KR101299194B1 - Apparatus for protecting high voltage power supply - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의한 고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치가 개시된다.
본 발명에 따른 고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치는 고전압을 공급하는 고전압전원공급기; 상기 고전압을 공급받아 공급받은 상기 고전압으로 고출력 전자파를 발생시키는 진행파관; 및 상기 고전압전원공급기와 상기 진행파관 사이에 연결되고, 상기 진행파관의 아킹 발생으로 아킹 전류가 흐르게 되면 흐르는 상기 아킹 전류에 의해 상기 고전압의 공급을 차단하는 반도체 스위치를 포함할 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 보다 신속하게 아킹 전류를 차단할 수 있고, 전체 시스템의 파손을 방지할 수 있다.An apparatus for protecting a high voltage power supply according to the present invention is disclosed.
An apparatus for protecting a high voltage power supply according to the present invention includes a high voltage power supply for supplying a high voltage; A traveling wave tube receiving the high voltage to generate a high output electromagnetic wave at the supplied high voltage; And a semiconductor switch connected between the high voltage power supply and the traveling waveguide and blocking supply of the high voltage by the arcing current flowing when an arcing current flows due to arcing of the traveling waveguide.
Through this, the present invention can cut off the arcing current more quickly, and can prevent the damage of the entire system.

Figure R1020110078149
Figure R1020110078149

Description

고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치{APPARATUS FOR PROTECTING HIGH VOLTAGE POWER SUPPLY}Device for protecting high voltage power supply {APPARATUS FOR PROTECTING HIGH VOLTAGE POWER SUPPLY}

본 발명은 고전압전원공급기에 관한 것으로, FET의 게이트 전압을 급 하강시키기 위해 FET의 소스와 게이트 사이에 별도의 회로를 구비하여 아킹 전류가 발생하는 즉시 FET를 오프시킬 수 있도록 하는 고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high voltage power supply, and has a separate circuit between the source and the gate of the FET to rapidly lower the gate voltage of the FET to protect the high voltage power supply to turn off the FET as soon as arcing current occurs. It relates to a device for.

진행파관 증폭기(Traveling Wave Tube Amplifier)는 입력되는 미세한 고주파 신호를 약 100만배 증폭시켜 고출력을 발생시키는 장비 즉, 고출력 RF 증폭 장치로서, 진행파관, 및 고전압전원공급기 등으로 구성되어 있다.Traveling Wave Tube Amplifier (Traveling Wave Tube Amplifier) is a device that generates a high output by amplifying about 1 million times the high frequency input signal, that is, a high output RF amplification device, and comprises a traveling wave tube, a high voltage power supply and the like.

고전압전원공급기는 고전압을 공급하고, 진행파관은 입력받은 고전압으로 고출력 전자파를 발생시키게 된다.The high voltage power supply supplies a high voltage, and the traveling wave tube generates high output electromagnetic waves with the input high voltage.

하나의 고전압전원공급기로 여러 개의 진행파관을 구동할 때, 반도체 스위치가 사용된다. 이러한 반도체 스위치로는 FET(Field Effect Transistor)가 사용된다.When driving several traveling waveguides with one high voltage power supply, a semiconductor switch is used. As such a semiconductor switch, a field effect transistor (FET) is used.

이때, 진행파관 아킹 발생 시 짧은 시간 동안에 매우 높은 아킹 전류가 흐르기 때문에 반도체 스위치를 오프(off) 시켜 그 아킹 전류를 빠른 시간 내에 차단해야 한다. 이렇게 발생된 아킹 전류를 빠른 시간 내에 차단하지 못하면 반도체 스위치와 고전압전원공급기가 파손된다.At this time, since a very high arcing current flows for a short time when advancing wave arcing occurs, it is necessary to turn off the semiconductor switch to cut off the arcing current in a short time. Failure to block this generated arcing current in a short time will damage the semiconductor switch and the high voltage power supply.

그러나 종래의 진행파관 증폭기는 아킹 발생을 감지하면 제어 신호를 발생시켜 발생된 제어 신호에 따라 반도체 소자를 오프 시키게 되기 때문에 시간 지연이 발생하게 된다. 이에 보다 신속하게 아킹 전류를 차단할 수 있는 방안이 요구되고 있다.However, in the conventional traveling wave amplifier, when the arcing is detected, a time delay occurs because the semiconductor device is turned off according to the generated control signal by generating a control signal. Accordingly, there is a demand for a method for more quickly cutting off arcing current.

따라서 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 FET의 게이트 전압을 급 하강시키기 위해 FET의 소스와 게이트 사이에 별도의 차단 회로를 구비하여 아킹 전류가 발생하는 즉시 FET를 오프시킬 수 있도록 하는 고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a separate blocking circuit between the source and the gate of the FET to suddenly decrease the gate voltage of the FET to turn off the FET as soon as arcing current occurs. To provide a device for protecting a high voltage power supply.

그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 사항으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the objects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명의 한 관점에 따른 고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치는 고전압을 공급하는 고전압전원공급기; 상기 고전압을 공급받아 공급받은 상기 고전압으로 고출력 전자파를 발생시키는 진행파관; 및 상기 고전압전원공급기와 상기 진행파관 사이에 연결되고, 상기 진행파관의 아킹 발생으로 아킹 전류가 흐르게 되면 흐르는 상기 아킹 전류에 의해 상기 고전압의 공급을 차단하는 반도체 스위치를 포함할 수 있다.In order to achieve the above objects, an apparatus for protecting a high voltage power supply according to an aspect of the present invention includes a high voltage power supply for supplying a high voltage; A traveling wave tube receiving the high voltage to generate a high output electromagnetic wave at the supplied high voltage; And a semiconductor switch connected between the high voltage power supply and the traveling waveguide and blocking supply of the high voltage by the arcing current flowing when an arcing current flows due to arcing of the traveling waveguide.

바람직하게, 상기 반도체 스위치는 상기 고전압을 공급하거나 차단하도록 온 또는 오프되는 FET; 상기 FET가 온 또는 오프 되도록 제어하는 FET 구동회로; 및 상기 아킹 전류에 의해 상기 FET의 게이트 전압을 하강시켜 상기 FET를 오프 시키는 FET 차단회로를 포함할 수 있다.Advantageously, said semiconductor switch comprises: a FET turned on or off to supply or interrupt said high voltage; A FET driving circuit for controlling the FET to be turned on or off; And a FET blocking circuit for turning off the FET by lowering the gate voltage of the FET by the arcing current.

바람직하게, 상기 FET는 상기 고전압전원공급기와 상기 진행파관 사이에 연결되되, 적어도 두 개 이상이 직렬로 연결될 수 있다.Preferably, the FET is connected between the high voltage power supply and the traveling waveguide, at least two or more may be connected in series.

바람직하게, 상기 FET 차단회로는 상기 FET의 소스 전극과 게이트 전극 사이에 직렬로 연결되는 저항과 제너 다이오드를 포함할 수 있다.Preferably, the FET blocking circuit may include a Zener diode and a resistor connected in series between the source electrode and the gate electrode of the FET.

바람직하게, 상기 FET 구동회로는 상기 FET 차단회로에 의해 상기 FET가 오프 되면, 상기 고전압전원공급기로부터 FET를 온 시키기 위한 제어 신호를 입력받지 못해 자체적으로 펄스를 발생시킬 수 없어 상기 FET를 오프 시킬 수 있다.
Preferably, when the FET is turned off by the FET blocking circuit, the FET driving circuit does not receive a control signal for turning on the FET from the high voltage power supply and thus cannot generate a pulse by itself, thereby turning off the FET. have.

본 발명의 다른 한 관점에 따른 고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치는 고전압전원공급기로부터 공급받은 고전압을 진행파관에 공급하거나 차단하도록 온 또는 오프되는 FET; 상기 FET가 온 또는 오프 되도록 제어하는 FET 구동회로; 및 상기 진행파관의 아킹 발생으로 아킹 전류가 흐르게 되면 흐르는 상기 아킹 전류에 의해 상기 FET의 게이트 전압을 하강시켜 상기 FET를 오프 시키는 FET 차단회로를 포함할 수 있다.According to another aspect of the present invention, an apparatus for protecting a high voltage power supply includes: a FET turned on or off to supply or cut off a high voltage supplied from a high voltage power supply to a traveling waveguide; A FET driving circuit for controlling the FET to be turned on or off; And an FET blocking circuit for turning off the FET by lowering the gate voltage of the FET by the arcing current flowing when the arcing current flows due to arcing of the traveling waveguide.

바람직하게, 상기 FET는 상기 고전압전원공급기와 상기 진행파관 사이에 연결되되, 적어도 두 개 이상이 직렬로 연결될 수 있다.Preferably, the FET is connected between the high voltage power supply and the traveling waveguide, at least two or more may be connected in series.

바람직하게, 상기 FET 차단회로는 상기 FET의 소스 전극과 게이트 전극 사이에 직렬로 연결되는 저항과 제너 다이오드를 포함할 수 있다.Preferably, the FET blocking circuit may include a Zener diode and a resistor connected in series between the source electrode and the gate electrode of the FET.

바람직하게, 상기 FET 구동회로는 상기 FET 차단회로에 의해 상기 FET가 오프 되면, 상기 고전압전원공급기로부터 FET를 온 시키기 위한 제어 신호를 입력받지 못해 자체적으로 펄스를 발생시킬 수 없어 상기 FET를 오프 시킬 수 있다.Preferably, when the FET is turned off by the FET blocking circuit, the FET driving circuit does not receive a control signal for turning on the FET from the high voltage power supply and thus cannot generate a pulse by itself, thereby turning off the FET. have.

이를 통해, 본 발명은 FET의 게이트 전압을 급 하강시키기 위해 FET의 소스와 게이트 사이에 별도의 차단 회로를 구비하여 아킹 전류가 발생하는 즉시 FET를 오프시킴으로써, 보다 신속하게 아킹 전류를 차단할 수 있는 효과가 있다.Through this, the present invention has a separate blocking circuit between the source and the gate of the FET to sharply drop the gate voltage of the FET to turn off the FET as soon as the arcing current occurs, it is possible to cut off the arcing current more quickly There is.

또한, 본 발명은 FET의 게이트 전압을 급 하강시키기 위해 FET의 소스와 게이트 사이에 별도의 차단 회로를 구비하여 아킹 전류가 발생하는 즉시 FET를 오프시킴으로써, 아킹 전류를 차단시켜 전체 시스템의 파손을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention includes a separate blocking circuit between the source and the gate of the FET to rapidly lower the gate voltage of the FET to turn off the FET as soon as the arcing current is generated, thereby blocking the arcing current to prevent damage to the entire system. It can work.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진행파관 증폭기의 구성을 나타내는 예시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 반도체 스위치(200)의 회로 구성을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 나타내는 예시도이다.1 is an exemplary view showing the configuration of a traveling wave amplifier according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a circuit configuration of the semiconductor switch 200 shown in FIG. 1.
3 is an exemplary view showing a computer simulation result according to an embodiment of the present invention.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치를 첨부한 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 본 발명에 따른 동작 및 작용을 이해하는데 필요한 부분을 중심으로 상세히 설명한다. 명세서 전체를 통하여 각 도면에서 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.Hereinafter, with reference to Figures 1 to 3 attached to the apparatus for protecting a high voltage power supply according to an embodiment of the present invention. The present invention will be described in detail with reference to the portions necessary for understanding the operation and operation according to the present invention. Like reference numerals in the drawings denote like elements throughout the specification.

본 발명에서는 FET(Field Effect Transistor)의 게이트 전압을 급 하강시키기 위해 FET의 소스(source)와 게이트(gate) 사이에 별도의 차단 회로를 구비하여 아킹 전류가 발생하는 경우 FET를 즉시 오프 시킬 수 있도록 하는 방안을 제안한다.In the present invention, a separate blocking circuit is provided between the source and the gate of the FET to rapidly drop the gate voltage of the field effect transistor (FET) so that the FET can be turned off immediately when arcing current occurs. Suggest ways to do it.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 진행파관 증폭기의 구성을 나타내는 예시도이다.1 is an exemplary view showing the configuration of a traveling wave amplifier according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 진행파관 증폭기는 고전압전원공급기(High Voltage Power Supply: HVPS)(100), 반도체 스위치(Solid State Switch: SSS)(200), 및 진행파관(Traveling Wave Tubes: TWT)(300) 등을 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 1, the traveling wave amplifier according to the present invention includes a high voltage power supply (HVPS) 100, a solid state switch (SSS) 200, and a traveling wave. Tubes: TWT) 300 and the like.

고전압전원공급기(100)는 진행파관(300)을 구동하는데 필요한 고전압을 공급할 수 있다.The high voltage power supply 100 may supply a high voltage required to drive the traveling wave 300.

반도체 스위치(200)는 고전압전원공급기(100)와 다수의 진행파관(300) 사이에 각각 연결되어, 고전압전원공급기(100)로부터의 고전압을 진행파관(300)에 공급하거나 차단할 수 있다. 이러한 반도체 스위치(200)는 FET(210), FET 차단회로(220), FET 구동회로(230) 등으로 구성될 수 있다.The semiconductor switch 200 may be connected between the high voltage power supply 100 and the plurality of traveling waveguides 300, respectively, to supply or block the high voltage from the high voltage power supply 100 to the traveling waveguide 300. The semiconductor switch 200 may be configured of the FET 210, the FET blocking circuit 220, the FET driving circuit 230, and the like.

FET(210)는 고전압을 공급하거나 차단하는 스위칭 역할을 하게 되는데, 예컨대, MOS(Metal Oxide Semiconductor) FET 등이 사용될 수 있다. FET 구동회로(230)는 고전압전원공급기로(100)로부터 제어 신호를 입력받아 입력받은 제어 신호에 따라 FET(210)를 온/오프 제어할 수 있다.The FET 210 serves to switch to supply or cut off a high voltage. For example, a metal oxide semiconductor (MOS) FET may be used. The FET driving circuit 230 may receive a control signal from the high voltage power supply 100 to control the FET 210 on / off according to the received control signal.

예컨대, FET 구동회로(230)는 고전압전원공급기로(100)로부터 제어 신호를 입력받으면 FET(210)를 온 시키게 되고, 제어 신호를 입력받지 못하면 FET(210)를 오프 시키게 된다.For example, the FET driving circuit 230 turns on the FET 210 when the control signal is input from the high voltage power supply 100, and turns off the FET 210 when the control signal is not received.

FET 차단회로(220)는 FET(210)에 수백 암페어 정도의 아킹 전류가 발생하게 되면, 그 발생된 아킹 전류로 인해 FET(210)의 게이트 전압을 급 하강시킬 수 있다. 이러한 FET(210)의 게이트 전압의 급 하강으로 인해 FET(210)가 오프 될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 FET 차단회로(220)는 진행파관(300) 방향에서 고전압전원공급기(100) 방향으로 아킹 전류가 발생하게 되면, 그 발생된 아킹 전류에 의해 즉시 FET(210)를 오프 시키게 된다.When an arcing current of several hundred amps is generated in the FET 210, the FET blocking circuit 220 may suddenly drop the gate voltage of the FET 210 due to the generated arcing current. The sudden drop in the gate voltage of the FET 210 may cause the FET 210 to be turned off. That is, in the FET blocking circuit 220 according to the present invention, when arcing current is generated from the traveling waveguide 300 toward the high voltage power supply 100, the FET 210 is turned off immediately by the generated arcing current. do.

다시 말해, 본 발명은 FET 구동회로(230)를 통해 FET(210)의 오프 시키는데 소요되는 시간을 없애고 아킹 전류가 발생하는 즉시 FET 차단회로(220)를 통해 FET(210)의 오프 시킬 수 있다.In other words, the present invention can eliminate the time required to turn off the FET 210 through the FET driving circuit 230 and turn off the FET 210 through the FET blocking circuit 220 as soon as an arcing current occurs.

그리고 진행파관(300)은 입력받은 고전압으로 고출력 전자파를 발생시키게 된다. 여기서는 하나의 고전압전원공급기(100)로 다수의 진행파관(300)에 고전압을 공급하기 위한 예로서, 각 진행파관(300)과 고전압전원공급기(100) 사이에 반도체 스위치(200)가 각각 연결되어 있다.
In addition, the traveling wave tube 300 generates high output electromagnetic waves with the input high voltage. Here, as an example for supplying a high voltage to the plurality of traveling wave tubes 300 by one high voltage power supply 100, the semiconductor switch 200 is connected between each traveling wave 300 and the high voltage power supply 100, respectively. have.

도 2는 도 1에 도시된 반도체 스위치(200)의 회로 구성을 나타내는 예시도이다.2 is a diagram illustrating a circuit configuration of the semiconductor switch 200 shown in FIG. 1.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 스위치(200)는 FET(210), FET 차단회로(220), FET 구동회로(230) 등을 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, FET 구동회로(230)는 펄스 발생기(231), 변압기 드라이버(232), 변압기(Transformer)(233) 등을 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the semiconductor switch 200 according to the present invention may include a FET 210, a FET blocking circuit 220, a FET driving circuit 230, and the like. The FET driving circuit 230 may include a pulse generator 231, a transformer driver 232, a transformer 233, and the like.

FET(210)는 고전압전원공급기와 진행파관 사이에 연결되되, 적어도 두 개 이상이 직렬로 연결될 수 있다. 여기서는 3개의 FET(210)가 직렬로 연결되는 예를 설명하고 있다. 이러한 이유는 고전압전원공급기로부터 고전압을 공급받기 때문이다.The FET 210 is connected between the high voltage power supply and the traveling waveguide, and at least two or more FETs 210 may be connected in series. Here, an example in which three FETs 210 are connected in series is described. This is because high voltage is supplied from a high voltage power supply.

FET 차단회로(220)는 FET(210)의 소스 전극과 게이트 전극 사이에 연결되는데, FET(210)의 게이트 전극에 인가되는 게이트 전압을 급 하강 시킬 수 있도록 저항 R12와 제너 다이오드 D5가 직렬로 연결되어 있다. FET 차단회로(220)의 동작원리를 설명하면 다음과 같다.The FET blocking circuit 220 is connected between the source electrode and the gate electrode of the FET 210. The resistor R12 and the zener diode D5 are connected in series so as to rapidly drop the gate voltage applied to the gate electrode of the FET 210. It is. The operation principle of the FET blocking circuit 220 is as follows.

예컨대, 진행파관의 아킹 발생 시 FET(210)와 저항 R11을 통해 아킹 전류가 진행파관 방향에서 고전압전원공급기 방향으로 흐르게 되는데 이때 저항 R11에 전위차가 발생하게 된다. 아킹 전류 Iarc는 다음의 [수학식 1]과 같이 구할 수 있다.For example, when arcing of the traveling wave occurs, an arcing current flows from the traveling waveguide direction toward the high voltage power supply through the FET 210 and the resistor R11, whereby a potential difference occurs in the resistor R11. The arcing current Iarc can be obtained as shown in Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Iarc = V / R Iarc = V / R

= 1kV / (R1 + R6 + R11 + Rdson×3)   = 1 kV / (R1 + R6 + R11 + Rdson × 3)

= 1kV / (5Ω + 5Ω + 5Ω + (0.85×3)Ω)  = 1 kV / (5Ω + 5Ω + 5Ω + (0.85 × 3) Ω)

= 57A  = 57 A

여기서, Rdson은 FET 저항을 나타낼 수 있다. 따라서 아킹 전류 Iarc는 57A가 된다.Here, Rdson may represent the FET resistance. Therefore, arcing current Iarc becomes 57A.

저항 R11의 양단에 걸리는 전압 VR11은 다음의 [수학식 2]와 같이 구할 수 있다.The voltage V R11 across the resistor R11 can be obtained as shown in Equation 2 below.

[수학식 2]&Quot; (2) "

VR11 = Iarc × RV R11 = Iarc × R

= 57A × 5Ω     = 57 A x 5 Ω

= 285V     = 285 V

즉, 전압 VR11은 285V가 된다. 따라서 FET의 소스 전극을 기준으로 저항 R11에 -285V의 전압이 걸리기 때문에 저항 R12와 제너 다이오드 D5를 통해 FET의 게이트 전극에 걸린 게이트 전압이 급 하강하게 된다. 즉, 아킹 발생 즉시 FET를 빠르게 차단하게 된다. 이처럼 본 발명은 FET의 게이트에 -285V의 전압이 걸리면 FET가 파손될 수 있기 때문에 저항 R12와 제너 다이오드 D5를 통해 FET의 게이트 전압을 제한하게 된다.In other words, the voltage V R11 is 285V. Therefore, since the voltage of -285V is applied to the resistor R11 based on the source electrode of the FET, the gate voltage applied to the gate electrode of the FET drops through the resistor R12 and the zener diode D5. In other words, as soon as arcing occurs, the FET is quickly shut off. As such, the present invention limits the gate voltage of the FET through the resistor R12 and the zener diode D5 because the FET may be broken when a voltage of −285 V is applied to the gate of the FET.

이때, FET 차단회로(220)에 의해 FET(210)가 오프되면, 아킹 전류가 급격하게 감소하게 되고 저항 R11에 걸리는 전위차 또한 감소하게 되어 FET(210)가 다시 온 되기 때문에, 아킹 전류가 감지되는 즉시 FET 구동회로(230)를 구동시켜 FET(210)를 지속적으로 오프 시키게 된다.At this time, when the FET 210 is turned off by the FET blocking circuit 220, the arcing current is drastically reduced and the potential difference applied to the resistor R11 is also reduced, so that the FET 210 is turned on again, so that the arcing current is detected. Immediately driving the FET driving circuit 230 to turn off the FET 210 continuously.

FET 구동회로(230)는 고전압전원공급기로부터의 제어 신호에 따라 FET(210)를 온/오프 제어할 수 있다. FET 구동회로(230)의 동작 원리를 설명하면 다음과 같다.The FET driving circuit 230 may control the FET 210 on / off according to a control signal from the high voltage power supply. The operation principle of the FET driving circuit 230 is as follows.

펄스 발생기(231)는 고전압전원공급기로부터의 제어 신호를 입력받으면, 펄스를 발생할 수 있다. 변압기 드라이버(232)는 발생된 펄스를 증폭시킬 수 있다.When the pulse generator 231 receives a control signal from the high voltage power supply, the pulse generator 231 may generate a pulse. The transformer driver 232 may amplify the generated pulse.

변압기(233)는 증폭된 펄스의 값을 변화시키고 그 변화된 펄스 즉, AC 전압을 정류 다이오드 D13을 통해 DC 전압으로 변환시켜 변환된 DC 전압을 FET(210)의 게이트 전극에 출력함으로써, FET(210)를 온 시킬 수 있다.The transformer 233 changes the value of the amplified pulse and converts the changed pulse, that is, the AC voltage into the DC voltage through the rectifier diode D13, and outputs the converted DC voltage to the gate electrode of the FET 210, thereby outputting the FET 210. ) Can be turned on.

반면, FET 구동회로(230)는 고전압전원공급기로부터의 제어 신호를 입력받지 못하면, 펄스 발생기(231)에서 자체적으로 펄스가 발생되지 않기 때문에 FET(210)를 오프 시키게 된다.On the other hand, when the FET driving circuit 230 does not receive the control signal from the high voltage power supply, the pulse generator 231 itself turns off the FET 210 because no pulse is generated.

따라서 진행파관의 아킹 발생 즉시 FET 차단회로(220)가 FET(210)를 오프 시킨 후 제어 신호에 따라 FET 구동회로(230)가 FET(210)를 지속적으로 오프 시킬 수 있다. 이때, 고전압전원공급기가 FET 구동회로(230)에 제어 신호를 제공하게 된다.
Therefore, as soon as arcing occurs in the traveling waveguide, the FET blocking circuit 220 may turn off the FET 210 and then the FET driving circuit 230 may continuously turn off the FET 210 according to a control signal. At this time, the high voltage power supply provides a control signal to the FET driving circuit 230.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 나타내는 예시도이다.3 is an exemplary view showing a computer simulation result according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시한 바와 같이, 진행파관의 아킹 발생 시에 그림 (a)처럼 반도체 스위치의 출력 고전압이 1kV만큼 급격히 상승하여 그림 (b)처럼 아킹 전류가 급격히 증가하게 된다.As shown in FIG. 3, when arcing of the traveling wave occurs, the output high voltage of the semiconductor switch rapidly rises by 1 kV, as shown in (a), and the arcing current rapidly increases as shown in (b).

그림 (c)처럼 FET의 소스 단자에 연결되어 있는 저항에 걸리는 전압이 급격히 증가하여 그림 (d)처럼 FET 차단회로에 의해 FET의 게이트 전압이 급격히 하강하게 된다.As shown in (c), the voltage applied to the resistor connected to the source terminal of the FET increases rapidly. As shown in (d), the gate voltage of the FET drops rapidly by the FET blocking circuit.

그리고나서 그림 (e)처럼 제어 신호가 FET 구동회로에 인가되지 않기 때문에 다시 그림 (d)처럼 FET의 게이트 전극에 지속적으로 전압이 인가되지 않아 오프 되게 된다.
Then, as the control signal is not applied to the FET driving circuit as shown in Fig. (E), it is turned off because no voltage is continuously applied to the gate electrode of the FET as shown in Fig. (D).

본 발명에 의한 고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Various modifications and variations will be possible to those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 고전압전원공급기
200: 반도체 스위치
210: FET
220: FET 차단회로
230: FET 구동회로
231: 펄스 발생기
232: 변압기 드라이버
233: 변압기
300: 진행파관100: high voltage power supply
200: semiconductor switch
210: FET
220: FET blocking circuit
230: FET driving circuit
231: pulse generator
232: transformer driver
233: transformer
300: traveling wave

Claims (9)

고전압을 공급하는 고전압전원공급기;
상기 고전압을 공급받아 공급받은 상기 고전압으로 고출력 전자파를 발생시키는 진행파관; 및
상기 고전압전원공급기와 상기 진행파관 사이에 연결되고, 상기 진행파관의 아킹 발생으로 아킹 전류가 흐르게 되면 흐르는 상기 아킹 전류에 의해 상기 고전압의 공급을 차단하는 반도체 스위치;
를 포함하되, 상기 반도체 스위치는 상기 고전압을 공급하거나 차단하도록 온 또는 오프되는 FET; 상기 FET가 온 또는 오프 되도록 제어하는 FET 구동회로; 및 상기 아킹 전류에 의해 상기 FET의 게이트 전압을 하강시켜 상기 FET를 오프 시키는 FET 차단회로를 포함하고,
상기 FET 차단회로는 상기 FET의 소스 전극과 게이트 전극 사이에 직렬로 연결되는 저항과 제너 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치.A high voltage power supply for supplying a high voltage;
A traveling wave tube receiving the high voltage to generate a high output electromagnetic wave at the supplied high voltage; And
A semiconductor switch connected between the high voltage power supply and the traveling waveguide and blocking supply of the high voltage by the arcing current flowing when an arcing current flows due to arcing of the traveling waveguide;
The semiconductor switch includes: a FET turned on or off to supply or cut off the high voltage; A FET driving circuit for controlling the FET to be turned on or off; And a FET blocking circuit for turning off the FET by lowering the gate voltage of the FET by the arcing current.
And the FET blocking circuit includes a resistor and a zener diode connected in series between the source electrode and the gate electrode of the FET. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 FET는,
상기 고전압전원공급기와 상기 진행파관 사이에 연결되되, 적어도 두 개 이상이 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치.The method according to claim 1,
The FET,
An apparatus for protecting a high voltage power supply, which is connected between the high voltage power supply and the traveling waveguide, at least two of which are connected in series. 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 FET 구동회로는,
상기 FET 차단회로에 의해 상기 FET가 오프 되면, 상기 고전압전원공급기로부터 FET를 온 시키기 위한 제어 신호를 입력받지 못해 자체적으로 펄스를 발생시킬 수 없어 상기 FET를 오프 시키는 것을 특징으로 하는 고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치.The method according to claim 1,
The FET driving circuit,
When the FET is turned off by the FET blocking circuit, the high voltage power supply is protected because the FET is turned off because the control signal for turning on the FET is not input from the high voltage power supply. Device for 고전압전원공급기로부터 공급받은 고전압을 진행파관에 공급하거나 차단하도록 온 또는 오프되는 FET;
상기 FET가 온 또는 오프 되도록 제어하는 FET 구동회로; 및
상기 진행파관의 아킹 발생으로 아킹 전류가 흐르게 되면 흐르는 상기 아킹 전류에 의해 상기 FET의 게이트 전압을 하강시켜 상기 FET를 오프 시키는 FET 차단회로;
를 포함하되, 상기 FET 차단회로는 상기 FET의 소스 전극과 게이트 전극 사이에 직렬로 연결되는 저항과 제너 다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치.A FET turned on or off to supply or cut off the high voltage supplied from the high voltage power supply to the traveling waveguide;
A FET driving circuit for controlling the FET to be turned on or off; And
A FET blocking circuit for turning off the FET by lowering the gate voltage of the FET by the arcing current flowing when arcing current flows due to arcing of the traveling wave;
Wherein the FET blocking circuit comprises a Zener diode and a resistor connected in series between the source electrode and the gate electrode of the FET. 제6 항에 있어서,
상기 FET는,
상기 고전압전원공급기와 상기 진행파관 사이에 연결되되, 적어도 두 개 이상이 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치.The method of claim 6,
The FET,
An apparatus for protecting a high voltage power supply, which is connected between the high voltage power supply and the traveling waveguide, at least two of which are connected in series. 삭제delete 제6 항에 있어서,
상기 FET 구동회로는,
상기 FET 차단회로에 의해 상기 FET가 오프 되면, 상기 고전압전원공급기로부터 FET를 온 시키기 위한 제어 신호를 입력받지 못해 자체적으로 펄스를 발생시킬 수 없어 상기 FET를 오프 시키는 것을 특징으로 하는 고전압전원공급기를 보호하기 위한 장치.The method of claim 6,
The FET driving circuit,
When the FET is turned off by the FET blocking circuit, the high voltage power supply is protected because the FET is turned off because the control signal for turning on the FET is not input from the high voltage power supply. Device for
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