Stuttgart 2012 – wissenschaftliches Programm

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SYPP: Symposium Actual trends in pulsed power technology

SYPP 1: Pulsed Power I: Komponenten und Modulatoren

SYPP 1.1: Hauptvortrag

Dienstag, 13. März 2012, 10:30–11:00, V57.03

Hochspannungsmodulator mit zweifacher Impulstransformatorstufe — Werner Hartmann¹, •Klaus-Dieter Rohde¹, Norbert Grass² und Martin Schwendner² — ¹Siemens AG Corporate Technology, Erlangen, Germany — ²Georg-Simon-Ohm Universität, Nürnberg, Germany

Modulatoren hoher mittlerer Leistung sind häufig die Basis umweltfreundlicher industrieller Verfahren wie etwa die Beseitigung von Geruchs- und Schadstoffen, die Extraktion von Wertstoffen aus pflanzlichen Zelle mithilfe der Elektroporation, die Entkeimung von Lebensmitteln, und viele mehr. Stand der Technik moderner Modulatoren ist der Einsatz von Festkörperschaltern in der gesamten Impulsformungskette, unter Einsatz von Hochleistungs-Halbleiterschaltern zur Pulserzeugung und ein- oder mehrstufiger Impulskompression mit sättigbaren magnetischen Schaltern. Aufgrund der begrenzten Spannungsfestigkeit von Halbleiterschaltern ist meist eine Spannungserhöhung mithilfe eines Impulstransformators erforderlich ist. Das hier dargestellte Konzept verwendet zwei serielle Impulstransformatoren mit dazwischen liegender Impulskompressionsstufe. Vorteil dieser Topologie ist die Minimierung der Isolationsanforderungen in den einzelnen Stufen bei gleichzeitiger Optimierung der parasitären Komponenten. Trotz einer zusätzlichen Komponente (zweiter Impulstransformator) wird der Modulator hinsichtlich Kompaktheit und Energieeffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Schaltungen verbessert. Das Prinzip wird vorgestellt und erste experimentelle Ergebnisse werden präsentiert.