• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Um die Niederspannungs-Ladequelle und ihre elektrische Ansteuerung von der in einem Marx-Generator beim Umschalten von Parallelschaltung auf Serienschaltung der Kondensatorbatterie auftretenden Hochspannung zu entkoppeln, wird das ausgangsseitig eingesetzte Hochspannungskabel, in dem die leitende Seele von einem Halbleiter zur Potentialanpassung umgeben ist, auch eingangsseitig verwendet, allerdings zur Hochspannungs-Entkopplung nach Entfernen der stromleitenden Seele. Dadurch verbleibt nur der Halbleiter im Hochspannungskabel als Widerstandsleitung für den kleinen Ladestrom in die Parallelschaltung der Kondensatorbatterie des Marx-Generators.
    公开号:DE102004020342A1
    申请号:DE200410020342
    申请日:2004-04-26
    公开日:2005-11-17
    发明作者:Geoffrey Dr. Staines
    申请人:Diehl BGT Defence GmbH and Co KG；
    IPC主号:H03K3-537
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft einen Marx-Generator und die Verwendung einesHochspannungskabels als dessen ladeseitige Hochspannungs-Entkopplung.
    [0002] Der1923 von Herrn Prof. Marx (TU Braunschweig) erfundene Stoßspannungsgeneratordient der Bereitstellung eines Hochspannungsimpulses etwa für Zweckeder Isolationsprüfung,der Untersuchung des Verhaltens von Gasen in starken elektrischenFeldern oder gemäß DE 101 51 565 A1 der Anregungeines Resonators zur Abstrahlung von Mikrowellenenergie hoher Leistung.
    [0003] DiegrundsätzlicheFunktion des Marx-Generators beruht darauf, eine Anzahl n (n = 1,2, 3, ..., i) von zueinander parallel geschalteten Kondensatoren aufeine von einer Gleichspannungsquelle gelieferte Eingangsspannungaufzuladen und dann in Serie zu schalten, so dass über dieseSerienschaltung die n-fache Eingangsspannung als Ausgangsspannung verfügbar ist.Dabei erfolgt das Umsteuern von der Parallelschaltung in die Serienschaltungder Kondensatorbatterie mittels Funkenstrecken, die bei Ansprecheneiner ersten von ihnen alle praktisch gleichzeitig durchzünden. DasAnsprechen einer ersten Funkenstrecke kann mittels deren Ansprechspannung,also überdie Querschnittsgeometrie und den gegenseitigen Abstand der Funkenstreckenelektrodenvorgegeben werden; oder das Ansprechen einer ersten der Funkenstreckenwird durch einen ihr extern zugeführten Triggerimpuls eingeleitet.Entkopplungswiderstände,die auch als die Zeitkonstanten bestimmende Ladewiderstände wirken,verhindern, dass einer der beiden Kondensatoren, zwischen deneneine Funkenstrecke zur Serienschaltung liegt, infolge des Durchzündens derFunkenstrecke kurzgeschlossen wird. Dadurch wirkt die Reihenschaltungder Lade- und Entkopplungswiderstände beim Umschalten der Kondensatorbatterieauf Serienschaltung als Hochspannungs-Spannungsteiler; und dannliegen sowohl die eingangseitige Spannungsquelle des Marx-Generatorswie auch dessen ausgangsseitige Ableitung gegenüber dem gemeinsamen Massepotentialauf Hochspannungspotential.
    [0004] AlsSpannungsquelle des Marx-Generators dient gewöhnlich ein handelsüblicherelektronischer Spannungswandler, der aus einem Netz oder aus einemAkkumulator gespeist wird und die Parallelschaltung der Kondensatorbatterieauf eine Spannung von typisch einigen 10 kV auflädt. Funktional kritisch istdann die Hochspannungs-Rückwirkung aufdie elektronische Schaltung dieser eingangsseitigen Spannungsquellebeim Umschalten von der Parallelschaltung auf die Serienschaltungder Kondensatorbatterie. Die kann zur Beeinträchtigung der Funktion der Spannungsquelleoder gar zu deren Zerstörungführen,so dass ein stabiler Langzeit-Betrieb des Marx-Generators, etwazur Dauer-Anregung eines Mikrowellen-Resonators, nicht möglich ist.Wegen der hohen Spannungsbeanspruchung sind gängige Filtermethoden hier,zwischen Spannungsquelle und Kondensatorbatterie des Marx-Generators,nicht einsetzbar, und die Verwendung spezieller Hochspannungswiderstände zurEntkopplung wärezu kostspielig.
    [0005] InErkenntnis dieser Gegebenheiten liegt vorliegender Erfindung dietechnische Problemstellung zugrunde, den Marx-Generator eingangsseitig miteinfach und preiswert verfügbarenMitteln hochspannungsfest auszulegen.
    [0006] DieseAufgabe ist erfindungsgemäß durch dieim Hauptanspruch angegebene Merkmalskombination gelöst. Danachist zwischen der Kondensatorbatterie und der Spannungsquelle eineelektrische Entkopplung in Form einer dielektrischen Leitung mäßig guterLeitfähigkeitvorgesehen. Unter einem Dielektrikum wird dabei jedes Material verstanden, welchesgegenübereinem elektrischen Leiter eine verringerte Leitfähigkeit und damit auch gewisseIsolationseigenschaften aufweist. Die dielektrische Leitung, oderauch das dielektrische Kabel, kann aus einer dielektrischen Einlageund deren Ummantelung gebildet sein. Die Ummantelung kann dabeiaus einer einzelnen Schicht, wie etwa einer Stossschutzschicht,einer Isolationsschicht, einer abriebfesten Schicht, etc. oder mehrererderartiger Schichten gebildet sein. Eine solche Leitung steht nachdem Ausführungsbeispielin Form handelsüblicherund deshalb preiswerter Hochspannungskabel mit dielektrischer Einlagezur Verfügung,wenn daraus die eigentliche Leiterseele entfernt wird; so dass imIsoliermantel oder der Ummantelung nur der Schlauch aus halbleitendemMaterial, also die dielektrische Einlage, verbleibt, der eigentlichdie Leiterseele umgibt und dafürvorgesehen ist, einen in Hinblick auf zerstörerische Koronaeffekte im Innerndes Kabels kritischen Potentialsprung zwischen Leiterseele und Isolierungzu vermeiden.
    [0007] Diedielektrische Einlage des dielektrischen Hochspannungskabels weisteinen typischen elektrischen Widerstand von ca. 50 bis 200 Ohm/cmLänge derdielektrischen Einlage im Kabel auf. Das ohne Leiterseele, nur nochmit dem Halbleiterstrang ausgestattete Hochspannungskabel weisttypisch einen bevorzugten elektrischen Widerstand von etwa 100 Ohmje cm Längeder Halbleitereinlage im Kabel auf. Dieser Übergangswidertand von der Spannungsquellezur Kondensatorbatterie führtnicht zu funktionskritischen Spannungsverlusten, weil die Aufladungder Kondensator-Parallelschaltung typisch mit einem Ladestrom inder Größenordnungvon nur bis etwa 10 mA erfolgt. Wenn dann von der umgeschaltetenKondensatorbatterie her vorübergehend,impulsartig Hochspannung an der dielektrischen Entkopplungsleitunganliegt, führtdas wegen der hier nun wirksamen Zeitkonstanten als dem Produktaus Halbleiterwiderstand und parasitären Kapazitäten noch nicht zu funktionskritischenEinwirkungen auf die Elektronik im Spannungswandler.
    [0008] Für die praktischeRealisierung wird also auch eingangsseitig auf ein dielektrischesKabel, insbesondere auf ein handelsübliches Hochspannungskabelzurückgegriffen,wie es als Ableitung ausgangsseitig am Marx-Generator zum Anschlussan etwa einen Mikrowellen-Resonator eingesetzt wird; aber für die eingangsseitigeVerwendung des Hochspannungskabels als Hochspannungs-Entkopplung wirddie an sich stromleitende (Kupfer-)Kabelseele aus ihrer halbleitendenEinhüllungim Isolierstoffmantel des Hochspannungskabels herausgezogen, so dassdas Hochspannungskabel hier im Isolierstoffmantel nur noch über dashalbleitende Material als dielektrischen Widerstand zwischen derSpannungsquelle und der Kondensatorbatterie des Marx-Generatorsverfügt.
    权利要求:
    Claims (7)
    [1] Marx-Generator mit einer Kondensatorbatterie,die aus einer Spannungsquelle aufladbar ist, dadurch gekennzeichnet,dass die Spannungsquelle überein dielektrisches Kabel auf die Kondensatorbatterie geschaltetist.
    [2] Marx-Generator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass das dielektrische Kabel aus einer dielektrischen Einlage undderen Ummantelung besteht.
    [3] Marx-Generator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,dass die dielektrische Einlage eine halbleitende Einlage ist.
    [4] Marx-Generator nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurchgekennzeichnet, dass das dielektrische Kabel einen elektrischenWiderstand von 50 bis 200 Ohm/cm Kabellänge aufweist.
    [5] Marx-Generator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass das dielektrische Kabel einen elektrischen Widerstand von 100Ohm/cm Kabellängeaufweist.
    [6] Verwendung eines Hochspannungskabels mit dielektrischerEinlage als Hochspannungsentkopplung zwischen der Kondensatorbatteriedes Marx-Generators und seiner Lade-Spannungsquelle, nachdem dievon der dielektrischen Einlage eingehüllte Kabelseele aus dem Hochspannungskabelherausgezogen wurde.
    [7] Verwendung eines Hochspannungskabels nach Anspruch6, mit einer dielektrischen Einlage aus einem Halbleiter.
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    DE502005008545D1|2009-12-31|
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    EP1741184A1|2007-01-10|
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    AT449459T|2009-12-15|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-11-17| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2008-10-02| 8364| No opposition during term of opposition|
    2017-03-03| R081| Change of applicant/patentee|Owner name: DIEHL DEFENCE GMBH & CO. KG, DE Free format text: FORMER OWNER: DIEHL BGT DEFENCE GMBH & CO. KG, 88662 UEBERLINGEN, DE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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