Una pregunta ahora eliminada pregunta si es posible reemplazar el activador en una aplicación específica ( suministro de láser, fuente aquí ):
y otras cosas.
Para mí, se reduce a una pregunta única, menos específica de la aplicación:
¿Por qué es difícil reemplazar la tecnología de tubos que se introdujo en la década de 1930 con semiconductores en aplicaciones de alta potencia y alto voltaje?
Mirando esto:
Lo que forman la Brecha Pre-Ionizada (PIG) y el Tiratrón (T) es un generador de impulso de retorno de chispa. Más o menos el mismo tipo de trato que Hertz usó para probar la existencia de la propagación de la onda, solo impulsos de energía mucho más precisos, mucho más precisos, más altos, y también, la energía de retorno se utiliza para excitar un láser.
Por lo tanto, si sigue con ese diseño, necesitará algo que pueda reducir 20kV muy rápidamente y, lo que es más importante, abrir el circuito al menos con la misma intensidad.
Tenga en cuenta que 20kV es en realidad un poco en el extremo superior del rango del dispositivo semiconductor, pero es difícil decir que es imposible usar semiconductores para este propósito; ¡al final, los rectificadores / inversores de corriente continua de alto voltaje de Gigawatt se construyen a partir de tiristores e incluso de transistores de bijunktion de puerta aislada en estos días!
Sin embargo, su dispositivo semiconductor único emitirá un último "poof" si lo expone a 20kV. Necesita conectar un conjunto de tiristores en serie para dividir el voltaje de manera uniforme entre ellos, para que cada tiristor pueda soportar ese voltaje.
Eso también significa que usted necesita muy controlarlos con precisión, de modo que no se encienda un tiristor después de los otros; si eso ocurriera, todo el voltaje se acumularía sobre ese tiristor tardío, y eso provocaría daños (los expertos hablan del humo azul mágico que sale del dispositivo y, en el caso de un suministro de 20 kV, probablemente también: fuego).
Luego, apagar un tiristor apagado es un asunto bastante complicado. En el caso del circuito anterior, debe asegurarse de que la energía almacenada en los inductores sea lo suficientemente grande como para revertir rápidamente la dirección de la corriente, lo que lleva a una caída temporal de la corriente que fluye a través del tiristor para que descienda por debajo de la corriente de retención. . Pero eso reduce tu libertad de diseño. Además, desea estar 100% seguro de que eso suceda, ya que de lo contrario dañaría su matriz de tiristores o su suministro de voltaje. Sin embargo, el giro de un tiristor de silicona requiere alrededor de 100 µs - 0.5 ms cita requerida y es muy probable que no sea lo suficientemente rápido para esta aplicación.
Solo en la ca. los últimos diez años (y la página desde donde se toma la imagen es de 2001, y por lo tanto son anteriores) las ventajas tecnológicas en la producción de dispositivos semiconductores híbridos que se integran, p. ej. Los tiristores, los MOSFET para cambiar la corriente de la puerta del transistor y los transistores bipolares para coordinar los MOSFET en un dado semiconductor permiten reemplazar algunos de los componentes de tubos con un propósito especial, y eso no necesariamente a menor costo o más alto seguridad.
Un tiratrón (especialmente uno grande) es un ejemplo de un dispositivo bastante resistente que es bastante caro y difícil de reemplazar con un dispositivo de estado sólido.
Por ejemplo, estos tiratrones de hidrógeno conmutarán más de 10 MW de potencia - decenas de amperios a 25kV conmutado en menos de 1useg, a una corriente máxima de 1000A. Algunos de estos dispositivos se utilizan a 100kV.
Por lo general, los dispositivos de estado sólido están limitados a unos pocos kV, por lo que requiere una pila de dichos dispositivos y los circuitos de control relacionados (hasta 10 o 20) para realizar un trabajo comparable, y las pérdidas de la serie también aumentan, al igual que la complejidad. .
Otra tecnología de tubos de vacío que persiste es el magnetrón de estilo de los años 40 utilizado en hornos de microondas y aplicaciones similares. Nada hasta la fecha se acerca a un magnetrón de $ 5 a $ 10 que puede generar 1000 W de potencia de microondas de GHz. Hay algunos otros dispositivos de tubo de vacío de potencia de RF que son igualmente resistentes.
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