عنوان پایان‌نامه
طراحی و شبیه سازی مولد پالسی مبتنی بر ژنراتور مارکس و ترانزیستورهای دو قطبی
- رشته تحصیلی
- مهندسی برق-قدرت-سیستم ها فشارقوی الکتریکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: E 2756;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 69718
- تاریخ دفاع
- ۰۳ مرداد ۱۳۹۴
- دانشجو
- حمیدرضا سزاوار
- چکیده
- تجهیزات تولید کننده فشارقوی با زمان صعود پایین و اغتشاش کم، از جمله تجهیزاتی می‌باشند که کاربرد زیادی در صنایع خاص دارد. از جمله ویژگی های آن‌ها می‌توان به ولتاژ بالا و تولید میدان الکتریکی بالا، زمان صعود کم و در نتیجه فرکانس بالا و همچنین اغتشاش و تاخیر کوتاه، به منظور هماهنگ سازی تجهیزات حساس اشاره کرد. در ابتدای این پروژه، شبیه سازی ژنراتور مارکس با مدل شکست بهمنی، با استفاده از مدل ترانزیستورهای 2N2222 و FMMT415 انجام شد و اثر تغییرات المان های مختلف برروی شکل موج خروجی بررسی شد. ولتاژ خروجی ده طبقه ژنراتور مارکس شبیه سازی و با مدار اصلی مقایسه شد. نتایج حاصل از شبیه سازی و مدار طراحی شده بسیار نزدیک بود. بنابراین شبیه سازی باعث درک بهتر مدل طراحی شده می شود و همچنین راهکاری مناسب برای طراحی با دیگر ترانزیستورها و ارزیابی مدار را قبل از ساخت، به ما نشان میدهد. در این پروژه دو نوع ترانزیستور در مدار مولد مارکس طراحی و تست شده است. برای ترانزیستور FMMT415 که ترانزیستور متداول در ژنراتورهای مارکس است و از لحاظ قیمت هم بالاتر است، ولتاژ شکست ده طبقه از آن 2.5kV و زمان صعود آن 2ns بدست آمد. ترانزیستورهای ارزان قیمت¬تر 2N2222 دارای ولتاژ شکست 1.5kV و زمان صعود 2.5ns بدست آمد. در این تحقیق علاوه بر ولتاژ و زمان صعود، به قدرت جریان دهی ترانزیستورها در بارهای مختلف نیز پرداخته شد. ترانزیستورهای FMMT415 با توجه به خاصیت جریان بالا در پالس های کوتاه، توانایی بهتری نسبت به ترانزیستور 2N2222 دارند. اما هزینه کم برای تولید ژنراتورهای مارکس دارای ترانزیستورهای 2N2222 شاید مهم¬ترین علتی باشد که در مواردی خاص، ما را به سمت این ترانزیستورها سوق دهد.
- Abstract
- High voltage pulse generators with low rise time and small jitter are among equipment that have many applications in special industries. The features of these devices include high voltage, high electrical field production, high rise time, and thus, high frequency and low jitter with the aim of synchronizing sensitive equipment. Marx generator was initially simulated with the avalanche breakdown model using the models of both transistors. The effect of changes to various elements on the output waveform was investigated. The output voltage of the ten floors of Marx generator was simulated and compared to the main circuit. The simulation results were close to the results obtained from the designed circuit. Therefore, simulation brings about a better perception of the designed model and shows us a proper solution for design using other transistors and evaluation of the circuit before building it. Two types of transistors were designed and tested in the Marx generator circuit. Regarding FMMT415 transistor, which is the conventional transistor in Marx generators with a higher price, the breakdown voltage of ten floors of the said transistor is 2.5kV and the rise time is 2ns. 2N2222 transistors, which are less expensive, have a breakdown voltage of 1.5kV and the rise time is 2.5ns. In addition to voltage and rise time, the current capability of transistors with different loads was also addressed. Given high current characteristic in short pulses, FMMT415 transistors were more capable compared to 2N2222 transistors. However, the low production cost for Marx generators with 2N2222 transistors is perhaps the most important reason that leads us toward these transistors in special cases.
