RU205307U1 - Controlled nanosecond pulse generator - Google Patents

Controlled nanosecond pulse generator Download PDF

Info

Publication number
RU205307U1
RU205307U1 RU2021100853U RU2021100853U RU205307U1 RU 205307 U1 RU205307 U1 RU 205307U1 RU 2021100853 U RU2021100853 U RU 2021100853U RU 2021100853 U RU2021100853 U RU 2021100853U RU 205307 U1 RU205307 U1 RU 205307U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
driver
input
output
gate
inverting
Prior art date
Application number
RU2021100853U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Олег Леонидович Негреба
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "АЕДОН"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "АЕДОН" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "АЕДОН"
Priority to RU2021100853U priority Critical patent/RU205307U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU205307U1 publication Critical patent/RU205307U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/335Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of semiconductor devices with more than two electrodes and exhibiting avalanche effect
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/35Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use, as active elements, of bipolar semiconductor devices with more than two PN junctions, or more than three electrodes, or more than one electrode connected to the same conductivity region
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/53Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback

Landscapes

  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к драйверному устройству, и может применяться при проектировании преобразователей напряжения для формирования импульсов питания различных нагрузок, например, затвора полевого транзистора, обмотки импульсного трансформатора и др. Управляемый генератор наносекундных импульсов, содержащий драйвер затвора, включающий прямой вход драйвера, инвертирующий вход драйвера и выход драйвера дополнительно содержит цепь создания высокого уровня напряжения на прямом входе драйвера и управляющее устройство, подключаемые к прямому входу драйвера, а выход драйвера замыкается на инвертирующий вход драйвера. Техническим результатом полезной модели является создание управляемого генератора наносекундных импульсов посредством формирования наносекундных импульсов с помощью драйвера затвора без применения ШИМ-контроллера или цифрового микроконтроллера.The utility model relates to electrical engineering, in particular to a driver device, and can be used in the design of voltage converters for generating pulses of power supply of various loads, for example, a gate of a field-effect transistor, a winding of a pulse transformer, etc. A controlled nanosecond pulse generator containing a gate driver that includes a direct input the driver inverting the driver input and the driver output additionally contains a circuit for creating a high voltage level at the direct input of the driver and a control device connected to the direct input of the driver, and the output of the driver is closed to the inverting input of the driver. The technical result of the utility model is the creation of a controlled generator of nanosecond pulses by forming nanosecond pulses using a gate driver without using a PWM controller or digital microcontroller.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, в частности к драйверному устройству, и может применяться при проектировании преобразователей напряжения для формирования импульсов питания различных нагрузок, например, затвора полевого транзистора, обмотки импульсного трансформатора и др.The utility model relates to electrical engineering, in particular to a driver device, and can be used in the design of voltage converters to generate pulses for supplying various loads, for example, a gate of a field-effect transistor, winding of a pulse transformer, etc.

Известно устройство LM5112 (продукция компании TexasInstruments; https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm5112.pdf), представляющее собой высокоскоростной одноканальный драйвер затвора полевого транзистора с высоким выходным пиковым током (7А). Высокий выходной ток устройства LM5112 включает и выключает полевой транзистор с короткими временами нарастания и спада, тем самым значительно снижая потери при его переключении. Устройство LM5112 включает в себя как прямой, так и инвертирующий входы, которые обеспечивают гибкость управления полевым транзистором с помощью логических сигналов низкого или высокого уровня.Known device LM5112 (products of Texas Instruments; https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm5112.pdf), which is a high-speed single-channel gate driver of a field-effect transistor with a high output peak current (7A). The high output current of the LM5112 turns the FET on and off with short rise and fall times, thereby significantly reducing switching losses. The LM5112 includes both direct and inverting inputs, which provide the flexibility to drive the FET with logic low or high.

Известно устройство FAN3100C (продукция компании ONSemiconductor; https://www.onsemi.com/pub/Collateral/FAN31 OOT-D.PDF), представляющее собой драйвер затвора полевого транзистора для приложений, в которых требуется его коммутация с нижней стороны путем обеспечения высоких пиковых импульсов тока в течение коротких интервалов коммутации. Внутренняя схема устройства FAN3100C содержит в себе также функцию блокировки работы при пониженном напряжении питания.Known device FAN3100C (products of ONSemiconductor; https://www.onsemi.com/pub/Collateral/FAN31 OOT-D.PDF), which is a gate driver for a field-effect transistor for applications that require its switching from the lower side by providing high peak current pulses during short switching intervals. The internal circuitry of the FAN3100C also contains an undervoltage blocking function.

Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство МАХ5048С (продукция компании MaximIntegrated; https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX5048C.pdf), представляющее собой высокоскоростной драйвер затвора полевого транзистора с выходными пиковыми втекающими/вытекающими токами 7А/3А. Это устройство работает с входными сигналами логических уровней и может управлять мощным внешним полевым транзистором. Устройство имеет прямой и инвертирующий входы, которые предоставляют гибкость при управлении полевым транзистором.The closest to the proposed utility model is the MAX5048C device (products of MaximIntegrated; https://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX5048C.pdf), which is a high-speed gate driver for a field-effect transistor with output peak inflow / outflow currents of 7A / 3A ... This device works with input signals of logic levels and can drive a powerful external field-effect transistor. The device has direct and inverting inputs, which provide flexibility in driving the FET.

Общим недостатком данных устройств при включении их в схему управления преобразователей напряжения является необходимость наличия ШИМ-контроллера или цифрового микроконтроллера.A common disadvantage of these devices when they are included in the control circuit of voltage converters is the need for a PWM controller or digital microcontroller.

Технический результат заключается в создании управляемого генератора наносекундных импульсов посредством формирования наносекундных импульсов с помощью драйвера затвора без применения ШИМ-контроллера или цифрового микроконтроллера.The technical result consists in creating a controlled generator of nanosecond pulses by forming nanosecond pulses using a gate driver without using a PWM controller or digital microcontroller.

Технический результат достигается тем, что управляемый генератор наносекундных импульсов, содержащий драйвер затвора, включающий в себя прямой вход драйвера, инвертирующий вход драйвера и выход драйвера, отличающийся тем, что дополнительно содержит цепь создания высокого логического уровня напряжения на прямом входе драйвера и управляющее устройство, подключаемые к прямому входу драйвера, а выход драйвера замыкается на инвертирующий вход драйвера.The technical result is achieved in that a controlled nanosecond pulse generator containing a gate driver, including a direct driver input, an inverting driver input and a driver output, characterized in that it additionally contains a circuit for creating a high logic voltage level at the direct input of the driver and a control device connected to the direct input of the driver, and the output of the driver is closed to the inverting input of the driver.

Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана схема управляемого генератора наносекундных импульсов.The essence of the proposed utility model is illustrated by drawings, where Fig. 1 shows a schematic diagram of a controlled nanosecond pulse generator.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения:FIG. 1 the following designations are adopted:

1 - драйвер;1 - driver;

2 - нагрузка;2 - load;

3 - прямой вход драйвера;3 - direct driver input;

4 - инвертирующий вход драйвера;4 - inverting input of the driver;

5 - выход драйвера;5 - driver output;

6 - цепь создания высокого логического уровня напряжения;6 - circuit for creating a high logic voltage level;

7 - управляющее устройство.7 - control device.

Предложенная схема управляемого генератора наносекундных импульсов (фиг. 1) служит для импульсного питания различных нагрузок в преобразователях напряжения, например, затвора полевого транзистора, обмотки импульсного трансформатора и др.The proposed circuit of a controlled generator of nanosecond pulses (Fig. 1) is used for pulsed power supply of various loads in voltage converters, for example, a gate of a field-effect transistor, a winding of a pulse transformer, etc.

В рассматриваемой схеме управляемый генератор наносекундных импульсов построен на драйвере 1, имеющем прямой вход драйвера 3 и инвертирующий вход драйвера 4. Высокий логический уровень напряжения на прямом входе драйвера 3 обеспечивается цепью создания высокого логического уровня напряжения 6, к прямому входу драйвера 3 подключено также управляющее устройство 7.In the scheme under consideration, a controlled nanosecond pulse generator is built on driver 1, which has a direct driver input 3 and an inverting driver input 4. A high logic voltage level at the direct input of driver 3 is provided by a circuit for creating a high logic voltage level 6, a control device is also connected to the direct input of driver 3 7.

Основным принципом, заложенным в полезной модели, является использование задержки прохождения сигнала от прямого входа драйвера 3 и от инвертирующего входа драйвера 4 до выхода драйвера 5 (единицы-десятки наносекунд) для формирования на нагрузке 2 наносекундных импульсов напряжения фиксированной ширины.The basic principle inherent in the utility model is the use of a signal propagation delay from the direct input of driver 3 and from the inverting input of driver 4 to the output of driver 5 (units to tens of nanoseconds) to form 2 nanosecond voltage pulses of a fixed width at the load.

Для этого выход драйвера 5 замыкается на инвертирующий вход драйвера 4. Такое включение приводит к тому, что при высоком логическом уровне напряжения на прямом входе драйвера 3, создаваемом цепью создания высокого логического уровня напряжения 6, появляется напряжение на выходе драйвера 5, что приводит к питанию нагрузки 2 и к появлению высокого логического уровня напряжения на инвертирующем входе драйвера 4, что через время задержки (единицы-десятки наносекунд) переводит выход драйвера 5 и связанный с ним инвертирующий вход драйвера 4 в низкоуровневое состояние, снимая напряжение с нагрузки 2.For this, the output of the driver 5 is closed to the inverting input of the driver 4. Such inclusion leads to the fact that at a high logic voltage level at the direct input of the driver 3, created by the circuit for creating a high logic level of voltage 6, a voltage appears at the output of the driver 5, which leads to power supply load 2 and to the appearance of a high logic voltage level at the inverting input of the driver 4, which after a delay time (units-tens of nanoseconds) transfers the output of the driver 5 and the associated inverting input of the driver 4 to a low-level state, removing the voltage from the load 2.

После этого через примерно то же время задержки на выходе драйвера 5 снова появляется высокий логический уровень напряжения, нагрузка 2 снова запитывается, и описанный процесс повторяется с периодом, равным примерно удвоенному времени задержки. Управление коэффициентом заполнения или отключением выходных импульсов на выходе драйвера 5 реализуется управляющим устройством 7, устанавливающим прямой вход драйвера 3 в состояние низкого логического уровня напряжения в необходимый момент на необходимое время.After that, after approximately the same delay time, a high logic voltage level appears again at the output of the driver 5, the load 2 is again powered, and the described process is repeated with a period equal to approximately twice the delay time. Controlling the duty cycle or turning off the output pulses at the output of the driver 5 is implemented by the control device 7, which sets the direct input of the driver 3 to a state of a low logic voltage level at the required moment for the required time.

Claims (1)

Управляемый генератор наносекундных импульсов, содержащий драйвер затвора, включающий в себя прямой вход драйвера, инвертирующий вход драйвера и выход драйвера, отличающийся тем, что дополнительно содержит цепь создания высокого уровня напряжения на прямом входе драйвера и управляющее устройство, подключаемые к прямому входу драйвера, а выход драйвера замыкается на инвертирующий вход драйвера.A controlled nanosecond pulse generator containing a gate driver, which includes a direct driver input, an inverting driver input and a driver output, characterized in that it additionally contains a circuit for creating a high voltage level at the direct input of the driver and a control device connected to the direct input of the driver, and the output the driver is closed to the inverting input of the driver.
RU2021100853U 2021-01-15 2021-01-15 Controlled nanosecond pulse generator RU205307U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021100853U RU205307U1 (en) 2021-01-15 2021-01-15 Controlled nanosecond pulse generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021100853U RU205307U1 (en) 2021-01-15 2021-01-15 Controlled nanosecond pulse generator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU205307U1 true RU205307U1 (en) 2021-07-08

Family

ID=76820374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021100853U RU205307U1 (en) 2021-01-15 2021-01-15 Controlled nanosecond pulse generator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU205307U1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1804271A1 (en) * 1991-04-24 1996-06-27 Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе Generator of high-power nanosecond pulses
US7901930B2 (en) * 2005-04-22 2011-03-08 University Of Southern California High voltage nanosecond pulse generator using fast recovery diodes for cell electro-manipulation
US8120207B2 (en) * 2008-05-23 2012-02-21 University Of Southern California Nanosecond pulse generator with a protector circuit
RU2580787C1 (en) * 2015-02-11 2016-04-10 Михаил Владимирович Ефанов High-power nanosecond pulse generator (versions)
RU164400U1 (en) * 2016-04-26 2016-08-27 Василий Федорович Вильчинский IGNITION PULSE GENERATOR WITH NANOSECOND FRONT ON THE BASIS OF DRIFT DIODES WITH ACCIDENT RECOVERY (DDRV)
RU2716289C1 (en) * 2019-08-14 2020-03-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН) Excitation pulse generator

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1804271A1 (en) * 1991-04-24 1996-06-27 Физико-технический институт им.А.Ф.Иоффе Generator of high-power nanosecond pulses
US7901930B2 (en) * 2005-04-22 2011-03-08 University Of Southern California High voltage nanosecond pulse generator using fast recovery diodes for cell electro-manipulation
US8120207B2 (en) * 2008-05-23 2012-02-21 University Of Southern California Nanosecond pulse generator with a protector circuit
RU2580787C1 (en) * 2015-02-11 2016-04-10 Михаил Владимирович Ефанов High-power nanosecond pulse generator (versions)
RU164400U1 (en) * 2016-04-26 2016-08-27 Василий Федорович Вильчинский IGNITION PULSE GENERATOR WITH NANOSECOND FRONT ON THE BASIS OF DRIFT DIODES WITH ACCIDENT RECOVERY (DDRV)
RU2716289C1 (en) * 2019-08-14 2020-03-11 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук (ИОА СО РАН) Excitation pulse generator

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhou et al. A gate driver of SiC MOSFET with passive triggered auxiliary transistor in a phase-leg configuration
RU205307U1 (en) Controlled nanosecond pulse generator
CN108777543B (en) Synchronous rectification converter and switching tube driving method thereof
CN115225078B (en) Level detection circuit and level conversion circuit
JP2009153315A (en) Power conversion apparatus
TWI614991B (en) Driving circuit, converter and driving method
TWI513185B (en) A driving method and a gate driver
Kang et al. A 15-V, 40-kHz class-D gate driver IC with 62% energy recycling rate
RU168663U1 (en) CONTROLLER OF A WIDTH-PULSE CONTROL WITH A FIXED ON TIME
RU135865U1 (en) DEVICE OF WIDTH-PULSE CONTROL OF THE REVERSE FOLLOW-UP ELECTRIC DRIVE ENGINE (OPTIONS)
RU1830603C (en) One-shot direct voltage transducer
SU777794A1 (en) Device for controlling dc regulator with artificial switching
SU678606A1 (en) Ac power regulator
SU974562A1 (en) Versions of pulse shaper
SU991550A1 (en) Device for control of transistorized converter with overload protection
JPH0356064A (en) Driving circuit of semiconductor element for power
RU1798871C (en) Control pulse generator for two-operation thyristor
SU678669A1 (en) Arrangement for pulse current supply of inductive load
SU445103A1 (en) Device for controlling a non-contact DC motor
SU379959A1 (en) THREE PHASE INVERTER
SU902222A1 (en) Square-wave generator
TW202234807A (en) Power converter including switch components having different safe working regions
JPS56107778A (en) Supplying method of electric power
SU581559A1 (en) Solid-state inverter
SU555521A1 (en) DC to DC converter