KR101615458B1 - Apparatus for Resetting Magnetic of Magnetic Switch, System for Compressing High Voltage Pulse including That Apparatus, and Method for Controlling That System - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자기 스위치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 자기 스위치의 자기 리셋에 관한 것이다.The present invention relates to a magnetic switch, and more particularly, to a magnetic reset of a magnetic switch.
고전압 펄스 압축 시스템은 고전압 펄스 전류를 압축하여 출력하는 시스템이다. 이러한 고전압 펄스 압축 시스템은 배가스 처리를 위한 탈황탈질 처리 시스템에 적용되는 저온 플라즈마 발생 장치에 이용될 수 있다. 이러한 경우, 고전압 펄스 압축 시스템은 마이크로초의 고전압 펄스 전류를 나노초의 펄스 전류로 압축하여 플라즈마 반응기의 방전봉과 방전극 사이에 인가함으로써 플라즈마가 발생되도록 한다. The high-voltage pulse compression system compresses and outputs a high-voltage pulse current. Such a high voltage pulse compression system can be used in a low temperature plasma generating apparatus applied to a desulfurization denitration processing system for an exhaust gas treatment. In such a case, the high-voltage pulse compression system compresses a high-voltage pulse current of microseconds into a pulse current of nanoseconds and applies it between the discharge pole of the plasma reactor and the discharge electrode to generate plasma.
고전압 펄스 압축 시스템은 고전압 펄스의 압축을 위해 하나 이상의 자기 스위치로 구성된 펄스 압축 장치를 포함한다. 자기 스위치를 포함하는 펄스 압축 장치의 일 예가 도 1에 도시되어 있다.A high voltage pulse compression system includes a pulse compression device composed of one or more magnetic switches for the compression of high voltage pulses. An example of a pulse compression device including a magnetic switch is shown in FIG.
도 1에 도시된 바와 같이, 펄스 압축 장치는 에너지 저장용 커패시터(C1), 펄스 발생용 스위치(S1), 자기 스위치(L1), 펄스 에너지 충전용 커패시터(C2)를 포함한다.As shown in Fig. 1, the pulse compression apparatus includes an energy storage capacitor C1, a pulse generation switch S1, a magnetic switch L1, and a pulse energy charging capacitor C2.
펄스 발생용 스위치(S1)가 도통함에 따라 에너지 저장용 커패시터(C1)에 충전된 전기 에너지는 자기 스위치(L1)에 인가된다. 이때, 자기 스위치(L1)에 전류가 흐르기 시작하고 Tu 구간 동안 자속이 발생한다. 생성된 자속이 포화되면 자기 스위치(L1)는 투자율이 감소하여 인덕턴스가 낮아지게 되므로 Ts구간 동안 자기 스위치(L1)가 도통하게 되어 단구간 내에 전류가 급격히 흐르게 되므로 펄스 에너지 저장용 커패시터(C2)가 충전된다.As the pulse generating switch S1 becomes conductive, the electric energy charged in the energy storing capacitor C1 is applied to the magnetic switch L1. At this time, a current starts to flow in the magnetic switch L1 and a magnetic flux is generated during the Tu period. When the generated magnetic flux saturates, the magnetic switch L1 decreases in magnetic permeability and lowers the inductance. Therefore, the magnetic switch L1 conducts during the Ts period, and the current rapidly flows in the short interval. Therefore, the pulse energy storage capacitor C2 Is charged.
이러한 펄스 압축 장치에서, 자기 스위치(L1)가 도통 상태로 운전을 완료한 이후 자기 스위치(L1)를 초기화하지 않으면, 자기 스위치(L1)의 잔류 자속으로 인해 도통 상태를 유지하게 되고, 이로 인해 적은 전류에 의해서도 자기 스위치(L1)가 다시 도통될 수 있어 펄스 압축 장치에서 출력되는 펄스 전류의 크기와 폭이 변동하게 된다는 문제점이 있다.In such a pulse compression apparatus, if the magnetic switch L1 is not initialized after the magnetic switch L1 completes its operation in the conduction state, the conduction state is maintained due to the residual magnetic flux of the magnetic switch L1, The magnetic switch L1 can be turned on again by the current, and the magnitude and width of the pulse current output from the pulse compression device fluctuate.
특히, 도 2에 도시된 바와 같이 2단 이상으로 구성된 펄스 압축 장치의 경우, 1단 자기 스위치(Ln)의 도통 이후 1단 자기 스위치(Ln)의 초기화가 완료되지 않은 상태에서 2단 자기 스위치(Ln+1)가 먼저 동작하게 되면, 1단 펄스 에너지 충전용 커패시터(Cn+1)에 전기 에너지가 만충 되기 이전에 2단 자기 스위치(Ln+1)로 전류가 누설되어 2단 펄스 에너지 충전용 커패시터(Cn+2)가 충전되어, 1단 펄스 에너지 충전용 커패시터(Cn+1)와 2단 펄스 에너지 충전용 커패시터(Cn+2)간의 충전전압 불균형이 발생되고, 이에 따라 에너지 전달 효율이 감소하게 된다는 문제점이 있다.In particular, in the case of a pulse compression apparatus composed of two or more stages as shown in FIG. 2, when the initialization of the one-stage magnetic switch Ln is not completed after the activation of the one-stage magnetic switch Ln, Stage pulse voltage energy charging capacitor Cn + 1 is charged to the second-stage magnetic switch Ln + 1 before the electric energy is fully charged to the first-stage pulse energy charging capacitor Cn + 1, Charging voltage imbalance between the capacitor Cn + 1 for one-stage pulse energy and the capacitor Cn + 2 for charging the two-stage pulse energy is generated by charging the capacitor Cn + 2, .
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 도통이 완료된 이후의 자기 스위치를 초기 상태로 리셋 시킬 수 있는 자기 스위치의 자기 리셋 장치, 이를 포함하는 고전압 펄스 압축 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a magnetic reset device of a magnetic switch capable of resetting the magnetic switch to the initial state after conduction is completed, a high voltage pulse compression system including the same, It is a technical task.
또한, 본 발명은 도통이 완료된 자기 스위치에 역전류 펄스를 인가하여 자기스위치의 잔류 자속을 제거하여 자기 스위치를 초기 상태로 리셋시킬 수 있는 자기 스위치의 자기 리셋 장치, 이를 포함하는 고전압 펄스 압축 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.The present invention also relates to a magnetic reset device of a magnetic switch capable of resetting a magnetic switch to an initial state by removing a residual magnetic flux of a magnetic switch by applying a reverse current pulse to a magnetic switch having completed conduction, Another object of the present invention is to provide a control method therefor.
또한, 본 발명은 소비전력이 적으면서 교체가 용이한 자기 스위치의 자기 리셋 장치, 이를 포함하는 고전압 펄스 압축 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.It is another object of the present invention to provide a magnetic reset device for a magnetic switch that has low power consumption and is easy to replace, a high voltage pulse compression system including the same, and a control method thereof.
또한, 본 발명은 부하의 단락이나 스파크 발생으로부터 시스템을 보호할 수 있는 자기 스위치의 자기 리셋 장치, 이를 포함하는 고전압 펄스 압축 시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.Another object of the present invention is to provide a magnetic reset device of a magnetic switch capable of protecting a system from a short circuit or spark occurrence of a load, a high voltage pulse compression system including the same, and a control method thereof.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 자기 스위치의 자기 리셋 장치는, 자기 스위치를 1차측 주권선으로 하여 변압기를 구성하는 보조권선; 상기 자기 스위치의 도통시 상기 보조권선에 유도되는 에너지를 충전하는 리셋 에너지 충전부; 및 상기 보조권선에 유도되는 에너지가 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터에 충전되도록 하고, 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터에 충전된 에너지를 방전시켜 상기 자기 스위치를 초기화시키는 제1 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a magnetic reset device for a magnetic switch, comprising: an auxiliary winding that forms a transformer with a magnetic switch as a primary winding; A reset energy charging unit for charging energy induced in the auxiliary winding when the magnetic switch is turned on; And a first switch for causing the energy induced in the auxiliary winding to be charged in the reset energy storage capacitor and for discharging the energy stored in the reset energy storage capacitor to initialize the magnetic switch.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 고전압 펄스 압축 시스템은, 자기 스위치를 도통시켜 제1 펄스 에너지 저장용 커패시터에 충전된 에너지를 제2 펄스 에너지 저장용 커패시터로 전달하는 펄스 압축 장치; 상기 제1 펄스 에너지 저장용 커패시터에 에너지를 충전시키는 커패시터 충전장치; 및 상기 자기 스위치를 초기화시키는 자기 리셋 장치를 포함하고, 상기 자기 리셋 장치는, 상기 자기 스위치를 1차측 주권선으로 하여 변압기를 구성하는 보조권선; 상기 제1 펄스 에너지 저장용 커패시터의 충전이 완료되어 상기 자기 스위치가 도통되면 상기 보조권선에 유도되는 에너지를 충전하는 리셋 에너지 저장용 커패시터; 및 상기 보조권선에 유도되는 에너지가 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터에 충전되도록 하고, 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터에 충전된 에너지로 상기 자기 스위치에 역자속을 발생시켜 상기 자기 스위치를 초기화시키는 제1 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a high-voltage pulse compression system comprising a pulse compressor for conducting energy to a first pulse energy storage capacitor through conduction of a magnetic switch, ; A capacitor charging device charging the first pulse energy storage capacitor with energy; And a magnetic reset device for initializing the magnetic switch, wherein the magnetic reset device comprises: an auxiliary winding constituting a transformer with the magnetic switch as a primary main winding; A capacitor for storing a reset energy for charging the energy induced in the auxiliary winding when the charging of the first pulse energy storage capacitor is completed and the magnetic switch is turned on; And a first switch for causing the energy induced in the auxiliary winding to be charged in the reset energy storing capacitor and for generating a counter flux in the magnetic switch with energy charged in the reset energy storing capacitor to initialize the magnetic switch .
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 측면에 따른 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법은, 제1 펄스 에너지 저장용 커패시터, 제2 펄스 에너지 저장용 커패시터, 및 상기 제1 펄스 에너지 저장용 커패시터와 제2 펄스 에너지 저장용 커패시터를 연결하는 자기 스위치를 포함하는 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법으로서, 상기 자기 스위치가 도통되면, 상기 자기 스위치를 1차측 주권선으로 하여 변압기를 구성하는 보조권선에 유도되는 에너지를 리셋 에너지 저장용 커패시터에 충전시키는 단계; 상기 자기 스위치의 도통 완료 여부를 판단하는 단계; 및 상기 자기 스위치의 도통이 완료되면, 상기 보조권선과 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터를 연결하는 제1 스위치를 온시켜 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터에 충전된 에너지로 상기 자기 스위치에 역자속을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a high-voltage pulse compression system including a first pulse energy storage capacitor, a second pulse energy storage capacitor, and a first pulse energy storage capacitor Voltage pulse compression system comprising a magnetic switch for connecting a first pulse energy storage capacitor and a second pulse energy storage capacitor, wherein when the magnetic switch is turned on, the magnetic switch is led to the auxiliary winding constituting the transformer, Charging energy into a reset energy storage capacitor; Determining whether conduction of the magnetic switch is completed or not; And turning on a first switch that connects the auxiliary winding and the reset energy storage capacitor when the conduction of the magnetic switch is completed to generate a counter flux in the magnetic switch with the energy charged in the reset energy storage capacitor And a control unit.
본 발명에 따르면, 도통이 완료된 이후의 자기 스위치를 초기 상태로 리셋 시킬 수 있어 펄스 압축 장치에서 출력되는 펄스 전류의 크기와 폭을 일정하게 유지시킬 수 있고, 다단으로 구성된 펄스 압축 장치의 경우에도 각 단의 펄스 에너지 충전용 커패시터간의 충전전압 불균형을 방지함은 물론, 충전전압 불균형으로 인한 에너지 전달 효율 감소 또한 방지할 수 있다는 효과가 있다.According to the present invention, since the magnetic switch after conduction is completed can be reset to the initial state, the magnitude and width of the pulse current output from the pulse compression device can be kept constant, and even in the case of the multi- The charging voltage unbalance between the capacitors for charging the pulse energy can be prevented, and also the energy transfer efficiency due to the unbalance of the charging voltage can be prevented.
또한, 본 발명에 따르면 별도의 보조전원 없이도 자기 스위치에 역전류 펄스를 인가하여 자기스위치의 잔류 자속을 제거하여 자기 스위치를 초기 상태로 리셋시킬 수 있어 에너지 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.Also, according to the present invention, a reverse current pulse is applied to the magnetic switch without a separate auxiliary power source to remove the residual magnetic flux of the magnetic switch, thereby resetting the magnetic switch to the initial state, thereby improving energy efficiency.
또한, 본 발명은 자기 리셋 장치가 자기 스위치의 2차측에 보조권선 형태로 설치되므로 고전압 절연이 용이할 뿐만 아니라 자기 리셋 장치의 교체가 용이하고, 제어의 선형성을 유지하면서도 소비 전력을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.In addition, since the magnetic reset device is installed on the secondary side of the magnetic switch in the form of an auxiliary winding, it is easy to replace the magnetic reset device, and the power consumption can be reduced while maintaining the linearity of the control. It is effective.
또한, 본 발명은 자기 리셋 장치의 충전동작을 통해 부하의 단락이나 스파크 발생에 의한 역전류를 충전시킬 수 있어 부하의 단락이나 스파크 발생으로부터 시스템을 보호할 수 있다는 효과가 있다.Further, the present invention can charge the reverse current due to the short-circuit of the load or the spark due to the charging operation of the magnetic reset device, thereby protecting the system from short-circuiting of the load or generation of sparks.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 1단 펄스 압축 장치의 동작을 보여주는 도면이다.
도 2는 2단 펄스 압축 장치의 동작을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 리셋 장치를 포함하는 고전압 펄스 압축 시스템의 구성을 보여주는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 자기 리셋 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 회로도에서의 전압 및 전류의 파형을 보여주는 도면이다.
도 6은 도 4에 도시된 자기 리셋 장치의 동작과정을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram illustrating an operation of a single-stage pulse compression apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a view showing the operation of the two-stage pulse compression apparatus.
3 is a diagram illustrating a configuration of a high voltage pulse compression system including a magnetic reset device according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a configuration of the magnetic reset device shown in FIG.
Fig. 5 is a diagram showing waveforms of voltage and current in the circuit diagram shown in Fig. 4. Fig.
6 is a diagram for explaining the operation of the magnetic reset device shown in FIG.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.The meaning of the terms described herein should be understood as follows.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.The word " first, "" second," and the like, used to distinguish one element from another, are to be understood to include plural representations unless the context clearly dictates otherwise. The scope of the right should not be limited by these terms.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood that the terms "comprises" or "having" does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
It should be understood that the term "at least one" includes all possible combinations from one or more related items. For example, the meaning of "at least one of the first item, the second item and the third item" means not only the first item, the second item or the third item, but also the second item and the second item among the first item, Means any combination of items that can be presented from more than one.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자기 리셋 장치를 포함하는 고전압 펄스 압축 시스템의 구성을 보여주는 도면이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 펄스 압축 시스템(300)은 커패시터 충전장치(310), 펄스 압축 장치(320), 제1 자기 리셋 장치(330), 제2 자기 리셋 장치(340), 및 부하(350)를 포함한다.3 is a diagram illustrating a configuration of a high voltage pulse compression system including a magnetic reset device according to an embodiment of the present invention. 3, a high voltage
도 3에서는 설명의 편의를 위해 본 발명에 따른 고전압 펄스 압축 시스템(300)이 2단으로 구성된 펄스 압축 장치(320)를 포함하기 때문에, 2개의 자기 리셋 장치(330, 340)를 포함하는 것으로 도시하였지만, 이는 하나의 예 일뿐 변형된 실시예에 있어서 고전압 펄스 압축 시스템(300)이 1단 펄스 압축 장치를 포함하는 경우 1개의 자기 리셋 장치만이 포함될 수 있을 것이다.3, since the high voltage
먼저, 커패시터 충전장치(310)는 펄스 스위치(Psw)가 온되면 펄스 압축 장치(320) 내에 포함된 제1 커패시터(C1)에 에너지를 전달함으로써 제1 커패시터(C1)를 충전시키는 역할을 수행한다.First, when the pulse switch Psw is turned on, the
펄스 압축 장치(320)는 자기 스위치(MS1, MS2)를 이용하여 커패시터 충전장치(310)로부터 출력되는 에너지를 압축하여 나노초 크기의 펄스를 갖는 펄스신호(예컨대, 출력전류신호, 이하, '출력전류'라 함)로 출력한다.The
일 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이 2단 펄스 압축 장치를 구현하기 위해, 펄스 압축 장치(320)는 제1 커패시터(C1)에 충전된 에너지를 제2 커패시터(C2)에 전달하기 위한 제1 자기 스위치(MS1)과 제2 커패시터(C2)에 충전된 에너지를 나노초 크기의 펄스를 갖는 출력전류로 출력하기 위한 제2 자기 스위치(MS2)를 포함한다.In one embodiment, to implement a two-stage pulse compressor as shown in FIG. 3, the
이러한 펄스 압축 장치(320)는 다음과 같이 동작한다.The
먼저, 커패시터 충전장치(310)의 스위칭 동작에 의해 제1 펄스 에너지 저장용 커패시터(C1)에 출력전류(ICL)가 흘러 소정의 설정치 전압(VC1)만큼 에너지가 충전되면 커패시터 충전장치(310)는 스위칭 동작을 멈추고, 출력전류(ICL)는 더 이상 흐르지 않게 된다.First, when the output current I CL flows to the first pulse energy storage capacitor C1 by the switching operation of the
이후, 제1 자기 스위치(MS1)가 포화되면, 제1 펄스 에너지 저장용 커패시터(C1)에 충전된 에너지는 제1 자기 스위치(MS1)을 통하여 제2 펄스 에너지 저장용 커패시터(C2)에 충전된다.Thereafter, when the first magnetic switch MS1 is saturated, the energy charged in the first pulse energy storage capacitor C1 is charged to the second pulse energy storage capacitor C2 via the first magnetic switch MS1 .
이후, 제2 펄스 에너지 저장용 커패시터(C2)의 충전이 완료되는 순간, 제2 자기 스위치(MS2)가 포화되며, 제2 펄스 에너지 저장용 커패시터(C2)에 충전된 에너지는 제2 자기 스위치(MS2)를 통하여 부하(350)에서 방전된다. 여기서, 제2 자기 스위치(MS2)의 포화 인덕턴스가 제1 자기 스위치(MS1)의 포화 인덕턴스보다 훨씬 작도록 설정되어 있기 때문에 제2 펄스 에너지 저장용 커패시터(C2)는 제1 펄스 에너지 저장용 커패시터(C1)보다 훨씬 빠르게 충전될 수 있다. 또한, 제2 펄스 에너지 저장용 커패시터(C2)가 완전히 충전될 때 제1 펄스 에너지 저장용 커패시터(C1)가 완전히 방전될 수 있게 하기 위하여 두 커패시터의 커패시턴스는 동일한 값을 갖도록 한다.Thereafter, the second magnetic switch MS2 is saturated when the charging of the second pulse energy storage capacitor C2 is completed, and the energy charged in the second pulse energy storage capacitor C2 is supplied to the second magnetic switch 0.0 > MS2. ≪ / RTI > Here, since the saturation inductance of the second magnetic switch MS2 is set to be much smaller than the saturation inductance of the first magnetic switch MS1, the second pulse energy storage capacitor C2 is connected to the first pulse energy storage capacitor C1). ≪ / RTI > In addition, the capacitances of the two capacitors have the same value so that the first pulse energy storing capacitor C1 can be completely discharged when the second pulse energy storing capacitor C2 is fully charged.
다시 도 3을 참조하면, 자기 리셋 장치(330, 340)는 펄스 압축 장치(320)에 포함된 자기 스위치(MS1, MS2)를 초기화시킨다. 상술한 바와 같이, 도 3에서는 고전압 펄스 압축 시스템(300)이 2단의 펄스 압축 장치(320)를 포함하는 것으로 가정하였기 때문에, 자기 리셋 장치(330, 340)는 제1 자기 스위치(MS1)를 초기화시키기 위한 제1 자기 리셋 장치(330)와 제2 자기 스위치(MS1)를 초기화시키기 위한 제2 자기 리셋 장치(340)를 포함한다.Referring again to FIG. 3, the
구체적으로, 제1 자기 리셋 장치(330)는 제1 자기 스위치(MS1)의 도통이 완료되면 제1 자기 스위치(MS1)의 잔류자속을 제거하여 제1 자기 스위치(MS1)를 초기화시킨다. 일 실시예에 있어서, 제1 자기 리셋 장치(330)는 제1 자기 스위치(MS1)의 도통 시 제1 자기 스위치(MS1)에 흐르는 제1 전류(Ims1)의 방향과 반대방향의 전류펄스를 제1 자기 스위치(MS1)에 인가함으로써 제1 자기 스위치(MS1)의 잔류 자속을 제거할 수 있다.Specifically, the first
제2 자기 리셋 장치(340)는 제2 자기 스위치(MS2)의 도통이 완료되면 제2 자기 스위치(MS2)의 잔류자속을 제거하여 제2 자기 스위치(MS2)를 초기화시킨다. 일 실시예에 있어서, 제2 자기 리셋 장치(340)는 제2 자기 스위치(MS2)의 도통 시 제2 자기 스위치(MS2)에 흐르는 제2 전류(Ims2)의 방향과 반대방향의 전류펄스를 제2 자기 스위치(MS2)에 인가함으로써 제2 자기 스위치(MS2)의 잔류 자속을 제거할 수 있다.The second
이하, 본 발명에 따른 자기 리셋 장치(330, 340)의 구성을 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. 제1 자리 리셋 장치(330)와 제2 자기 리셋 장치(340)의 내부 구성은 동일하므로 이하에서는 중복되는 설명의 기재를 피하기 피해 제1 자기 리셋 장치(330)의 구성에 대해서만 설명하기로 한다.Hereinafter, the configuration of the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 자기 리셋 장치의 구성을 보여주는 도면이다.4 is a diagram illustrating a configuration of a first magnetic reset device according to an embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 자기 리셋 장치(330)는 보조권선(L1), 제1 다이오드(D1), 인덕터(Lr), 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr), 및 제1 스위치(Swr)를 포함한다.4, a first
보조권선(L1)은 제1 자기 스위치(MS1)를 1차측 주권선로 하여 변압기를 구성한다. 이와 같이, 본 발명에 따른 제1 자기 리셋 장치(330)는 보조권선(L1)을 포함함에 따라 제1 자기 스위치(MS1)가 변압기의 1차측을 구성하게 되고, 보조권선(L1)이 변압기의 2차측을 구성하게 되어 변압기의 권선비 조정을 통해 제1 자기 리셋 장치(330)를 저압으로 구성할 수 있게 된다. The auxiliary winding L1 constitutes a transformer by using the first magnetic switch MS1 as the primary winding. The first
제1 다이오드(D1)는 구성하는 보조권선(L1)과 인덕터(Lr)를 전기적으로 연결한다. 구체적으로, 제1 다이오드(D1)는 제1 자기 스위치(MS1)의 도통시 제1 자기 스위치(MS1)에 흐르는 제1 전류(Ims1)에 의해 보조권선(L1)에 유도되는 리셋 전류(Irst)를 정류하는 역할을 수행한다.The first diode D1 electrically connects the auxiliary winding L1 and the inductor Lr constituting the first diode D1. Specifically, the first diode D1 has a reset current Irst induced in the auxiliary winding L1 by the first current Ims1 flowing through the first magnetic switch MS1 when the first magnetic switch MS1 is turned on, As shown in FIG.
인덕터(Lr)는 제1 다이오드(D1)와 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)을 전기적으로 연결한다. 인덕터(Lr)는 제1 다이오드(D1)를 통해 흐르는 리셋 전류(Irst)의 리플을 감소시킨다.The inductor Lr electrically connects the first diode D1 and the reset energy storage capacitor Cr. The inductor Lr reduces the ripple of the reset current Irst flowing through the first diode D1.
리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)는 제1 자기 스위치(MS1)의 도통시 보조권선(L1)에 유도되는 리셋 전류(Irst)에 의해 전압을 충전하고, 제1 자기 스위치(MS1)의 도통이 완료되면 충전된 전압을 방전하여 제1 자기 스위치(MS1)가 리셋될 수 있도록 한다.The reset energy storage capacitor Cr charges the voltage by the reset current Irst induced in the auxiliary winding L1 when the first magnetic switch MS1 is turned on and the conduction of the first magnetic switch MS1 is completed The charged voltage is discharged so that the first magnetic switch MS1 can be reset.
일 실시예에 있어서, 제1 펄스 에너지 저장용 커패시터(C1)의 충전전압(Vc1)이 제1 임계치 이상이 되면 제1 자기 스위치(MS1)가 도통된 것으로 판단된다.In one embodiment, when the charging voltage Vc1 of the first pulse energy storage capacitor C1 is equal to or greater than the first threshold value, it is determined that the first magnetic switch MS1 is turned on.
도 4에서는 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)를 이용하여 리셋 전류에 의한 전압을 충전하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 하나 이상의 배터리를 이용하여 리셋 전류(Irst)에 의한 전압을 충전할 수도 있을 것이다.In FIG. 4, the reset current storage capacitor Cr is used to charge the voltage by the reset current. However, the present invention is not limited to this, and the voltage by the reset current Irst may be charged using one or more batteries It might be.
제1 스위치(Swr)는 제1 다이오드(D1)와 병렬로 연결되고, 온오프 여부에 따라 보조권선(L1)과 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)를 전기적으로 연결시키거나 분리시킨다.The first switch Swr is connected in parallel to the first diode D1 and electrically connects or disconnects the auxiliary winding L1 and the reset energy storage capacitor Cr depending on whether the first switch Swr is turned on or off.
구체적으로, 제1 스위치(Swr)는 제1 자기 스위치(MS1)의 도통시 오프됨으로써 리셋전류(Irst)가 제1 다이오드 및 인덕터(Lr)를 통해 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)에 인가되도록 한다.Specifically, the first switch Swr is turned off when the first magnetic switch MS1 is turned on so that the reset current Irst is applied to the reset energy storage capacitor Cr through the first diode and the inductor Lr .
또한, 제1 스위치(Swr)는 제1 자기 스위치(MS1)의 도통 완료시 온됨으로써 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압에 의해 생성된 리셋 전류(Irst)가 보조권선(L1)에 인가되도록 함으로써 제1 자기 스위치(MS1)에 역자속에 생성되어 제1 자기 스위치(MS1)가 초기화되도록 한다.The first switch Swr is turned on when the first magnetic switch MS1 is turned on so that the reset current Irst generated by the charging voltage of the capacitor Cr for storing the reset energy is applied to the auxiliary winding L1 So that the first magnetic switch MS1 is generated in the inverse of the first magnetic switch MS1 so that the first magnetic switch MS1 is initialized.
일 실시예에 있어서, 제1 스위치(Swr)는 제2 펄스 에너지 저장용 커패시터(C2)의 충전전압(Vc2)가 제1 임계치 이상이고, 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압(Vcr)이 제2 임계치 이상이면 온될 수 있다.The first switch Swr is turned on when the charging voltage Vc2 of the second pulse energy storage capacitor C2 is equal to or higher than the first threshold value and the charging voltage Vcr of the resetting energy storage capacitor Cr is higher than the first threshold value, Can be turned on when the second threshold value is equal to or greater than the second threshold value.
이는 제2 펄스 에너지 저장용 커패시터(C2)의 충전전압(Vc2)가 제1 임계치 이상이면 제1 자기 스위치(MS1)이 도통 완료된 것으로 판단되고, 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압(Vcr)이 제2 임계치 이상이면 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전이 완료된 것으로 판단되기 때문이다.If the charging voltage Vc2 of the second pulse energy storage capacitor C2 is equal to or greater than the first threshold value, it is determined that the first magnetic switch MS1 has completed the conduction and the charging voltage Vcr of the reset energy storage capacitor Cr Is above the second threshold value, it is determined that the charging of the reset energy storage capacitor Cr is completed.
이와 같이, 본 발명은 제1 자기 리셋 장치(330)를 통해 제1 자기 스위치(MS1)의 도통 완료 이후 제1 자기 스위치(MS1)를 초기 상태로 리셋 시킬 수 있어 펄스 압축 장치(320)에서 출력되는 펄스 전류의 크기와 폭을 일정하게 유지시킬 수 있고, 제1 및 제2 펄스 에너지 충전용 커패시터(C1, C2)간의 충전전압 불균형을 방지함으로써 충전전압 불균형으로 인해 에너지 전달 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있다.As described above, the present invention can reset the first magnetic switch MS1 to the initial state after the conduction of the first magnetic switch MS1 through the first
또한, 본 발명은 제1 자기 스위치(MS1)의 에너지에 의해 보조권선에 유도되는 에너지를 충전하여 제1 자기 스위치(MS1)를 초기화시키기 위한 역전류 펄스를 생성할 수 있고, 생성된 역전류 펄스를 제1 자기 스위치(MS1)에 인가하여 자기스위치의 잔류 자속을 제거할 수 있기 때문에 제1 자기스위치(MS1)을 초기화시키기 위해 별도의 보조전원이 요구되지 않아 소비전력을 감소시킴으로써 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.Further, the present invention can generate a reverse current pulse for initializing the first magnetic switch MS1 by charging the energy induced in the auxiliary winding by the energy of the first magnetic switch MS1, The residual magnetic flux of the magnetic switch can be removed by applying the first magnetic switch MS1 to the first magnetic switch MS1 so that a separate auxiliary power source for initializing the first magnetic switch MS1 is not required, .
또한, 본 발명은 제1 자기 스위치(MS1)를 초기화시키기 위한 자기 리셋 장치(330)를 펄스 압축 장치(320)와 분리된 회로로 구성하기 때문에, 고전압 절연이 용이할 뿐만 아니라 자기 리셋 장치(330)만의 교체가 용이하여 유지보수가 간편해짐은 물론 제어의 선형성을 유지할 수도 있다.In addition, since the
상술한 제1 자기 리셋 장치(330)의 충전 또는 방전 동작 시 제1 자기 리셋 장치(330)에서의 전류 및 전압 파형을 도시하면 도 5와 같다.The current and voltage waveforms in the first
한편, 본 발명에 따른 제1 자기 리셋 장치(330)는 도 4에 도시된 바와 같이, 방전저항(Rd) 및 제2 스위치(Swd)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the first
방전저항(Rd)는 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압이 제3 임계치 이상인 경우 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압을 소비시킨다.The discharge resistor Rd consumes the charge voltage of the reset energy storage capacitor Cr when the charge voltage of the reset energy storage capacitor Cr is equal to or greater than the third threshold value.
제2 스위치(Swd)는 온오프 동작을 통해 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)와 방전저항(Rd)를 전기적으로 연결시키거나 분리시킨다. 구체적으로, 제2 스위치(Swd)는 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압이 제3 임계치 이상인 경우 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)가 과충전된 것으로 판단하여 온됨으로써 방전저항(Rd)과 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)를 전기적으로 연결한다. 제2 스위치(Swd)의 스위칭 동작을 통해, 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압이 방전저항(Rd)을 통해 방전된다.The second switch Swd electrically connects or disconnects the reset energy storage capacitor Cr and the discharge resistor Rd through on / off operation. More specifically, the second switch Swd is turned on when it is determined that the reset energy storage capacitor Cr is overcharged when the charge voltage of the reset energy storage capacitor Cr is equal to or higher than the third threshold value, Connect the energy storage capacitor (Cr) electrically. Through the switching operation of the second switch Swd, the charging voltage of the reset energy storage capacitor Cr is discharged through the discharging resistor Rd.
이때, 제1 스위치(Swr)는 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압의 방전을 위해 오프상태를 유지한다.At this time, the first switch Swr maintains the off state for discharging the charge voltage of the reset energy storage capacitor Cr.
제2 스위치(Swd)는 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압의 방전을 통해 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압이 제2 임계치 이하가 되면 오프됨으로써 방전저항(Rd)과 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)를 전기적으로 분리시켜 방전저항(Rd)을 통한 방전이 중단되도록 한다.The second switch Swd is turned off when the charge voltage of the reset energy storage capacitor Cr is lower than the second threshold through the discharge of the charge voltage of the reset energy storage capacitor Cr so that the discharge resistor Rd and the reset energy The storage capacitor Cr is electrically disconnected so that the discharge through the discharge resistor Rd is stopped.
한편, 본 발명에 따른 제1 자기 리셋 장치(330)는 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 다이오드(D2)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the first
제2 다이오드(D2)는 부하(350)의 단락이나 스파크 발생 등과 같은 비정상 상황에서 펄스 압축 장치(320)에 역전류가 유입되는 경우, 해당 역전류에 의해 보조권선(L1)에 유도되는 전류를 정류한 후 인덕터(Lr)를 통해 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)에 충전시킨다.When the reverse current flows into the
이와 같이, 본 발명은 제2 다이오드(D2)를 통해 부하(350)의 단락이나 스파크 발생 등과 같은 비정상 상황에서 펄스 압축 장치(320)에 역전류가 유입되는 경우 해당 역전류를 충전시킬 수 있어 부하의 단락이나 스파크 발생으로부터 시스템을 보호할 수 있다.As described above, when a reverse current flows into the
이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 자기 리셋 장치(330)의 동작과정에 대해 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the operation of the first
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 자기 리셋 장치의 동작과정을 설명하기 위한 도면이다.6A to 6D are diagrams for explaining the operation of the first magnetic reset device according to an embodiment of the present invention.
먼저, 도 6a에 도시된 바와 같이, 제1 펄스 에너지 저장용 커패시터(C1)의 충전전압(Vc1)이 제1 임계치 이상이 되면 제1 자기 스위치(MS1)가 도통하게 됨으로써 제1 자기 스위치(MS)을 통해 제1 전류(Ims1)가 흐르게 되고, 제1 전류(Ims1)에 의해 제2 펄스 에너지 저장용 커패시터(C2)가 충전되게 된다.6A, when the charging voltage Vc1 of the first pulse energy storage capacitor C1 becomes equal to or greater than the first threshold value, the first magnetic switch MS1 becomes conductive, and thereby the first magnetic switch MS And the second pulse energy storage capacitor C2 is charged by the first current Ims1.
이때, 제1 전류(Ims1)에 의해 보조권선(L1)에는 리셋 전류(Irst)가 유도되고 제1 스위치(Swr) 및 제2 스위치(Swd)는 오프상태로 유지되기 때문에, 보조권선(L1)에 유도된 리셋 전류(Irst)는 제1 다이오드(D1), 인덕터(Lr), 및 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)로 구성된 폐회로를 통해 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)에 인가되어 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)가 충전된다.At this time, since the reset current Irst is induced in the auxiliary winding L1 by the first current Ims1 and the first switch Swr and the second switch Swd are kept in the off state, Is supplied to the reset energy storage capacitor Cr through the closed circuit composed of the first diode D1, the inductor Lr and the reset energy storage capacitor Cr to be supplied to the reset energy storing capacitor Cr The capacitor Cr is charged.
이후, 도 6b에 도시된 바와 같이, 제2 펄스 에너지 저장용 커패시터(C2)의 충충전전압(Vc2)가 제1 임계치 이상이고 리셋 에너지 저장용 커패시터(C1)의 충전전압(Vcr)이 제2 임계치 이상이면, 제1 자기 스위치(MS1)는 도통이 완료되어 초기화되어야 하는 것으로 판단하여, 제1 스위치(Swr)를 온시켜 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr), 인덕터(Lr), 제1 스위치(Swr), 및 보조권선(L1)이 폐회로를 구성하고 제2 스위치(Swd)는 오프 상태로 유지한다.6B, when the charging voltage Vc2 of the second pulse energy storage capacitor C2 is equal to or higher than the first threshold value and the charging voltage Vcr of the capacitor C1 for storing the reset energy is equal to or higher than the second threshold value, The first magnetic switch MS1 determines that the conduction is completed and needs to be initialized and turns on the first switch Swr to turn on the reset energy storing capacitor Cr, the inductor Lr, the first switch Swr, and the auxiliary winding L1 constitute a closed circuit and the second switch Swd remains in an off state.
이에 따라 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압에 따른 리셋 전류(Irst)가 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr), 인덕터(Lr), 제1 스위치(Swr), 및 보조권선(L1)으로 구성된 폐회로를 따라 흐르게 되어 제1 자기 스위치(MS1)에 역전류가 유입되어 역자속이 생성되고, 역자속의 생성에 따라 제1 자기 스위치(MS1)의 잔류자속이 제거됨으로써 제1 자기 스위치(MS1)가 초기화된다.The reset current Irst corresponding to the charging voltage of the reset energy storage capacitor Cr is generated by the reset energy storage capacitor Cr, the inductor Lr, the first switch Swr, and the auxiliary winding L1 And a reverse magnetic flux is introduced into the first magnetic switch MS1 to generate a reverse magnetic flux and the residual magnetic flux of the first magnetic switch MS1 is removed in accordance with the generation of the reverse magnetic flux so that the first magnetic switch MS1 is initialized do.
한편, 도 6c에 도시된 바와 같이, 도 6a에 도시된 충전과정 동안 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압이 제3 임계치 이상이 되는 경우, 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)가 과충전 된 것으로 판단하여, 제2 스위치(Swd)를 온시킨다. 제2 스위치(Swd)가 온됨에 따라 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr), 제2 스위치(Swd), 및 방전저항(Rd)가 폐회로를 구성하게 되어, 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압이 방전저항(Rd)을 통해 방전된다. 이때, 제1 스위치(Swr)는 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압의 방전을 위해 오프상태를 유지한다.6C, when the charge voltage of the reset energy storage capacitor Cr becomes equal to or greater than the third threshold value during the charging process shown in FIG. 6A, the reset energy storage capacitor Cr is overcharged And turns on the second switch Swd. The reset switch SWd and the discharge resistor Rd constitute a closed circuit by turning on the second switch Swd so that the charging voltage Cr of the reset energy storage capacitor Cr Is discharged through the discharge resistor Rd. At this time, the first switch Swr maintains the off state for discharging the charge voltage of the reset energy storage capacitor Cr.
제2 스위치(Swd)는 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압의 방전을 통해 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)의 충전전압이 제2 임계치 이하가 되면 오프됨으로써 방전저항(Rd)과 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)를 전기적으로 분리시켜 방전저항(Rd)을 통한 방전이 중단되도록 한다.The second switch Swd is turned off when the charge voltage of the reset energy storage capacitor Cr is lower than the second threshold through the discharge of the charge voltage of the reset energy storage capacitor Cr so that the discharge resistor Rd and the reset energy The storage capacitor Cr is electrically disconnected so that the discharge through the discharge resistor Rd is stopped.
또한, 도 6d에 도시된 바와 같이, 상술한 도 6a 내지 도 6c의 과정을 수행하는 중에 부하(350)의 단락이나 스파크 발생 등과 같은 비정상 상황이 발생하여 펄스 압축 장치(320)에 역전류가 유입되는 경우, 제1 스위치(Swr) 및 제2 스위치(Swd)를 오프시켜 해당 역전류에 의해 보조권선(L1)에 유도되는 전류가 제2 다이오드(D2) 및 인덕터(Lr)을 통해 리셋 에너지 저장용 커패시터(Cr)에 충전되도록 한다.6D, an abnormal condition such as a short-circuit of the
다시 도 3을 참조하면, 부하(350)는 펄스 압축 장치(320)로부터 출력되는 출력전류에 따라 소정의 반응이 일어난다.Referring again to FIG. 3, a predetermined reaction occurs according to the output current output from the
일 실시예에 있어서, 부하(350)는 출력전류를 이용하여 플라즈마 반응이 일어나는 플라즈마 반응기 일 수 있다. 이러한 실시예에 따르는 경우, 부하(350)는 펄스 압축 장치(320)로부터 전달되는 출력전류를 내부에 포함된 방전봉과 방전극 사이에 인가함으로써 플라즈마를 발생시킨다.In one embodiment, the
본 명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that the invention described above may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.
300: 고전압 펄스 압축 시스템 310; 커패시터 충전장치
320: 펄스 압축 장치 330: 제1 자리 리셋 장치
340: 제2 자기 리셋 장치 350: 부하300: high voltage
320: pulse compression device 330: first digit reset device
340: second magnetic reset device 350: load
Claims (13)
상기 자기 스위치의 도통시 상기 보조권선에 유도되는 에너지를 충전하는 리셋 에너지 충전부; 및
상기 보조권선에 유도되는 에너지가 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터에 충전되도록 하고, 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터에 충전된 에너지를 방전시켜 상기 자기 스위치를 초기화시키는 제1 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 스위치의 자기 리셋 장치.An auxiliary winding constituting a transformer with a magnetic switch as a primary winding;
A reset energy charging unit for charging energy induced in the auxiliary winding when the magnetic switch is turned on; And
And a first switch for causing the energy induced in the auxiliary winding to be charged in the reset energy storage capacitor and for discharging the energy stored in the reset energy storage capacitor to initialize the magnetic switch. .
상기 제1 스위치는,
상기 자기 스위치에 흐르는 제1 전류에 의해 충전되는 펄스 에너지 저장용 커패시터의 충전전압이 제1 임계치 이상이고, 상기 리셋 에너지 충전부의 충전압이 제2 임계치 이상일 때 온되는 것을 특징으로 하는 자기 스위치의 자기 리셋 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first switch comprises:
Wherein the magnetic switch is turned on when the charging voltage of the pulse energy storage capacitor charged by the first current flowing in the magnetic switch is equal to or higher than a first threshold value and the charging voltage of the reset energy charging unit is equal to or higher than a second threshold value. Reset device.
상기 제1 스위치에 병렬 연결되고, 상기 자기 스위치의 도통시 상기 자기 스위치에 흐르는 제1 전류에 의해 상기 보조권선에 유도되는 제2 전류를 정류하는 제1 다이오드; 및
상기 제1 다이오드와 상기 리셋 에너지 충전부를 연결하고, 상기 제2 전류의 리플을 감소시키는 인덕터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자기 스위치의 자기 리셋 장치.The method according to claim 1,
A first diode connected in parallel to the first switch for rectifying a second current induced in the auxiliary winding by a first current flowing in the magnetic switch when the magnetic switch is turned on; And
Further comprising an inductor coupled between the first diode and the reset energy charging unit to reduce ripple of the second current.
상기 리셋 에너지 충전부의 충전전압을 방전시키는 방전저항; 및
상기 리셋 에너지 충전부의 충전전압이 제3 임계치 이상일 때 온되어 상기 리셋 에너지 충전부와 상기 방전저항을 연결시키는 제2 스위치를 더 포함하고,
상기 제1 스위치는 상기 제2 스위치가 온되면 오프되는 것을 특징으로 하는 자기 스위치의 자기 리셋 장치.The method according to claim 1,
A discharging resistor for discharging the charging voltage of the reset energy charging unit; And
Further comprising a second switch connected to the reset energy charging unit and the discharge resistor when the charge voltage of the reset energy charging unit is equal to or greater than a third threshold value,
And the first switch is turned off when the second switch is turned on.
상기 제1 펄스 에너지 저장용 커패시터에 에너지를 충전시키는 커패시터 충전장치; 및
상기 자기 스위치를 초기화시키는 자기 리셋 장치를 포함하고,
상기 자기 리셋 장치는,
상기 자기 스위치를 1차측 주권선으로 하여 변압기를 구성하는 보조권선;
상기 제1 펄스 에너지 저장용 커패시터의 충전이 완료되어 상기 자기 스위치가 도통되면 상기 보조권선에 유도되는 에너지를 충전하는 리셋 에너지 저장용 커패시터; 및
상기 보조권선에 유도되는 에너지가 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터에 충전되도록 하고, 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터에 충전된 에너지로 상기 자기 스위치에 역자속을 발생시켜 상기 자기 스위치를 초기화시키는 제1 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.A pulse compression device for conducting a magnetic switch to transfer energy charged in the first pulse energy storage capacitor to a second pulse energy storage capacitor;
A capacitor charging device charging the first pulse energy storage capacitor with energy; And
And a magnetic reset device for initializing the magnetic switch,
The magnetic reset device comprising:
An auxiliary winding constituting a transformer with the magnetic switch as a primary winding;
A capacitor for storing a reset energy for charging the energy induced in the auxiliary winding when the charging of the first pulse energy storage capacitor is completed and the magnetic switch is turned on; And
And a first switch for causing the energy induced in the auxiliary winding to be charged in the reset energy storing capacitor and generating a counter flux in the magnetic switch with the energy charged in the reset energy storing capacitor to initialize the magnetic switch Voltage pulse compression system.
상기 제1 스위치는,
상기 제2 펄스 에너지 저장용 커패시터의 충전전압이 제1 임계치 이상이고, 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터의 충전압이 제2 임계치 이상일 때 온되는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the first switch comprises:
And when the charging voltage of the second pulse energy storage capacitor is equal to or higher than the first threshold value and the charging voltage of the reset energy storage capacitor is equal to or higher than the second threshold value.
상기 자기 리셋 장치는,
상기 제1 스위치와 병렬 연결되고, 상기 자기 스위치의 도통시 상기 제1 자기 스위치에 흐르는 제1 전류에 의해 상기 보조권선에 유도되는 제2 전류를 정류하는 제1 다이오드; 및
상기 제1 다이오드와 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터를 연결하고, 상기 제2 전류의 리플을 감소시키는 인덕터를 더 포함하고,
상기 제1 자기 스위치의 도통시, 상기 보조권선, 상기 제1 다이오드, 상기 인덕터, 및 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터로 구성된 폐회로를 통해 흐르는 상기 제2 전류에 의해 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터가 충전되는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.6. The method of claim 5,
The magnetic reset device comprising:
A first diode connected in parallel with the first switch and rectifying a second current induced in the auxiliary winding by a first current flowing to the first magnetic switch when the magnetic switch is turned on; And
Further comprising an inductor connected between the first diode and the reset energy storage capacitor to reduce a ripple of the second current,
Wherein the reset energy storage capacitor is charged by the second current flowing through a closed circuit composed of the auxiliary winding, the first diode, the inductor, and the reset energy storing capacitor at the time of conduction of the first magnetic switch High voltage pulse compression system.
상기 자기 스위치 리셋 장치는,
상기 인덕터 및 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터와 폐회로를 구성하고, 상기 자기 스위치를 통해 상기 제1 전류의 방향과 반대방향의 제3 전류가 흐르는 경우 상기 제3 전류에 의해 상기 보조권선에 유도된 제4 전류를 정류하는 제2 다이오드를 더 포함하고,
상기 제4 전류는, 상기 제2 다이오드 및 상기 인덕터를 통해 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터를 충전시키는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.8. The method of claim 7,
The magnetic switch reset device includes:
And a capacitor connected between the inductor and the capacitor for storing the reset energy and constituting a closed circuit, and when a third current flows in a direction opposite to the direction of the first current through the magnetic switch, Further comprising a second diode for rectifying the current,
And the fourth current charges the reset energy storage capacitor through the second diode and the inductor.
상기 자기 스위치 리셋 장치는,
상기 리셋 에너지 저장용 커패시터의 충전전압을 방전시키는 방전저항; 및
상기 리셋 에너지 저장용 커패시터의 충전전압이 제3 임계치 이상일 때 온되어 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터와 상기 방전저항을 연결시키는 제2 스위치를 더 포함하고,
상기 제1 스위치는 상기 제2 스위치가 온되면 오프되는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.6. The method of claim 5,
The magnetic switch reset device includes:
A discharging resistor for discharging the charging voltage of the reset energy storage capacitor; And
And a second switch connected to the reset energy storage capacitor and the discharge resistor when the charge voltage of the reset energy storage capacitor is equal to or greater than a third threshold value,
And the first switch is turned off when the second switch is turned on.
상기 펄스 압축 장치는 복수개의 자기 스위치를 포함하고,
상기 자기 리셋 장치는 상기 자기 스위치 별로 구비되는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템.6. The method of claim 5,
Wherein the pulse compression device includes a plurality of magnetic switches,
Wherein the magnetic reset device is provided for each magnetic switch.
상기 자기 스위치가 도통되면, 상기 자기 스위치를 1차측 주권선으로 하여 변압기를 구성하는 보조권선에 유도되는 에너지를 리셋 에너지 저장용 커패시터에 충전시키는 단계;
상기 자기 스위치의 도통 완료 여부를 판단하는 단계; 및
상기 자기 스위치의 도통이 완료되면, 상기 보조권선과 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터를 연결하는 제1 스위치를 온시켜 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터에 충전된 에너지로 상기 자기 스위치에 역자속을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법.A method for controlling a high voltage pulse compression system including a first pulse energy storage capacitor, a second pulse energy storage capacitor, and a magnetic switch connecting the first pulse energy storage capacitor and the second pulse energy storage capacitor,
Charging the reset energy storage capacitor with the energy induced in the auxiliary winding constituting the transformer by using the magnetic switch as the primary winding of the main switch when the magnetic switch is turned on;
Determining whether conduction of the magnetic switch is completed or not; And
Turning on a first switch connecting the auxiliary winding and the reset energy storage capacitor to generate a counter flux in the magnetic switch with the energy charged in the reset energy storage capacitor when the conduction of the magnetic switch is completed Voltage pulse compression system.
상기 판단하는 단계에서,
상기 제2 펄스 에너지 저장용 커패시터의 충전전압이 제1 임계치 이상이고, 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터의 충전압이 제2 임계치 이상이면 상기 자기 스위치의 도통이 완료된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법.12. The method of claim 11,
In the determining,
When the charge voltage of the second pulse energy storage capacitor is equal to or greater than the first threshold value and the charge voltage of the reset energy storage capacitor is equal to or greater than the second threshold value, Method of controlling the system.
상기 리셋 에너지 저장용 커패시터의 충전전압이 제3 임계치 이상이면, 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터의 충전전압을 방전시키기 위한 방전저항과 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터를 연결시키는 제2 스위치를 온시키고 상기 제1 스위치를 오프시켜 상기 리셋 에너지 저장용 커패시터의 충전전압을 방전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 펄스 압축 시스템의 제어 방법.12. The method of claim 11,
And a second switch for connecting the discharging resistor for discharging the charging voltage of the reset energy storage capacitor and the reset energy storage capacitor to the first energy storage capacitor when the charging voltage of the reset energy storage capacitor is equal to or greater than a third threshold, And discharging the charge voltage of the reset energy storage capacitor by turning off the switch.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140193665A KR101615458B1 (en) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Apparatus for Resetting Magnetic of Magnetic Switch, System for Compressing High Voltage Pulse including That Apparatus, and Method for Controlling That System |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140193665A KR101615458B1 (en) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Apparatus for Resetting Magnetic of Magnetic Switch, System for Compressing High Voltage Pulse including That Apparatus, and Method for Controlling That System |
Publications (1)
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|---|---|
| KR101615458B1 true KR101615458B1 (en) | 2016-04-26 |
Family
ID=55919405
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| KR1020140193665A KR101615458B1 (en) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Apparatus for Resetting Magnetic of Magnetic Switch, System for Compressing High Voltage Pulse including That Apparatus, and Method for Controlling That System |
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| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101615458B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114567175A (en) * | 2022-01-27 | 2022-05-31 | 中国人民解放军海军工程大学 | Step-up and step-down device and step-up and step-down method applied to high-power pulse power system |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010200446A (en) | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Kyosan Electric Mfg Co Ltd | Magnetic pulse compression circuit and pulse power supply device |
-
2014
- 2014-12-30 KR KR1020140193665A patent/KR101615458B1/en active IP Right Grant
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|---|---|---|---|---|
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