• Title/Summary/Keyword: Pulsed Power Modulator

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High-Voltage Pulsed Power Modulator based on single IGBT switch with Fast-Rising Time (빠른 상승률 갖는 단일 IGBT 스위치 기반 고전압 펄스 파워 모듈레이터)

  • Liu, Chang-yu;Cho, Chan-Gi;Song, Seung-Ho;Ryoo, Hong-Je
    • Proceedings of the KIPE Conference
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    • 2019.11a
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    • pp.46-48
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    • 2019
  • 본 논문은 Discontinuous Conduction Mode(DCM) 플라이백 컨버터로 생성한 고전압 펄스를 스파크 갭으로 펄스 상승 시간을 줄이는 방법에 관하여 다룬다. 이러한 방법으로 생성된 빠른 상승률 특성을 가지는 고전압 펄스 전원장치는 친환경 가스 처리 분야에 사용할 수 있다. 기존 스태킹 구조의 펄스 전원 장치는 많은 수의 스위치들과 에너지 저장 소자가 필요하므로 부피가 커지고 제조 단가가 증가하는 반면, 분 논문에 제안된 전원 장치는 구조를 단순화하여 전체 시스템의 소형화 및 제조 단가를 낮춘 점을 특징으로 한다. 제안된 설계 토폴로지는 플라이백 변압기 2차 측에 다이오드의 사용 유무에 따라 두 개의 변형된 회로로 응용 가능 하다. 변압기 2차측에 다이오드를 사용하면, 음의 성분 없이 깨끗한 고전압 출력 펄스를 만들 수 있지만 사용한 다이오드의 전압 정격을 고려해야 한다. 다이오드를 사용하지 않는다면, 고전압 출력 펄스에 음의 성분이 발생하지만 비용과 부피를 최대한 줄일 수 있다. PSIM 시뮬레이션을 사용하여 제안하는 전원 장치의 23kV, 0.5 ㎲, 10 ns rising time의 출력 펄스 발생 성능을 검증하고, 다이오드 사용에 따른 출력 펄스의 차이점을 비교하였다.

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Design of High Average Power Pulse Transformer for 30-MW Klystron of L-Band Linac Application (산업용 선형가속기 시스템 적용을 위한 30-MW 클라이스트론용 고 평균전력 펄스 트랜스포머의 설계)

  • Jang, S.D.;Son, Y.G.;Gwon, S.J.;Oh, J.S.;Bae, Y.S.;Lee, H.G.;Moon, S.I.;Kim, S.H.;Cho, M.H.;NamKung, W.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2006.07c
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    • pp.1550-1551
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    • 2006
  • An L-band linear accelerator system for e-beam sterilization is under design for bio-technology application. The klystron-modulator system as RF microwave source has an important role as major components to offer the system reliability for long time steady state operation. A PFN line type pulse generator with a peak power of 71.5-MW, $7{\mu}s$, 285 pps is required to drive a high-power klystron. The high power pulse transformer has a function of transferring pulse energy from a pulsed power source to a high power load. The pulse transformer producing a pulse with a peak voltage of 275 kV is required to produce 30-MW peak and 60 kW average RF output power at the frequency of 1.3-GHz. We have designed the high power pulse transformer with 1:13 step-up ratio. The peak and average power capability is 71.5-MW (275 kV, 260 A at load side with $7{\mu}s$ pulse width) and 130 kW, respectively. In this paper, we present a system overview and initial design results of the high power pulse transformer.

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Parameter Evaluation of High-Power Pulse Transformer for L-Band 30-MW Klystron (L-band 30-MW 클라이스트론용 고출력 펄스트랜스포머의 파라미터 평가)

  • Jang, S.D.;Son, Y.G.;Kwon, S.J.;Oh, J.S.;Kim, S.H.;Yang, H.R.;Moon, S.I.;Kwon, B.H.;Cho, M.H.;NamKung, W.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2007.07a
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    • pp.1079-1081
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    • 2007
  • An L-band Linear Accelerator System for E-beam sterilization is under construction for bio-technology application. The klystron-modulator system as an RF microwave source has an important role as major components to offer the system reliability for long time steady-state operations. A PFN line type pulse generator with a peak power of 71.5-MW, $7\;{\mu}s$, 285 pps is required to drive a high-power klystron. The high power pulse transformer has a function of transferring pulse energy from a pulsed power source to a high power load. The pulse transformer producing a pulse with a peak voltage of 275 kV is required to produce 30-MW peak and 60 kW average RF output power at the frequency of 1.3-GHz. We have designed the high power pulse transformer with 1:13 step-up ratio. The peak and average power capability is 71.5-MW (275 kV, 260 A at load side with $7\;{\mu}s$ pulse width) and 130 kW, respectively. In this paper, we present measurements and its analysis on the design parameters, and an initial test result as well as a design concept on the high-power pulse transformer.

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Performance Test of High-Power Pulsed Klystron-Load (대출력 펄스 클라이스트론 부하의 성능시험)

  • Jang, S.D.;Son, Y.G.;Oh, J.S.
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2003.07c
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    • pp.1756-1758
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    • 2003
  • 포항 방사광 가속기의 선형가속기는 2.5GeV 전자빔 용 마이크로웨이브의 발생을 위하여 80MW 급 클라이스트론(klystron) 11대와 입사부 용 65MW 급 클라이스트론 1대를 사용한다. 80-MW 급 클라이스트론 부하를 구동하기 위하여 최대 펄스 정격출력 200 MW(400kv, 500A, 평탄도 4.4 ${\mu}s$)인 대출력 펄스 전원공급 장치(modulator)가 요구된다. 모듈레이터 시스템 용 PFN(pulse forming network) 커패시터의 충전용 입력전원으로써 최대 출력전압 50 kV, ${\pm}$ 0.5% 이내의 전압제어가 가능한 고전압 인버터 전원장치를 적용하여 클라이스트론 부하의 성능시험을 수행하였다. 클라이스트론의 RF 전력과 입력 빔의 특성을 정확히 측정하기 위하여 응답특성이 양호한 측정 장치와 정밀한 측정이 요구된다. 인버터 시스템의 적용에 따른 모듈레이터의 충전 특성을 파악하였으며, 방향성 결합기와 검파기를 설치하여 클라이스트론의 RF 출력을 측정하였다. 본 논문에서는 포항 방사광 가속기의 대출력 펄스 고주파원으로 사용되는 클라이스트론 부하의 성능시험 과정에서 수행하였던 시험장치 개선 및 특성 분석, 고전압(빔전압 320 kV) 및 RF 길들이기의 시험 결과에 관하여 고찰하고자 한다.

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