RU2533326C1 - Способ управления электронным ключом - Google Patents
Способ управления электронным ключом Download PDFInfo
- Publication number
- RU2533326C1 RU2533326C1 RU2013119700/28A RU2013119700A RU2533326C1 RU 2533326 C1 RU2533326 C1 RU 2533326C1 RU 2013119700/28 A RU2013119700/28 A RU 2013119700/28A RU 2013119700 A RU2013119700 A RU 2013119700A RU 2533326 C1 RU2533326 C1 RU 2533326C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pulse
- electronic switch
- overvoltage
- overvoltage pulse
- electronic
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к области импульсной техники. Способ управления электронным ключом включает подачу импульса перенапряжения, который обеспечивает переключение электронного ключа, на развязывающий диод, установленный между электронным ключом и земляной шиной в направлении, блокирующем импульс перенапряжения. При этом напряжение лавинного пробоя развязывающего диода больше амплитуды импульса перенапряжения, одновременно с этим предельный импульсный ток в прямом направлении через развязывающий диод больше рабочего тока электронного ключа. Техническим результатом изобретения является обеспечение приложения импульса перенапряжения к электронному ключу или генератору Маркса с одновременным обеспечением малой индуктивностью цепи замыкания рабочего тока. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к области импульсной техники, а именно к способам управления электронными ключами или генераторами Маркса на их основе, и может быть использовано в лазерной, ускорительной, локационной и преобразовательной технике.
Известен способ запуска каскадного генератора высоковольтных импульсов, выполненного по схеме Аркадьева-Маркса, содержащего накопительные конденсаторы, управляемые разрядники и зарядно-разрядные резисторы, при этом в каждый каскад введен импульсный трансформатор (см. авторское свидетельство SU №1812612, H03K 3/53, 1993).
Введение импульсных трансформаторов позволяет упростить управление генератором, снизить его массогабаритные показатели. Поджиг разрядников происходит в результате перенапряжения за счет импульса напряжения, при этом все конденсаторы оказываются включенными последовательно через разрядники.
Известен способ запуска импульсного генератора Маркса, состоящего из n-го числа искровых разрядников и 2(n-1)-го числа зарядных ветвей, искровые разрядники которого работают в режиме самопробоя (см. патент RU №2333597, H03K 3/537, 2008).
Пусковое устройство включает подключенный к импульсному генератору импульсный трансформатор, который при запуске импульсного генератора вырабатывает импульс напряжения, который суммируется с зарядным напряжением соответствующего ступенчатого конденсатора и при соответствующей полярности во время возрастания импульса напряжения на короткое время вырабатывает доходящее до самопробоя перенапряжение на этом искровом разряднике.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ переключения высоковольтных полупроводниковых структур ключевого типа, включающий подачу импульса управления с полярностью, совпадающей с полярностью рабочего напряжения (см. патент RU №2113744, H01L 29/86, 1998).
Недостатками этих и многих других известных способов управления электронными ключами и генераторами Маркса являются следующие факторы:
- импульс управления прикладывают к высоковольтному электроду, что требует использовать схемы развязки силовой цепи от цепи управления;
- импульс управления проходит в нагрузку и искажает выходной импульс напряжения;
- нагрузка может шунтировать импульс управления.
Техническим результатом изобретения является приложение импульса перенапряжения к электронному ключу или генератору Маркса с одновременным обеспечением малой индуктивностью цепи замыкания рабочего тока.
Для достижения указанного технического результата в способе управления электронным ключом, включающем подачу импульса перенапряжения, который обеспечивает переключение электронного ключа, согласно предложению, импульс перенапряжения подают на развязывающий диод, установленный между электронным ключом и земляной шиной в направлении, блокирующем импульс перенапряжения, при этом напряжение лавинного пробоя развязывающего диода больше амплитуды импульса перенапряжения, одновременно с этим предельный импульсный ток в прямом направлении через развязывающий диод больше рабочего тока электронного ключа.
Согласно предложению, электронный ключ может состоять из каскада ключей, соединенных по схеме импульсного генератора Маркса.
Согласно предложению, электронный ключ может состоять из нескольких последовательно включенных ключей, при этом импульс перенапряжения по амплитуде обеспечивает переключение всей сборки ключей.
Согласно предложению, развязывающий диод может состоять из несколько последовательно соединенных диодов, при этом суммарное напряжение лавинного пробоя всех диодов больше амплитуды импульса перенапряжения, а предельный импульсный ток через развязывающие диоды в прямом направлении больше рабочего тока электронного ключа.
Сущность предложения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена схема управления электронным ключом; на фиг.2 представлены эпюры напряжения на электронном ключе, развязывающем диоде и нагрузке; на фиг.3 представлена схема управления генератором Маркса; на фиг.4 представлена схема управления с несколькими последовательно включенными электронными ключами и несколькими последовательно включенными развязывающими диодами.
Следует учесть, что на чертежах представлены только те детали, которые необходимы для понимания существа предложения, а сопутствующее оборудование, хорошо известное специалистам в данной области, на чертежах не представлено.
Способ управления электронным ключом осуществляют следующим образом.
Согласно схеме, представленной на фиг.1, электронный полупроводниковый ключ 1 (динистор) включают последовательно с накопительной емкостью 2 (С) и нагрузкой 3 (R). Развязывающий диод 4 включают между электронным ключом 1 и земляной шиной 5.
Рабочее напряжение от блока питания 6 положительной полярности подают на электронный ключ 1 и накопительную емкость 2. Импульс напряжения отрицательной полярности подают от генератора управления 7 на развязывающий диод 4.
До момента переключения электронного ключа 1 напряжение на электронном ключе 1 складывается из рабочего напряжения и амплитуды импульса перенапряжения. После переключения электронного ключа 1 ток разряда емкости 2 протекает через электронный ключ 1 и развязывающий диод 4, для которого этот ток является током в прямом направлении.
На фиг.2 представлены эпюры напряжения на электронном ключе 1 (верхняя эпюра), на развязывающем диоде 4 (средняя эпюра), на нагрузке 3 (нижняя эпюра).
На электронный ключ 1 от блока питания 6 прикладывают рабочее напряжение +Upaб. На развязывающий диод 4 подают импульс перенапряжения отрицательной полярности -ΔU, в результате чего полное напряжение на электронном ключе 1 увеличивается на ΔU и происходит его включение. Напряжение на электронном ключе 1 уменьшается до малого значения, также как и на развязывающем диоде 4, через который протекает рабочий ток в прямом направлении. На нагрузке 3 возникает импульс напряжения отрицательной полярности, длительность которого определяется соотношением τ=RC.
Способ поясняется следующими примерами.
Пример 1. Заявляемый способ применен для генератора Маркса.
На фиг.3 представлена схема управления генератором Маркса, который собирают на газовых разрядниках 1-1, 1-2, 1-3 (электронных ключах). Число разрядников может быть n.
Последовательно с разрядниками включают накопительные конденсаторы 2-1, 2-2, 2-3 (накопительные емкости), которых тоже может быть n. На разрядники и конденсаторы подают рабочее напряжение отрицательной полярности -Upaб. Резисторы 3-1, 3-2, 3-3, 3-4 обеспечивают зарядку накопительных конденсаторов. Развязывающий диод 2 включают между первым разрядником 1-1 и земляной шиной 5.
Импульс перенапряжения +ΔU положительной полярности с амплитудой, достаточной для включения генератора Маркса, подают на развязывающий диод 2, который имеет напряжение лавинного пробоя больше амплитуды импульса перенапряжения, то есть Uлав.>ΔU, а также его предельный импульсный ток в прямом направлении больше рабочего тока генератора Маркса, то есть Iимп.>Iраб.
После переключения всех разрядников генератора Маркса рабочий ток протекает через разрядники и развязывающий диод в прямом направлении. На нагрузке формируется импульс напряжения положительной полярности.
Пример 2. Заявляемый способ применен для высоковольтного ключа, состоящего из нескольких последовательно включенных приборов.
На фиг.4 представлена схема управления с несколькими последовательно включенными электронными ключами и несколькими последовательно включенными развязывающими диодами.
Высоковольтный ключ 1 собирают из n последовательно включенных полупроводниковых динисторов. Между сборкой динисторов и земляной шиной 5 включают сборку из развязывающих диодов 4.
Суммарное лавинное напряжение развязывающих диодов больше импульса перенапряжения отрицательной полярности и достаточно для переключения сборки динисторов, то есть Uл1+Uл2+Uл3+Uлn>ΔU. Максимальный предельный импульсный ток через сборку развязывающих диодов больше рабочего тока через сборку ключей, то есть Iимп.>Iраб.
Развязывающий диод выполняют в виде диска, обладающего малой индуктивностью, при использовании сборки диодов их собирают из дисков, поставленных один на другой.
Заявляемое изобретение позволяет не только приложить импульс перенапряжения к электронному ключу или генератору Маркса, но и одновременно обеспечить малую индуктивность цепи замыкания рабочего тока.
Claims (4)
1. Способ управления электронным ключом, включающий подачу импульса перенапряжения, который обеспечивает переключение электронного ключа, отличающийся тем, что импульс перенапряжения подают на развязывающий диод, установленный между электронным ключом и земляной шиной в направлении, блокирующем импульс перенапряжения, при этом напряжение лавинного пробоя развязывающего диода больше амплитуды импульса перенапряжения, одновременно с этим предельный импульсный ток в прямом направлении через развязывающий диод больше рабочего тока электронного ключа.
2. Способ управления электронным ключом по п.1, отличающийся тем, что электронный ключ может состоять из каскада ключей, соединенных по схеме импульсного генератора Маркса.
3. Способ управления электронным ключом по п.1, отличающийся тем, что электронный ключ может состоять из нескольких последовательно включенных ключей, при этом импульс перенапряжения по амплитуде обеспечивает переключение всей сборки ключей.
4. Способ управления электронным ключом по п.1, отличающийся тем, что развязывающий диод может состоять из несколько последовательно соединенных диодов, при этом суммарное напряжение лавинного пробоя всех диодов больше амплитуды импульса перенапряжения, а предельный импульсный ток через развязывающие диоды в прямом направлении больше рабочего тока электронного ключа.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013119700/28A RU2533326C1 (ru) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | Способ управления электронным ключом |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013119700/28A RU2533326C1 (ru) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | Способ управления электронным ключом |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013119700A RU2013119700A (ru) | 2014-10-27 |
RU2533326C1 true RU2533326C1 (ru) | 2014-11-20 |
Family
ID=53380675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013119700/28A RU2533326C1 (ru) | 2013-04-22 | 2013-04-22 | Способ управления электронным ключом |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2533326C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU864565A1 (ru) * | 1979-12-17 | 1981-09-15 | Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова | Устройство дл управлени мощным транзисторным ключом |
SU955420A1 (ru) * | 1981-01-26 | 1982-08-30 | Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола | Устройство дл управлени полупроводниковыми ключами |
SU1674329A1 (ru) * | 1989-02-06 | 1991-08-30 | Херсонский Индустриальный Институт | Устройство управлени транзисторным ключом |
RU2113744C1 (ru) * | 1997-04-10 | 1998-06-20 | Владимир Михайлович Ефанов | Способ переключения высоковольтных полупроводниковых структур ключевого типа (варианты) |
RU2333597C2 (ru) * | 2003-05-08 | 2008-09-10 | Форшунгсцентрум Карлсруе Гмбх | Пусковое/поджигающее устройство |
-
2013
- 2013-04-22 RU RU2013119700/28A patent/RU2533326C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU864565A1 (ru) * | 1979-12-17 | 1981-09-15 | Чувашский государственный университет им.И.Н.Ульянова | Устройство дл управлени мощным транзисторным ключом |
SU955420A1 (ru) * | 1981-01-26 | 1982-08-30 | Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола | Устройство дл управлени полупроводниковыми ключами |
SU1674329A1 (ru) * | 1989-02-06 | 1991-08-30 | Херсонский Индустриальный Институт | Устройство управлени транзисторным ключом |
RU2113744C1 (ru) * | 1997-04-10 | 1998-06-20 | Владимир Михайлович Ефанов | Способ переключения высоковольтных полупроводниковых структур ключевого типа (варианты) |
RU2333597C2 (ru) * | 2003-05-08 | 2008-09-10 | Форшунгсцентрум Карлсруе Гмбх | Пусковое/поджигающее устройство |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013119700A (ru) | 2014-10-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Heeren et al. | Novel dual Marx generator for microplasma applications | |
JP6017046B2 (ja) | 内燃機関用点火装置 | |
RU2580787C1 (ru) | Генератор мощных наносекундных импульсов (варианты) | |
WO2019144037A1 (en) | Resonant pulsed voltage multiplier and capacitor charger | |
CN104079279A (zh) | 高功率气体开关触发系统 | |
RU2533326C1 (ru) | Способ управления электронным ключом | |
Qiu et al. | Stray parameters in a novel solid state pulsed power modulator | |
CN203871656U (zh) | 用于大功率气体开关的激光触发装置 | |
RU2478215C1 (ru) | Контур отсечки искрового разряда | |
KR100931844B1 (ko) | 막스 발생기를 이용한 구형파 펄스 발생 방법 및 장치 | |
RU2558693C2 (ru) | Способ генерации энергии и индуктивный генератор для его осуществления | |
JP2015513175A (ja) | スパークギャップ装置 | |
CN209927966U (zh) | 一种直流系统开断过电压试验装置 | |
Leusenkamp | Impulse Voltage Generator design and the potential impact on Vacuum Interrupter de-conditioning | |
RU2422983C2 (ru) | Генератор импульсов напряжения | |
Munir et al. | Design of a novel gate driver circuit for a Marx generator based 40kV electric fence energizer | |
Rishi et al. | Attempt to replace spark gap by thyristor in Marx circuit | |
RU2619779C1 (ru) | Устройство управления тиратроном с холодным катодом | |
EA019209B1 (ru) | Импульсный квазирезонансный модулятор | |
RU2722114C1 (ru) | Генератор высоковольтных импульсов | |
RU2416156C1 (ru) | Генератор прямоугольных импульсов | |
RU2510774C1 (ru) | Высоковольтный коммутатор с динамическим ограничением энергии | |
Rim et al. | Repetitive nanosecond all-solid-state pulse generator using magnetic switch and SOS diodes | |
RU2619061C2 (ru) | Высоковольтный генератор | |
Shi et al. | Design of inductive pulsed current generator based on solid-state Marx adder |