Możliwości zastąpienia wybranych łączników przez półprzewodnikowe łączniki fotokonduktancyjne

• Autorzy: Piwowarski Karol , Perka Bogdan

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2021.04.15

Warianty tytułu

EN

Possibilities of replacing selected switches with photoconductive semiconductor switches

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł ten przedstawia analizę możliwości zastąpienia wybranych, obecnie stosowanych w systemach zasilania i dystrybucji energii, łączników mechanicznych i elektrycznych półprzewodnikowym łącznikiem fotokonduktancyjnym (PCSS). W tym celu dokonano przeglądu literatury obecnie osiąganych parametrów przez łączniki PCSS, a także zaprezentowano otrzymane wyniki badań prototypu łącznika PCSS zbudowanego na podstawie półizolującego (IS) fosforku galu (GaP). Przedstawiono parametry, zastosowanie i zasadę działania iskiernika i wysokonapięciowego łącznika elektrycznego. Dokonano analizy możliwości zastąpienia tych łączników przez łącznik PCSS, a także możliwość zastąpienia ich przez przedstawiony łącznik PCSS wykonany z fosforku galu.

EN

This article presents an analysis of the possibility of replacing selected, currently used in power systems, mechanical and electrical switches with a photoconductive semiconductor switch (PCSS). For this purpose, the literature review of the parameters currently achieved by PCSS switches was carried out, and the obtained results of research on the PCSS switch prototype built on the basis of semi-insulating (SI) gallium phosphide (GaP) were presented. The parameters, application and principle of operation of the spark gap and power switch are presented. The possibility of replacing these switches by a PCSS switch was analyzed, as well as the possibility of replacing them with the presented PCSS switch made of gallium phosphide.

Słowa kluczowe

PL

urządzenia elektryczne; łącznik elektryczny; półprzewodnikowy łącznik fotokonduktancyjny; fosforek galu

EN

electronic device; electric switch; photoconductive semiconductor switches; gallium phosphide

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2021
• Tom: R. 97, nr 4
• Strony: 88--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Piwowarski Karol

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Systemów Elektronicznych, ul. Gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

autor

Perka Bogdan

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Systemów Elektronicznych, ul. Gen. Sylwestra Kaliskiego 2, 00-908 Warszawa

Bibliografia

• [1] Wolfe T. S. et. al., Integrated Computational Investigation of Photoconductive Semiconductor Switches in Pulsed Power Radio Frequency Applications, IEEE Transactions on Plasma Science, 44 (2016), n.1, 60-70
• [2] Kulas S.J., et al., Koncepcja jednofazowego łącznika hybrydowego do zastosowań energetycznych, Przeglad Elektrotechniczny, 92 (2016), n.1, 37 - 40
• [3] Mazumder. S. K., An Overview of Photonic Power Electronic Devices, IEEE Transactions on Power Electronics, 31 (2016), 6562-6574
• [4] Xu, M., et al., Transient characteristic of interdigitated GaAs photoconductive semiconductor switch at 1-kHz excitation, IEEE Electron Device Letters, 40 (2019), 7, 1136-1138
• [5] Suproniuk, M., Pawłowski, M., Wierzbowski, M., Majda-Zdancewicz, E., Pawłowski, M. K., Comparison of methods applied in photoinduced transient spectroscopy to determining the defect center parameters: The correlation procedure and the signal analysis based on inverse Laplace transformation, Review of Scientific Instruments, 89 (2018), 044702-1-8
• [6] Tian, L., Shi, W., Analysis and operation mechanism of semiinsulating GaAs photoconductive semiconductor switches, J. Appl. Phys., 103 (2008), 124512-1-7
• [7] Shi, W., Tian, L., Liu, Z., Zhang, L., Zhang, Z., Zhou, L., Liu, H. and Xie, W., 30 kV and 3kA semi-insulating GaAs photoconductive semiconductor switch, Appl. Phys. Lett., 92 (2008), 043511-1-3
• [8] Suproniuk M., Kamiński P., Kozłowski R., Pawłowski M., Efect of deep-level defects on transient photoconductivity of semiinsulating 4H-SiC, Acta Physica Polonica A, 125 (2014), n.4, 1042-1048
• [9] Suproniuk M., Kamiński P., Pawłowski M., Kozłowski R., Pawłowski M., An intelligent measurement system for the characterisation of defect centres in semi-insulating materials, Przeglad Elektrotechniczny, 86 (2010), n.12, 247-252
• [10] Suproniuk, M., Kamiński, P., Kozłowski, R., Pawłowski, M. and Wierzbowski, M., Current status of modelling the semiinsulating 4H–SiC transient photoconductivity for application to photoconductive switches, Opto-Electronics Review, 25 (2017), 171-180
• [11] Luan, C., Feng, Y., Huang, Y., Li, H., Li, X., Research on a novel high-power semi-insulating GaAs photoconductive semiconductor switch, IEEE Transactions on Plasma Science, 44 (2016), n.5, 839-841
• [12] Mauch, D., Sullivan, W., Bullick, A., Neuber, A., Dickens, J., High Power Lateral Silicon Carbide Photoconductive Semiconductor Switches and Investigation of Degradation Mechanisms, IEEE transactions on plasma science, 43 (2015), n.6, 2021-2031
• [13] Suproniuk M., et.al., Semi-insulating GaP as a material for manufacturing photoconductive semiconductor switches, Proc. SPIE, 11055 (2019), 1105503-1-9
• [14] Suproniuk M., et. al., Blocking characteristics of photoconductive switches based on semi-insulating GAP and GaN, Elektronika ir Elektrotechnika, 25 (2019), n.4, 36-39
• [15] Majda-Zdancewicz, et. al., Current state of photoconductive semiconductor switch engineering, Opto-Electronics Review, 26 (2018), 92-102
• [16] Arsić N., Osmokrović P., Jevtovic B., Kostic D., The influence of the gas insulation parameters on the triggered threeelectrode spark gap functioning, IEEE Annual Report Conference on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena, 2 (1997), 567-570
• [17] Lee B-J., Rahaman H., Frank K., Nam S. H., High Repetitive Switching of Parallel Micro-Plasma Spark Gaps, 19th IEEE Pulsed Power Conference (PPC), (2013). DOI: 10.1109/PPC.2013.6627572
• [18] Rahaman H., et. al., Investigation of Spark Gap Discharge in a Regime of Very High Repetitition Rate, IEEE Transactions on Plasma Science, 38 (2010), n.10, 2752 – 2757
• [19] Berczyński R., Kulas S. J., Diagnozowanie dynamiki ruchu styków łączników elektrycznych wysokiego napięcia, Przegląd Elektrotechniczny, 92 (2016) , n.1, 24-28
• Berczyński R., Stanowisko pomiarowe do określania parametrów ruchu styków elektrycznego łącznika zwarciowego Przegląd Elektrotechniczny, 92 (2016), n.1, 21-23

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).