Vector inversion generator
En vektorinversionsgenerator ( VIG ) är en elektrisk pulskompressions- och spänningsmultipliceringsanordning, som gör det möjligt att forma en långsammare, lägre spänningspuls till en smalare, högre spänning. VIGs används inom militär teknologi, t.ex. vissa riktade energivapen , som ett sekundärt steg till en annan pulsad kraftkälla, vanligtvis en explosivdriven ferroelektrisk generator .
Konstruktion
Diskreta komponent-VIG:er (bilden) består av en stapel av välkopplade common mode-drosslar sammankopplade med en stapel kondensatorer. Induktorerna uppvisar en hög induktans för strömmar som är i fas i de två lindningarna, och en mycket lägre induktans när lindningsströmmarna flyter i motsatta riktningar. Kondensatorerna laddas med alternerande polaritet och när omkopplaren (vanligtvis ett utlöst eller frigående gnistgap i praktiken) stängs, inverteras spänningen över varannan kondensator snabbt som en halv oscillationscykel vid en frekvens som ställs in av kapacitansen som resonerar med differentialen modeinduktans hos choken. Samtidigt laddas de andra kondensatorerna ur mycket långsamt på grund av att ingen differentialström flyter för att avbryta reaktansen. Så efter en halv period är alla kondensatorer i serie och spänningarna ökar. Detta arrangemang har en begreppsmässig ekvivalens med spiralen VIG, där de alternerande kondensatorerna är ekvivalenta med kapacitansen mellan lindningarna och den gemensamma mode-drosseln är ekvivalent med induktansen hos en lindning. Diskreta komponenter gör att stora klumpade kondensatorer kan användas och lagrar därmed mycket mer energi, men har svårt att replikera högspänningsmultiplikationsförhållandena och extremt korta stigtider för spiraltransmissionsledningstyper.
En spiral VIG består av fyra alternerande ledare-isolator-ledare-isolatorskivor, lindade till en cylinder, som bildar en kondensator som också fungerar som en enändad transmissionsledning , ansluten till en gnistgapsomkopplare . Kondensatorn laddas från en strömkälla, t.ex. en EDFEG , sedan tänds gnistgapet efter att dess genomslagsspänning uppnåtts. Den elektromagnetiska vågen som skapas av den elektriska gnistorladdningen färdas längs överföringsledningen och omvandlar elektrostatiskt fält till elektromagnetiskt fält , och konverterar sedan tillbaka till elektrostatiskt fält efter reflektion från den öppna änden. En puls med utgångsamplituden 2nU (där n är antalet varv på kondensatorn och U är den initiala spänningen den laddades till) och en stigtid lika med två gånger den elektriska längden på transmissionsledningen. Enheten fungerar som ett distribuerat pulsbildande nätverk .
Ferriter kan fästas på VIG-konstruktionen för att modifiera dess egenskaper, vilket vanligtvis sänker resonansfrekvensen och ökar effektiviteten.
Ansökningar
VIG är fördelaktiga på grund av sin enkelhet och de mycket korta pulsstegringstiderna inom intervallet nanosekunder. Vissa VIGs kan konfigureras som en del av en avstämd krets , som fungerar som oscillatorer med en praktisk övre gräns på cirka 700 MHz, som genererar energi som kan utstrålas från en lämplig antenn , vilket möjliggör konstruktion av mycket enkla explosionsgenererade elektromagnetiska pulsgeneratorer .
Användningen av VIG inkluderar riktade energivapen , röntgenpulsströmförsörjning , plasmageneratorer , etc.
VIG:er är enkla nog att konstrueras av högspänningshobbyister.