Inovatīva RF induktora barotāja datormodelēšana, izstrāde un eksperimenti
Author
Darčiks, Jānis Oskars
Co-author
Latvijas Universitāte. Fizikas un matemātikas fakultāte
Advisor
Blahins, Jānis
Date
2018Metadata
Show full item recordAbstract
Darbā tiek apskatītas dažādas iespējas ģenerēt augstas jaudas signālu ar atsevišķi regulējamu PWM (jaudas) koeficientu un frekvenci līdz 3 MHz. Tiek iztirzāti dažādi varianti praktiskā darba izpildei. Mūsdienās prasības germānija kristālu tīrībai aizvien aug un to audzēšana bezkontakta iekārtās var dot vajadzīgo rezultātu. LU ASI Atomfizikas un atmosfēras fizikas un fotoķīmijas laboratorijas efektīvās sadarbības projektā ar “Baltic Scientific Instruments Ltd” (lieto augstākās tīrības germānija kristālus) tika noskaidrots ka germānija kausēšanai vakuuma magnētiskajā levitācijā nepieciešams 30 kW un 0,5 - 3 MHz impulsa platumā regulējams (10 - 100% no jaudas) ģenerators, kas diemžēl komerciāli nav pieejams par saprātīgu cenu. Lai panāktu progresu ir jārisina divi aktuāli uzdevumi: pirmkārt jāizstrādā (t.i. modelējot, būvējot maketus un testējot tos veikt attiecīgus mērījumus) regulējama lieljaudas un augstfrekvences ģeneratora konstrukcija induktora barošanai, un otrkārt jāaudzē germānija kristāli bez kontakta ar ampulas sieniņām, t.i. vakuumā magnētiskajā levitācijā, kas būtu pasaules līmeņa inovācija germānija kristālu audzēšanā. Pēc daudzkārtējiem mēģinājumiem izrādījās, ka uzģenerēt 3 MHz PWM modulētus impulsus izmantojot pašas labākās mūsdienu elektronikas komponentes ir iespējams un ir izdevies izveidot attiecīgu elektronisku ierīci, kuru vēl nepieciešams uzlabot un tas tiks darīts maģistra studiju laikā. Work discusses the different implementation methods of high power generator circuitry for PWM and frequency adjustable power source for RF inductor operation. The frequency and D-factor (what is PWM factor) must be adjusted independently. Nowadays, requirements for clean germanium crystals are growing and their production in non-contact equipment can provide the desired result. LU-ASI Atomic and atmospheric physics, and photochemistry laboratory in an effective co-operation project with “Baltic Scientific Instruments Ltd” (user of higher-purity germanium crystals) it was established that the melting of germanium in the vacuum magnetic levitation required 30 kW and 0,5 - 3 MHz PWM adjustable (10 - 100% of power) generator, what are not commercially available for satisfactory price. To make progress, two topical challenges need to be addressed: firstly, the design of a regulated high power and high frequency generator for feeding the inductor should be developed (i.e., modeling, building mock-ups and testing of appropriate measurements), and secondly, germanium crystals must be grown without contact with the walls of the ampoule, i.e. in a vacuum in magnetic levitation, which would be world-class innovation in the production of germanium crystals. After many experiments, it appeared that generating 3 MHz PWM signal using the best modern electronics components is possible and has succeeded in creating an appropriate electronics device that is yet to be improved and will be done during master’s studies.