Solid-state Marx modulator용 커패시터 충전기

Q: 이 논문에서 정의한 커패시터 충전기란 무엇인가?

커패시터 충전기는 Solid-state Marx modulator(SSMM)에 사용되는 고전압 전원 공급 장치로, 직렬 공진형 컨버터를 기반으로 다수의 커패시터를 동시에 효율적으로 충전하도록 설계되었다. 특히 변압기의 누설 인덕턴스를 공진 인덕터로 활용하며, 10kV의 고전압 출력을 위해 다단 변압기 및 정류부를 포함한다.

Q: 직렬 공진형 컨버터의 DCM 모드 동작이 커패시터 충전기 설계에 어떤 이점을 주는가?

연구 결과, 직렬 공진형 컨버터의 DCM(Discontinuous Conduction Mode) 모드 동작은 변압기의 누설 인덕턴스를 공진 인덕터로 활용할 수 있게 하여 추가적인 부품 없이 회로를 간소화한다. 또한, 영전압, 영전류 스위칭을 가능하게 하여 스위치의 도전 손실을 줄이고 효율을 높이는 이점이 있다.

김신; 장성록; 김형석

doi:10.5207/JIEIE.2018.32.11.054

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김신 (University of Science&Technology(UST)) 장성록 (University of Science&Technology(UST)) 김형석 (Korea Electrotechnology Research Institute(KERI))

저널정보: 한국조명·전기설비학회 조명·전기설비학회논문지 조명·전기설비학회논문지 제32권 제11호

발행연도: 2018.11

수록면: 54 - 59 (6page)

DOI: 10.5207/JIEIE.2018.32.11.054

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This paper describes the design of the high-voltage capacitor charger (10kV, 1kW) for SSMM (Solid-state Marx modulator). Based on series resonant inverter, the proposed capacitor charger is designed by multiple transformers and rectifiers to charge many capacitors, simultaneously. Using high-voltage insulation cable, the one turn of primary winding is implemented for isolation against 10kV output pulse. In order to use the leakage inductance for resonant inductor without additional component, all the resonance tank parameters are designed based on DCM(Discontinuous Conduction Mode) resonant converter. Two secondary windings are wound on six toroidal cores and each secondary winding is connected to a voltage doubled rectifier circuit so that a total of 24 capacitors can be charged simultaneously up to 417V. In this paper, detailed design of series resonant converter operating in the DCM is described and the proposed circuit is verified through PSpice simulation and the experimental results at rated operation.

#Solid-State Marx Modulator #Capacitor Charger #Resonant Converter #DCM Operation

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