Un generador de pulsos sólidos modular basado en aislamiento inductivo de 10 kV Boost-Marx
Autores: Jin, Yaobin; Cheng, Li
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un generador de pulsos sólidos modular basado en aislamiento inductivo de 10 kV Boost-Marx
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Generador de pulso Marx de estado sólido
Inductor
Generador de pulso boost-Marx
Simulación PSpice
Pulso de alto voltaje
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
El generador de pulso Marx de estado sólido es ampliamente utilizado en diversos campos como la electroporación biomédica, el procesamiento de alimentos y la modificación de materiales de plasma. En este documento, se elige un inductor como dispositivo de aislamiento y al agregar un interruptor al circuito, se forma un generador de pulso Marx de estado sólido tipo boost (BMPG). Por un lado, el inductor forma un circuito de refuerzo para multiplicar la ganancia de voltaje de salida, y por otro lado, resuelve las deficiencias de los generadores de pulso Marx convencionales donde la velocidad de carga y la eficiencia total durante la generación de pulsos de alta frecuencia se ven drásticamente afectadas por el resistor de aislamiento. Los criterios de selección para los inductores están bien derivados. Basado en la verificación de simulación PSpice, se construye un prototipo de 12 módulos de BMPG. Los resultados de la prueba muestran que el circuito puede lograr una salida de pulso de alto voltaje de 10 kV con un ancho de pulso de 200-1000 ns y una frecuencia de repetición ajustable de 0-10 kHz. Mientras que el requisito de voltaje DC de entrada es solo de 235 V, el múltiplo de refuerzo de voltaje de pulso es de hasta 42.5 veces. Además, con las diferentes secuencias de conmutación, el BMPG propuesto puede realizar el cambio ajustable del tiempo de subida y tiempo de caída del pulso.
Descripción
El generador de pulso Marx de estado sólido es ampliamente utilizado en diversos campos como la electroporación biomédica, el procesamiento de alimentos y la modificación de materiales de plasma. En este documento, se elige un inductor como dispositivo de aislamiento y al agregar un interruptor al circuito, se forma un generador de pulso Marx de estado sólido tipo boost (BMPG). Por un lado, el inductor forma un circuito de refuerzo para multiplicar la ganancia de voltaje de salida, y por otro lado, resuelve las deficiencias de los generadores de pulso Marx convencionales donde la velocidad de carga y la eficiencia total durante la generación de pulsos de alta frecuencia se ven drásticamente afectadas por el resistor de aislamiento. Los criterios de selección para los inductores están bien derivados. Basado en la verificación de simulación PSpice, se construye un prototipo de 12 módulos de BMPG. Los resultados de la prueba muestran que el circuito puede lograr una salida de pulso de alto voltaje de 10 kV con un ancho de pulso de 200-1000 ns y una frecuencia de repetición ajustable de 0-10 kHz. Mientras que el requisito de voltaje DC de entrada es solo de 235 V, el múltiplo de refuerzo de voltaje de pulso es de hasta 42.5 veces. Además, con las diferentes secuencias de conmutación, el BMPG propuesto puede realizar el cambio ajustable del tiempo de subida y tiempo de caída del pulso.