ارائه یک مبدل توان پالسی ولتاژ بالا دوقطبی با استفاده از ساختار چند برابر کننده کلید-خازنی

درخواست‌ها برای تولید ولتاژ پالسی با دامنه‌های بالا بسیار زیاد شده است درحالی‌که ساختارهای سنتی و ارائه شده در سال‌های اخیر از تعداد ادوات کلیدزنی بالا و منابع ولتاژ با دامنه بالا رنج می‌برند. از این‌رو ساختارهای چندبرابرکننده به‌عنوان ساختارهای جایگزین به‌عنوان تولیدکننده‌های جدید برای توان پالس ارائه شده‌اند. در این مقاله، یک ساختار جدید برای مبدل‌های تولید پالس قدرت ارائه شده است که از یک ورودی منبع ولتاژ dc استفاده شده است که دامنه پالس ولتاژ در خروجی را با فرکانس قابل تنظیم، به‌صورت دوقطبی چندین برابر می‌کند. در این ساختار که از دو قسمت 1) چندبرابرکننده ولتاژ بر پایه مبدل نیم‌پل و 2) مبدل دوقطبی مارکس تشکیل شده است، به دلیل چند برابر شارژ شدن خازن‌ها، از تعداد عناصر کلیدزنی نظیر کلید، دیود و خازن بسیار کمتری در مقایسه با دیگر ساختارها استفاده می‌شود. ازآنجاکه محدودیت این مدار استفاده از دو کلید با استرس ولتاژ بالا است، عمده‌ترین کاربرد آن در ساختارهایی با منبع ولتاژ پایین (به‌مانند باتری، سلول خورشیدی و پیل سوختی) است. همچنین ساختار پیشنهادی دارای قابلیت تولید پالس ترکیبی پهن و باریک است. برای تایید عملکرد ساختار پیشنهادی، تست آزمایشگاهی توسط پردازنده tms320f28335 صورت گرفته است.

A Bipolar High Voltage Pulsed Power Converter using Switchedcapacitors Multiplier

Requests for production of high voltage pulses have increased recently. Traditional pulsed power converters suffer from high number of switching components and high amplitude of input voltage. Voltage multipliers are introduced as alternative to generate high voltage pulses with lower input voltage sources. This paper presents a pulsed power inverter based on switchedcapacitors multiplier technology with low input voltage sources. The high output voltage can be achieved at a bipolar waveform with a flexible switching frequency. This topology consists of a voltage multiplier based on Hbridge cells and a bipolar Marx topology. Due to application of voltage multiplier at this converter, input DC voltage is boosted to a certain amount and then it will be converted to a high voltage pulse and therefore, number of circuit components decrease to a certain amount in comparison with other power electronicsbased topologies. As the main constraint of this circuit is using two switches with high voltage stress, the main application of proposed pulse generator is in the applications with low voltage DC sources.  Proposed structure can generate narrow pulses combined with wide pulses as well. Experimental results with TMS320F28335 processor are obtained to verify the analysis.