ساختار پیشنهادی مولد مارکس: تلفیق مولد مارکس سنتی و شبکه شکلدهی پالس

در مهندسی توانهای پالسی یکی از بخش های مورد نیاز، قسمت ذخیره کننده انرژی است که با توجه به نوع کاربرد، از ذخیره کننده های انرژی خازنی یا سلفی استفاده می شود، مولد مارکس به عنوان یک ذخیره کننده انرژی و چندبرابر کننده ولتاژ مطرح است. در سامانه های توان پالسی، انرژی ذخیره شده به صورت یک تک پالس یا پالس های کوتاه با نرخ تکرار قابل تنظیم در بار تخلیه می شود. اساس کار این فناوری بر این ایده استوار است که انرژی در یک منبع اولیه با چگالی توان پایین به طور موقت نگهداری شده، سپس به سرعت آزاد شده و به یک شبکه یا مدار شکل دهنده پالس منتقل می گردد و در نهایت پس از فشرده سازی مجدد، با سطح باال و چگالی زیاد در بار تخلیه می شود. ساختار سنتی مولد مارکس در هر طبقه به طور معمول، شامل یک خازن موازی و دو سلف سری در طرفین است که به صورت موازی شارژ و به صورت سری دشارژ می شوند، در این مقاله ضمن ارائه مطالب جهت معرفی مولدهای مارکس، با در نظر گرفتن کلیه عوامل اثرگذار بر خروجی این مولدها، یک ساختار پیشنهادی با استفاده از تلفیق مولد مارکس سنتی و شبکه شکل دهی پالس برای طراحی یک مولد پالس مارکس ارائه می شود که عالوه بر عملکرد تولید پالس توان باال به عنوان یک شبکه شکل دهی پالس نیز عمل خواهد کرد. به این ترتیب، ابتدا ساختار سنتی و پیشنهادی مولد مارکس معرفی شده، سپس مسئله با مقایسه دو ساختار سنتی و پیشنهادی مولد مارکس با تعداد طبقات و مقادیر مشابه عناصر ادامه می یابد. نتیجه استفاده از ساختار پیشنهادی در مدار مولد مارکس، افزایش قابلیت اطمینان، افزایش چشمگیر دامنه ولتاژ خروجی و کاهش چشمگیر عرض پالس نسبت به ساختار سنتی آن است. نتایج بدست آمده از شبیه سازی ها در محیط نرم افزاری سیمولنک صحت عملکرد و کارایی ساختار پیشنهادی را تایید می کند.

کلیدواژه ها:

مولد مارکس ، شبکه شکل دهی پالس ، خازن ، سلف ، اسپارک گپ