或可控硅整流器形式的高壓開(kāi)關(guān)和與直流電壓轉(zhuǎn)換器輸出端并聯(lián)接入的高壓脈沖變壓器低壓繞組、由上述轉(zhuǎn)換器通過(guò)二極管充電并與高壓脈沖變壓器高壓繞組并聯(lián)設(shè)置的輔助蓄能電容、接至高壓繞組端部的輸出電極，和接入輔助電容放電電路的空氣或氣體放電器。在一個(gè)實(shí)施方案中，高壓繞組具有兩個(gè)彼此絕緣的獨(dú)立部分。在另一個(gè)實(shí)施方案中，高壓繞組的兩個(gè)輸出端都在本身之間用兩個(gè)由與輔助蓄能電容串聯(lián)接入的二極管組成的電路連接。本發(fā)明的技術(shù)效果在于它提高了操作效率并且增強(qiáng)了演示放電的視覺(jué)沖擊力。
文檔編號(hào)H05C1/04GK102783027SQ201080056517
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月23日
發(fā)明者奧列格·瓦列里耶維奇·索羅金, 尤利婭·奧列格未克·雷亞金, 尤利婭·阿列克桑德洛維奇·加比利亞 申請(qǐng)人:V&S世界有限責(zé)任公司