Генератор векторной инверсии

Трехступенчатый генератор инверсии вектора дискретных компонентов.

Генератор векторной инверсии ( ВИГ ) — устройство сжатия и умножения электрического импульса, позволяющее формировать более медленный импульс с низким напряжением в более узкий, с более высоким напряжением. ВИГ используются в военной технике, например, в некоторых видах оружия направленной энергии , в качестве вторичной ступени другого импульсного источника энергии, обычно сегнетоэлектрического генератора с взрывным приводом .

Строительство

Дискретные компоненты VIG (на фото) состоят из стопки хорошо связанных синфазных дросселей, соединенных между собой стопкой конденсаторов. Индукторы обладают высокой индуктивностью для токов, синфазных в двух обмотках, и гораздо меньшей индуктивностью, когда токи в обмотках текут в противоположных направлениях. Конденсаторы заряжаются с переменной полярностью, и когда переключатель (на практике обычно это сработавший или свободно работающий искровой разрядник) замыкается, напряжение на каждом втором конденсаторе быстро инвертируется как полупериод колебаний с частотой, задаваемой емкостью, резонирующей с дифференциалом. модовая индуктивность дросселей. В то же время другие конденсаторы разряжаются очень медленно из-за отсутствия протекающего дифференциального тока, компенсирующего реактивное сопротивление. Итак, через полпериода все конденсаторы соединяются последовательно, и напряжения складываются. Эта схема концептуально эквивалентна спиральному VIG, где конденсаторы переменного тока эквивалентны емкости между обмотками, а синфазные дроссели эквивалентны индуктивности обмотки. Дискретные компоненты позволяют использовать конденсаторы с сосредоточенными параметрами большой емкости, таким образом сохраняя гораздо больше энергии, но им трудно воспроизвести высокие коэффициенты умножения напряжения и чрезвычайно короткое время нарастания спиральных типов линий передачи.

Спиральный ВИГ состоит из четырех чередующихся листов проводник-изолятор-проводник-изолятор, намотанных в цилиндр, образующих конденсатор, также действующий как несимметричная линия передачи , подключенный к искровому разряднику . Конденсатор заряжается от источника питания, например, EDFEG , затем разрядник срабатывает после напряжения его пробоя достижения . Электромагнитная волна, создаваемая электрическим искровым разрядом, распространяется по линии передачи, преобразуя электростатическое поле в электромагнитное поле , а затем после отражения от открытого конца преобразуется обратно в электростатическое поле. Импульс с выходной амплитудой 2nU (где n — число витков конденсатора, а U — начальное напряжение, до которого он был заряжен) и временем нарастания, равным удвоенной электрической длине линии передачи. Устройство действует как распределенная сеть формирования импульсов .

Ферриты можно прикрепить к конструкции VIG, чтобы изменить ее характеристики, обычно снижая резонансную частоту и повышая эффективность.

Приложения

Преимущества VIG заключаются в их простоте и очень коротком времени нарастания импульса в диапазоне наносекунд. Некоторые VIG могут быть сконфигурированы как часть настроенной схемы , действуя как генераторы с практическим верхним пределом около 700 МГц, генерируя энергию, которая может излучаться подходящей антенной , что позволяет построить очень простые генераторы электромагнитных импульсов, генерируемых взрывом .

К использованию ВИГов относятся оружие направленной энергии , рентгеновских источники питания плазмы импульсов, генераторы и т.д.