Development of High Voltage Pulse Power Supply for Gyroklystron Tube

Gyroklystron Tube 구동을 위한 고전압 펄스 전원장치의 설계 및 개발

최근 고 에너지 저장 및 발생장치의 개발은 군사용에서 산업용으로 응용되면서 각종 첨단 설비가 개발되고 있다. 본 논문에서는 전자빔 발생기로 쓰이는 Gyroklystron용 대전력, 고전압, 전류 펄스 전원장치로 입력부, 특고압 발생부, 고압 정류부 및 IGBT 펄스 스위치 구성하고 그 설계 및 개발 자료에 대하여 기술하였다. 대전력 고전압 전류펄스 전원장치를 위한 각 구성 부분의 제어 및 설계 특징은 다음과 같다. 입력부인 IGBT Inverter는 펄스 전원장치의 제어를 위하여 출력 고전압을 Feedbark System에 의해 펄스 설정 전압을 유지하도록 제어하며, 또한 펄스 출력중에 직류 고전압부의 전압강하, 즉 펄스 진압의 Drop이 커지는 것을 방지하기 위하여 Fast Dynamics를 갖도록 Feedback System을 구성하였다. 단상 특고압 승압용 변압기 3대를 직렬접속한 특고압 발생부는 PWM 제어된 전압을 입력받아 특고압으로 승압시키며 고압 펄스성 전압과 매우 높은 dV/dt 전압이 인가되므로 Stray Capacitance가 최소가 되어야 하며 절연파괴로부터 보호될 수 있어야 한다. 고압 정류부는 Inverter와 특고압 변압기에 의하여 전원이 공급되므로 교류전압의 교번 순간에 매우 높은 전압변동률을 가지는 Fast Recovery High Voltage Rectifier로 설계 제작되어졌다. 펄스 스위치인 IGBT 스위치는 Gate Driver에 의해 구동되어 지며 주어진 펄스 사양을 만족시키게 된다. 특히 소자의 전압특성을 고려하여 120KV의 전압 값을 갖도록 설계, 제작하였다.