25358: منابع تغذیه ولتاژ بالا
نام درس: منابع تغذیه ولتاژ بالا (High Voltage Power Supplies)
شماره درس: 25358
پیش‌نیاز(ها): 25213 (الکترونیک صنعتی) یا 25799 (مبانی الکترونیک قدرت)
هم‌نیاز(ها): -
تعداد واحد: 3
مقطع: کارشناسی ارشد
آخرین ویرایش: پاییز 1399

توضیحات:
منابع تغذیه فشار قوی با ولتاژهایی در حد چند کیلوولت به بالا کاربردهای زیادی در صنایع مختلف دارند. این منابع تغذیه عموماً به دو شکل خروجی ثابت (DC) و خروجی پالسی (Pulsed) ساخته شده و مورد استفاده قرار می‌گیرند. نوع اول آن که ولتاژ خروجی ثابت تولید می‌کند در کاربردهایی که تزریق مداوم توان مورد نیاز باشد به کار می‌رود. در حالت دوم نیاز به تأمین توان الکتریکی زیاد در زمان کوتاه از طریق شکل موج ولتاژ پالسی مسئله مورد توجه صنایع مختلف است. از نمونه‌های این صنایع می‌توان به شتاب‌دهنده‌های پزشکی، ضدعفونی‌کننده‌ها در صنایع غذایی، فرستنده‌های راداری، اخلالگرهای رادیویی پرتوان و مولدهای پلاسما اشاره کرد. بسیاری از این کاربردها نیاز روز کشور است و با توجه به تغییر نسل ادوات به‌کاررفته در حوزه‌های مذکور، نیاز به پرداختن به روش‌های نوین در این زمینه‌ها احساس می‌شود. در این درس موضوع تأمین توان در ولتاژ فشار قوی به صورت لحظه‌ای با مقدار زیاد مورد توجه قرار می‌گیرد. روش‌های کلاسیک و روش‌های نوین ایجاد شکل موج ولتاژ فشار قوی به همراه مسائل جانبی آنها ارائه می‌شود.
 
سرفصل‌ها:
  • اصول و کاربردهای توان بالا
    • تاریخچه
    • صنایع مربوطه
    • چالش‌ها
  • مشخصات بارهای فشار قوی
    • مشخصات الکتریکی لامپهای خلأ
    • مشخصات الکتریکی راکتورهای شیمیایی فشار قوی
  • ملاحظات فشار قوی
    • خواص عایق‌های مختلف در ولتاژ بالا
  • منابع تغذیه ولتاژ بالای DC
    • منابع تغذیه با جریان DC
    • منابع تغذیه با جریان پالسی
  • منابع تغذیه ولتاژ بالای پالسی
    • مشخصات شکل موج‌های پالسی
    • طرح مفهومی یک مولد توان پالسی
    • چالش‌ها
    • روش‌های کلاسیک ایجاد ولتاژ پالسی توان بالا 
    • روش‌های نوین ایجاد پالس توان بالا 
  • انواع کلیدها برای تولید توان بالا
    • کلیدهای بازشونده
    • کلیدهای بسته‌شونده
  • مولد پالس بر مبنای ذخیره‌سازی انرژی 
    • مولد خازنی سوئیچ مستقیم
    • مولدهای سلفی
  • جمع‌کننده‌ها 
    • مولد مارکس
  • شکل‌دهنده‌های پالس 
    • مولد پالس با استفاده از تئوری خط انتقال
    • شبکه شکل‌دهنده پالس
  • طراحی ترانسفورماتور پالس 
    • انواع ترانسفورماتور پالس فشار قوی
    • روش‌های سیم‌پیچی
    • مدل گذرای ترانسفورماتور پالس
  • اندازه‌گیری شکل موج‌های ولتاژ و جریان با مقادیر زیاد
    • روش‌های قرائت ولتاژ و جریان
  • حفاظت و پایش مولدهای پرتوان 
    • حفاظت جریان
    • حفاظت ولتاژ
    • روش‌های پایش وضعیت یک مبدل الکترونیک قدرت فشار قوی 

مراجع:
  • L. Sivan, Microwave Tube Transmitters, Chapman & Hall, 1994
  • W. North, High Power Microwave Tube Transmitters, LANL, 2001
  • J. Lehar, P. Ron, Foundations of Pulsed Power Technology, IEEE-Press, 2017
  • H. Bluhm, Pulsed Power Systems: Principles and Applications, Springer, 2006
  • G. A, Mesyats, Pulsed power, Kluwer, 2005
  • S. T. Pai, Q. Zhang, High Power Pulse Technology, World Scientific, 1995
  • Advances in Pulsed Power Technology, Springer, 1990
  • P. W. Smith, Transient Electronics: Pulsed Circuit Technology, Wiley, 2002


 
آخرین به‌روزرسانی: 7 / 3 / 1403