Приветствую всех. Возникла необходимость собрать высоковольтный испульсный генератор для модуляции добротности лазера. Напряжение от 4.5 до 6 кВ, за 20 нс должно упасть до нуля, затем продержаться так около 150 нс и снова вернуться до 5 кВ, уже не важно как быстро. Нагрузка генератора - конденсатор небольшой емкости (ячейка Керра). Имеет ли кто-нибудь опыт работы и может ли подсказать со схемой. Заранее благодарю всех ответивших. Александр

А сколько ест тока эта ячейка керра ?
------------
пардон, увидел фразу про конденсатор
но лучше емкость таки указать

Сообщение отредактировал Ярцев А.В. - Sep 9 2009, 01:58

Стандартно делается генератор на длинной линии, разрядник в качестве переключающего элемента.

Если все "плохо" можно купить готовый тут. Но у них стандартно до 4кВ, возможно сделают и больше, но надо выяснять. Если есть желание и возможности делать самому и совсем нет опыта, то для начала надо купить (в сети) книгу В.П.Дьяконова "Лавинные транзисторы и тиристоры. теория и применение". В сети есть первое издание книги за 1973г. По схемам можно посмотреть эти ссылки:
http://icecube.wisc.edu/~kitamura/NK/Flash...ch/RSI03066.pdf
http://www.dianyuan.com/bbs/u/67/2354671216795047.pdf
http://www.springerlink.com/index/036078G740270122.pdf
Удачи.

Можно проще- цепочка высоковольтных FETов и хитрый импульсный трансформатор со множеством вторичных обмоток- на каждый транзистор отдельная вторичка. А хитрый- чтобы между вторичками выдерживал полное импульное напряжение и емкости межобмоточные были минимальны и сбалансированны, чтобы процесс открытия транзисторов был равномерный.
Еще очень важна частота работы ключа- если это единицы герц- то тогда все достаточно легко получается, а если десятки килогерц- то ключи по теплу перегревается, лучше акустооптику ставить.

Спасибо за ссылки. Книга эта есть и используется. Уже пошли за транзисторами для одной из схем по ссылкам, будем собирать.

если кому еще интересно, то вот схемка, срисованная с одного американского девайса.

однако, повторение показало, что продаваемые у нас в стране транзисторы 2N6517 вовсе не держат подаваемые в схему 750В, максимум 530-550В. Причем где-то с этого напряжения они начинают "течь" - появляется ток коллектора. Если увеличить сопротивление R2 (56К) до величины, ограничавающей ток коллектора величиной 0.2-0.3мА, то транзисторы стоят вполне стабилитронами. с напряжением стабилизации эти самые 530В, которое несколько возрастают от времени нахождения под напряжением, примерно до 560В.
Хуже всего, что доступные 2N6517 при работе долго не живут - в течении времени наработки идет деградация кристалла и сильно увеличивается утечка.
Так что американские 2N6517 видимо совсем другие, чем продающиеся в России. Впрочем, ВСЕ эти явления (и деградация, и стабилитроновость) описаны в книжке Дьяконова, за что ему огромное спасибо. Да и в инете попадались иследования кристаллов транзисторов одного типа разных производителей - могут быть совсем разные.

По даташиту американский Fairchild 2n6517 гарантирует только 350 Вольт. Сколько живут ваши транзисторы?
Какое у вас получилось время срабатывания и на какую нагрузку?
Собираюсь повторить данную схему для раскачки ячейки Поккельса. Емкость 57 пФ, на какую длительность фронта можно расчитывать?

при работе транзистора в лавинном режиме даташит надо читать между строк. Напряжение на закрытом транзисторе должно быть близко к его напряжению лавинного пробоя. Иначе от плохо запускается. А напряжение лавинного пробоя гораздо выше даташитовских Uсb. Хотя, корреляция безусловно есть.
А время жизни транзистора в таком (лавинном) режиме больше определяется физическим размером кристалла. А он (размер) у 2n6517, что были у меня - похоже маловат. В общем, 2n6517 живет от недель до нескольких месяцев 10Гц в рабочее время. Гораздо дольше живут MPSA42, но их можно запитать только 500В, а лучше где-нибудь 480В. Кстати, MPSA42 обеспечивает бОльший ток через себя, чем 2n6517, при прочих равных условиях.
длительность фронта определяется выходными резисторами (у америкосов 450 ом в сумме). У меня для MPSA42 300 ом - компромисс между ограничением выходного тока и длительностью фронта. нагрузка - около 50пФ. У меня 12 каскадов по 500в, фронт 6кВ около 40нс.
Сейчас на интерес гоняю KSP44 - пока живет, но статистики нет.

Самое вкусное - пока считаю лучшими транзисторами Zetex ZTX857. Похоже, что большой кристалл в маленьком корпусе. Ucb держит 550В, уменьшил выходной резистор до 150 ом, фронт хороший, пока живет. Рекомендую. Но дорогой.

2 осциллограмки - одна - на конденсатор 50пФ, вторая - более лохматая - на электрооптический затвор, там похоже какие-то еще отражения.
Синий - выходное напряжение, 1кВ в клетке, подпор 2.9кв и выстрел в -3кВ, всего почти 6кВ.
желтый - на стоке запускающего мосфета, примерно 500В. Задержка выходного импульса от запуска - примерно 20нс


вот еще осциллограмки выходного тока (желтым) (в pdf) для MPSA42

Сообщение отредактировал AlexN - Dec 15 2009, 11:27

Сегодня собрал три секции из конденсаторов и двух транзисторов 2n6517 по американской схеме. Для питания использовал сетевую гальваноразвязку из двух трансформаторов от бесперебойников и удвоитель напряжения - получилось около 600 в. Полевика под рукой не оказалось, вместо него запускал отрезком провода. На выход включил последовательно три резистора МЛТ-1 150 Ом, затем конденсатор 1 нФ и заземлил его на сопротивление 1 Ом. С него и снимал осциллограммы.
Какой пробник используете при измерениях?

Сегодня собрал три секции из конденсаторов и двух транзисторов 2n6517 по американской схеме. Для питания использовал сетевую гальваноразвязку из двух трансформаторов от бесперебойников и удвоитель напряжения - получилось около 600 в. Полевика под рукой не оказалось, вместо него запускал отрезком провода. На выход включил последовательно три резистора МЛТ-1 150 Ом, затем конденсатор 1 нФ и заземлил его на сопротивление 1 Ом. С него и снимал осциллограммы.
Какой пробник используете при измерениях?

трудно комментировать эти осциллограммы. С одной стороны, Вы пытаетесь 1нФ зарядить от 0.33нФ (3 каскада последовательно) - не кашерно. С другой стороны, напряжение полезного сигнала на датчике тока 1 ом - сильно мало, много искажений от паразиток. А с третьей стороны, для развития лавинного процесса необходимо, чтобы ток через транзистор превысил некоторый порог. Тогда транзистор "откроется" полностью. а иначе - только до напряжения Uke с оборванной базой, а это перепад вольт 150-200, не больше. Большую роль для устойчивого запуска играет C3.

У меня делитель TT-HVP 15HF

Спасибо AlexN за поддержку.
Вторым вариантом я собрал генератор по схеме опубликованной инженерами индии на 2n5551. Собрал два каскада, по два транзистора. Транзисторы использовал в корпусе SOT-23. Резистор первого каскада -1 М, остальные - 680 К. Напряжение питания- 580-600 В. Импульсный трансформатор взял готовый - для витых пар. Пробовал увеличивать емкости до 2 нан - роста напряжения не заметил. Максимальная периодичность - 1100 Герц
Нагрузка - 50 ом - фронт 4 наносекунды
Нагрузка -50 ом + 47 пик - фронт 6- 8 наносекунд.
Для осциллографирования использовал щуп Tektronix P2220 200 MHz 10 MOhm 16 pF 300 V 1/10
17 осциллограма - емкости 1 нФ нагрузка 200 ом + 16 пФ
18 осциллограмма - емкости 2 нФ нагрузка 50 ом+16 пФ
19 - то же, но с импульсом синхронизации (2 й канал - синим)

P.S. В 90-м году в Новосибирске проводили исследования лавинного пробоя на отечественных полупроводниках (там есть ссылка на время фронта до 70 пС и как изготовить высоковольтный быстрый щуп)
3. Белкин В.С., Шульженко Г.И.
Формирователи мощных наносекундных и пикосекундных импульсов на полупроводниковой элементной базе. - Новосибирск: ИЯФ СО АН СССР, 1990. 36 с.
В электронном виде лежит по ссылке
http://www.sanechka.nightmail.ru/others.html третьим по счету

Сообщение отредактировал yakub_EZ - Dec 18 2009, 08:12

Вот и передо мной встала задача : )

Объясните , как вот этот прибор http://www.alphalas.com/products/laser-acc...generators.html может быть ключом на напряжение 4КВ ?
У него же конструкция явно не высоковольтная. Где внушительные изоляторы ?
У одного 3 металлических выступа (контакта ?) . Два высоковольтные и 3й управление ? А тот , у которого 2 контакта как работает ?

Не смейтесь над наивностью вопроса .

А что тут удивительного? Это не контакты, а BNC-разъёмы. Какие внушительные изоляторы должны быть на 4кВ? Обратите внимание на толщину изоляции высоковольтного провода кинескопа для сравнения. Там порядка 25кВ.

Смех смехом, а BNC выдерживает высоковольтные наносекундные импульсы. Пробить не успевает. И даже тонкий коаксиальный кабель применяемый в VGA кабеле.
Скорее всего там стоит сборка транзисторов или транзистор/диод работающий в лавинном режиме.
Вам этот коммутатор для какого применения?