KR20220140118A - Pulse power supply and high-speed gate control method thereof - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a pulse power supply using a semiconductor switch and a high-speed gate control method thereof. The pulse power supply using a semiconductor switch comprises: a plurality of power cells, each of the plurality of power cells including a discharge switch; a pulse controller for outputting a pulse signal; an inverter connected to the pulse controller through a multiple output transformer and outputting a bipolar pulse depending on the pulse signal; a control loop cable connected to the output of the inverter and supplying a current depending on the positive pulse of the inverter; and a plurality of discharge switch drivers having a toroidal core as an input terminal, configured to allow the control loop cable to pass through the toroidal core, connected to a gate and a source terminal of the connected discharge switch, receiving a current depending on the positive pulse output from the inverter, and outputting gate signals for controlling the connected discharge switch. Therefore, a pulse of a nanosecond level can be output.

Description

반도체 스위치를 이용한 펄스 전원 장치 및 이의 고속 게이트 제어 방법{Pulse power supply and high-speed gate control method thereof}Pulse power supply and high-speed gate control method thereof using semiconductor switch

본 발명은 반도체 스위치를 이용한 펄스 전원 장치 및 이의 고속 게이트 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a pulse power supply using a semiconductor switch and a method for controlling a high-speed gate thereof.

환경 산업, 생산 공정, 군수 산업과 같은 다양한 분야에서 펄스 파워에 대한 요구가 증가함에 따라 펄스 발생기에 대한 연구가 활발히 진행 되었다. 기존의 스파크 갭, 전자 개폐기와 같은 기계적 스위치들을 사용한 펄스 발생기는 짧은 수명, 낮은 반복률, 펄스 제어의 어려움, 낮은 펄스 재현성과 같은 한계가 존재하였다.As the demand for pulse power increases in various fields such as environmental industry, production process, and military industry, research on pulse generators has been actively conducted. The existing pulse generator using mechanical switches such as spark gap and electromagnetic switch had limitations such as short lifespan, low repetition rate, difficulty in pulse control, and low pulse reproducibility.

한편, Mosfet, IGBT, BJT 와 같은 반도체 스위치들의 성능이 향상됨에 따라 반도체 스위치를 사용하여 펄스 전원을 구현 할 수 있게 되었고, 기존 기계식 스위치들로 인한 펄스 전원의 한계를 극복하고 있다. 반도체 스위치들은 기계식 스위치들에 비해 많은 우수한 특성들을 갖고 있지만 전압 전류 정격이 낮기 때문에 고전압 펄스를 출력하기 위해선 다수의 반도체 스위치들이 요구되며 스위치들을 직접직렬 스택해서 고전압을 출력하는 방식이 사용되었다. 하지만 이런 구성의 경우, 스위치들 간 동기화 오차 발생 혹은 스위치 오동작시에 스위치에 고전압이 인가되며, 고전압 인가에 의한 손상을 방지하기 위한 보호회로가 복잡하고 신뢰성이 낮다는 단점을 갖는다. On the other hand, as the performance of semiconductor switches such as Mosfet, IGBT, and BJT has improved, it is possible to implement pulse power using semiconductor switches, and overcome the limitations of pulse power due to existing mechanical switches. Although semiconductor switches have many superior characteristics compared to mechanical switches, since they have low voltage and current ratings, a number of semiconductor switches are required to output high voltage pulses, and a method of outputting high voltage by directly stacking the switches in series was used. However, in this configuration, a high voltage is applied to the switch when a synchronization error occurs between the switches or when the switch malfunctions, and a protection circuit for preventing damage due to the high voltage application is complicated and has low reliability.

이런 단점을 극복하기 위해 방전 스위치, 스토리지 커패시터, 바이패스 다이오드로 구성된 파워 셀을 여러 개 연결하여 고전압을 출력하는 파워 셀 기반 펄스 모듈레이터가 제안 되었다. 파워 셀 구조는 커패시터의 충전 스위치가 필요하지 않으며 커패시터의 충방전이 독립적인 구조로서 제어가 간단하다. 또한 방전 스위치의 동기화 오차 혹은 오동작에도 바이패스 다이오드를 통한 강인한 동작이 가능하다.To overcome this drawback, a power cell-based pulse modulator that outputs a high voltage by connecting multiple power cells composed of a discharge switch, a storage capacitor, and a bypass diode has been proposed. The power cell structure does not require a charging switch of the capacitor, and the charging and discharging of the capacitor is independent, so control is simple. In addition, a strong operation is possible through the bypass diode in the event of a synchronization error or malfunction of the discharge switch.

한편, 고전압 펄스를 출력하기 위한 파워 셀 기반 펄스 모듈레이터는 일반적으로 수십 개 이상의 반도체 스위치들이 사용된다. 스위치들의 게이트 구동을 위해선 각각 절연된 전원과 신호가 요구되며, 각 드라이버마다 요구되는 절연된 전원과 광신호와 같은 신호 전송 수단은 전체 시스템의 가격과 복잡성을 상승시키는 주요 요인이 된다. 게이트구동전원과 신호 회로의 복잡성을 효과적으로 해결하기 위한 방안으로 하나의 인버터와 고압 케이블을 사용하여 다수의 방전 스위치 드라이버들을 동시에 구동시키는 컨트롤 루프 게이트 구동 방식이 제안 되었다. 이에 따라 컨트롤 루프 게이트 구동회로가 적용된 파워 셀 기반 펄스 모듈레이터는 고효율, 고반복률, 높은 수명, 출력 펄스 조절의 용이성, 강인함, 그리고 심플한 게이트 동기 구동방식의 경제성 등의 추가적인 장점으로 실제 많은 펄스 응용 분야에 효과적으로 적용 되었다.Meanwhile, in a power cell-based pulse modulator for outputting a high voltage pulse, tens or more of semiconductor switches are generally used. In order to drive the gates of the switches, an isolated power supply and a signal are required, respectively, and an isolated power supply and a signal transmission means such as an optical signal required for each driver are major factors that increase the cost and complexity of the overall system. As a method to effectively solve the complexity of the gate driving power supply and signal circuit, a control loop gate driving method in which a plurality of discharge switch drivers are simultaneously driven using a single inverter and a high voltage cable has been proposed. Accordingly, the power cell-based pulse modulator to which the control loop gate driving circuit is applied has additional advantages such as high efficiency, high repetition rate, high lifespan, ease of output pulse control, robustness, and economic feasibility of a simple gate synchronous driving method. effectively applied.

한편, 공기 처리 시설과 같은 환경 산업에선 빠른 상승 시간과 좁은 펄스폭을 갖는 펄스 출력이 가능한 고전압 펄스 전원 장치를 요구하며, 그 수요가 증가하고 있다. 하지만 마이크로 초 펄스를 출력하는 펄스 모듈레이터를 위한 기존 컨트롤 루프 게이트 구동회로의 인버터는 마이크로 초 급의 느린 출력 상승시간 및 느린 출력 전환속도를 갖는다. 기존 회로의 동작 속도의 한계로 펄스 모듈레이터의 방전 스위치의 빠른 게이트 동기 구동이 어려우며, 1 마이크로초 이하의 짧은 펄스폭과 수십 나노초의 상승시간을 갖는 나노초 펄스 출력이 어려운 단점이 있다. On the other hand, environmental industries such as air treatment facilities require a high voltage pulse power supply capable of pulse output having a fast rise time and a narrow pulse width, and the demand is increasing. However, the inverter of the existing control loop gate driving circuit for a pulse modulator that outputs microsecond pulses has a slow output rise time of microsecond level and a slow output switching speed. Due to the limitation of the operating speed of the existing circuit, it is difficult to fast gate synchronous driving of the discharge switch of the pulse modulator, and it is difficult to output a nanosecond pulse with a short pulse width of 1 microsecond or less and a rise time of several tens of nanoseconds.

본 발명은 반도체 스위치를 이용한 펄스 전원 장치 및 이의 고속 게이트 제어 방법을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a pulse power supply device using a semiconductor switch and a method for controlling a high-speed gate thereof.

또한, 본 발명은 나노초 펄스 출력이 가능한 반도체 스위치를 이용한 펄스 전원 장치 및 이의 고속 게이트 제어 방법을 제공하기 위한 것이다. Another object of the present invention is to provide a pulse power supply device using a semiconductor switch capable of nanosecond pulse output and a method for controlling a high-speed gate thereof.

본 발명의 일 측면에 따르면, 반도체 스위치를 이용한 펄스 전원 장치가 개시된다. According to one aspect of the present invention, a pulse power supply device using a semiconductor switch is disclosed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수의 파워 셀-상기 복수의 파워셀은 각각 방전 스위치를 포함함; 펄스 신호를 출력하는 펄스 컨트롤러; 다중 출력 변압기를 통해 상기 펄스 컨트롤러와 연결되되, 상기 펄스 신호에 따라 양극성 펄스를 출력하는 인버터; 상기 인버터의 출력과 연결되며, 상기 인버터의 양극성 펄스에 따른 전류를 공급하는 컨트롤 루프 케이블; 및 토로이달 코어를 입력단으로 가지되, 상기 토로이달 코어를 상기 컨트롤 루프 케이블이 통과하도록 구성되며, 연결된 방전 스위치의 게이트와 소스단에 연결되며, 상기 인버터에서 출력되는 양극성 펄스에 따른 전류를 입력받아 연결된 방전 스위치의 제어를 위한 게이트 신호를 출력하는 복수의 방전 스위치 드라이버를 포함하는 펄스 전원 장치가 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a plurality of power cells - each of the plurality of power cells includes a discharge switch; a pulse controller that outputs a pulse signal; an inverter connected to the pulse controller through a multiple output transformer and outputting a bipolar pulse according to the pulse signal; a control loop cable connected to the output of the inverter and supplying a current according to the positive pulse of the inverter; and a toroidal core as an input terminal, configured to allow the control loop cable to pass through the toroidal core, connected to the gate and source terminals of the connected discharge switch, and receive a current according to the positive pulse output from the inverter A pulse power supply device including a plurality of discharge switch drivers outputting gate signals for controlling the connected discharge switches may be provided.

상기 인버터는 S1, S2, S3 및 S4 스위치와 상기 펄스 컨트롤러로부터 입력되는 펄스 신호에 따라 상기 S1, S2, S3 및 S4 스위치를 선택적으로 온(On) 또는 오프(Off)시키는 인버터 드라이버를 포함하되, 상기 인버터 드라이버는, 상기 펄스 컨트롤러의 펄스 신호를 이용하여 상기 펄스 신호보다 짧은 펄스를 생성하도록 상기 S1, S2, S3 및 S4 스위치를 선택적으로 온(On) 또는 오프(Off)시킬 수 있다. The inverter includes S1, S2, S3 and S4 switches and an inverter driver that selectively turns on or off the S1, S2, S3 and S4 switches according to the pulse signal input from the pulse controller, The inverter driver may selectively turn on or off the switches S1, S2, S3 and S4 to generate a pulse shorter than the pulse signal by using the pulse signal of the pulse controller.

상기 인버터 드라이버는, 상기 펄스 컨트롤러로부터 포지티브 펄스 신호(positive pulse singal)가 입력됨에 따라 딜레이 모드로 동작되어 드라이브 스토리지 커패시터(C1)를 충전할 수 있다.The inverter driver may be operated in a delay mode when a positive pulse signal is input from the pulse controller to charge the drive storage capacitor C1 .

상기 인버터 드라이버는, 상기 펄스 컨트롤러로부터 포지티브 펄스 신호(positive pulse singal)가 입력되고 있는 상태에서, 상기 딜레이 모드를 통해 상기 포지티브 펄스 신호의 펄스 폭보다 짧게 S1 게이트 전압을 충전시키되, 상기 인버터는, 상기 딜레이 모드를 통해 상기 펄스 컨트롤러의 포지티브 펄스 신호보다 짧게 동시에 충전된 상기 드라이브 스토리지 커패시터(C1)를 이용하여 빠르게 상기 S1 게이트가 충전됨에 따라 상기 펄스 컨트롤러의 포지티브 펄스 신호보다 짧은 1마이크로초 이하의 온 펄스를 상기 컨트롤 루프 케이블을 통해 상기 복수의 방전 스위치 드라이버로 출력할 수 있다. The inverter driver charges the S1 gate voltage shorter than the pulse width of the positive pulse signal through the delay mode while a positive pulse signal is being input from the pulse controller, As the S1 gate is rapidly charged using the drive storage capacitor C1 charged simultaneously shorter than the positive pulse signal of the pulse controller through the delay mode, the on pulse of 1 microsecond or less shorter than the positive pulse signal of the pulse controller may be output to the plurality of discharge switch drivers through the control loop cable.

상기 인버터 드라이버는, 상기 펄스 컨트롤러로부터 네거티브 펄스 신호가 입력됨에 따라 바이 패스 모드로 동작되어 턴 온된 S1과 S3 게이트를 방전시키되, 온 펄스 동작 모드에서 턴 온되어 턴 온 상태를 유지하는 바이패스 스위치(M1, M7)에 의해 S2 게이트와 S4 게이트로 흐르는 전류를 그라운드로 바이패스시킬 수 있다.The inverter driver operates in a bypass mode as a negative pulse signal is input from the pulse controller to discharge the turned-on gates S1 and S3, but is turned on in the on-pulse operation mode to maintain the turned-on state ( The current flowing to the S2 gate and the S4 gate can be bypassed to the ground by M1 and M7).

상기 인버터 드라이버는, 상기 네거티브 펄스 신호의 입력에 따라 상기 턴 온 상태를 유지하던 바이패스 스위치(M1, M7)가 턴 오프됨에 따라 오프 펄스 동작 모드로 동작되어 S2 게이트와 S4 게이트가 충전되며, 일정 시간 후에는 풀 다운 모드용 드라이버 저장 커패시터(C4)를 충전시키되, 상기 인버터는 상기 인버터 드라이버의 오프 펄스 동작 모드로의 동작에 따라 오프 펄스에 따른 커런트-루프 전류를 상기 컨트롤 루프 케이블을 통해 출력할 수 있다.The inverter driver operates in an off-pulse operation mode as the bypass switches M1 and M7, which maintained the turned-on state, are turned off according to the input of the negative pulse signal, so that the S2 gate and the S4 gate are charged, After a period of time, the driver storage capacitor C4 for the pull-down mode is charged, and the inverter outputs a current-loop current according to the off pulse according to the operation in the off pulse operation mode of the inverter driver through the control loop cable. can

상기 인버터 드라이버는, 상기 펄스 컨트롤러로부터의 네거티브 펄스 신호가 입력된 이후 바이패스 스위치 중 어느 하나(M1)의 게이트와 소스에 음의 전압이 걸리며 턴 온되어 S2 게이트가 방전되며, 상기 충전된 풀 다운 모드용 드라이버 저장 커패시터(C4)에 의해 S4 게이트의 충전상태를 유지시켜 풀 다운 모드로 동작될 수 있다. After the negative pulse signal from the pulse controller is input, the inverter driver is turned on with a negative voltage applied to the gate and source of any one of the bypass switches (M1) to discharge the S2 gate, and the charged pull-down It can be operated in the pull-down mode by maintaining the state of charge of the S4 gate by the driver storage capacitor C4 for mode.

상기 인버터 드라이버는 비대칭 풀 브릿지 드라이버로 구성될 수 있다. The inverter driver may be configured as an asymmetric full bridge driver.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 펄스 전원 장치의 고속 게이트 제어 방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, a method for controlling a high-speed gate of a pulsed power supply is provided.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 각각 방전 스위치를 포함하는 복수의 파워 셀이 직렬 연결되며, 상기 방전 스위치와 각각 연결된 방전 스위치 드라이버가 컨트롤 루프 케이블을 통해 인버터의 출력단과 연결된 펄스 전원 장치의 고속 게이트 제어 방법에 있어서-상기 인버터는 비대칭 풀 브릿지 드라이버로 구성되는 인버터 드라이버를 포함함, 펄스 컨트롤러로부터 포지티브 펄스 신호를 입력받는 단계; 상기 포지티브 펄스 신호의 입력에 따라 딜레이 모드로 동작되어 드라이브 스토리지 커패시터(C1)을 충전하는 단계; 상기 펄스 컨트롤러로부터 포지티브 펄스 신호가 입력됨에 따라 상기 딜레이 모드를 통해 상기 포지티브 펄스 신호의 펄스 폭보다 짧게 상기 S1 게이트 전압을 충전하는 단계; 및 상기 딜레이 모드를 통해 상기 펄스 컨트롤러의 포지티브 펄스 신호보다 짧게 동시에 충전된 상기 드라이브 스토리지 커패시터(C1)를 이용하여 빠르게 S1 게이트 전압이 충전됨에 따라 상기 펄스 컨트롤러의 포지티브 펄스 신호의 펄스 폭보다 짧은 1마이크로초 이하의 온 펄스를 상기 컨트롤 루프 케이블을 통해 상기 방전 스위치 드라이브로 출력하는 단계를 포함하는 펄스 전원 장치의 고속 게이트 제어 방법이 제공될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, a plurality of power cells each including a discharge switch are connected in series, and a discharge switch driver respectively connected to the discharge switch is connected to an output terminal of an inverter through a control loop cable. A control method comprising: the inverter includes an inverter driver configured as an asymmetric full bridge driver; receiving a positive pulse signal from a pulse controller; charging a drive storage capacitor (C1) by operating in a delay mode according to the input of the positive pulse signal; charging the S1 gate voltage to be shorter than a pulse width of the positive pulse signal through the delay mode as a positive pulse signal is input from the pulse controller; and 1 micrometer shorter than the pulse width of the positive pulse signal of the pulse controller as the S1 gate voltage is rapidly charged using the drive storage capacitor C1 charged simultaneously shorter than the positive pulse signal of the pulse controller through the delay mode A high-speed gate control method of a pulse power supply device may be provided, comprising outputting an on pulse of less than a second to the discharge switch drive through the control loop cable.

상기 펄스 컨트롤러로부터 네거티브 펄스 신호가 입력됨에 따라 바이 패스 모드로 동작되어 턴 온된 S1과 S3 게이트를 방전시키되, 온 펄스 동작 모드에서 턴 온되어 턴 온 상태를 유지하는 바이패스 스위치(M1, M7)에 의해 S2 게이트와 S4 게이트로 흐르는 전류를 그라운드로 바이패스시키는 단계를 더 포함할 수 있다.As a negative pulse signal is input from the pulse controller, it operates in the bypass mode to discharge the turned-on gates S1 and S3, but is turned on in the on-pulse operation mode to maintain the turned-on state. The method may further include bypassing the current flowing through the S2 gate and the S4 gate to the ground.

상기 네거티브 펄스 신호의 입력에 따라 상기 턴 온 상태를 유지하던 바이패스 스위치(M1, M7)가 턴 오프됨에 따라 오프 펄스 동작 모드로 동작되어 S2 게이트와 S4 게이트가 충전되며, 일정 시간 후에는 풀 다운 모드용 드라이버 저장 커패시터(C4)를 충전시키는 단계; 및 상기 인버터 드라이버의 오프 펄스 동작 모드로의 동작에 따라 오프 펄스에 따른 커런트-루프 전류를 상기 컨트롤 루프 케이블을 통해 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다. As the bypass switches M1 and M7 maintaining the turned-on state are turned off according to the input of the negative pulse signal, they are operated in an off-pulse operation mode to charge gates S2 and S4, and pull down after a predetermined time. charging the driver storage capacitor C4 for mode; and outputting a current-loop current according to an off pulse through the control loop cable according to the operation of the inverter driver in an off pulse operation mode.

상기 펄스 컨트롤러로부터의 네거티브 펄스 신호가 입력된 이후 바이패스 스위치 중 어느 하나(M1)의 게이트와 소스에 음의 전압이 걸리며 턴 온되어 S2 게이트가 방전되며, 상기 충전된 풀 다운 모드용 드라이버 저장 커패시터(C4)에 의해 S4 게이트의 충전상태를 유지시켜 풀 다운 모드로 동작하는 단계를 더 포함할 수 있다.After the negative pulse signal from the pulse controller is input, a negative voltage is applied to the gate and the source of any one of the bypass switches (M1) and turned on to discharge the S2 gate, and the charged driver storage capacitor for the pull-down mode It may further include the step of operating in a pull-down mode by maintaining the state of charge of the gate S4 by (C4).

본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 스위치를 이용한 펄스 전원 장치 및 이의 고속 게이트 제어 방법을 제공함으로써, 나노초 급의 펄스 출력이 가능하도록 할 수 있다. By providing a pulse power supply device using a semiconductor switch and a high-speed gate control method thereof according to an embodiment of the present invention, it is possible to enable nanosecond-level pulse output.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 스위치를 이용한 펄스 전원 장치의 구성을 도시한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 드라이버의 회로도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 딜레이 회로부의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온 펄스 동작 회로부의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 회로부의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오프 펄스 동작 회로부의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀 다운 모드를 설명하기 위해 도시한 도면.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 스위치 드라이버의 회로도.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 스위치 드라이버의 턴 온 동작을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 스위치 드라이버의 턴 오프 동작을 설명하기 위해 도시한 도면.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원 장치의 고속 게이트 제어 방법을 나타낸 순서도.1 is a diagram showing the configuration of a pulse power supply device using a semiconductor switch according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of an inverter driver according to an embodiment of the present invention;
3 and 4 are diagrams for explaining the operation of the delay circuit unit according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 are diagrams for explaining the operation of the on-pulse operation circuit unit according to an embodiment of the present invention.
7 and 8 are diagrams for explaining the operation of the bypass circuit unit according to an embodiment of the present invention.
9 and 10 are diagrams for explaining an operation of an off-pulse operation circuit unit according to an embodiment of the present invention.
11 and 12 are diagrams for explaining a pull-down mode according to an embodiment of the present invention.
13 is a circuit diagram of a discharge switch driver according to an embodiment of the present invention;
14 is a diagram illustrating a turn-on operation of a discharge switch driver according to an embodiment of the present invention;
15 is a diagram illustrating a turn-off operation of a discharge switch driver according to an embodiment of the present invention;
16 is a flowchart illustrating a high-speed gate control method of a pulse power supply device according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.As used herein, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “consisting of” or “comprising” should not be construed as necessarily including all of the various components or various steps described in the specification, some of which components or some steps are It should be construed that it may not include, or may further include additional components or steps. In addition, terms such as "...unit" and "module" described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software. .

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 스위치를 이용한 펄스 전원 장치의 구성을 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 드라이버의 회로도이며, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 딜레이 회로부의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 온 펄스 동작 회로부의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이패스 회로부의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 오프 펄스 동작 회로부의 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이며, 도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 풀 다운 모드를 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 스위치 드라이버의 회로도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 스위치 드라이버의 턴 온 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 방전 스위치 드라이버의 턴 오프 동작을 설명하기 위해 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating the configuration of a pulse power supply device using a semiconductor switch according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of an inverter driver according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are It is a diagram illustrating the operation of the delay circuit unit according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are diagrams illustrating the operation of the on-pulse operation circuit unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 and 8 are diagrams illustrating the operation of the bypass circuit unit according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 9 and 10 are views illustrating the operation of the off pulse operation circuit unit according to an embodiment of the present invention. 11 and 12 are diagrams for explaining a pull-down mode according to an embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a circuit diagram of a discharge switch driver according to an embodiment of the present invention, 14 is a diagram illustrating a turn-on operation of a discharge switch driver according to an embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a diagram illustrating a turn-off operation of a discharge switch driver according to an embodiment of the present invention it is one drawing

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 스위치를 이용한 펄스 전원 장치(100)는 n(n은 자연수)개의 파워 셀이 직렬 연결된 구조인 것을 가정하기로 한다. 이러한 n개의 파워 셀이 직렬로 연결되어 구성된 파워 스테이지에서 파워 셀 내의 방전 스위치(110)는 직렬로 연결될 수 있다. Referring to FIG. 1 , it is assumed that a pulse power supply device 100 using a semiconductor switch according to an embodiment of the present invention has a structure in which n (n is a natural number) power cells are connected in series. In a power stage configured by connecting these n power cells in series, the discharge switches 110 in the power cells may be connected in series.

본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원 장치(100)는 각 파워 셀의 각 방전 스위치(110)들 또한 직렬로 연결하여 하나의 파워 스테이지를 구성하며, 이렇게 구성된 복수개의 파워 스테이지들간에도 전체 파워 셀 내 방전 스위치(110)와 충전 커패시터가 직렬로 연결되도록 구성되는 것으로 이해되어야 할 것이다. In the pulse power supply device 100 according to an embodiment of the present invention, each discharge switch 110 of each power cell is also connected in series to constitute one power stage, and even between the plurality of power stages configured in this way, all power cells It should be understood that the discharge resistance switch 110 and the charging capacitor are configured to be connected in series.

각 파워 셀은 메인 스위치인 방전 스위치(110)(P1, ??, P2N), 방전 스위치에 연결된 충전 커패시터(112)(SC1, ?? , SC2N-1) , 방전 스위치 양단에 연결된 바이패스 다이오드(114)(BP1, ??, BP2N)를 포함할 수 있다. 여기서, 방전 스위치는 IGBT 또는 MOSFET일 수 있다. Each power cell is a main switch, a discharge switch 110 (P1, ??, P2N), a charging capacitor 112 (SC1, ??, SC2N-1) connected to the discharge switch, a bypass diode connected to both ends of the discharge switch ( 114) (BP1, ??, BP2N). Here, the discharge switch may be an IGBT or a MOSFET.

여기서, 바이패스 다이오드(114)는 각 파워 셀의 방전 스위치(110)의 동기 스위칭 중 동기화 오차 발생시 출력 전류를 바이패스하여 동기화 실패 혹은 오동작에 의한 방전 스위치 소손을 방지한다. 따라서, 별도의 감쇄(damping) 구성 요소를 필요로 하지 않으며, 바이패스 경로를 통해 방전 스위치의 동기화 문제가 해결되도록 할 수 있다. Here, the bypass diode 114 bypasses the output current when a synchronization error occurs during synchronous switching of the discharge switch 110 of each power cell to prevent the discharge switch from being damaged due to synchronization failure or malfunction. Therefore, a separate damping component is not required, and the synchronization problem of the discharge switch can be solved through the bypass path.

각 파워 셀의 각 방전 스위치(110)(P1, ??, P2N)는 방전 스위치 드라이버(120)와 연결된다. Each discharge switch 110 (P1, ??, P2N) of each power cell is connected to the discharge switch driver 120 .

보다 상세하게 방전 스위치 드라이버(120)는 각 파워 셀의 방전 스위치(110)의 게이트 및 소스단과 각각 연결될 수 있다. In more detail, the discharge switch driver 120 may be respectively connected to the gate and source terminals of the discharge switch 110 of each power cell.

방전 스위치 드라이버(120)는 각 파워 셀의 각 방전 스위치(110)의 구동을 위한 게이트 신호 및 구동 전원을 인가할 수 있다. The discharge switch driver 120 may apply a gate signal and driving power for driving each discharge switch 110 of each power cell.

방전 스위치 드라이버(120)의 입력단은 토로이달 코어로 구성되며, 고압 절연 케이블인 컨트롤 루프 케이블은 방전 스위치 드라이버(120)의 입력단인 토로이달 코어를 관통하도록 구성된다. 이로 인해, 복수의 방전 스위치는 컨트롤 루프 케이블을 통해 인버터(130)의 출력 신호를 동시에 전달받아 동작할 수 있다. The input terminal of the discharge switch driver 120 is configured with a toroidal core, and the control loop cable, which is a high voltage insulated cable, is configured to pass through the toroidal core, which is the input terminal of the discharge switch driver 120 . For this reason, the plurality of discharge switches may operate by receiving the output signal of the inverter 130 at the same time through the control loop cable.

즉, 방전 스위치 드라이버(120)는 고압 절연 케이블인 컨트롤 루프 케이블과 토로이달 코어를 통해 인버터(130)의 출력단과 연결될 수 있다. That is, the discharge switch driver 120 may be connected to an output terminal of the inverter 130 through a control loop cable that is a high voltage insulated cable and a toroidal core.

따라서, 인버터(130)가 양극성 펄스를 출력하면 전류 형태로 컨트롤 루프 케이블과 토로이달 코어를 통해 모든 방전 스위치 드라이버(120)로 입력될 수 있다. 이로 인해, 방전 스위치 드라이버(120)는 절연된 게이트 구동 전력(전원) 및 게이트 신호를 각 파워 셀내의 각 방전 스위치(110)로 전달할 수 있다. Therefore, when the inverter 130 outputs a positive pulse, it may be input to all the discharge switch drivers 120 through the control loop cable and the toroidal core in the form of a current. Accordingly, the discharge switch driver 120 may transmit the insulated gate driving power (power) and the gate signal to each discharge switch 110 in each power cell.

방전 스위치 드라이버(120)로 입력되는 인버터(130)의 출력 형태는 방전 스위치 드라이버의 구동 속도와 동기화에 영향을 미친다. The output shape of the inverter 130 input to the discharge switch driver 120 affects the driving speed and synchronization of the discharge switch driver.

인버터(130)는 4개의 스위치(S1, S2, S3, S4)와 인버터 드라이버(140)를 포함하여 구성된다. 여기서, 인버터 드라이버(140)는 인버터(130)의 게이트 구동을 위해 비대칭 풀 브릿지 드라이버가 사용된 것을 가정하기로 한다. The inverter 130 includes four switches S1 , S2 , S3 , and S4 and an inverter driver 140 . Here, it is assumed that the inverter driver 140 uses an asymmetric full-bridge driver to drive the gate of the inverter 130 .

인버터 드라이버(140)는 S1, S2, S3, S4 네개의 스위치 드라이버를 펄스 컨트롤러(150)에 의해 전달된 펄스 신호에 따라 선택적으로 구동시킬 수 있다. The inverter driver 140 may selectively drive the four switch drivers S1 , S2 , S3 , and S4 according to the pulse signal transmitted by the pulse controller 150 .

인버터 드라이버(140)는 도 1에 도시된 바와 같이, 펄스 컨트롤러(150)의 펄스 신호에 따라 S1, S2, S3, S4 네개의 스위치 중 일부를 선택적으로 온(On) 또는 오프(Off)시킴에 따라 나노 초급의 구동이 가능한 인버터 출력을 통해 다수의 방전 스위치 드라이버들이 빠르게 트리거 되도록 할 수 있다. As shown in FIG. 1, the inverter driver 140 selectively turns on or off some of the four switches S1, S2, S3, and S4 according to the pulse signal of the pulse controller 150. Accordingly, a number of discharge switch drivers can be triggered quickly through an inverter output that can be driven at a nano-level.

인버터 드라이버(140)의 상세 구조는 도 2에 도시된 바와 같다. The detailed structure of the inverter driver 140 is as shown in FIG. 2 .

인버터 드라이버(140)는 딜레이 회로부(210), 온 펄스 동작 회로부(220), 제1 바이패스 회로부(230a), 제2 바이패스 회로부(230b), 오프 펄스 동작 회로부(240)를 포함하여 구성된다. The inverter driver 140 includes a delay circuit unit 210 , an on pulse operation circuit unit 220 , a first bypass circuit unit 230a , a second bypass circuit unit 230b , and an off pulse operation circuit unit 240 . .

딜레이 회로부(210)는 게이트 전압의 짧은 펄스를 출력하기 위한 수단이다. 딜레이 회로부(210)는 펄스 컨트롤러(150)로부터 입력되는 포지티브 펄스 신호의 입력에 따라 구동되어 드라이브 스토리지 커패시터(C1)을 충전할 수 있다. The delay circuit unit 210 is a means for outputting a short pulse of the gate voltage. The delay circuit unit 210 may be driven according to an input of a positive pulse signal input from the pulse controller 150 to charge the drive storage capacitor C1 .

펄스 컨트롤러(150)의 포지티브 펄스 신호(positive pulse signal)에 따라 구동되는 딜레이 회로부(210)의 상세 동작도는 도 3에 도시된 바와 같다.. A detailed operation diagram of the delay circuit unit 210 driven according to a positive pulse signal of the pulse controller 150 is as shown in FIG. 3 .

도 3을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. It will be described in more detail with reference to FIG. 3 .

딜레이 모드에 따른 딜레이 회로부(210)의 동작에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 펄스 컨트롤러(150)로부터 포지티브 펄스 신호(positive pulse signal)이 입력됨에 따라 S1 스위치 드라이버의 M3를 트리거링하는 M2의 게이트 전압은 저항(R3)과 커패시터(C2)에 의해 기준 전압(Threshold voltage) 아래서 충전된다. 동시에, 드라이버 스토리지 커패시터(C1) 또한 다이오드(D4)를 통해 충전된다. An operation of the delay circuit unit 210 according to the delay mode will be described in more detail. As a positive pulse signal is input from the pulse controller 150, the gate voltage of M2 triggering M3 of the S1 switch driver is charged below the threshold voltage by the resistor R3 and the capacitor C2. do. At the same time, the driver storage capacitor C1 is also charged through the diode D4.

딜레이 모드에서 S2 스위치 드라이버는 턴 오프 상태이나, 포지티브 펄스 신호의 입력에 따라 M1은 충전될 수 있다. 턴 온된 M1과 M7는 바이패스 모드에서 게이트 전류 우회 동작에 사용된다. 이하에서는 M1과 M7을 바이패스 스위치로 칭하기로 한다. In the delay mode, the S2 switch driver is turned off, but M1 may be charged according to an input of a positive pulse signal. Turned on M1 and M7 are used for gate current bypass operation in bypass mode. Hereinafter, M1 and M7 will be referred to as bypass switches.

도 4에는 인버터 드라이버(140)가 딜레이 모드로 동작됨에 따른 펄스 컨트롤러의 출력, 인버터 드라이버의 게이트 전압, 인버터 출력 및 방전 스위치 드라이버의 출력 파형도가 예시되어 있다. 4 illustrates the output waveform of the pulse controller, the gate voltage of the inverter driver, the inverter output, and the output waveform of the discharge switch driver when the inverter driver 140 is operated in the delay mode.

도 3에 도시된 바와 같이, 딜레이 모드로 동작되는 경우, S3가 턴 온되어 있으나, 온 펄스 출력에 필요한 S1이 턴 오프 상태이기 때문에, 인버터(130)의 출력은 0V가 된다. As shown in FIG. 3 , when operating in the delay mode, S3 is turned on, but since S1 required for the on pulse output is turned off, the output of the inverter 130 becomes 0V.

펄스 컨트롤러(150)로부터 입력되는 포지티브 펄스 신호에 따라 딜레이 회로부(210)가 구동되어 딜레이 모드로 동작됨에 따라 드라이버 스토리지 커패시터(C1)이 충전된 이후, 인버터 드라이버(140)는 포지티브 펄스 신호에 따라 차오르던 M2 게이트 전압이 기준 전압을 넘어 턴 온됨에 따라 온 펄스 동작 회로부(220)가 구동되어 온 펄스 모드로 동작될 수 있다. The delay circuit unit 210 is driven according to the positive pulse signal input from the pulse controller 150 and is operated in the delay mode so that the driver storage capacitor C1 is charged. As the rising M2 gate voltage exceeds the reference voltage and is turned on, the on-pulse operation circuit unit 220 may be driven to operate in an on-pulse mode.

온 펄스 동작 회로부(220)의 회로 동작도는 도 5에 도시된 바와 같으며, 이에 따른 펄스 컨트롤러의 출력, 인버터 드라이버의 게이트 전압, 인버터 출력 및 방전 스위치 드라이버의 출력 파형도는 도 6에 도시된 바와 같다.The circuit operation diagram of the on-pulse operation circuit unit 220 is as shown in FIG. 5, and accordingly, the output waveform diagram of the output of the pulse controller, the gate voltage of the inverter driver, the inverter output, and the discharge switch driver is shown in FIG. like a bar

도 5를 참조하여 온 펄스 동작 모드로의 동작에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. An operation in the on-pulse operation mode will be described in more detail with reference to FIG. 5 .

온 펄스 동작 회로부(220)는 도 5에 도시된 바와 같이, 펄스 컨트롤러(150)로부터 포지티브 펄스 신호가 입력되고 있는 상태에서 딜레이 회로부(210)를 통해 포지티브 펄스 신호의 펄스 폭보다 짧게 S1 게이트 전압을 충전시킬 수 있다. 딜레이 회로부(210)를 통해 펄스 컨트롤러(150)의 포지티브 펄스 신호보다 짧게 동시에 충전된 드라이브 스토리지 커패시터(C1)를 이용하여 빠르게 S1 게이트가 충전됨에 따라 인버터(130)는 포지티브 펄스 신호의 펄스 폭보다 짧은 턴 온 펄스를 출력할 수 있다. As shown in FIG. 5 , the on-pulse operation circuit unit 220 controls the S1 gate voltage to be shorter than the pulse width of the positive pulse signal through the delay circuit unit 210 while the positive pulse signal is being input from the pulse controller 150 . can be recharged. As the gate S1 is rapidly charged using the drive storage capacitor C1 simultaneously charged shorter than the positive pulse signal of the pulse controller 150 through the delay circuit unit 210, the inverter 130 is shorter than the pulse width of the positive pulse signal. A turn-on pulse can be output.

S3 게이트는 딜레이 모드에서 충전되어 있으므로, 드라이버 스토리지 커패시터(C1)에 의해 S1이 빠르게 충전되어 턴 온됨에 따라 인버터(130)가 온 펄스를 출력할 수 있다. 즉, 펄스 컨트롤러(150)의 포지티브 펄스 신호에 따라 차오르던 M2의 게이트 전압이 기준 전압을 넘어 턴 온되어 M3의 게이트 전압을 충전할 수 있다. M3가 턴 온됨에 따라 충전된 드라이브 스토리지 커패시터(C1)이 빠르게 S1의 게이트를 충전시킬 수 있다. S3가 이미 턴 온되어 있으므로, S1이 빠르게 턴 온되면서 인버터(130)는 온 펄스를 출력할 수 있다. 인버터(130)에서 출력되는 온 펄스는 펄스 컨트롤러(150)로부터 제공되는 포지티브 펄스 신호보다 펄스 폭이 짧은 나노 초급의 온 펄스일 수 있다. Since gate S3 is charged in the delay mode, the inverter 130 may output an on pulse as S1 is rapidly charged by the driver storage capacitor C1 and turned on. That is, the gate voltage of M2, which has been charged according to the positive pulse signal of the pulse controller 150, is turned on beyond the reference voltage to charge the gate voltage of M3. As M3 is turned on, the charged drive storage capacitor C1 may rapidly charge the gate of S1. Since S3 is already turned on, the inverter 130 may output an on pulse while S1 is quickly turned on. The on-pulse output from the inverter 130 may be a nano-class on-pulse having a shorter pulse width than the positive pulse signal provided from the pulse controller 150 .

이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 인버터 드라이버(140)는 1마이크로초 이하로 인버터(130)가 온 펄스를 출력하도록 구동될 수 있다. Through this, the inverter driver 140 according to an embodiment of the present invention may be driven so that the inverter 130 outputs an on pulse in 1 microsecond or less.

도 6에 도시된 바와 같이, 펄스 컨트롤러(150)에서 포지티브 펄스 신호가 출력되고 있는 상태에서 S1이 b구간 동안 턴 온되며, 인버터(130)가 b구간만큼 온 펄스를 출력하게 된다. As shown in FIG. 6 , while the positive pulse signal is being output from the pulse controller 150 , S1 is turned on for a period b, and the inverter 130 outputs an on pulse for the period b.

인버터 드라이버(140)는 온 펄스 모드 이후에 펄스 컨트롤러(150)로부터 네거티브 펄스 신호가 입력됨에 따라 바이패스 회로부(230a, 230b)가 동작된다. In the inverter driver 140 , the bypass circuit units 230a and 230b are operated as a negative pulse signal is input from the pulse controller 150 after the on-pulse mode.

도 7에는 바이패스 회로부(230a, 230b)의 회로 동작이 상세히 도시되어 있다. 7 shows the circuit operations of the bypass circuit units 230a and 230b in detail.

도 7을 참조하여 바이패스 모드에 따른 동작에 대해 상세히 설명하기로 한다. An operation according to the bypass mode will be described in detail with reference to FIG. 7 .

펄스 컨트롤러(150)로부터 입력되는 네거티브 펄스 신호에 따라 제1 바이패스 회로부(230a)와 제2 바이패스 회로부(230b)가 각각 동작될 수 있다. The first bypass circuit unit 230a and the second bypass circuit unit 230b may be operated according to a negative pulse signal input from the pulse controller 150 , respectively.

펄스 컨트롤러(150)로부터 네거티브 펄스 신호가 입력됨에 따라 인버터 드라이버(140)는 제1 바이패스 회로부(230a)와 제2 바이패스 회로부(230b)가 동작되며, 제1 바이패스 회로부(230a)와 제2 바이패스 회로부(230b)의 동작에 따라 S2와 S4로 흐르는 전류가 그라운드로 바이패스 된다. As a negative pulse signal is input from the pulse controller 150 , in the inverter driver 140 , the first bypass circuit unit 230a and the second bypass circuit unit 230b are operated, and the first bypass circuit unit 230a and the second bypass circuit unit 230b are operated. 2 According to the operation of the bypass circuit unit 230b, the current flowing to S2 and S4 is bypassed to the ground.

제1 바이패스 회로부(230a)는 이전 딜레이 모드에서 턴 온되어 턴 온 상태를 유지하고 있는 M1에 의해 S2의 전류를 그라운드로 바이패스하는 역할을 수행한다. The first bypass circuit unit 230a serves to bypass the current of S2 to the ground by M1 which is turned on in the previous delay mode and maintains the turned-on state.

예를 들어, 네거티브 펄스 신호 입력에 따라 게이트 직렬 저항(R1)을 통해 S2의 게이트 방향으로 전류가 흐르지만, 턴 온 상태를 유지하고 있는 바이패스 스위치(M1)에 의해 전류가 그라운드로 바이패스된다. For example, a current flows in the gate direction of S2 through the gate series resistor R1 according to the negative pulse signal input, but the current is bypassed to the ground by the bypass switch M1 that maintains the turned-on state. .

게이트 저항에 흐르는 전류는 15-V 네거티브 펄스 신호에 의해 지속적으로 상승하지만, 제1 바이패스 회로부(230a)에 의해 전류가 그라운드로 바이패스됨에 따라 S2의 게이트 전압은 상승하지 않는다.The current flowing through the gate resistor is continuously increased by the 15-V negative pulse signal, but the gate voltage of S2 does not increase as the current is bypassed to the ground by the first bypass circuit unit 230a.

제2 바이패스 회로부(230b)는 네거티브 펄스 신호 입력에 따라 턴 온 상태를 유지하는 바이패스 스위치(M7)에 의해 S4로의 전류를 바이패스시키는 역할을 수행한다. S4의 경우도 S2와 동일한 방식으로 턴 온된 M7을 통해 S4로의 전류를 바이패스된다.The second bypass circuit unit 230b serves to bypass the current to S4 by the bypass switch M7 that maintains a turned-on state according to a negative pulse signal input. In the case of S4, the current to S4 is also bypassed through M7 turned on in the same manner as in S2.

이러한 바이 패스 모드에서 우회 전류는 도 7에 도시된 바와 같이 지속적으로 증가하며, 바이 패스 모드는 M1과 M7이 턴 오프 될때까지 지속될 수 있다. In this bypass mode, the bypass current continuously increases as shown in FIG. 7 , and the bypass mode may continue until M1 and M7 are turned off.

또한, 인버터 드라이버(140)는 펄스 컨트롤러(150)로부터 네거티브 펄스 신호가 입력됨에 따라 이전 온 펄스 동작 모드에 의해 턴 온 상태였던 S1과 S3의 게이트를 방전시킬 수 있다. Also, as a negative pulse signal is input from the pulse controller 150 , the inverter driver 140 may discharge the gates of S1 and S3 that were turned on by the previous on-pulse operation mode.

이러한 바이패스 회로부(230a, 230b)의 동작에 따른 펄스 컨트롤러의 출력, 인버터 드라이버의 게이트 전압, 인버터 출력 및 방전 스위치 드라이버의 출력 파형도는 도 8에 도시된 바와 같다.Waveform diagrams of the output of the pulse controller, the gate voltage of the inverter driver, the inverter output, and the output of the discharge switch driver according to the operation of the bypass circuit units 230a and 230b are shown in FIG. 8 .

오프 펄스 동작 회로부(240)는 S2와 S4의 게이트 전압을 충전시키는 역할을 수행한다. The off pulse operation circuit unit 240 serves to charge the gate voltages of S2 and S4.

도 9에는 오프 펄스 동작 회로부(240)의 회로 동작이 예시되어 있다. 도 9를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 9 illustrates a circuit operation of the off pulse operation circuit unit 240 . It will be described in more detail with reference to FIG. 9 .

오프 펄스 동작 회로부(240)는 S2 스위치 드라이버의 바이패스 동작을 통해 빌드 업 된 게이트 직렬 저항(R1)에 흐르는 높은 전류는 바이패스 스위치(M1)이 턴 오프됨에 따라 S2의 게이트를 빠르게 충전시킬 수 있다. The off-pulse operation circuit unit 240 has the high current flowing through the gate series resistor R1 built up through the bypass operation of the S2 switch driver to quickly charge the gate of S2 as the bypass switch M1 is turned off. have.

마찬가지로, S4 스위치 드라이버의 바이패스 동작을 통해 빌드업된 게이트 직렬 저항(R8)에 흐르는 높은 전류는 바이패스 스위치(M7)이 턴 오프됨에 따라 S4의 게이트를 빠르게 충전시킬 수 있다. 바이 패스 모드 동작 후 동일한 시점에 바이패스 스위치(M1, M7)이 턴 오프되도록 게이트 직렬 저항(R2, R10)의 값이 설정될 수 있다. Similarly, a high current flowing through the gate series resistor R8 built up through the bypass operation of the S4 switch driver may rapidly charge the gate of S4 as the bypass switch M7 is turned off. The values of the gate series resistors R2 and R10 may be set so that the bypass switches M1 and M7 are turned off at the same time after the bypass mode operation.

또한, M6의 게이트는 R9와 커패시터(C5)에 의해 천천히 충전되며 수십 나노초(ns) 후에 턴 온되며 풀 다운 모드에서 S4의 게이트 전압을 공급해주는 풀 다운 모드용 드라이버 스토리지 커패시터(C4)를 충전할 수 있다. C4 충전 시점을 메인 스위치 게이트 충전 시점 이후로 하여 S4 게이트 라이징 에지에 영향을 주지 않으면서 스토리지 커패시터 충전이 가능하도록 할 수 있다. 오프 펄스 동작 모드에 따라 인버터(130)는 오프 펄스를 출력할 수 있다. 이때, 인버터(130)에 의해 출력되는 오프 펄스의 펄스 폭은 수백 나노 초로 설정하여 방전 스위치 드라이버에 충분한 구동 전력을 공급할 수 있다. In addition, the gate of M6 is slowly charged by R9 and capacitor (C5) and turns on after several tens of nanoseconds (ns) to charge the driver storage capacitor (C4) for pull-down mode that supplies the gate voltage of S4 in pull-down mode. can By setting C4 charging time after the main switch gate charging time, the storage capacitor can be charged without affecting the rising edge of the S4 gate. According to the off pulse operation mode, the inverter 130 may output an off pulse. In this case, the pulse width of the off pulse output by the inverter 130 may be set to several hundreds of nanoseconds to supply sufficient driving power to the discharge switch driver.

인버터 드라이버(140)가 오프 펄스 동작 모드로 동작됨에 따른 펄스 컨트롤러, 인버터 게이트 전압, 인버터 출력 및 방전 스위치 드라이버 출력 파형도가 도 10에 도시된 바와 같다. Waveform diagrams of the pulse controller, the inverter gate voltage, the inverter output, and the discharge switch driver output according to the inverter driver 140 operating in the off-pulse operation mode are shown in FIG. 10 .

인버터 드라이버(140)의 입력이 0V가 되면, S2 게이트의 전위로 인해 M1이 턴 온되어 S2 게이트를 방전한다. 즉, 도 11에서 보여지는 바와 같이, 인버터 드라이버(140)로 펄스 컨트롤러(150)로부터 네거티브 펄스 신호가 입력된 이후 M1 게이트-소스에 음의 전압이 걸리며 턴 온되어 S2 게이트가 방전된다. 오프 펄스 동작 모드에서 충전된 커패시터(C4)는 S4의 게이트로 에너지를 공급하며, 이로 인해 S4는 턴온 상태가 유지되며, 인버터(130)를 풀 다운시켜 풀 다운 모드로 동작시킬 수 있다. When the input of the inverter driver 140 becomes 0V, M1 is turned on due to the potential of the S2 gate to discharge the S2 gate. That is, as shown in FIG. 11 , after a negative pulse signal is input from the pulse controller 150 to the inverter driver 140 , a negative voltage is applied to the M1 gate-source and turned on to discharge the S2 gate. In the off-pulse operation mode, the charged capacitor C4 supplies energy to the gate of S4, thereby maintaining the turned-on state, and the inverter 130 may be pulled down to operate in the pull-down mode.

풀 다운 모드에 따른 펄스 컨트롤러, 인버터 게이트 전압, 인버터 출력 및 방전 스위치 드라이버 출력 파형도는 도 12에 도시된 바와 같다. Waveform diagrams of the pulse controller, the inverter gate voltage, the inverter output, and the discharge switch driver output according to the pull-down mode are shown in FIG. 12 .

다시, 도 3 내지 도 12를 참조하여 인버터 드라이버(140)의 5가지 동작 모드에 대해 설명하였다.Again, five operation modes of the inverter driver 140 have been described with reference to FIGS. 3 to 12 .

인버터 드라이버(140)의 동작 모드에 따라 인버터(130)는 펄스 컨트롤러(150)로부터 입력되는 포지티브 펄스 신호보다 펄스 폭이 짧은 나노 초 온 펄스 출력이 가능케 할 수 있는 이점이 있다. According to the operation mode of the inverter driver 140 , the inverter 130 has the advantage of enabling nanosecond on-pulse output with a shorter pulse width than the positive pulse signal input from the pulse controller 150 .

다시 도 1을 참조하여, 방전 스위치 드라이버(120)는 토로이달 코어를 입력단으로 가지되, 토로이달 코어를 인버터(130)의 출력단과 연결된 컨트롤 루프 케이블이 통과하도록 구성된다.Referring back to FIG. 1 , the discharge switch driver 120 has a toroidal core as an input terminal, and a control loop cable connected to the output terminal of the inverter 130 passes through the toroidal core.

이로 인해, 복수의 방전 스위치 드라이버(120)는 인버터(130)의 출력단과 연결된 컨트롤 루프 케이블을 통해 양극성 펄스를 동시에 입력받아 턴 온 또는 턴 오프될 수 있다. For this reason, the plurality of discharge switch drivers 120 may be turned on or off by simultaneously receiving positive pulses through the control loop cable connected to the output terminal of the inverter 130 .

도 13에는 방전 스위치 드라이버(120)의 회로도가 도시되어 있으며, 턴 온 동작에 따른 회로 동작도가 도 14에 도시되어 있다. 도 14를 참조하면, 방전 스위치 드라이버(120)는 컨트롤 루프 케이블을 통해 온 펄스에 의해 양의 커런트-루프 전류가 입력되면, Q1는 Dr1, C1, Dr4를 통해 트리거링된다. Q1는 즉각적으로 Dr1, C2, R1을 통해 Z1을 턴 온시키게 되며, Z1이 턴 온됨에 따라 C1이 빠르게 P1 게이트를 충전하여 턴 온될 수 있다. FIG. 13 is a circuit diagram of the discharge switch driver 120 , and FIG. 14 shows a circuit operation diagram according to a turn-on operation. Referring to FIG. 14 , when a positive current-loop current is input to the discharge switch driver 120 by an on pulse through the control loop cable, Q1 is triggered through Dr1, C1, and Dr4. Q1 immediately turns on Z1 through Dr1, C2, and R1, and as Z1 is turned on, C1 may quickly charge the P1 gate to be turned on.

도 15에는 방전 스위치 드라이버(120)의 턴 오프 모드에 따른 회로 동작도가 예시되어 있다. 도 15를 참조하면, 인버터(130)의 오프 펄스에 의해 음의 커런트-루프 전류가 방전 스위치 드라이버(120)로 입력되면, Z1 게이트는 D2가 도통됨에 따라 방전된다. 음의 커런트-루프 전류는 Dr3, Dr2, C1, Dr6를 통해 Q2를 트리거링한다. Z2의 게이트 전위가 0V가 됨에 따라 Z2가 켜지고 P1 게이트를 방전시킨다. 또한, 오프 펄스의 넓은 펄스 폭은 충분한 시간 동안 C1의 충전을 가능하게 한다. 충전된 C1은 다음 턴 온 동작시 Z1의 게이트를 빠르게 충전하는 역할을 한다. 15 illustrates a circuit operation diagram according to the turn-off mode of the discharge switch driver 120 . Referring to FIG. 15 , when a negative current-loop current is input to the discharge switch driver 120 by the off pulse of the inverter 130 , the Z1 gate is discharged as D2 conducts. A negative current-loop current triggers Q2 through Dr3, Dr2, C1, and Dr6. As the gate potential of Z2 becomes 0V, Z2 turns on and discharges the P1 gate. Also, the wide pulse width of the off pulse allows charging of C1 for a sufficient time. The charged C1 serves to quickly charge the gate of Z1 during the next turn-on operation.

도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 전원 장치의 고속 게이트 제어 방법을 나타낸 순서도이다. 16 is a flowchart illustrating a high-speed gate control method of a pulse power supply device according to an embodiment of the present invention.

단계 1610에서 인버터 드라이버(140)는 펄스 컨트롤러(150)로부터 포지티브 펄스 신호가 입력됨에 따라 인버터 드라이버(140)는 딜레이 모드로 동작된다.In step 1610 , the inverter driver 140 operates in a delay mode as a positive pulse signal is input from the pulse controller 150 .

인버터 드라이버(140)가 딜레이 모드로 동작됨에 따라 인버터 드라이버(140)는 드라이버 스토리지 커패시터(C1)을 충전시킨다.As the inverter driver 140 operates in the delay mode, the inverter driver 140 charges the driver storage capacitor C1.

단계 1615에서 인버터 드라이버(140)는 펄스 컨트롤러로부터 포지티브 펄스 신호가 입력되고 있는 상태에서 딜레이 모드를 통해 포지티브 펄스 신호의 펄스 폭보다 짧게 S1 게이트 전압을 충전시킨다. 인버터 드라이버(140)는 딜레이 모드를 통해 펄스 컨트롤러의 포지티브 펄스 신호보다 짧게 동시에 충전된 드라이브 스토리지 커패시터(C1)를 이용하여 빠르게 S1 게이트 전압을 충전시킬 수 있다. In step 1615 , the inverter driver 140 charges the S1 gate voltage to be shorter than the pulse width of the positive pulse signal through the delay mode while the positive pulse signal is being input from the pulse controller. The inverter driver 140 may rapidly charge the S1 gate voltage using the drive storage capacitor C1 charged simultaneously shorter than the positive pulse signal of the pulse controller through the delay mode.

단계 1620에서 인버터(130)는 S1 게이트 전압이 빠르게 충전됨에 따라 펄스 컨트롤러로부터 입력되는 포지티브 펄스 신호의 펄스 폭보다 짧은 1마이크로 초 이하의 펄스 폭을 가지는 온 펄스를 출력한다. In step 1620 , the inverter 130 outputs an on pulse having a pulse width of 1 microsecond or less that is shorter than the pulse width of the positive pulse signal input from the pulse controller as the S1 gate voltage is rapidly charged.

단계 1625에서 인버터 드라이버(140)는 펄스 컨트롤러(150)로부터 네거티브 펄스 신호가 입력됨에 따라 이전 동작 모드(온 펄스 동작 모드)에서 턴 온된 바이패스 스위치(M1, M7)에 의해 S2와 S4 게이트로 흐르는 전류를 그라운드로 바이패스시킨다. In step 1625, the inverter driver 140 flows to the gates S2 and S4 by the bypass switches M1 and M7 turned on in the previous operation mode (on pulse operation mode) as a negative pulse signal is input from the pulse controller 150 Bypass the current to ground.

단계 1630에서 인버터 드라이버(140)는 네거티브 펄스 신호의 입력에 따라 상기 턴 온 상태를 유지하던 바이패스 스위치(M1, M7)가 턴 오프됨에 따라 오프 펄스 동작 모드로 동작되어 S2 게이트와 S4 게이트가 충전되며, 풀 다운 모드용 드라이버 저장 커패시터(C4)를 충전시킨다. In step 1630, the inverter driver 140 operates in an off-pulse operation mode as the bypass switches M1 and M7, which maintained the turned-on state, are turned off according to the input of a negative pulse signal, so that gates S2 and S4 are charged. and charges the driver storage capacitor (C4) for pull-down mode.

단계 1635에서 인버터(130)는 S2 게이트와 S4 게이트의 충전에 따라 오프 펄스를 컨트롤 루프 케이블을 통해 출력한다. In step 1635, the inverter 130 outputs an off pulse through the control loop cable according to the charging of the S2 gate and the S4 gate.

단계 1640에서 인버터 드라이버(140)는 펄스 컨트롤러로부터의 네거티브 펄스 신호가 입력된 이후 바이패스 스위치 중 어느 하나(M1)의 게이트와 소스에 음의 전압이 걸리며 턴 온되어 S2 게이트가 방전되며, 상기 충전된 풀 다운 모드용 드라이버 저장 커패시터(C4)에 의해 S4 게이트가 충전되어 풀 다운 모드로 동작한다. In step 1640, the inverter driver 140 is turned on with a negative voltage applied to the gate and source of any one of the bypass switches (M1) after the negative pulse signal from the pulse controller is input to discharge the S2 gate, and the charging The gate S4 is charged by the driver storage capacitor (C4) for the pull-down mode and operates in the pull-down mode.

이제까지 본 발명에 대하여 그 실시 예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시 예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.Up to now, the present invention has been looked at focusing on the embodiments thereof. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that the present invention may be implemented in a modified form without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. The scope of the present invention is indicated in the claims rather than the foregoing description, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.

100: 펄스 전원 장치
110: 방전 스위치
120: 방전 스위치 드라이버
130: 인버터
140: 인버터 드라이버
150: 펄스 컨트롤러100: pulse power supply
110: discharge switch
120: discharge switch driver
130: inverter
140: inverter driver
150: pulse controller

Claims (12)

복수의 파워 셀-상기 복수의 파워셀은 각각 방전 스위치를 포함함;
펄스 신호를 출력하는 펄스 컨트롤러;
다중 출력 변압기를 통해 상기 펄스 컨트롤러와 연결되되, 상기 펄스 신호에 따라 양극성 펄스를 출력하는 인버터;
상기 인버터의 출력과 연결되며, 상기 인버터의 양극성 펄스에 따른 전류를 공급하는 컨트롤 루프 케이블; 및
토로이달 코어를 입력단으로 가지되, 상기 토로이달 코어를 상기 컨트롤 루프 케이블이 통과하도록 구성되며, 연결된 방전 스위치의 게이트와 소스단에 연결되며, 상기 인버터에서 출력되는 양극성 펄스에 따른 전류를 입력받아 연결된 방전 스위치의 제어를 위한 게이트 신호를 출력하는 복수의 방전 스위치 드라이버를 포함하는 펄스 전원 장치.
a plurality of power cells, each of the plurality of power cells including a discharge switch;
a pulse controller that outputs a pulse signal;
an inverter connected to the pulse controller through a multiple output transformer and outputting a bipolar pulse according to the pulse signal;
a control loop cable connected to the output of the inverter and supplying a current according to the positive pulse of the inverter; and
It has a toroidal core as an input terminal, the control loop cable is configured to pass through the toroidal core, is connected to the gate and source terminals of the connected discharge switch, and is connected by receiving a current according to the positive pulse output from the inverter. A pulse power supply including a plurality of discharge switch drivers outputting gate signals for controlling the discharge switches.
 제1 항에 있어서,
상기 인버터는 S1, S2, S3 및 S4 스위치와 상기 펄스 컨트롤러로부터 입력되는 펄스 신호에 따라 상기 S1, S2, S3 및 S4 스위치를 선택적으로 온(On) 또는 오프(Off)시키는 인버터 드라이버를 포함하되,
상기 인버터 드라이버는, 상기 펄스 컨트롤러의 펄스 신호를 이용하여 상기 펄스 신호보다 짧은 펄스를 생성하도록 상기 S1, S2, S3 및 S4 스위치를 선택적으로 온(On) 또는 오프(Off)시키는 것을 특징으로 하는 펄스 전원 장치.
The method of claim 1,
The inverter includes S1, S2, S3 and S4 switches and an inverter driver that selectively turns on or off the S1, S2, S3 and S4 switches according to the pulse signal input from the pulse controller,
The inverter driver selectively turns on or off the S1, S2, S3 and S4 switches to generate a pulse shorter than the pulse signal by using the pulse signal of the pulse controller. power unit.
 제2 항에 있어서,
상기 인버터 드라이버는,
상기 펄스 컨트롤러로부터 포지티브 펄스 신호(positive pulse singal)가 입력됨에 따라 딜레이 모드로 동작되어 드라이브 스토리지 커패시터(C1)를 충전하는 것을 특징으로 하는 펄스 전원 장치.
3. The method of claim 2,
The inverter driver is
Pulse power supply device, characterized in that the operation in the delay mode as a positive pulse signal (positive pulse singal) is input from the pulse controller to charge the drive storage capacitor (C1).
 제3 항에 있어서,
상기 인버터 드라이버는, 상기 펄스 컨트롤러로부터 포지티브 펄스 신호(positive pulse singal)가 입력되고 있는 상태에서, 상기 딜레이 모드를 통해 상기 포지티브 펄스 신호의 펄스 폭보다 짧게 S1 게이트 전압을 충전시키되,
상기 인버터는,
상기 딜레이 모드를 통해 상기 펄스 컨트롤러의 포지티브 펄스 신호보다 짧게 동시에 충전된 상기 드라이브 스토리지 커패시터를 이용하여 빠르게 상기 S1 게이트가 충전됨에 따라 상기 펄스 컨트롤러의 포지티브 펄스 신호보다 짧은 1마이크로초 이하의 온 펄스를 상기 컨트롤 루프 케이블을 통해 상기 복수의 방전 스위치 드라이버로 출력하는 것을 특징으로 하는 펄스 전원 장치.
4. The method of claim 3,
The inverter driver charges the S1 gate voltage to be shorter than the pulse width of the positive pulse signal through the delay mode while a positive pulse signal is being input from the pulse controller,
The inverter is
As the S1 gate is rapidly charged using the drive storage capacitor simultaneously charged shorter than the positive pulse signal of the pulse controller through the delay mode, an on pulse of 1 microsecond or less shorter than the positive pulse signal of the pulse controller is generated. A pulse power supply device, characterized in that the output is output to the plurality of discharge switch drivers through a control loop cable.
 제4 항에 있어서,
상기 인버터 드라이버는,
상기 펄스 컨트롤러로부터 네거티브 펄스 신호가 입력됨에 따라 바이 패스 모드로 동작되어 턴 온된 S1과 S3 게이트를 방전시키되, 온 펄스 동작 모드에서 턴 온되어 턴 온 상태를 유지하는 바이패스 스위치(M1, M7)에 의해 S2 게이트와 S4 게이트로 흐르는 전류를 그라운드로 바이패스시키는 것을 특징으로 하는 펄스 전원 장치.
5. The method of claim 4,
The inverter driver is
As a negative pulse signal is input from the pulse controller, it operates in the bypass mode to discharge the turned-on gates S1 and S3, but is turned on in the on-pulse operation mode to maintain the turned-on state. A pulse power supply device characterized in that the current flowing through the S2 gate and the S4 gate is bypassed to the ground by the S2 gate.
 제5 항에 있어서,
상기 인버터 드라이버는,
상기 네거티브 펄스 신호의 입력에 따라 상기 턴 온 상태를 유지하던 바이패스 스위치(M1, M7)가 턴 오프됨에 따라 오프 펄스 동작 모드로 동작되어 S2 게이트와 S4 게이트가 충전되며, 일정 시간 후에는 풀 다운 모드용 드라이버 저장 커패시터(C4)를 충전시키되,
상기 인버터는 상기 인버터 드라이버의 오프 펄스 동작 모드로의 동작에 따라 오프 펄스에 따른 커런트-루프 전류를 상기 컨트롤 루프 케이블을 통해 출력하는 것을 특징으로 하는 펄스 전원 장치.
6. The method of claim 5,
The inverter driver is
As the bypass switches M1 and M7 maintaining the turned-on state are turned off according to the input of the negative pulse signal, they are operated in an off-pulse operation mode to charge gates S2 and S4, and pull down after a predetermined time. Charge the driver storage capacitor (C4) for the mode,
wherein the inverter outputs a current-loop current according to an off pulse through the control loop cable according to the operation of the inverter driver in an off pulse operation mode.
 제6 항에 있어서,
상기 인버터 드라이버는,
상기 펄스 컨트롤러로부터의 네거티브 펄스 신호가 입력된 이후 바이패스 스위치 중 어느 하나(M1)의 게이트와 소스에 음의 전압이 걸리며 턴 온되어 S2 게이트가 방전되며, 상기 충전된 풀 다운 모드용 드라이버 저장 커패시터(C4)에 의해 S4 게이트의 충전상태를 유지시켜 풀 다운 모드로 동작되는 것을 특징으로 하는 펄스 전원 장치.
7. The method of claim 6,
The inverter driver is
After the negative pulse signal from the pulse controller is input, a negative voltage is applied to the gate and the source of any one of the bypass switches (M1) and turned on to discharge the S2 gate, and the charged driver storage capacitor for the pull-down mode A pulse power supply device, characterized in that it is operated in a pull-down mode by maintaining the state of charge of the gate S4 by (C4).
 제1 항에 있어서,
상기 인버터 드라이버는 비대칭 풀 브릿지 드라이버로 구성되는 것을 특징으로 하는 펄스 전원 장치.
The method of claim 1,
The inverter driver is a pulse power supply, characterized in that consisting of an asymmetric full bridge driver.
 각각 방전 스위치를 포함하는 복수의 파워 셀이 직렬 연결되며, 상기 방전 스위치와 각각 연결된 방전 스위치 드라이버가 컨트롤 루프 케이블을 통해 인버터의 출력단과 연결된 펄스 전원 장치의 고속 게이트 제어 방법에 있어서-상기 인버터는 비대칭 풀 브릿지 드라이버로 구성되는 인버터 드라이버를 포함함,
펄스 컨트롤러로부터 포지티브 펄스 신호를 입력받는 단계;
상기 포지티브 펄스 신호의 입력에 따라 딜레이 모드로 동작되어 드라이브 스토리지 커패시터(C1)을 충전하는 단계;
상기 딜레이 모드를 통해 상기 포지티브 펄스 신호의 폭보다 짧게 S1 게이트 전압을 충전하는 단계; 및
상기 딜레이 모드를 통해 상기 펄스 컨트롤러의 포지티브 펄스 신호보다 짧게 동시에 충전된 상기 드라이브 스토리지 커패시터(C1)를 이용하여 빠르게 상기 S1 게이트 전압이 충전됨에 따라 상기 펄스 컨트롤러의 포지티브 펄스 신호의 펄스 폭보다 짧은 1마이크로초 이하의 온 펄스를 상기 컨트롤 루프 케이블을 통해 상기 방전 스위치 드라이브로 출력하는 단계를 포함하는 펄스 전원 장치의 고속 게이트 제어 방법.
In the high-speed gate control method of a pulse power supply device in which a plurality of power cells each including a discharge switch are connected in series, and a discharge switch driver respectively connected to the discharge switch is connected to an output terminal of an inverter through a control loop cable - The inverter is asymmetric Includes an inverter driver configured as a full bridge driver;
receiving a positive pulse signal from a pulse controller;
charging a drive storage capacitor (C1) by operating in a delay mode according to the input of the positive pulse signal;
charging the S1 gate voltage to be shorter than the width of the positive pulse signal through the delay mode; and
As the S1 gate voltage is rapidly charged using the drive storage capacitor C1 simultaneously charged shorter than the positive pulse signal of the pulse controller through the delay mode, 1 micrometer shorter than the pulse width of the positive pulse signal of the pulse controller and outputting an ON pulse of less than a second to the discharge switch drive through the control loop cable.
 제9 항에 있어서,
상기 펄스 컨트롤러로부터 네거티브 펄스 신호가 입력됨에 따라 바이 패스 모드로 동작되어 턴 온된 S1과 S3 게이트를 방전시키되, 온 펄스 동작 모드에서 턴 온되어 턴 온 상태를 유지하는 바이패스 스위치(M1, M7)에 의해 S2 게이트와 S4 게이트로 흐르는 전류를 그라운드로 바이패스시키는 단계를 더 포함하는 펄스 전원 장치의 고속 게이트 제어 방법.
10. The method of claim 9,
As a negative pulse signal is input from the pulse controller, it operates in the bypass mode to discharge the turned-on gates S1 and S3, but is turned on in the on-pulse operation mode to maintain the turned-on state. and bypassing the current flowing through the S2 gate and the S4 gate to the ground by the pulse power supply device.
 제9 항에 있어서,
상기 네거티브 펄스 신호의 입력에 따라 상기 턴 온 상태를 유지하던 바이패스 스위치(M1, M7)가 턴 오프됨에 따라 오프 펄스 동작 모드로 동작되어 S2 게이트와 S4 게이트가 충전되며, 일정 시간 후에는 풀 다운 모드용 드라이버 저장 커패시터(C4)를 충전시키는 단계; 및
상기 인버터 드라이버의 오프 펄스 동작 모드로의 동작에 따라 오프 펄스에 따른 커런트-루프 전류를 상기 컨트롤 루프 케이블을 통해 출력하는 단계를 더 포함하는 펄스 전원 장치의 고속 게이트 제어 방법.
10. The method of claim 9,
As the bypass switches M1 and M7 maintaining the turned-on state are turned off according to the input of the negative pulse signal, they are operated in an off-pulse operation mode to charge gates S2 and S4, and pull down after a predetermined time. charging the driver storage capacitor C4 for mode; and
and outputting a current-loop current according to an off pulse according to the operation of the inverter driver in an off pulse operation mode through the control loop cable.
 제9 항에 있어서,
상기 펄스 컨트롤러로부터의 네거티브 펄스 신호가 입력된 이후 바이패스 스위치 중 어느 하나(M1)의 게이트와 소스에 음의 전압이 걸리며 턴 온되어 S2 게이트가 방전되며, 상기 충전된 풀 다운 모드용 드라이버 저장 커패시터(C4)에 의해 S4 게이트의 충전상태를 유지시켜 풀 다운 모드로 동작하는 단계를 더 포함하는 펄스 전원 장치의 고속 게이트 제어 방법.

10. The method of claim 9,
After the negative pulse signal from the pulse controller is input, a negative voltage is applied to the gate and the source of any one of the bypass switches (M1) and turned on to discharge the S2 gate, and the charged driver storage capacitor for the pull-down mode High-speed gate control method of a pulse power supply device further comprising the step of maintaining the state of charge of the gate S4 by (C4) and operating in a pull-down mode.
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