Высоковольтный генератор, Нужна схема высоковольтного генертаора для модулятора добротности Опции

[uu5jkb]

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

[yakub_EZ]

Они стоят столько же сколько вольт на них можно подать
В России производили(лись?) такие фланцы -cp50-162 фторопласт, размер. Но не престижно это как-то, нынче модно буржуйское:


-------------------------------------------------------------------------------------
Великовата картинка. Хорошо бы уменьшить. Модератор.

[MiklPolikov]

Спасибо за разъяснения !

Мне нужно сделать генератор для управления ячейкой керра.
Максимальная частота 50КГц
Фронт импульса <10нС
Входное постоянное напряжение 3-12Кв
Выходное напряжение 1-10КВт , регулируется на ходу.
Мощность всего этого 30Вт.

Как бы сделать плавную регулировку выходного напряжения ? В цепочке последовательно соединённых лавинных транзисторов отключать(открывать) некоторые через высоковольтные оптопары. Или скорее организовать отключение за счёт подачи импульса на затворы через развязывающие конденсаторы. Оптопары на такое напряжение не найдёшь...

[AlexeyW]

Максимальная частота 50КГц
Фронт импульса <10нС
Входное постоянное напряжение 3-12Кв
Выходное напряжение 1-10КВт , регулируется на ходу.
Мощность всего этого 30Вт.

Очень странная комбинация параметров - кажется, что она составлена из максимальных значений для самых разных случаев. При высокой частоте (50 КГц) усиление лазера обычно невелико, не нужен короткий фронт, и наоборот (фронт менее 10 нс вообще почти никогда не нужен, даже вреден). Знаю затворы с напряжением до 8 кВ, но 12 - представить не могу, а тем более постоянное. Действительно ли Вам нужны все эти параметры одновременно, они ведь сильно осложняют жизнь.

Смех смехом, а BNC выдерживает высоковольтные наносекундные импульсы. Пробить не успевает. И даже тонкий коаксиальный кабель применяемый в VGA кабеле.

Сколько работал с высоковольтными устройствами, существенной разницы по пробою между постоянкой и 100 нс импульсами не видел.
BNC если пробивается, то не через изоляцию, а по поверхности (вообще, 1 мм нормального изолятора обычно достаточно для 10 кВ). А поверхность со временем всегда загаживается и начинает шить. Посему HV BNC отличается длиной по поверхности (типа лабиринта).

[gte]

Сколько работал с высоковольтными устройствами, существенной разницы по пробою между постоянкой и 100 нс импульсами не видел.
BNC если пробивается, то не через изоляцию, а по поверхности (вообще, 1 мм нормального изолятора обычно достаточно для 10 кВ). А поверхность со временем всегда загаживается и начинает шить. Посему HV BNC отличается длиной по поверхности (типа лабиринта).

Пробой по поверхности, это пробой в газе, для которого существует понятие вольт-секундной характеристики. Для одних и тех же условий время формирования канала пробоя прямо зависит от величины поданного напряжения и если за время действия импульса канал не успевает сформироваться, пробой при данном напряжении не наступает. времена 100 нс достаточно малые даже для изоляционных поверхностей разъема, поэтому при таких коротких импульсах пробой может развиваться на более высоких напряжениях, чем при постоянном напряжении.



Кроме того, загрязнение поверхности уменьшают пробивное напряжение , в том числе, за счет перераспределения потенциала по поверхности изолятора, на что так же необходимо время.

[AlexeyW]

Пробой по поверхности, это пробой в газе, для которого существует понятие вольт-секундной характеристики. Для одних и тех же условий время формирования канала пробоя прямо зависит от величины поданного напряжения и если за время действия импульса канал не успевает сформироваться, пробой при данном напряжении не наступает. времена 100 нс достаточно малые даже для изоляционных поверхностей разъема, поэтому при таких коротких импульсах пробой может развиваться на более высоких напряжениях, чем при постоянном напряжении. Кроме того, загрязнение поверхности уменьшают пробивное напряжение , в том числе, за счет перераспределения потенциала по поверхности изолятора, на что так же необходимо время.

Спасибо за рисунок, интересная информация.
Я сам когда-то полагал примерно так же, но для малых промежутков (миллиметры - пара сантиметров) сто нан - уже большое время, как показывает опыт (каковы порядки "малых расстояний" для приведенных Вами графиков?). Например, лазерные лампы с промежутком 3-4 см пробиваются примерно за 100 нс, и зависимость от напряжения много больше, чем от времени. Правда, при постоянке включаются много более медленные процессы типа электролиза.
Большие расстояния - время растет за счет пространственной емкости. Вообще, скорее всего, именно ей определяется вообще время пробоя, пока время не дойдет до времени свободного пробега.
Также для воздушного пробоя есть обратный эффект - при медленном нарастании напряжения из промежутка вытягиваются свободные заряды, которые при быстром нарастании могли бы быть инициаторами лавины.

[gte]

Спасибо за рисунок, интересная информация.
Я сам когда-то полагал примерно так же, но для малых промежутков (миллиметры - пара сантиметров) сто нан - уже большое время, как показывает опыт (каковы порядки "малых расстояний" для приведенных Вами графиков?). Например, лазерные лампы с промежутком 3-4 см пробиваются примерно за 100 нс, и зависимость от напряжения много больше, чем от времени.

То, что Вы написали - "зависимость от напряжения много больше, чем от времени" как раз согласуется с понятие вольт-секундной характеристики для времени запаздывания пробоя.
Больше превышение напряжения над критическим напряжением - меньше время запаздывания пробоя.
Скорость роста стримера в воздухе при нормальном давлении может составлять 10-100 см/мкс и сильно зависит, например, от напряженности поля. Поэтому, при хороших условиях то о чем писал yakub_EZ вполне имеет право на жизнь.
При этом, я бы не советовал использовать не предназначенные для высокого напряжения разъемы в промышленном оборудовании без серьезного изучения проблемы. Для внутреннего потребления вполне возможно, если это безопасно.

[AlexeyW]

Скорость роста стримера в воздухе при нормальном давлении может составлять 10-100 см/мкс и сильно зависит, например, от напряженности поля. Поэтому, при хороших условиях то о чем писал yakub_EZ вполне имеет право на жизнь.
При этом, я бы не советовал использовать не предназначенные для высокого напряжения разъемы в промышленном оборудовании без серьезного изучения проблемы. Для внутреннего потребления вполне возможно, если это безопасно.

Да, тут Вы полностью правы, и цифры эти не противоречат ничему тому, что сам наблюдал. Я бы, скорее, переформулировал свою начальную фразу в виде "не стоит рассчитывать на существенное повышение пробивного напряжения вследствие малых времен" и делать для коротких импульсов все же такие же запасы, как и для постоянки. Про разъемы тоже именно так - но я и не призывал, просто обозначил их отличия от обычных.