УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОНОВ С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ВЗРЫВОЭМИССИОННЫМ КАТОДОМ

УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОНОВ С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ВЗРЫВОЭМИССИОННЫМ КАТОДОМ


RU (11) 2035120 (13) C1

(51) 6 H02M9/04 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 05.12.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93026399/07 
(22) Дата подачи заявки: 1993.05.26 
(45) Опубликовано: 1995.05.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Фурсей Г.Н., Жуков В.М. Эмиссионные характеристики взрывного галлиевого катода. ЖТФ, 1974, т.XLIV, вып.6, с.1281. 2. Барташюс И.Ю., Праневичюс Л.М., Фурсей Г.Н. Исследование взрывной электронной эмиссии жидкого галлиевого катода. - ЖТФ, 1971, т.XLI, вып.9, с.1944 3. Smanson L.W. and Schiwind G.A. Electron emission from a liquidmetal. J.Appl.Phys, 1978, 49(11), p.5656. 
(71) Заявитель(и): Институт сильноточной электроники СО РАН 
(72) Автор(ы): Батраков А.В.; Проскуровский Д.И. 
(73) Патентообладатель(и): Институт сильноточной электроники СО РАН 

(54) УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОНОВ С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ВЗРЫВОЭМИССИОННЫМ КАТОДОМ 

Использование: полезная модель относится к электронной технике, в частности к эмиссионной электронике. Сущность полезной модели: она содержит емкостной накопитель энергии З, электрически соединенный с одной стороны с "землей", а с другой - с источником 4, и через диод 2 - с импульсным трансформатором 1. Полезная модель позволяет расширить диапазон рабочих напряжений и снизить потери энергии в цепи зарядки емкостного накопителя. 2 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к электронной технике, в частности к эмиссионной электронике.

Известно устройство электропитания источника электронов с жидкометаллическим взрывоэмиссионным катодом, представляющее собой генератор прямоугольных импульсов высокого напряжения, выход которого электрически соединен с катодом [1, 2] Существенными недостатками данного типа устройств является низкий коэффициент преобразования энергии импульса напряжения в энергию электронного пучка, отбираемого с катода, и техническая сложность изготовления и эксплуатации данного типа генераторов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство, состоящее из емкостного накопителя, выполняющего также роль элекростатического вольтметра, электрически соединенного с "землей" и экстрактором, заряжаемого через высокоомный резистор от источника постоянного напряжения до порогового напряжения инициирования взрывной электронной эмиссии на поверхности жидкометаллического взрывоэмиссионного катода Uo. При достижении на емкостном накопителе напряжения пороговой величины Uo происходит срабатывание катода и разрядка емкостного накопителя через вакуумный промежуток. После разрядки емкостного накопителя вакуумный разряд гаснет и начинается цикл зарядки емкостного накопителя через зарядный резистор от источника постоянного напряжения до напряжения Uо. Частота срабатывания катода определяется величинами емкости накопителя и полного сопротивления цепи зарядки.

Описанное выше устройство имеет два существенных недостатка. Во-первых, срабатывание катода происходит только при напряжении, равном Uo, и регулирование максимальной энергии электронов в потоке, формируемом в вакуумном промежутке, требует применения дополнительных ускоряющих электродов. Во-вторых, значительная часть отбираемой от источника постоянного напряжения энергии выделяется в виде тепла на высокоомном зарядном резисторе.

Задачей изобретения является расширение диапазона рабочих напряжений и снижение потерь энергии в цепи зарядки емкостного накопителя.

Достигается это тем, что в известном устройстве электропитания источника электронов с жидкометаллическим взрывоэмиссионным катодом, содержащем емкостной накопитель энергии, электрически соединенный с одной стороны с "землей", а с другой с источником, согласно изобретению емкостной накопитель со стороны источника подключен через диод к импульсному трансформатору.

При подаче импульса напряжения на первичную обмотку импульсного трансформатора происходит передача энергии электрического импульса в энергию постоянного напряжения, запасаемую в емкостном накопителе, электрически соединенном с "землей" и источником электронов с взрывоэмиссионным жидкометаллическим катодом. Наличие диода в цепи зарядки емкостного накопителя позволяет электрическому заряду сохраняться в накопителе длительное время, значительно превышающее длительность высоковольтного импульса, пока не произойдет инициирование взрывной электронной эмиссии на катоде. Так как время запаздывания срабатывания катода в широком диапазоне напряжений превышает длительность фронта импульса зарядки емкостного накопителя, инициирование взрывной электронной эмиссии может происходить при напряжениях, существенно превышающих значение Uo. Кроме того, отсутствие резистора в цепи зарядки емкостного накопителя снижает потери энергии до величины, обусловленной потерями в импульсном трансформаторе, диоде и соединительных проводниках.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 пример конкретного выполнения предлагаемого устройства.

Устройство электропитания источника электронов с жидкометаллическим взрывоэмиссионным катодом содержит импульсный трансформатор 1, вторичная обмотка которого через диод 2 электрически соединен с емкостным накопителем 3. Емкостной накопитель 3 электрически соединен с "землей" с одной стороны, а с другой с источником электронов с жидкометаллическим взрывоэмиссионным катодом 4. Ориентация диода 2 может иметь противоположную направленность в зависимости от полярности используемого напряжения.

Устройство работает следующим образом. При подаче импульса напряжения на первичную обмотку трансформатора 1 происходит передача энергии импульса в энергию постоянного напряжения, запасаемую в емкостном накопителе 3. Благодаря наличию диода 2 не происходит разрядка емкостного накопителя 3 через вторичную обмотку трансформатора 1 после окончания импульса напряжения. В результате появления напряжения на емкостном накопителе 3 и соответственно на вакуумном промежутке источника электронов 4 происходит развитие гидродинамической неустойчивости на поверхности жидкометаллического взрывоэмиссионного катода, приводящее через некоторое время, называемое временем запаздывания, к инициированию взрывной электронной эмиссии с последующим разрядом емкостного накопителя посредством электронного потока в вакуумном промежутке. Процесс стабильно повторяется, если величина длительности фронта импульса напряжения меньше времени запаздывания.

Устройство содержит импульсный трансформатор 1, вторичная обмотка которого через диод 2 электрически соединена с емкостным накопителем 3. Емкостной накопитель 3 электрически соединен с "землей" и жидкометаллическим взрывоэмиссионным катодом 5 источника электронов 4. Первичная обмотка трансформатора 1 электрически соединена с первичным емкостным накопителем 6 через ключ (например, тиристор) 7. Первичный емкостной накопитель 6 с другой стороны через ключ 8 соединен с источником постоянного напряжения 9. В результате замыкания ключа 8 первичный емкостной накопитель 6 заряжается от источника напряжения 9, после чего ключ 8 размыкается. Через некоторое время после размыкания ключа 8 замыкается ключ 7, создавая импульсное напряжение на обмотках трансформатора 1. При этом происходит передача энергии из первичного емкостного накопителя 6 в емкостной накопитель 3 путем зарядки накопителя 3 до рабочего напряжения Uраб. При этом должно выполняться условие Uраб=kU1, где k коэффициент трансформации импульсного трансформатора 1; U1 напряжение на первичном накопителе 6. Для более полной передачи энергии из первичного накопителя 6 в накопитель 3 должно выполняться условие резонанса колебательных контуров, образованных обмотками трансформатора 1 и накопителями 6 и 3. При выполнении этого условия удалось достичь значения коэффициента передачи энергии из первичного емкостного накопителя 6 в емкостной накопитель 375% При этом рабочие напряжения регулировались в пределах от Uo до 3Uo. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ ИСТОЧНИКА ЭЛЕКТРОНОВ С ЖИДКОМЕТАЛЛИЧЕСКИМ ВЗРЫВОЭМИССИОННЫМ КАТОДОМ, содержащее емкостный накопитель энергии, электрически соединенный с одной стороны с землей, а с другой стороны с источником, отличающееся тем, что емкостный накопитель со стороны источника подключен через диод к импульсному трансформатору.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru