RU2087070C1 - Switching device - Google Patents
Switching device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2087070C1 RU2087070C1 RU94019581A RU94019581A RU2087070C1 RU 2087070 C1 RU2087070 C1 RU 2087070C1 RU 94019581 A RU94019581 A RU 94019581A RU 94019581 A RU94019581 A RU 94019581A RU 2087070 C1 RU2087070 C1 RU 2087070C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- capacitor
- winding
- series
- diode
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к сильноточной полупроводниковой технике и может быть использовано в источниках питания мощных лазеров и ускорителей, а так же в преобразовательной технике в качестве переключающего устройства. The invention relates to high-current semiconductor technology and can be used in power sources of powerful lasers and accelerators, as well as in conversion technology as a switching device.
Известно [1] переключающее устройство, содержащее коммутирующую цепь из последовательно соединенных дросселя насыщения, диода и реверсивно включаемого динистора (РВД), цепь управления, подключенную параллельно РВД и состоящую из последовательно соединенных тиристора, катушки индуктивности и коммутирующего конденсатора, а так же источник зарядного напряжения, подключенный параллельно конденсатору и соединенный положительным полюсом с катодом РВД. It is known [1] a switching device containing a switching circuit from a series-connected saturation inductor, a diode and a reversibly switched dinistor (RVD), a control circuit connected in parallel to the RVD and consisting of a thyristor, an inductor and a switching capacitor, as well as a charging voltage source connected in parallel to the capacitor and connected by a positive pole to the cathode of the WFD.
При включении тиристора к РВД прикладывается отрицательное напряжение и через него проходит короткий импульсов тока управления Iу, являющийся обратным по отношению к входному коммутируемому току. В процессе прохождения тока Iу сердечник дросселя находится в ненасыщенном состоянии, при этом индуктивность дросселя велика и величина тока, проходящего через входные клеммы устройства пренебрежительно мала. В результате ток управления РВД фактически равен току разряда коммутирующего конденсатора. Ток управления обуславливает накопление в структуре РВД значительного включающего заряда, необходимого для последующей однородной по площади коммутации мощного импульса входного тока. Величина включающего заряда зависит от конструктивных и электрофизических параметров РВД и пропорциональная скорости нарастания входного тока.When the thyristor is applied to the RVD negative voltage and passes through a short control pulse current I y, which is the inverse of the input switched current. During the passage of current I , the core of the inductor is in an unsaturated state, while the inductance of the inductor is large and the amount of current passing through the input terminals of the device is negligible. As a result, the RVD control current is actually equal to the discharge current of the switching capacitor. The control current determines the accumulation in the structure of the high pressure hitch of a significant switching charge, which is necessary for a subsequent powerful input current pulse, uniform in area of switching. The value of the inclusion charge depends on the design and electrophysical parameters of the WFD and is proportional to the rate of rise of the input current.
После насыщения сердечника дросселя, его индуктивность резко уменьшается. При этом к РВД прикладывается и коммутирует быстронарастающий импульс входного тока. Вследствие однородного по площади переключения коммутационные потери в РВД очень малы, а коммутационные возможности прибора фактически пропорциональны его рабочей площади. After saturation of the core of the inductor, its inductance decreases sharply. At the same time, a fast-growing pulse of the input current is applied and commutated to the WFD. Due to the uniform switching area, the switching losses in the high pressure hoses are very small, and the switching capabilities of the device are actually proportional to its working area.
Недостатком рассмотренного устройства является то, что в исходном состоянии к тиристору цепи управления прикладывается суммарное напряжение, складывающееся из входного напряжения устройства Uвх и напряжения заряда коммутирующего конденсатора Uу.The disadvantage of the considered device is that in the initial state a total voltage is applied to the thyristor of the control circuit, which is the sum of the input voltage of the device U in and the charge voltage of the switching capacitor U у .
При этом в высоковольтном переключающем устройстве необходимо использовать блок последовательно соединенных тиристоров, что понижает надежность работы устройства, увеличивает его стоимость и весогабариты. Кроме того, изоляционная прочность источника зарядного напряжения также должна быть рассчитана на суммарное напряжение Uвх+Uу, что повышает его стоимость и весогабариты и снижает надежность работы.At the same time, in a high-voltage switching device, it is necessary to use a block of series-connected thyristors, which reduces the reliability of the device, increases its cost and weight. In addition, the insulating strength of the charging voltage source must also be designed for the total voltage U in + U y , which increases its cost and weight and reduces the reliability.
За прототип принято переключающее устройство [2] в котором благодаря использованию повышающего импульсного трансформатора существенно уменьшается напряжение на элементах цепи управления. The prototype is a switching device [2] in which, thanks to the use of a step-up pulse transformer, the voltage on the elements of the control circuit is significantly reduced.
Устройство содержит подключенную к входным клеммам коммутирующую цепь из последовательно соединенных дросселя насыщения, диода и РВД, трансформатор, к первой обмотке которого подключена цепь управления, состоящая из последовательно соединенных тиристора, катушки индуктивности и первого конденсатора, источник зарядного напряжения, подключенный параллельно первому конденсатору и соединенный положительным выводом с началом первой обмотки трансформатора, начало второй обмотки которого соединено с катодом РВД, а так же второй конденсатор, включенный между анодом РВД и концом второй обмотки трансформатора и цепь размагничивания, состоящую из последовательно соединенных источника тока и обмоток размагничивания дросселя и трансформатора. The device comprises a switching circuit connected to input terminals from a series-connected saturation inductor, a diode and a high pressure switch, a transformer, to the first winding of which a control circuit consisting of a thyristor, an inductor and a first capacitor is connected in series, a charging voltage source connected in parallel to the first capacitor and connected a positive terminal with the beginning of the first winding of the transformer, the beginning of the second winding of which is connected to the cathode of the high pressure transformer, as well as the second condensation Op connected between the RVD anode and end of the second winding of the transformer and the demagnetization circuit consisting of serially connected power source and the coils and the choke transformer demagnetization.
При включении тристора происходит перезаряд первого конденсатора через первую обмотку трансформатора. Исходное напряжение заряда первого конденсатора существенно меньше величины входного напряжения устройства, а количества витков его первой обмотки. В результате при разряде первого конденсатора на второй обмотке трансформатора возникает импульс напряжения с амплитудой, превышающей величину напряжения заряда второго конденсатора. При этом к РВД прикладывается обратное напряжение и через него проходит импульс обратного тока управления Iу, являющийся током подзаряда второго конденсатора. Момент окончания тока Iу совпадает с моментом насыщения сердечника дросселя. При этом напряжение на РВД меняет знак, РВД переключается и через него проходит мощный быстронарастающий импульс входного тока. После окончания процесса коммутации через обмотки размагничивания дросселя и трансформатора проходит небольшой ток размагничивания, приводящий сердечник этих нелинейных элементов в исходное магнитное состояние.When the tristor is turned on, the first capacitor is recharged through the first transformer winding. The initial charge voltage of the first capacitor is significantly less than the input voltage of the device, and the number of turns of its first winding. As a result, when the first capacitor is discharged, a voltage pulse with an amplitude exceeding the charge voltage of the second capacitor arises on the second winding of the transformer. In this case, a reverse voltage is applied to the WFD and a pulse of the reverse control current I y passes through it, which is the charge current of the second capacitor. The moment of termination of the current I y coincides with the time of saturation of the core of the inductor. In this case, the voltage on the HPH changes sign, the HPH switches and a powerful fast-growing pulse of the input current passes through it. After the end of the switching process, a small demagnetization current passes through the demagnetizing windings of the inductor and transformer, bringing the core of these nonlinear elements to the initial magnetic state.
Недостатком устройства прототипа является большая энергоемкость цепи управления, обеспечивающей накопление в структуре РВД полного включающего заряда. The disadvantage of the device of the prototype is the large energy consumption of the control circuit, which ensures the accumulation in the structure of the WFD of a full inclusion charge.
Другим недостатком является отсутствие мер, исключающих возможность резких всплесков напряжения на РВД. Кроме того, при быстром перезаряде коммутирующего конденсатора (длительность тока управления не превышает 1 2 мкс) на тиристоре цепи управления возникает значительные перенапряжения в момент его обратного восстановления из-за ЭДС самоиндукции на катушке индуктивности этой цепи, что может привести к пробою тиристора. Нежелательной является также и возможность трансформации напряжения в цепь управления и в цепь размагничивания при заряде второго конденсатора устройства. При этом может произойти аварийное переключение ключевых элементов этих цепей. Рассмотренные недостатки снижает надежность работы РВД по причине возможного переключения под воздействием "эффекта du/dt" или из-за нарушения режима работы цепей управления и размагничивания, вызванного пробоем или аварийным включением ключевых элементов этих цепей. Another disadvantage is the lack of measures that exclude the possibility of sharp voltage surges on the WFD. In addition, when the switching capacitor is quickly recharged (the control current does not exceed 1 2 μs), the control circuit thyristor experiences significant overvoltages at the time of its reverse recovery due to the self-induction EMF on the inductor of this circuit, which can lead to breakdown of the thyristor. The possibility of voltage transformation into a control circuit and into a demagnetization circuit when charging a second capacitor of the device is also undesirable. In this case, failover of the key elements of these circuits may occur. The considered disadvantages reduce the reliability of the HPH operation due to the possible switching under the influence of the "du / dt effect" or due to a violation of the operating mode of the control and demagnetization circuits caused by breakdown or emergency switching on of the key elements of these circuits.
Задачей изобретения является уменьшение энергоемкости цепи управления и повышение надежности работы переключающего устройства за счет повышения надежности РВД. The objective of the invention is to reduce the energy consumption of the control circuit and increase the reliability of the switching device by increasing the reliability of the WFD.
Указанная задача решается в переключающем устройстве, содержащем коммутирующую цепь из последовательно соединенных дросселя насыщения, диода и реверсивно включаемого динистора, трансформатор, цепь управления из последовательно соединенных тиристора, катушки индуктивности и первого конденсатора, подключенную параллельно первой обмотке трансформатора, цепь размагничивания, состоящую из последовательно соединенных обмотки размагничивания дросселя насыщения и источника тока; второй конденсатор, соединенный одним выводом с анодом реверсивно включаемого динистора, источник напряжения, подключенный параллельно первому конденсатору и соединенный положительным выводом с началом первой обмотки трансформатора, начало второй обмотки которого соединено с катодом реверсивно включаемого динистора. Новым является то, что в устройство дополнительно введены резистор, два дополнительных диода и обмотка размагничивания трансформаторов, при этом резистор включен между концом второй обмотки трансформатора и вторым выводом второго конденсатора, первый дополнительный диод подключен параллельно первому конденсатору и его катод соединен с положительным полюсом источника напряжения; второй дополнительный диод подключен параллельно второй обмотке трансформатора и его катод соединен с ее началом, обмотка размагничивания трансформатора соединена последовательно с обмоткой размагничивания дросселя насыщения и источником тока цепи размагничивания, причем трансформатор выполнен в виде трансформатора насыщения. This problem is solved in a switching device containing a switching circuit from a series-connected saturation inductor, a diode and a reversibly connected dynistor, a transformer, a control circuit from a series-connected thyristor, an inductor and a first capacitor connected in parallel to the first winding of the transformer, a demagnetization circuit, consisting of series-connected windings of demagnetization of saturation inductor and current source; a second capacitor connected by one terminal to the anode of the reversibly switched dinistor, a voltage source connected in parallel with the first capacitor and connected by a positive terminal to the beginning of the first winding of the transformer, the beginning of the second winding of which is connected to the cathode of the reversibly switched dinistor. New is that a resistor, two additional diodes and a demagnetization winding of transformers are additionally introduced into the device, while the resistor is connected between the end of the second transformer winding and the second output of the second capacitor, the first additional diode is connected parallel to the first capacitor and its cathode is connected to the positive pole of the voltage source ; the second additional diode is connected in parallel with the second winding of the transformer and its cathode is connected to its beginning, the demagnetization winding of the transformer is connected in series with the demagnetization winding of the saturation inductor and the current source of the demagnetization circuit, and the transformer is made in the form of a saturation transformer.
Указанная задача решается при выполнении источника тока цепи размагничивания в виде цепи из последовательно соединенных катушки индуктивности, тиристора и конденсатора, а также источника напряжения и диода, подключенных параллельно конденсатору, причем катод диода соединен с положительным полюсом источника напряжения. This problem is solved by performing a current source of the demagnetization circuit in the form of a chain of inductors, thyristor and capacitor connected in series, as well as a voltage source and a diode connected in parallel to the capacitor, the diode cathode connected to the positive pole of the voltage source.
Суть изобретения поясняется чертежом, на котором представлена электрическая схема переключающего устройства. The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows the electrical circuit of the switching device.
Приняты следующие обозначения:
1 дроссель насыщения, 2 диод коммутирующей цепи, 3 реверсивно включаемый динистор (РВД), 4 обмотка размагничивания дросселя, 5 обмотка размагничивания трансформатора насыщения, 6 источник тока цепи размагничивания, 7 второй конденсатор, 8 трансформатор насыщения, 9 - тиристор, 10 катушка индуктивности, 11 первый конденсатор, 12 источник напряжения, 13 резистор, 14 первый дополнительный диод, 15 второй дополнительный диод, 16 катушка индуктивности цепи размагничивания, 17 - тиристор цепи размагничивания, 18 диод цепи размагничивания, 19 - конденсатор цепи размагничивания, 20 источник напряжения цепи размагничивания, 21 входная цепь, 22 катушка индуктивности входной цепи, 23 конденсатор входной цепи, 24 источник напряжения входной цепи.The following notation is accepted:
1 saturation inductor, 2 switching diode, 3 reversibly switched dynistor (RVD), 4 inductor demagnetization winding, 5 saturation demagnetization winding, 6 demagnetization current source, 7 second capacitor, 8 saturation transformer, 9 - thyristor, 10 inductor, 11 first capacitor, 12 voltage source, 13 resistor, 14 first additional diode, 15 second additional diode, 16 demagnetization inductance coil, 17 - demagnetization circuit thyristor, 18 demagnetization circuit diode, 19 - p circuit capacitor magnetization, 20 demagnetization circuit voltage source, 21 input circuit, 22 input circuit inductor, 23 input circuit capacitor, 24 input circuit voltage source.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. В исходном состоянии конденсаторы 11, 19 заряжены до небольшого напряжения от источников 12, 20. Конденсатор 7 заряжен до напряжения источника 25 прикладываемого к входным клеммам устройства. При включении тиристора 17 происходит разряд конденсатора 19 через обмотки размагничивания 4, 5 и катушку 16. При этом осуществляется размагничивание сердечников дросселя 1 и трансформатора 8. Диод 18 исключает перезаряд конденсатора 19, при этом устраняется возможность перенапряжения на тиристоре 17 и достигается медленный спад тока размагничивания после достижения максимального значения, что облегчает процесс согласования момента коммутации входного тока с максимумом тока размагничивания. Катушка индуктивности 16 блокирует напряжение, возникающее на обмотках размагничивания 4, 5 в процессе коммутации входного тока. The proposed device operates as follows. In the initial state, the capacitors 11, 19 are charged to a small voltage from the sources 12, 20. The capacitor 7 is charged to the voltage of the source 25 applied to the input terminals of the device. When the thyristor 17 is turned on, the capacitor 19 is discharged through the demagnetization windings 4, 5 and the coil 16. In this case, the cores of the inductor 1 and the transformer 8 are demagnetized. The diode 18 eliminates the overcharging of the capacitor 19, thereby eliminating the possibility of overvoltage on the thyristor 17 and a slow decrease in the demagnetization current after reaching the maximum value, which facilitates the process of matching the moment of switching the input current with the maximum demagnetization current. Inductor 16 blocks the voltage that occurs on the demagnetization windings 4, 5 during the switching of the input current.
В момент максимума тока размагничивания включается тиристор 9 и происходит разряд конденсатора 11 через первую обмотку трансформатора 8. При этом на второй обмотке трансформатора 8 возникает импульс напряжения с амплитудой, превышающей величину напряжения заряда конденсатора 7. В результате к РВД 3 прикладывается обратное напряжение и через него проходит импульс обратного тока управления Iу. Амплитуда тока в цепи тиристора 9 и конденсатора 7 ограничиваются резистором 13, а так же индуктивностью рассеяния трансформатора 8 и индуктивность катушки 10.At the moment of the maximum demagnetization current, the thyristor 9 is turned on and the capacitor 11 is discharged through the first winding of the transformer 8. In this case, a voltage pulse with an amplitude exceeding the charge voltage of the capacitor 7 appears on the second winding of the transformer 8. As a result, the reverse voltage is applied to the RVD 3 and through it a pulse of the reverse control current I y passes. The amplitude of the current in the circuit of the thyristor 9 and the capacitor 7 is limited by a resistor 13, as well as the leakage inductance of the transformer 8 and the inductance of the coil 10.
Момент окончания тока Iу совпадает с моментом насыщения сердечника трансформатора 3. При этом напряжение на РВД 3 меняет знак, РВД 3 переключается и через него проходит дополнительный импульс прямого тока Iдоп>Iу, обусловленный разрядом конденсатора 7 через резистор 13 и вторую обмотку трансформатора 8. В процессе прохождения через РВД 3 тока Iдоп в его структуре накапливается значительный заряд, необходимый для последующей коммутации мощного импульса входного тока, обусловленного разрядом конденсатора 23 входной цепи 21. Резистор 13 ограничивает амплитуду тока Iдоп, индуктивность второй обмотки трансформатора 8 скорость его нарастания. Диод 14 исключает перезаряд конденсатора 11 после насыщения сердечника трансформатора 8, что устраняет возможность перенапряжений на тиристоре 9.The moment of termination of the current I y coincides with the moment of saturation of the core of the transformer 3. In this case, the voltage on the HPH 3 changes sign, the HPH 3 switches and an additional forward current pulse I ext > I y passes through it, due to the discharge of the capacitor 7 through the resistor 13 and the second transformer winding 8. In the process of passing through IED 3 current I extra in its structure, a significant charge accumulates, necessary for the subsequent switching of a powerful pulse of the input current due to the discharge of the capacitor 23 of the input circuit 21. The resistor 13 is The current amplitude is I add , the inductance of the second winding of the transformer 8 is its slew rate. The diode 14 eliminates the overcharging of the capacitor 11 after saturation of the core of the transformer 8, which eliminates the possibility of overvoltage on the thyristor 9.
При прохождении через РВД 3 импульсов тока Iу и Iдоп сердечник дросселя 1 остается ненасыщенным и индуктивность дросселя достаточно велика. При этом входной ток через дроссель 1 очень мал и не оказывает существенного влияния на процесс формирования токов Iу и Iдоп. При насыщении сердечника дросселя 1 его индуктивность резко уменьшается и входной ток через РВД 3 резко нарастает. Так как момент резкого нарастания входного тока наступает после прохождения через РВД 3 импульса тока Iдоп, обуславливающего накопление в его структуре значительного включающего заряда, то процесс коммутации осуществляется однородно по площади РВД 3 с малыми потерями энергии. При этом амплитуда и скорость нарастания входного тока могут быть чрезвычайно велики.When 3 current pulses I y and I pass through the RVD, the additional core of the inductor 1 remains unsaturated and the inductance of the inductor is quite large. In this case, the input current through the inductor 1 is very small and does not significantly affect the formation of currents I y and I add . When the core of the inductor 1 is saturated, its inductance decreases sharply and the input current through the WFD 3 increases sharply. Since the moment of a sharp increase in the input current occurs after the current pulse I additional passes through the RVD 3, which causes the accumulation of a significant switching charge in its structure, the switching process is carried out uniformly over the area of the RVD 3 with low energy losses. In this case, the amplitude and slew rate of the input current can be extremely large.
В процессе коммутации конденсатор 23 перезаряжается через катушку индуктивности 22 и сопротивление нагрузки 24 до небольшого обратного напряжения. Диод 2 блокирует это напряжение и создает в цепи РВД 3 паузу тока, необходимую для его выключения. После выключения РВД 3 происходит повторный заряд конденсаторов 23 и 7 от источника 25. Диод 15 устраняет трансформацию напряжения в цепь тиристоров 9, 17 при заряде конденсатора 7 и, совместно с конденсатором 7 и резистором 13, ограничивает скорость нарастания напряжения на РВД 3 при возможном возникновении на входных клеммах устройства нежелательных всплесков напряжения. In the process of switching, the capacitor 23 is recharged through the inductor 22 and the load resistance 24 to a small reverse voltage. Diode 2 blocks this voltage and creates a pause current in the RVD 3 circuit, necessary to turn it off. After turning off the RVD 3, the capacitors 23 and 7 are recharged from the source 25. The diode 15 eliminates the transformation of the voltage into the circuit of the thyristors 9, 17 when charging the capacitor 7 and, together with the capacitor 7 and the resistor 13, limits the rate of rise of voltage on the RVD 3 in case of possible occurrence at the input terminals of the device unwanted surges.
Таким образом, введение в схему устройства резистора и выполнение трансформатора в виде трансформатора насыщения позволило обеспечить двухступенчатый запуск РВД, при котором значительная часть включающего заряда поставляется в структуру РВД внешней цепью, а цепь управления формирует лишь небольшую часть этого заряда. В результате существенно снижается энергоемкость цепи управления. Введение в схему устройства двух диодов уменьшило вероятность возникновения всплесков напряжения на РВД и ключевых элементарных цепей управления и размагничивания. При этом повысилась надежность работы РВД, так как снизилась вероятность аварийного переключения и пробоя под воздействием "эффекта du/dt" или из-за нарушения режима работы цепей управления и размагничивания. Thus, the introduction of a resistor into the circuit and the design of a transformer in the form of a saturation transformer made it possible to provide a two-stage start of the HPH, in which a significant part of the switching charge is supplied to the HPH structure by an external circuit, and the control circuit forms only a small part of this charge. As a result, the energy intensity of the control circuit is significantly reduced. The introduction of two diodes into the device circuitry reduced the likelihood of voltage spikes on the WFD and key elementary control and demagnetization circuits. At the same time, the reliability of the HPH operation increased, since the probability of emergency switching and breakdown under the influence of the “du / dt effect” or due to a violation of the operating mode of the control and demagnetization circuits decreased.
По предлагаемой схеме было собрано высоковольтное переключающее устройство с рабочим напряжением 20 кВ. В качестве РВД 3 использовались опытные образцы, разработанные в ФТИ им. А.Ф.Иоффе РАН. Приборы имели рабочую площади 4 см2 и рабочее напряжение 1800 В. Блок РВД 3 состоялся из 13 последовательно соединенных динисторов. Параллельно каждому динистору подключены два последовательно соединенных варистора СН-2А-820В, выравнивающее напряжение в статическом режиме. Дроссель 1 и трансформатор 8 были изготовлены из набора кольцевых магнитопроводов, имеющих высоту 20 мм, внутренний диаметр 40 мм, внешний диаметр 90 мм. Дроссель 1 состоял из 13 магнитопроводов и имел 5 витков, трансформатор 8 из 2 магнитопроводов и имел в первой обмотке 1 виток, а во второй -12 витков. В качестве материала сердечников использовалась лента из пермаллоя 50 НП толщиной 20 мкм. Сопротивление резистора 13 39 Ом (ТВО, 10 Вт), емкость конденсаторной батареи 7 19,8 нФ (6 штук К15-10 3,3 нФ, включенные параллельно). Индуктивность катушки 16 600 мкГн, индуктивность катушки 10 1 мкГн, емкость конденсатора 19 4 мкФ, емкость конденсатора батареи 11 1,64 мкФ (2 штуки 75 60, 0,82 мкФ, включенные параллельно). Тип диода 18-ДЛ 112-10-10, диода 2- ДЧ 123-320-12, тиристора 17- Т142-80-12. Тиристорный блок 9 выполнен из трех последовательно соединенных тиристоров ТБ 151-50-10, диодный блок 14 из двух последовательно соединенных диодов ДЛ 123-320-14, диодный блок 15 из 20 последовательно соединенных диодов ДЛ112-10-14. Обмотки размагничивания 4,5 один виток, амплитуда тока размагничивания 15 А. Выходное напряжение источника 12 2,8 кВ, источника 20 300 кВ, источника 20 300 Б, источника 25 20 кВ. Емкость конденсаторный батареи 23 6 мкФ, величина индуктивности 22 1 мкГн (паразитная индуктивность монтажа), величина сопротивления 24 1,2 Ом.According to the proposed scheme, a high-voltage switching device with an operating voltage of 20 kV was assembled. As RVD 3 used prototypes developed at the Physicotechnical Institute named after A.F. Ioffe RAS. The devices had a working area of 4 cm 2 and an operating voltage of 1800 V. Block RVD 3 consisted of 13 series-connected dinistors. In parallel to each dinistor, two series-connected varistors SN-2A-820V, equalizing voltage in static mode, are connected. Choke 1 and transformer 8 were made of a set of ring magnetic circuits having a height of 20 mm, an inner diameter of 40 mm, an outer diameter of 90 mm. Inductor 1 consisted of 13 magnetic cores and had 5 turns, a transformer 8 of 2 magnetic cores and had 1 turn in the first winding and 12 turns in the second. As a core material, a permalloy tape of 50 NP with a thickness of 20 μm was used. The resistance of the resistor is 13 39 Ohms (TVO, 10 W), the capacitance of the capacitor bank is 7 19.8 nF (6 pieces K15-10 3.3 nF, connected in parallel). The inductance of the coil is 16,600 μH, the inductance of the coil is 10 1 μH, the capacitance of the capacitor is 19 4 μF, the capacitance of the battery capacitor is 11 1.64 μF (2 pieces of 75 60, 0.82 μF connected in parallel). Type of diode 18-DL 112-10-10, diode 2-DC 123-320-12, thyristor 17-T142-80-12. Thyristor unit 9 is made of three series-connected thyristors TB 151-50-10, diode block 14 of two series-connected diodes DL 123-320-14, diode block 15 of 20 series-connected diodes DL112-10-14. Demagnetization windings 4.5 one turn, the demagnetization current amplitude is 15 A. The output voltage of the source is 12 2.8 kV, the source is 20 300 kV, the source is 20 300 B, the source is 25 20 kV. The capacitance of the capacitor bank is 23 6 μF, the inductance value is 22 1 μH (parasitic inductance of the installation), the resistance value is 24 1.2 Ohm.
В процессе испытания рассмотренное устройство на частоте 1 Гц при номинальном входном напряжении 20 кВ коммутировало импульсы тока с амплитудой 10 кА, длительностью 15 мкс. При этом амплитуда тока управления Iу составляла около 100 А при длительности tдоп=1,5 мкс. Таким образом в предлагаемом устройстве энергоемкость цепи управления уменьшена более чем в 10 раз по сравнению с устройством прототипом, где цепь управления за интервал времени tΣ=tу+tдт должна сформировать полный включающий заряд 
В указанном режиме было осуществлено свыше 106 переключений без изменения электрических характеристик устройства, что подтверждает высокую надежность работы РВД и всего устройства в целом.During the test, the considered device at a frequency of 1 Hz at a nominal input voltage of 20 kV switched current pulses with an amplitude of 10 kA, a duration of 15 μs. In this case, the amplitude of the control current I y was about 100 A with a duration t add = 1.5 μs. Thus, in the proposed device, the energy consumption of the control circuit is reduced by more than 10 times compared with the prototype device, where the control circuit for the time interval t Σ = t y + t dt must form a full inclusion charge
In this mode, over 10 6 switching operations were carried out without changing the electrical characteristics of the device, which confirms the high reliability of the WFD and the entire device as a whole.
Источники инфоpмации. Sources of information.
1. Грехов И. В. Коротков СВ. Основные принципы построения мощных импульсных систем и высокочастотных генераторов на основе реверсивно включаемых динисторов. Электротехника. 1991 г. N 11, стр.27. 1. Sins IV Century Korotkov. The basic principles of building powerful pulsed systems and high-frequency generators based on reversibly switched dinistors. Electrical Engineering 1991 N 11, p. 27.
2. Там же стр.28. 2. Ibid. P. 28.
3. Авторское свидетельство N 1258263. Способ переключения тиристора с обратной проводимостью. Авторы Горбатюк А.В. Грехов И.В. Коротков С.В. Яковчук Н.С. кл. H 03 K 3/57. 3. Copyright certificate N 1258263. The method of switching thyristor with reverse conductivity. Authors Gorbatyuk A.V. Sins I.V. Korotkov S.V. Yakovchuk N.S. class H 03 K 3/57.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94019581A RU2087070C1 (en) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Switching device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94019581A RU2087070C1 (en) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Switching device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94019581A RU94019581A (en) | 1996-04-20 |
| RU2087070C1 true RU2087070C1 (en) | 1997-08-10 |
Family
ID=20156444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94019581A RU2087070C1 (en) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | Switching device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2087070C1 (en) |
-
1994
- 1994-05-24 RU RU94019581A patent/RU2087070C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Грехов И.В., Коротков С.В. Основные принципы построения мощных импульсных систем и высокочастотных генераторов на основе реверсивно включаемых динисторов. - Электротехника, 1991, N 11, с. 27. 2. Л.1, с. 28. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94019581A (en) | 1996-04-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7414333B2 (en) | High-voltage pulse generating circuit | |
| US5138622A (en) | Apparatus and method for generating high-power, high-voltage pulses, particularly for te gas lasers | |
| CN107040244B (en) | All-solid-state high-voltage microsecond pulse generator based on FRSPT and anti-resonance network | |
| WO2019143992A1 (en) | Inductively coupled pulsed rf voltage multiplier | |
| US5514918A (en) | Pulse generator | |
| SU1536467A1 (en) | Device for arc quenching in gas-discharge device | |
| Yokoo et al. | Repetitive pulsed high-voltage generator using semiconductor opening switch for atmospheric discharge | |
| RU2087070C1 (en) | Switching device | |
| US7489052B2 (en) | High voltage pulse generating circuit | |
| US6542348B1 (en) | Method and system for driving a magnetizing fixture | |
| US6633093B1 (en) | High voltage pulse generator using a non-linear capacitor | |
| Teramoto et al. | All-solid-state trigger-less repetitive pulsed power generator utilizing semiconductor opening switch | |
| JP3390602B2 (en) | DC / DC converter device | |
| RU2459395C1 (en) | Linear induction accelerator | |
| EP0408142A1 (en) | Method and electric circuit for exciting a gas discharge laser | |
| RU2619779C1 (en) | Cold cathode thyratron control device | |
| RU2095941C1 (en) | Magnetic generator of pulses | |
| JP2000323772A (en) | Pulse power unit | |
| JP6673801B2 (en) | Gate pulse generation circuit and pulse power supply device | |
| JPH08107245A (en) | Pulse power source | |
| RU2103125C1 (en) | Ac welding arc striker | |
| JP2828107B2 (en) | High voltage pulse generation circuit | |
| RU2009611C1 (en) | Nanosecond pulse semiconductor generator | |
| US11063519B2 (en) | Efficient high voltage power supply for pulse capacitor discharge applications | |
| RU2097910C1 (en) | Pulse generator |