بهبود عملکرد ترانسفورماتور ولتاژ بالا در منبع تغذیه تقویت‌کننده کلایسترون با متعادل‌سازی جریان مغناطیس‌کنندگی
محورهای موضوعی : مهندسی برق و کامپیوتر
ابوالفضل نصیری
1
,
محسن گنجی
2
,
سید محمد علوی
3
1 - فنی و مهندسی
2 - برق، دانشکده فنی، دانشگاه امام حسین، تهران، ایران
3 - گروه الکترونیک، دانشکده برق، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران
کلید واژه: ترانسفورماتور فرکانس بالا, تقویت کننده کلایسترون, مدار تشدید سری, مدار راه‌انداز.,
چکیده مقاله :
در این تحقیق از ساختار مبدل تمام‌پل برای تغذیه تقویت‌کننده کلایسترون استفاده شده است. برای تأمین توان کلایسترون (kW 100، A 4 و kV 25) سه ماژول مبدل تمام‌پل با ترانسفورماتور ولتاژ بالا- فرکانس بالا به‌کار رفته است. خروجی ترانسفورماتورها در یک ساختار ستاره، یکسو شده و پس از عبور از یک فیلتر π، تغذیه مدار راه‌انداز لامپ کلایسترون تأمین می‌شود. خروجی منبع تغذیه، پالس‌هایی با عرض ms 1 و فرکانس تکرار 50Hz می‌باشد. ولتاژ ورودی مبدل VDC 500 است که از یک تغذیه سه‌فاز تأمین می‌گردد. در این تحقیق با متعادل‌سازی جریان مغناطیس‌کنندگی ترانسفورماتور فرکانس بالا، بیشینه جریان مغناطیس‌کنندگی ترانسفورماتورها کاهش یافته و موجب کاهش بیشینه جریان ترانزیستورها می‌شود. با کاهش بیشینه جریان مغناطیس‌کنندگی نیز ابعاد هسته ترانسفورماتور و در نتیجه ابعاد، حجم و وزن مدار راه‌انداز کلایسترون کاهش پیدا می‌کند. همچنین اندوکتانس نشتی ترانسفورماتور فرکانس بالا، موجب شکلگیری مدار تشدید سری شده و شرایط کلیدزنی نرم فراهم گردیده و بدین ترتیب موجب بهبود عملکرد مدار راه‌انداز کلایسترون می‌شود. عملکرد مدولاتور با استفاده از نرم‌افزار PSCAD و بار مقاومتی شبیه‌سازی شده و مورد تأیید قرار گرفته است.
In this research, the structure of a Full-bridge converter has been used to feed the klystron amplifier. Three Full-bridge transducer modules with high voltage transformers are used to supply the power of klystron (100 kW, 4 kV, 25 kV). The output of the transformers is rectifier in a star structure and after passing through a π filter, the circuit of the klystron lamp is supplied. The output of the power supply is 1 ms width and frequency of repetition is 50 Hz. The input voltage of the converter is 500 VDC, which is supplied by a three-phase feed. In this research, by balancing the magnetizing current of high frequency transformers, the maximum magnetization current of transformers decreases and decreases the maximum current of transistors. In addition, the core dimensions of the transformer decrease by reducing the maximum magnetization current. As a result, the dimensions, volume, and weight of the klystron drive circuit are reduced. Also, by using leakage inductance of high frequency transformer, series resonance circuit has been created and soft switching conditions have been provided. In this way, it improves the performance of the klystron driven circuit. Modulator performance has been simulated and approved using PSCAD software and resistive load.