ملاحظات حفاظت لامپ خلا توان بالا در برابر خطای برگشت توان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشیار، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران

چکیده

لامپ‌های میکروویو یکی از اجزا مهم فرستنده­های مخابراتی محسوب می­شوند و در توان‌های بالا جایگزینی ندارند. مسئله برگشت توان موج در دهانه موجبر خروجی این لامپ‌ها در توان‌های بالا مشکلاتی به‌وجود می­آورد. یکی از این مشکلات آسیب به سرامیک دهانه خروجی لامپ است که وظیفه جدا­کردن خلا داخل لامپ را از محیط بیرونی بر­عهده دارد. برای حل این مشکل معمولا سامانه­های حفاظتی در منابع تغذیه لامپ وجود دارد که با قطع ولتاژهای تغذیه، لامپ را حفاظت می­کند. چالشی که وجود دارد این است که اگر این سامانه حفاظت خیلی سریع باشد به نویز خیلی حساس می­شود و باعث اخلال در عملکرد عادی فرستنده خواهد شد. از طرف دیگر اگر سامانه حفاظت کند باشد نمی­تواند از لامپ محافظت کند. لذا تعیین دقیق سرعت سامانه حفاظتی بسیار مهم است. در این مقاله موضوع آسیب ناشی از خطای برگشت توان خروجی بر سرامیک دهانه خروجی لامپ مورد بررسی قرار می­گیرد. با استفاده از تحلیل‌های میکروسکوپی این موضوع نشان داده می­شود که قبل از رشد ترک در موجبر خروجی لامپ ساختارهای بلوری دوتایی به‌وجود می­آیند. دما رخداد این ساختارهای دوتایی به‌عنوان معیاری برای فعال شدن سامانه حفاظت لامپ پیشنهاد می­شود. نتایج آزمایشگاهی در تایید ایده مقاله ارائه می­شود.

کلیدواژه‌ها


[1]     H. Zibaeinejad, H. Abiri, “Analysis of Cathode Shape Effect on the Performance of Realistic Magnetron,” Scientific Journal of Radar., Vol. 5, No. 4, 2018 (in persion).##
[2]     A. Farajzadeh, S. Kaboli, “Analysis of Spark Gap Shape Effect on the Output Voltage of Blumlein Bipolar Pulse Former,” Scientific Journal of applied electromagnetics, Vol. 7, No. 2, 2020 (in persion).##
[3]     S. Mohsenzade, M. Zarghany, and S. Kaboli, “A Series Stacked IGBT Switch With Robustness Against Short-Circuit Fault for Pulsed Power Applications,” IEEE Transactions on  Power Electronics., Vol. 33, No. 5, pp. 3779–3790, 2018.##
[4]     Y. Satio, N. Matuda, S. Anami, A. Kinbara, J. Horikoshi, J. Tanaka, “Breakdown of alumina RF windows”, IEEE Transactions on Electrical Insulation., Vol. 24, No. 6, pp. 1029–1032, 1989.##
[5]     S. R. Jang, J. H. Seo, and H. J. Ryoo, “Development of 50-kV 100-kW Three-Phase Resonant Converter for 95-GHz Gyrotron,” IEEE Transactions on Industrial Electronics, Vol. 63, No. 11, pp. 6674–6683, 2016.##
[6]     S. Mohsenzade, M. Zarghany, M. Aghaei, and S. Kaboli, “A High-Voltage Pulse Generator with Continuously Variable Pulsewidth Based on a Modified PFN,” IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 45, No. 5, pp. 849–858, 2017.##
[7]     K. Pouresmaeil and S. Kaboli, “A Reopened Crowbar Protection for Increasing the Resiliency of the Vacuum Tube High-Voltage DC Power Supply Against the Vacuum Arc,” IEEE Transactions on Plasma Science, Vol. 47, No. 5, pp. 2717–2725, 2019.##
[8]     S. Mohsenzade, M. Zarghani, and S. Kaboli, “A Voltage Balancing Scheme for Series-connected IGBTs to Increase Their Expected Lifetime in Pulsed Load Applications,” IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Power Electronics, Vol. 9, No. 1, pp. 461–471, 2021.##
[9]     F. Zhao, L. Wang, D. Fan, B. X. Bie, X. M. Zhou, T. Suo, Y. L. Li, M. W. Chen, C. L. Liu, M. L. Oi, M. H. Zhu, S. N. Luo, “Macrodeformation Twins in Single-Crystal Aluminum”, Physical Review Letter, Vol. 116, No. 7, pp. 075501-1-075501-5, 2016.##
[10]  H. Matsuo, M. Mitsuhara, K. Ikeda, S. Hatab, H. Nakashima, “Electron microscopy analysis for crack propagation behavior of alumina,” International Journal of Fatigue, 32, pp. 592-598, 2010.##
[11]  H. Ao, H. Asano, F. Naito, N. Ouchi, J. Tamura, K. Takata, “Impedance matching of pillbox-type RF windows and direct measurement of the ceramic relative dielectric constant,” Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A, 737, pp. 65-70, 2014.##
[12]  J. Castaing, A. He, K. P. D. Lagerlof, A. H. Heuer, “Deformation of sapphire (a-Al2O3) by basal slip and basal twining below 700oC”, Philosophical Magazine, Vol. 84, No. 11, pp. 1113–1125, 2004.##
دوره 9، شماره 1 - شماره پیاپی 22
شماره پیاپی 22، دوفصلنامه بهار و تابستان
اردیبهشت 1400
صفحه 9-15
  • تاریخ دریافت: 09 فروردین 1399
  • تاریخ بازنگری: 31 تیر 1399
  • تاریخ پذیرش: 11 مرداد 1399