고체 상태 스위치들을 사용하는 고전압 펄스 파워 서플라이 document_id 1020067025559

[청구항 1] 부하에 인가되는 전압 펄스를 발생시키는 펄스 발생기에 있어서, 상기 펄스 발생기는 직렬로 연결된 하나 이상의 전압 셀들을 포함하고, 상기 전압 셀은 커패시터; 상기 커패시터와 직렬인 메인 스위치, 여기서 상기 메인 스위치가 온일 때 상기 커패시터는 상기 하나 이상의 전압 셀들의 다른 커패시터들과 직렬로 연결되고 상기 메인 스위치가 오프일 때, 상기 커패시터를 충전하는 전류에 대해 리턴 경로를 제공하는 리턴 스위치 상기 메인 스위치를 제어하는 제1 스위치 드라이브 상기 리턴 스위치를 제어하는 제2 스위치 드라이브 상기 하나 이상의 전압 셀들 각각과 연결된 다이오드 스트링, 여기서 충전 전류는 상기 다이오드 스트링을 통해 상기 커패시터에 공급되고 상기 제1 스위치 드라이브 및 상기 제2 스위치 드라이브와 연결된 제2 다이오드 스트링; 그리고 상기 제2 다이오드 스트링에 연결되어 상기 제1 및 제2 스위치 드라이브에 전력을 공급하는 보조 파워 서플라이를 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스 발생기 [청구항 5] 제 1항에 있어서,상기 커패시터로부터 상기 리턴 스위치까지의유도성접속더포함하는것을특징으로 하는펄스 발생기. [청구항 6] 제 5항에 있어서,상기 메인 스위치의 턴온 시간에 대하여 상기 리턴 스위치의 턴오프 시간을 제어하는 것이, 상기 유도성 접속 내에 유도성 에너지를 저장하여전압 펄스의상승시간감소시키는것을특징으로 하는펄스 발생기. [청구항 7] 제 1항에 있어서,상기 다이오드 스트링, 상기 메인 스위치, 그리고 상기 리턴 스위치는 음 타입의 전압 펄스, 양 타입의 전압 펄스, 그리고 바이폴라 타입의 전압 펄스 가운데 하나를 발생시키도록구성되는것을특징으로 하는펄스 발생기. [청구항 8] 제 1항에 있어서,상기 리턴 스위치와 직렬인 리세트 서플라이를 더 포함하며, 여기서 상기 리세트 서플라이는리세트전류를상기부하제공하는것을특징으로 하는펄스 발생기. [청구항 9] 제 1항에 있어서,직렬로 충전하는 추가 커패시터들을 가지는 하나 이상의 추가 전압 셀들을 더 포함하며, 여기서 추가 스위치들이 상기 전압 펄스의 드룹을 조절하도록상기추가커패시터들의방전제어하는것을특징으로 하는펄스 발생기. [청구항 10] 제 1항에 있어서,전압 셀은 상기 커패시터 그리고 상기 메인 스위치와 연결된 발란스 네트워크를 더 포함하며, 상기 발란스 네트워크는 상기 전압 셀에서 나타나는 부유 용량을 매칭시키도록커패시턴스가지는것을특징으로 하는펄스 발생기. [청구항 11] 부하에 인가되는 전압 펄스를 발생시키는 펄스 발생기에 있어서 상기 펄스 발생기는 직렬로 연결된 하나 이상의 전압 셀들을 갖는 제 1 커패시터 뱅크를 포함하고, 상기 제 1 커패시터 뱅크는 하나 이상의 메인 스위치들 그리고 상기 메인 스위치 각각의 다음에 커패시터가 오도록 상기 하나 이상의 스위치들과 직렬로 연결된 하나 이상의 커패시터들을 포함하고; 그리고 상기 제 1 커패시터 뱅크와 연결된 다이오드 스트링, 여기서 충전 전류는 상기 다이오드 스트링을 통해 상기 하나 이상의 커패시터들에 제공되며 상기 제 1 커패시터 뱅크와 연결된 하나 이상의 리턴 스위치들, 여기서 상기 하나 이상의 리턴 스위치들은 상기 하나 이상의 리턴 스위치들이 턴온일 때 상기 충전 전류에 대해 리턴 경로를 제공하며 상기 하나 이상의 리턴 스위치들을 상기 제1 커패시터 뱅크와 연결하는 하나 이상의 유도성 접속들(inductive connections), 여기서 상기 하나 이상의 유도성 접속들 각각은 상기 리턴 스위치들 각각과 상기 커패시터들 각각의 사이에 직렬로 배열된 인덕터를 포함하고; 그리고 상기 하나 이상의 커패시터들을 방전시키기 위해 상기 하나 이상의 메인 스위치들을 턴온시키고 그리고 상기 하나 이상의 커패시터들을 충전시키기 위해 상기 하나 이상의 메인 스위치들을 턴오프시키는 하나 이상의 메인 스위치 드라이브들을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 펄스 발생기 [청구항 12] 제 11항에 있어서,상기 충전 전류에 대해 리턴 경로를 제공하도록 상기 하나 이상의 리턴 스위치들을 턴온시키고, 그리고 상기 하나 이상의 메인 스위치들이 턴온될 때 상기 하나 이상의 리턴 스위치 드라이브들을 턴오프 시키는하나이상의리턴스위치드라이브들더포함하는것을특징으로 하는펄스 발생기. [청구항 13] 제 12항에 있어서,상기 하나 이상의 메인 스위치 드라이브들과 상기 하나 이상의 리턴 스위치 드라이브들에 파워를 제공하는제1보조다이오드스트링서플라이더포함하는것을특징으로 하는펄스 발생기. [청구항 17] 제 11항에 있어서,상기 하나 이상의 리턴 스위치들의 턴오프 시간은, 상기 전압 펄스의 상승 시간을 감소시키기 위해, 유도성 에너지가 상기 유도성 접속들 내에서 만들어질 수 있도록, 상기 하나 이상의 메인 스위치들의 턴온 시간에 대해서지연되는것을특징으로 하는펄스 발생기. [청구항 18] 제 17항에 있어서,상기 하나 이상의 리턴 스위치들은, 상기 전압 펄스의 하강 시간을 감소시키도록, 상기 하나 이상의 메인 스위치들이 턴오프 되기 전에 턴되는것을특징으로 하는펄스 발생기. [청구항 19] 제 11항에 있어서,제 2 커패시터 뱅크를 더 포함하며, 여기서 상기 제 2 커패시터 뱅크의 하나 이상의 메인 스위치들과 상기 제 2 커패시터 뱅크와 연결된 하나 이상의 리턴 스위치들은 상기 제 2 커패시터 뱅크에 포함된 하나 이상의 일련의 전압셀들이 음 타입의 펄스를 제공하도록반전되는것을특징으로 하는펄스 발생기. [청구항 20] 제 11항에 있어서,제 2 커패시터 뱅크를 더 포함하며, 여기서 상기 제 1 커패시터 뱅크의 상기 하나 이상의 커패시터들과 상기 제 2 커패시터 뱅크의 하나 이상의 커패시터들은 파워 서플라이로부터동시충전하는것을특징으로 하는펄스 발생기. [청구항 21] 제 20 항에 있어서,상기 다이오드 스트링은 상기 제 2 커패시터 뱅크에 연결된 하나 이상의 리턴 스위치들과 연결되고 그리고 여기서 상기 제 2 커패시터 뱅크의 상기 하나 이상의 커패시터들에 상기 충전 전류를 제공하는 제 2 다이오드 스트링은 상기 제 1 커패시터 뱅크에 연결된상기하나이상의리턴스위치들연결되는것을특징으로 하는펄스 발생기. [청구항 22] 제 13항에 있어서,제 2 보조 다이오드 스트링이 인버팅 dc 대 dc 파워 서플라이를 통해상기제1보조다이오드스트링연결되는것을특징으로 하는펄스 발생기. [청구항 23] 전압 펄스를 발생시키는 펄스 발생기를 형성하도록 다른 전압 셀들과 직렬로 연결될 수 있는 전압 셀에 있어서 상기 전압 셀은 다른 전압 셀의 커패시터와 직렬로 연결되는 메인 스위치 상기 메인 스위치와 직렬이고 그리고 또다른 전압 셀의 메인 스위치와 직렬로 연결되는 커패시터 상기 메인 스위치 및 상기 커패시터를 가로질러(across) 연결되는 발란스 네트워크 상기 메인 스위치를 턴온 및 턴오프 시키는 메인 스위치 드라이브 다른 전압 셀들의 리턴 스위치들과 직렬로 연결되는 리턴 스위치 상기 리턴 스위치를 턴온 및 턴오프 시키는 리턴 스위치 드라이브; 그리고 상기 커패시터와 상기 리턴 스위치 사이의 접속을 포함하고, 여기서 상기 접속은 상기 커패시터를 충전시키는 데 사용되는 충전 전류에 대해 경로를 제공하는 것을 특징으로 하는 전압 셀 [청구항 24] 제 23항에 있어서,상기 커패시터와 상기 리턴 스위치 사이에서의 접속은단락접속인것을특징으로 하는전압 셀. [청구항 25] 제 23항에 있어서,상기 커패시터와 상기 리턴 스위치 사이에서의 접속은유도성접속인것을특징으로 하는전압 셀. [청구항 26] 제 23항에 있어서,상기 메인 스위치는 fet, bjt,그리고 igbt 가운데 하나이며, 그리고 여기서 상기 리턴 스위치는 상기 메인 스위치와 동일한타입스위치인것을특징으로 하는전압 셀. [청구항 27] 제 23항에 있어서,상기 메인 스위치와 상기 커패시터에 연결된 다이오드를 더 포함하며, 여기서 상기 충전 전류는 상기 다이오드를 통해 유입되고그리고상기커패시터충전시키는것을특징으로 하는전압 셀. [청구항 29] 제 23항에 있어서,상기 발란스 네트워크는 저항기와 직렬인 발란스 커패시터를 포함하고, 상기 발란스 커패시터는 상기 전압 셀에서 나타나는 부유 용량을 매칭하도록 구성되며 그리고 상기 저항기는 상기 전압 펄스에서 링잉을 감소시키도록선택되는것을특징으로 하는전압 셀. [청구항 30] 제 23항에 있어서,제어 신호들은 상기 메인 스위치 드라이브와 상기 리턴 스위치 드라이브에 의해 수신되고, 여기서 상기 제어 신호들은 상기 메인 스위치가 턴온 및 턴오프 되도록 하고 그리고 상기 리턴 스위치가 턴온 및 턴오프하는것을특징으로 하는전압 셀. [청구항 31] 제 30항에 있어서,전압 펄스의 상승 시간은 상기 메인 스위치의 턴온 후에 지연에 의해 상기 리턴 스위치를 턴오프 시킴으로써 제어되어 유도성 에너지가 상기 커패시터와 상기 리턴 스위치 사이에서의 접속 내에서 생기며, 여기서 상기 유도성 에너지는 상기 리턴 스위치가 턴오프 될 때 상기 전압 펄스의 상승 시간을 증가시키는데사용되는것을특징으로 하는전압 셀. [청구항 32] 제 30항에 있어서,상기 리턴 스위치는, 부하의 부유 용량을 방전시키고 상기 전압 펄스의 하강 시간을 증가시키기 위해, 상기 전압 펄스의 종료지점에서 턴되는것을특징으로 하는전압 셀. [청구항 33] 제 23항에 있어서,상기 전압 셀은 다른 전압 셀들과 연결되며, 그리고 상기 전압 셀은 상기 전압 펄스의 진폭을 감소시키도록불활성화되는것을특징으로 하는전압 셀. [청구항 34] 제1 항에 있어서,상기 커패시터는상기 메인 스위치를 통해서상기부하방전하는것을특징으로 하는펄스 발생기.