Добрый день!

Задача такая. Некий источник питания заряжает здоровую емкость (несколько микрофарад) до 2-15кВ. Далее эта емкость импульсами (50-100мкс) разряжается на нагрузку 2-4 кВт, т.е. ток разряда не более пары ампер. Во время этих импульсов возможно образование микропробоев, что соответственно означает фактически закорачивание емкостей. Задача при появлении таких пробоев или ограничивать ток скажем около 5-10 А, или вообще отключать конденсаторы от системы. А после пропадания "козы", снова перейти в нормальный режим работы. Скорость срабатывания такого ограничения/защиты не более 1-2 мкс. А отпускания можно и 10мкс.
Согласен, задача вероятно сложная и трудоемкая но к трудностям готовы.

Если у кого-нибудь был подобный опыт, буду признателен если поделитесь! Спасибо!

Вы бы написали, чем коммутируется емкость на нагрузку. Или сама нагрузка потребляет ток импульсами?

Сама нагрузка потребляет импульсами.

Приветствую!

Ставите лампу (только не ту что у Алладина была ).

Подобрав по параметрам соответствующую можно и просто ток ограничивать - и выключать если надо.
Для больших киловольтов - самое надежно решение.

Мы вот на импульсных триодах модуляторы для магнетронных передатчиков ваяем 16 КВ 15-20А в импульсе. А при пробое магнетрона ограничение в 30А - это макс ток у лампы.

А однажды сделали стенд для испытаний - до 30 КВ - и 30А в импульсе - лампа размером с 3-х литровую банку.
Так в нем поставили хитрый "предохранитель" от пробоя лампы - 200 штук омных smd резисторов включенных последовательно.
При пробое лампы - происходил большой бабах всех этих резисторов и цепь размыкалась
За одно и сигнализация срабатывания получилась

Успехов! Rob.

одноразовую защиту нельзя нужно обязательно с самовосстановлением. Лампа решение конечно очевидное, но может еще какие идеи есть покомпактнее, к лампе ведь еще обвяза куча всякого надо, не сложного конечно, но муторного.

Приветствую!



Ну если не хотите теплый ламповый звук то пробуйте http://www.hv-switch.com/

Но тут как повезет - с твердотельными вещами на киловольтах много непредсказуемости
Мы в свое время много попалили транзисторов отлаживая твердотельные ключи.
Особенно в нерабочих режимах - пробоях, срыва тока, коронах. Все вроде работает -а потом бах - и за 1 мкс 300 баксов сгорают - даже прикурить не успеваешь .

Успехов! Rob.

Да нет что вы! теплый ламповый очень даже хочется*))

Видел живьем пару ключей этих Бехлке, цены на них с пол-авто*)))
Генераторная лампа на пару гигагерц стоит на пару порядков дешевле, и работает при этом быстрее*)))
Да вероятно все же придется пользоваться заделом советских инженеров 70-ых годов*))) Круто однако*) почти 50 лет прошло а ничего массового не придумали для киловольт*)

Не надо злоупотреблять цитированием!

Быть может сейчас напишу глупость, но всё же.

Почему нельзя запитать нагрузку через гирлянду последовательно включённых биполярных транзисторов, так что бы сыммарное допустимое напряжение коллектор-эммитер было больше 15КВ, и сделать токи баз такими, чтоб насыщение было при токе 2А ? Вот и будет ограничитель тока в цепи. Гальванически развязанное питание баз сделать например на фотоэлементах, на которые будут издалека светить светодиоды.

То есть, что-то около тридцати штук и каждому подобрать ток базы в соответствии с его усилением? Допустим, удастся поддерживать их все в близких режимах. Линейных. А это - много тепла и возможность перегрева, выхода из строя и нового подбора индивидуального тока базы.... Не выглядит привлекательно, ИМХО.

Да, около 30 шт.
Незачем точно подбирать ток базы. Ток насыщения с разбросом в несколько раз будет приемлемо, речь ведь о защите а не о получении точного значения.
И перегрева никакого не будет. Во-первых в штатном режиме падение на транзисторах будет вольты. Во-вторых я уверен, что средняя по времени потребляемая нагрузкой мощность не велика. Ещё можно сделать цепь, которая будет запирать транзисторы при скачке тока. Т.е. будет не только ограничение, но и отключение.
Есть один важный момент - максимальная мгновенная выделяемая на транзисторе энергия. Этот параметр пишут в документации, скорее всего транзисторы придётся ставить здоровенные.

Приветствую!

И вся эта прекрасная конструкция накроется пушным зверьком при пробое в нагрузке.

Поскольку тут нужно учитывать и неравномерность паразитных емкостей которые приводят к неравномерности перераспределения напряжений на фронтах, и паразитные индуктивности на которых формируется выбросы напряжения при срыве тока, и кучу других условий которые даже промерять в реальной конструкции тяжело.

А результат такого пробоя печален - 20-30 трупиков транзисторов плюс еще и управляющие драйвера обычно.
так что будьте морально и главное материально готовы.

Успехов! Rob.

Не обязательно, достаточно 4-5 шт.
Все, что Вы описываете в форме догадок, давно и успешно применяется на практике. Только разве БТ в ВВ схемах не попадались, обычно используют MOSFET, либо IGBT.
Грамотно сконструированные и собранные ППВВ ключи, на порядки надежней ламповых. Правда, в отличие от последних, не прощают ошибок.

Собрали защиту на лампе. Шикарно работает! Даже в процессе настройки проблем не возникло. Только радиатор пришлось побольше предусмореть.

Задача решается достаточно прсто, емкости заряжаете "мягким стартом"контроллера БП, емкости коммутировать тиристором, на период разряда емкостей БП заводите в "слип режим". Такую задачу решал при 2кВ и лучшего решения не нашел.

А как накал организовали? Ведь лампа обычно под плавающим потенциалом находится в схемах защиты. А емкость накальной обмотки обычно не такая уж и маленькая. При срабатывании защиты иногда наблюдался пробой катод-накал, несмотря на выравнивающие резисторы- слишком скорость нарастания напряжения велика.

цель не защитить источник, это решается весьма тривиально, а защитить по сути нагрузку, т.к. здоровенная емкость может в ней наделать дел.



Накал развязали через импульсный высоковольтный трансформатор - достаточно большой тор с двумя секциями при хорошей изоляции, межобмоточная емкость меньше пары пикофарад - все просто короче.