RU24607U1 - RESONANCE PULSE GENERATOR BASED ON SOS-DIODE - Google Patents

RESONANCE PULSE GENERATOR BASED ON SOS-DIODE

Info

Publication number
RU24607U1
RU24607U1 RU2002101792/20U RU2002101792U RU24607U1 RU 24607 U1 RU24607 U1 RU 24607U1 RU 2002101792/20 U RU2002101792/20 U RU 2002101792/20U RU 2002101792 U RU2002101792 U RU 2002101792U RU 24607 U1 RU24607 U1 RU 24607U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sos
diode
capacitor
load
pulse generator
Prior art date
Application number
RU2002101792/20U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Д.В. Шитц
В.Ф. Тарасенко
Original Assignee
Институт сильноточной электроники СО РАН
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 Институт сильноточной электроники СО РАН filed Critical Институт сильноточной электроники СО РАН
Priority to RU2002101792/20U priority Critical patent/RU24607U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU24607U1 publication Critical patent/RU24607U1/en

Links

Landscapes

  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Резонансный генератор импульсов на основе SOS-диода, содержащий источник питания, колебательный контур, состоящий из конденсатора, индуктивного накопителя, прерывателя тока и нагрузки, отличающийся тем, что прерывателем тока является SOS-диод, индуктивным накопителем - повышающий автотрансформатор, к входу которого присоединены источник питания и конденсатор, а к выходу - SOS-диод и нагрузка, при этом источник питания представляет генератор синусоидального напряжения.A resonant pulse generator based on a SOS diode, containing a power source, an oscillatory circuit consisting of a capacitor, inductive storage, current chopper and load chopper, characterized in that the current chopper is a SOS diode, inductive storage is a boost autotransformer, to the input of which a source is connected power supply and capacitor, and to the output - SOS diode and load, while the power source is a sinusoidal voltage generator.

Description

Полезная модель относится к импульсной технике и может быть использована в качестве преобразователя напряжения, генератора для возбуждения либо пробоя газоразрядных ламп и т. п.The utility model relates to pulsed technology and can be used as a voltage converter, a generator for excitation or breakdown of discharge lamps, etc.

Известен генератор наносекундных импульсов, содержащий тиристорное зарядное устройство, магнитный компрессор, SOS-диоды (Semiconductor Opening Switch) и нагрузку. Такой генератор имеет полностью твёрдотельную систему коммутации с использованием в первичной цепи тиристора и повышающего импульсного трансформатора. В процессе магнитного сжатия импульса при переходе энергии от одного звена к последующему происходит удвоения напряжения, величина которого составляет Uo2°, где Uo - выходное напряжение импульсного трансформатора, п - число звеньев сжатия устройства. Далее высоковольтный импульс синусовдальной формы подавался на SOS-диод 1. При обрыве тока на SOS-диоде возникает высоковольтный импульс напряжения амплитудой сотни киловольт.A known nanosecond pulse generator comprising a thyristor charger, a magnetic compressor, SOS diodes (Semiconductor Opening Switch) and a load. Such a generator has a fully solid-state switching system using a thyristor and a step-up pulse transformer in the primary circuit. In the process of magnetic compression of the pulse during the transition of energy from one link to the next, the voltage doubles, the value of which is Uo2 °, where Uo is the output voltage of the pulse transformer, n is the number of compression links of the device. Then, a high voltage sinusoidal pulse was supplied to SOS diode 1. When a current is cut off, a high voltage voltage pulse with an amplitude of hundreds of kilovolts arises on the SOS diode.

Недостаток такого генератора - низкая частота повторения импульсов, не более 250 Гц.The disadvantage of this generator is the low pulse repetition rate, not more than 250 Hz.

Наиболее близким к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является полупроводниковый генератор наносекундных импульсов на базе дрейфового диода с резким восстановлением (ДЦРВ), содержащий ДДРВ, зарядное устройство, цепь обратного тока, состоящую из конденсатора, катушки индуктивности и коммутатора и цепь прямого тока, состоящую из конденсатора, катушки индуктивности и коммутатора. Параллельно ДДРВ размещена цепь нагрузки. Кроме того, в генераторе параллельно конденсатору цепи обратного тока подключен шунтирующий диод, соединенный анодом с анодом ДДРВ, в качестве коммутатора обратного тока использован дроссель насыщения с цепью размагничивания 2.The closest to the utility model in terms of technical nature and the achieved result is a semiconductor generator of nanosecond pulses based on a drift diode with a sharp recovery (ДДРВ), containing ДДРВ, a charger, a reverse current circuit, consisting of a capacitor, an inductor and a switch, and a direct current circuit, consisting of a capacitor, an inductor and a switch. Parallel to the DDRV is a load circuit. In addition, in the generator, a shunt diode is connected parallel to the capacitor of the reverse current circuit, which is connected by the anode to the DDRV anode, and a saturation reactor with a demagnetization circuit 2 is used as a reverse current switch.

Однако известный генератор имеет некоторые недостатки, а именно, необходимость размагничивания комм5тирующего дросселя, что усложняет схему, ограничение частоты повторения импульсов (не более 20 кГц) и низкий коэффициент перенапряжения. Такой генератор импульсов работает только на низкоомную нагрузку.However, the known generator has some drawbacks, namely, the need to demagnetize a switching choke, which complicates the circuit, limiting the pulse repetition rate (not more than 20 kHz) and a low overvoltage coefficient. Such a pulse generator operates only on a low-impedance load.

К причинам препятствующим достижению указанной ниже цели при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в известном устройстве нет элементов обеспечивающих возможность работы генератора при более высокой частоте повторения импульсов, более высоким коэффициентом перенапряжения.The reasons that impede the achievement of the following goal when using the known device adopted for the prototype include the fact that in the known device there are no elements enabling the generator to operate at a higher pulse repetition rate, a higher overvoltage ratio.

Целью полезной модели является генерирование импульсов длительностью несколько сотен наносекунд с частотой повторения более сотни килогерц, с возможностью использования слаботочных коммутаторов и работы генератора на высокоомную либо емкостную нагрузку.The purpose of the utility model is to generate pulses with a duration of several hundred nanoseconds with a repetition rate of more than a hundred kilohertz, with the possibility of using low-current switches and operating the generator for high-impedance or capacitive loads.

Указанная цель достигается тем, что в заявляемом устройстве содержвггся источник питания, колебательный контур, состоящий из конденсатора, индуктивного накопителя, прерывателя тока и нагрузки, согласно техническому решению прерывателем тока является SOS-диод, индуктивным накопителем - повышающий автотрансформатор. К входу повыщающего автотрансформатора присоединены источник питания и конденсатор, а к выходу - SOS-диод и нагрузка, при этом источник питания представляет генератор синусоидального напряжения.This goal is achieved by the fact that the inventive device contains a power source, an oscillating circuit, consisting of a capacitor, inductive storage, current chopper and load, according to the technical solution, the current chopper is a SOS diode, inductive storage - increasing autotransformer. A power source and a capacitor are connected to the input of the boosting autotransformer, and a SOS diode and load are connected to the output, while the power source is a sinusoidal voltage generator.

На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема резонансного генератора импульсов на основе SOS-диода.In FIG. 1 shows a circuit diagram of a resonant pulse generator based on an SOS diode.

На фиг. 2 показаны эпюры напряжения 1, напряжения в точке А - 2 и тока SOS-диода-3.In FIG. 2 shows diagrams of voltage 1, voltage at point A - 2, and current of SOS diode-3.

Резонансный генератор импульсов на основе SOS-диода содержит генератор синусоидального напряжения 1, конденсатор С, повышающий автотрансформатор L, SOS-диод 2 и нагрузку 3.The resonant pulse generator based on the SOS diode contains a sinusoidal voltage generator 1, a capacitor C, increasing the autotransformer L, SOS diode 2 and load 3.

Существенным недостатком предществующих генераторов, работающих в высокочастотных импульсных режимах, является накопление заряда в конденсаторе С после процесса обрыва тока. Такие генераторы не могут работать при высокой частоте повторения импульсов на высокоомную либо емкостную нагрузку. Для разрядки конденсатора С необходимо устанавливать параллельно конденсатору разрядный резистор, т.е. рассеивать остаточную энергию в конденсаторе, что не эффективно.A significant drawback of previous generators operating in high-frequency pulsed modes is the accumulation of charge in capacitor C after a current interruption process. Such generators cannot operate at a high pulse repetition rate for a high-resistance or capacitive load. To discharge the capacitor C, it is necessary to install a discharge resistor in parallel with the capacitor, i.e. dissipate the residual energy in the capacitor, which is not effective.

Резонансный генератор импульсов на основе SOS-диода имеет более высокий КПД, более высокий коэффициент перенапряжения (в отдельных режимах более 10), возможность работать при более высокой частоте повторения импульсов (свыше ЮОкГц). Генератор работает в резонансном режиме, т.е. частота коммутации, совпадает с собственной частотой контура, состоящего из конденсатора С, повыщающего автотрансформатора L, SOS-диода 2 и нагрузки 3.The resonant pulse generator based on the SOS diode has a higher efficiency, a higher overvoltage coefficient (in individual modes more than 10), the ability to work at a higher pulse repetition rate (over 10 kHz). The generator operates in resonant mode, i.e. switching frequency, coincides with the natural frequency of the circuit, consisting of a capacitor C, uplifting autotransformer L, SOS diode 2 and load 3.

Пршщип работы резонансного генератора импульсов на основе SOSдиода заключается в следующем. Генератор синусоидального напряжения 1, настроенный на частоту равной собственной частоте колебаний контура состоящего из конденсатора С, повыщающего автотрансформатора L, SOS-диода 2 и нагрузки 3, является возбудителем колебаний в этом контуре. При протекании тока через SOS-диод 2 в прямом направлении происходит накачка SOS-диода 1,3. Далее в момент протекания обратного тока через SOS-диод 2 происходит обрыв тока и на SOS-диоде 2 возникает импульс отрицательного напряжения длительностью 200-300 не. Далее процесс циклически повторяется.The principle of operation of a resonant pulse generator based on an SOS diode is as follows. The sinusoidal voltage generator 1, tuned to a frequency equal to the natural frequency of the oscillations of the circuit consisting of a capacitor C, povyshayuschego autotransformer L, SOS diode 2 and load 3, is the causative agent of oscillations in this circuit. When current flows through the SOS diode 2 in the forward direction, the SOS diode 1.3 is pumped. Further, at the moment the reverse current flows through the SOS diode 2, a current break occurs and a negative voltage pulse of 200-300 nsec duration appears on the SOS diode 2. Further, the process is cyclically repeated.

OjCbOZ Ojcboz

принцип работы пол)пароводникового диодного прерывателя тока состоит в следующем. Импульс прямого тока малой длительности в базе возле р-п перехода создает тонкий слой инжектированной плазмы, в которой сосредоточена основная часть накопленного заряда. При протекании тока обратной накачки происходит рассасывание плазменного слоя у р-п перехода с одновременным дрейфовым выносом дырок из остальной части базы. SOS-диоды - новые высоковольтные приборы, в основе которых /7 -/ -«-л -структура, обладающая меньшим временем обрыва тока (4-25 не) 3.The principle of operation of the floor) steam-water diode current chopper is as follows. A direct current pulse of short duration in the base near the pn junction creates a thin layer of injected plasma, in which the bulk of the accumulated charge is concentrated. When the reverse pump current flows, the plasma layer dissolves at the pn junction with the drift removal of holes from the rest of the base. SOS diodes are new high-voltage devices, based on which / 7 - / - "is an l-structure with a shorter current interruption time (4-25 ns) 3.

С помощью заявляемого устройства впервые получен слаботочный частотный SOS-эффект. При амплитуде синусоидального напряжения генератора 1 равной 11 вольт получены импульсы напряжения 370 вольт, длительностью 220 НС по основанию, с частотой повторения 140 кГц. В качестве нагрузки служит резистор сопротивлением 470 Ом. Коэффициент перенапряжения составляет от 8 до 10, в зависимости от величины и характера нагрузкиUsing the inventive device for the first time received a low-current frequency SOS effect. When the amplitude of the sinusoidal voltage of the generator 1 is 11 volts, voltage pulses of 370 volts are obtained, with a duration of 220 NS on the base, with a repetition frequency of 140 kHz. A 470 Ohm resistor is used as the load. Overvoltage coefficient is from 8 to 10, depending on the size and nature of the load

Параметры схемы: генератор синусоидального напряжения 1 - Г4-153, конденсатор С - К73-16-400-0.1, катушка L намотанная проволокой ПЭВ-2 0.3 на диэлектрической трубе диаметром 30 мм содержала 60 витков с выводом средней точки.The circuit parameters: a sinusoidal voltage generator 1 - G4-153, a capacitor C - K73-16-400-0.1, a coil L wound with PEV-2 0.3 wire on a dielectric pipe with a diameter of 30 mm, contained 60 turns with a midpoint output.

Источники информации.Sources of information.

1.Рукин С.Н. Генераторы мощных наносекундных импульсов с полупроводниковыми прерывате.г1ями тока // Приборы и техника эксперимента, 1999, N4, с. 5-36.1.Rukin S.N. Generators of powerful nanosecond pulses with semiconductor interruptions of currents // Instruments and experimental technology, 1999, N4, p. 5-36.

2.Патент RU .№2009611, опубликован в Б.И. №5, от 15.03.94г. (прототип).2. Patent RU .№2009611, published in B.I. No. 5, dated 03/15/94. (prototype).

3.Патент RU №2156014, опубликован в Б.И. .№25, от Ш.09.2000г.3. Patent RU No. 2156014, published in B.I. .№25, dated September 09, 2000

Claims (1)

Резонансный генератор импульсов на основе SOS-диода, содержащий источник питания, колебательный контур, состоящий из конденсатора, индуктивного накопителя, прерывателя тока и нагрузки, отличающийся тем, что прерывателем тока является SOS-диод, индуктивным накопителем - повышающий автотрансформатор, к входу которого присоединены источник питания и конденсатор, а к выходу - SOS-диод и нагрузка, при этом источник питания представляет генератор синусоидального напряжения.
Figure 00000001
A resonant pulse generator based on a SOS diode, containing a power source, an oscillatory circuit consisting of a capacitor, inductive storage, current chopper and load, characterized in that the current chopper is a SOS diode, inductive storage - boost autotransformer, to the input of which a source is connected power supply and capacitor, and to the output - SOS diode and load, while the power source is a sinusoidal voltage generator.
Figure 00000001
RU2002101792/20U 2002-01-22 2002-01-22 RESONANCE PULSE GENERATOR BASED ON SOS-DIODE RU24607U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002101792/20U RU24607U1 (en) 2002-01-22 2002-01-22 RESONANCE PULSE GENERATOR BASED ON SOS-DIODE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002101792/20U RU24607U1 (en) 2002-01-22 2002-01-22 RESONANCE PULSE GENERATOR BASED ON SOS-DIODE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU24607U1 true RU24607U1 (en) 2002-08-10

Family

ID=48284692

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002101792/20U RU24607U1 (en) 2002-01-22 2002-01-22 RESONANCE PULSE GENERATOR BASED ON SOS-DIODE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU24607U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW384568B (en) Pulse power generating circuit with energy recovery
Rao et al. All solid-state nanosecond pulsed generators based on Marx and magnetic switches
JP2014036502A (en) Pulse generation circuit
RU24607U1 (en) RESONANCE PULSE GENERATOR BASED ON SOS-DIODE
RU24328U1 (en) HIGH FREQUENCY PULSE GENERATOR BASED ON SOS DIODES
RU112556U1 (en) POWER SWITCH CURRENT SWITCH
RU2716289C1 (en) Excitation pulse generator
JP4418212B2 (en) High voltage pulse generator
RU2210180C2 (en) Way to form high-voltage pulses
SU459001A3 (en) Device for generating electrical impulses
KR101675018B1 (en) Power Supply for Micro-pulse type Electrostatic Precipitator
CN107069421B (en) For high-repetition-rate excimer laser without the efficient exciting circuit of secondary discharge
JP2004220985A (en) Plasma treatment device and plasma treatment method
RU120825U1 (en) AUTO TRANSFORMER CURRENT PULSE GENERATOR
RU2619779C1 (en) Cold cathode thyratron control device
RU2795675C1 (en) Pulse generator for excitation of active media on self-terminating transitions of metal atoms
RU167292U1 (en) SHORT PULSE GENERATOR WITH FRONT ACCELERATOR
EP1693945A1 (en) Pulse generator circuit
KR100600451B1 (en) High-speed fulse generator having inductor energy storing type
CN117792142B (en) High-power high-frequency pulse plasma power supply and charging and discharging method thereof
RU2537373C2 (en) Flyback voltage converter
Lyubutin et al. Repetitive short pulse SOS-generators
Grekhov et al. Formation of high-power pulses of nanosecond duration by generators on reverse switch-on dynistors with sharpening circuits based on diode opening switches
JP4329415B2 (en) Pulse power supply
RU2138905C1 (en) Heavy-pulse generator