CN115943556A - 脉冲电源装置 - Google Patents

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CN115943556A CN202080101900.9A CN202080101900A CN115943556A CN 115943556 A CN115943556 A CN 115943556A CN 202080101900 A CN202080101900 A CN 202080101900A CN 115943556 A CN115943556 A CN 115943556A
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Abstract

脉冲电源装置(100)具备分别输出单极性的脉冲电压的脉冲电源(P1～Pn)和变压器(Tr1～Trn)。变压器(Tr1～Trn)具有1次绕组(La1～Lan)、2次绕组(T1～Tn)以及3次绕组(T1s～Tns)，1个脉冲电源与1个1次绕组一个一个地连接。2次绕组(T1～Tn)依次串联地连接，负载(8)与2次绕组(T1～Tn)的两端连接。3次绕组(T1s～Tns)依次串联地连接，磁复位电路(4)与3次绕组(T1s～Tns)的两端连接。磁复位电路(4)具备磁复位电源(E1)和用于限制因在3次绕组(T1s～Tns)中感应出的电压而能够流过的感应电流的阻抗变更电路(U1)。阻抗变更电路(U1)构成为能够变更阻抗。

Description

脉冲电源装置
技术领域
本公开涉及通过多个开关元件的动作使电压重叠来产生单极性的高电压脉冲的脉冲电源装置。
背景技术
产生高电压脉冲的脉冲电源装置被用于利用了脉冲电弧放电的杀菌装置、水处理装置、激光振荡器、废气净化装置、臭氧发生机、极端紫外光(Extreme Ultra-Violet：EUV)光源等。这些装置需要瞬间极高的脉冲电力。因此，要求在这些装置中使用的脉冲电源装置在极短的时间内释放以脉冲方式释放的电能量即脉冲功率。
以往在这种脉冲电源装置中使用了气体放电开关。但是，关于气体放电开关，存在放电的持续时间短、稳定性低这样的课题。近年来，使用半导体开关元件，通过变压器重叠由半导体开关元件生成的感应电压，从而能够产生单极性且短脉冲宽度的高电压脉冲。
在反复输出单极性的高电压脉冲的情况下，在重叠感应电压的变压器的磁性体残留因磁饱和而产生的剩磁。在该剩磁大的情况下，存在变压器中的磁通变化小、感应电压的重叠量小而难以产生高电压脉冲这样的问题。
在这样的技术背景之下，在下述专利文献1中公开了如下结构：为了降低过饱和电抗器的磁饱和，设置对过饱和电抗器的复位绕组供给复位电流来对过饱和电抗器的铁芯进行逆励磁的磁复位电路。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平9－83052号公报
发明内容
在磁复位电路中需要用于使复位电流流动的电源以及用于抑制因感应电压而产生的过大电流的抑制线圈。为了不使因感应电压而产生的过大电流流过电源，需要增大抑制线圈的电感值。然而，在抑制线圈的电感值大时，存在对脉冲电源装置中的电源部的输出阻抗造成影响而难以得到所期望的脉冲宽度的输出电压这样的问题。
本公开是鉴于上述内容而作出的，目的在于得到能够抑制电源部的输出阻抗的影响而得到所期望的脉冲宽度的输出电压的脉冲电源装置。
为了解决上述课题、达成目的，本公开的脉冲电源装置具备分别输出单极性的脉冲电压的多个脉冲电源和多个变压器。多个变压器分别具有1次绕组、2次绕组以及3次绕组，1个脉冲电源与1个1次绕组一个一个地连接。多个2次绕组依次串联地连接，串联地连接的多个2次绕组的两端构成输出端子。负载与输出端子连接而构成第1闭电路。多个3次绕组依次串联地连接，串联地连接的多个3次绕组的两端构成电压施加端子。磁复位电路与电压施加端子连接，由多个3次绕组和磁复位电路构成第2闭电路。磁复位电路具备作为用于使复位电流流过3次绕组的电源的磁复位电源和阻抗变更电路。阻抗变更电路构成为能够变更用于限制因在3次绕组中感应出的电压而能够在第2闭电路中流过的感应电流的阻抗。
根据本公开的脉冲电源装置，起到能够抑制电源部的输出阻抗的影响而得到所期望的脉冲宽度的输出电压这样的效果。
附图说明
图1是示出实施方式1的脉冲电源装置的结构例的图。
图2是示出实施方式1中的脉冲电源的结构例的图。
图3是示出用于说明实施方式1的脉冲电源装置的动作的结构例的图。
图4是示出在图3所示的脉冲电源装置中生成的感应重叠电压的第1例的图。
图5是示出在图3所示的脉冲电源装置中生成的感应重叠电压的第2例的图。
图6是示出实施方式1的磁复位电路的结构例的图。
图7是用于说明实施方式1的阻抗变更电路的电感值对脉冲电源装置中的电源部的输出阻抗造成的影响的图。
图8是示出实施方式1的控制部的结构例的图。
图9是用于说明实施方式1的控制部的动作的流程图。
图10是示出使实施方式1的脉冲电源装置动作时的动作条件的例子的图。
图11是示出实施方式1的变形例的控制部的结构例的图。
图12是用于说明实施方式1的变形例的控制部的动作的流程图。
图13是示出实施方式2的磁复位电路的结构例的图。
图14是示出实施方式3的磁复位电路的结构例的图。
(符号说明)
1、1a：控制部；2：电源部；3：变压器群；3a、3b：输出端子；3c、3d：电压施加端子；3e：磁性体芯；4、4A、4B：磁复位电路；5：第1闭电路；6：第2闭电路；7：驱动电路；8：负载；11：动作条件生成部；12：指令信号生成部；13：指令信号数据集；14：指令信号数据集生成部；15：指令信号候补生成部；16：判定部；17：指令信号输出部；100：脉冲电源装置；C11～C1j、UCa、UCb：电容器；DC1：直流电源；E1：磁复位电源；H1～Hk、S11～S1j：开关元件；L1、L2：电感值；La1～Lan、Trb1：1次绕组；P1～Pn：脉冲电源；T1～Tn、Trb2：2次绕组；T1s～Tns：3次绕组；Tr1～Trn：变压器；Trb：阻抗变换变压器；U1、U1A、U1B：阻抗变更电路；UL1～ULk、ULa、ULb：抑制线圈。
具体实施方式
以下参照附图，详细说明本公开的实施方式的脉冲电源装置。
实施方式1.
图1是示出实施方式1的脉冲电源装置的结构例的图。如图1所示，实施方式1的脉冲电源装置100具备控制部1、电源部2、变压器群3以及磁复位电路4。电源部2具有分别输出单极性的脉冲电压的多个脉冲电源P1、P2、…、Pn。N表示2以上的整数。变压器群3具有n个、即与脉冲电源P1～Pn相同数量的变压器Tr1、Tr2、…、Trn。多个变压器Tr1～Trn分别具有1次绕组La1、La2、…、Lan、2次绕组T1、T2、…、Tn、3次绕组T1s、T2s、…、Tns以及磁性体芯3e。1次绕组La1～Lan、2次绕组T1～Tn以及3次绕组T1s～Tns经由磁性体芯3e相互磁耦合。
脉冲电源P1与1次绕组La1连接，脉冲电源P2与1次绕组La2连接，脉冲电源Pn与1次绕组Lan连接。即，1个脉冲电源与1个1次绕组一个一个地连接。
2次绕组T1～Tn依次串联地连接，串联地连接的2次绕组T1、Tn的两端构成输出端子3a、3b。负载8与输出端子3a、3b连接，由2次绕组T1～Tn和负载8构成第1闭电路5。负载8的例子是前述的杀菌装置、水处理装置、激光振荡器、废气净化装置、臭氧发生机、EUV光源等。
3次绕组T1s～Tns依次串联地连接，串联地连接的3次绕组T1s、Tns的两端构成电压施加端子3c、3d。磁复位电路4与电压施加端子3c、3d连接，由3次绕组T1s～Tns和磁复位电路4构成第2闭电路6。
图2是示出实施方式1的脉冲电源的结构例的图。在图2中代表性地示出了图1所示的脉冲电源P1～Pn中的脉冲电源P1的结构。
脉冲电源P1具有多个开关元件S11、S12、…、S1j、多个电容器C11、C12、…、C1j、直流电源DC1以及驱动电路7。j表示2以上的整数。多个电容器C11～C1j相互并联地连接，且分别与开关元件S11～S1j的每一个开关元件串联地连接。驱动电路7将开关元件S11、S12、…、S1j驱动成导通或者截止。驱动电路7的动作被控制部1控制。直流电源DC1对电容器C11～C1j的各两端施加直流电压而对电容器C11～C1j的每一个电容器进行充电。另外，在图2中示出为直流电源DC1和电容器C11～C1j的每一个电容器始终连接，但直流电源DC1和电容器C11～C1j的每一个电容器在每次充电时连接，除此以外被电断开。但是，在电容器C11～C1j的每一个电容器单独具有直流电源的情况下，也可以始终连接。
如上所述，脉冲电源P1具有多个由1个开关元件和1个电容器串联地连接而成的串联电路，且多个串联电路相互并联地连接而构成串并联电路。根据该结构，通过使开关元件S11～S1j中的至少一个开关元件导通，与控制成导通的开关元件连接的电容器的电荷被释放。由此，从串并联电路的两端输出单极性的脉冲电压而被施加到变压器Tr1的1次绕组La1。另外，脉冲电源P2～Pn也与脉冲电源P1同样地构成。内容重复，所以省略详细的说明。
为了得到所期望的脉冲宽度的脉冲电压，开关元件S11～S1j优选挑选高速且高耐压的开关元件。此外，为了开关元件S11～S1j不被施加超过耐压的电压，挑选脉冲电源P1～Pn中的直流电源DC1的电压值。
在脉冲电源装置100中，n个脉冲电源P1～Pn输出的脉冲电压在n个变压器Tr1～Trn中被感应重叠。由此，在变压器Tr1～Trn的2次侧得到高电压的脉冲输出。例如，如果脉冲电源P1～Pn的充电电压是1[kV]，则被感应重叠的电压成为1×n[kV]。以下，将被感应重叠的电压称为“感应重叠电压”。
图3是示出用于说明实施方式1的脉冲电源装置的动作的结构例的图。图3是图1的结构中的变压器数量为2的情况下的结构例，与变压器数量相匹配地示出了2个脉冲电源P1、P2。
图4是示出在图3所示的脉冲电源装置中生成的感应重叠电压的第1例的图。图5是示出在图3所示的脉冲电源装置中生成的感应重叠电压的第2例的图。在图4以及图5中，在左侧的上部示出从变压器Tr1的2次绕组T1输出的T1输出电压，在左侧的下部示出从变压器Tr2的2次绕组T2输出的T2输出电压。此外，在图4以及图5的右侧示出被2次绕组T1、T2感应重叠的感应重叠电压。各图的横轴表示时间。
如图4所示，如果从2次绕组T1、T2输出的脉冲电压的振幅值以及脉冲宽度相同，作为输出电压而得到2倍的脉冲电压。另一方面，即使从2次绕组T1、T2输出的脉冲电压的振幅值相同，如图5所示，在脉冲电压的脉冲宽度不同时，作为输出电压而得到台阶状的脉冲电压。另外，图4以及图5示出了通过仅变更脉冲宽度来变更脉冲电压的波形的例子，但也可以变更进行动作的变压器的数量、脉冲电压输出的定时等。由此，能够形成各种各样的脉冲电压波形。
图6是示出实施方式1的磁复位电路的结构例的图。磁复位电路4是用于使变压器Tr1～Trn的磁性体芯3e不会因单极性脉冲的输出而磁饱和的电路部。磁复位电路4具有磁复位电源E1。如前所述，第2闭电路6由3次绕组T1s～Tns和磁复位电路4构成。因此，利用磁复位电源E1使逆励磁电流流过变压器Tr1～Trn的3次绕组T1s～Tns，从而能够进行磁性体芯3e的磁复位。通过进行该控制，能够在下一次的动作时之前降低磁饱和，能够进行变压器Tr1～Trn的反复动作。另外，如果增大磁复位中的电压时间积，则能够使变压器Tr1～Trn进一步小型化。
另外，在图6中例示了磁复位电源E1是直流电源的情况，但并不限于此。磁复位电源E1也可以是脉冲电源。特别地，在想要增加每单位时间的磁复位的次数的情况下，优选将磁复位电源E1设为脉冲电源。
此外，磁复位电路4具有阻抗变更电路U1。如图6所示，阻抗变更电路U1串联地插入到磁复位电源E1与3次绕组T1s～Tns之间。
阻抗变更电路U1具有分别相互并联地连接的多个抑制线圈UL1～ULk以及分别与抑制线圈UL1～ULk的每一个抑制线圈串联地连接的多个开关元件H1～Hk。k表示2以上的整数。由此，由1个抑制线圈和1个开关元件串联地连接而成的串联电路部构成1个可切换抑制线圈。此外，构成为k个可切换抑制线圈相互并联地连接。
抑制线圈UL1～ULk是具有电感值的电路元件。抑制线圈UL1～ULk抑制因在3次绕组T1s～Tns中感应出的感应电压而能够流过的感应电流来保护磁复位电源E1。在磁复位电路4中，关于抑制线圈UL1～ULk，挑选合适的抑制线圈以避免因3次绕组T1s～Tns的感应电压而产生的过大电流流过磁复位电源E1。
抑制线圈UL1～ULk的电感值可以全部相同，但也可以由不同的电感值的抑制线圈构成。如果由不同的电感值的抑制线圈构成，则能够任意地设定插入到第2闭电路6的电感值。
在脉冲电源装置100的输出电压大的情况下，为了不使磁复位电源E1流过过大电流，需要增大插入到第2闭电路6的电感值。即插入到第2闭电路6的电感值成为与输出电压的大小成正比例的关系。另一方面，当插入到第2闭电路6的电感值大时，对与磁复位电路4磁耦合的脉冲电源P1～Pn的输出阻抗造成影响。在该情况下，在脉冲电源装置100中，难以得到所期望的脉冲宽度，特别是100[ns]以下的短的脉冲宽度的输出电压。
图7是用于说明实施方式1的阻抗变更电路的电感值对脉冲电源装置中的电源部的输出阻抗造成的影响的图。
在图7中，横轴表示时间，纵轴表示感应重叠电压。虚线是插入到第2闭电路6的电感值为L1的情况下的感应重叠电压的波形例。实线是插入到第2闭电路6的电感值为L2的情况下的感应重叠电压的波形例。在电感值L1、L2中，存在L1＞L2的关系。
如图7所示，插入到第2闭电路6的电感值越大，上升以及下降的斜率越小。因此，在实施方式1的脉冲电源装置100中，为了减小输出阻抗的影响，以根据输出电压、即所驱动的变压器数量来切换开关元件H1～Hk的方式进行动作。由控制部1实施开关元件H1～Hk的切换。控制部1在抑制线圈UL1～ULk的电感值的组合之中选择不使磁复位电源E1流过过大的电流的范围的组合。其结果，能够抑制从脉冲电源装置100中的电源部2观察到的阻抗、即脉冲电源装置100的输出阻抗过度地变大。
在对变压器Tr1～Trn的磁性体芯3e实施磁复位时，相对地增大阻抗变更电路U1的电感值，在从变压器Tr1～Trn输出脉冲电压时，相对地减小阻抗变更电路U1的电感值。由此，能够一边适当地实施磁性体芯3e的磁复位，一边得到所期望的脉冲宽度的输出电压。此外，能够容易地得到比以往的脉冲电源装置短的脉冲宽度的输出电压。此外，即使变更变压器Tr1～Trn的规格、输出电压的大小等，也能够灵活地应对这些情况。
接着，说明控制部1。图8是示出实施方式1的控制部的结构例的图。如图8所示，实施方式1的控制部1具备：动作条件生成部11、指令信号生成部12、指令信号数据集13以及指令信号数据集生成部14。动作条件生成部11从外部被输入指令电压。指令信号生成部12生成指令信号Sigpq并输出到脉冲电源P1～Pn的各驱动电路7。另外，p是1至n的任意的整数，q是1至j的任意的整数。
动作条件生成部11、指令信号生成部12、指令信号数据集13以及指令信号数据集生成部14相互协同地动作。关于这些协同动作，参照图9以及图10进行说明。图9是用于说明实施方式1的控制部的动作的流程图。图10是示出使实施方式1的脉冲电源装置动作时的动作条件的例子的图。
在图10中示出了与被输入到控制部1的指令电压对应地将脉冲电压、脉冲宽度以及变压器数量的组作为动作条件(A)。脉冲电压是从输出端子3a、3b输出的输出电压的振幅值。脉冲宽度是从输出端子3a、3b输出的输出电压的脉冲宽度。变压器数量是输出输出电压时同时进行动作的变压器Tr1～Trn的个数。
指令信号数据集生成部14生成针对每个数值范围划分的多个动作条件范围和与各个动作条件范围对应的指令信号Sigpq(p＝1～n，q＝1～j，以下相同)的组作为指令信号数据集13(步骤S101)。
更详细地说明，指令信号数据集生成部14决定达成图10所示的动作条件(A)所需的变压器数量。然后，针对动作条件(A)确定指令信号Sigpq。指令信号数据集生成部14根据动作条件(A)生成脉冲电源P1～Pn的各开关元件S11～Snj的动作条件以及在选择抑制线圈UL1～ULk时进行动作的开关元件H1～Hk的动作条件。另外，关于开关元件S11～Snj的动作条件，能够以基于该动作条件的动作是否为脉冲电压、脉冲宽度以及变压器数量的组处于基准范围内的动作作为判定基准来确定指令信号Sigpq。此外，关于开关元件H1～Hk的动作条件，能够以基于该动作条件的动作是否处于磁复位电源E1所容许的电流的范围内作为判定基准来确定。
另外，在图10中，将指令信号数据集生成部14作为控制部1的结构要素而示出，但并不限于此。指令信号数据集生成部14也可以设为控制部1的外部的结构要素。此外，控制部1也可以代替指令信号数据集生成部14而具备输入部。控制部1也可以构成为经由输入部输入由作业者制作的指令信号数据集13。
此外，指令信号数据集13可以设置于控制部1的内部，也可以设置于外部。此外，指令信号数据集13也可以根据开关元件S11～Snj的规格、负载8的规格、试验结果、计算结果等生成。
返回到图9的流程图，动作条件生成部11根据指令电压、过去的脉冲动作的测量结果或者它们的组合生成要产生的脉冲电压的动作条件(步骤S102)。
接着，指令信号生成部12参照在步骤S101中生成的指令信号数据集13。然后，将与包括在步骤S102中生成的要产生的脉冲电压的动作条件的动作条件范围对应的指令信号Sigpq输出到驱动电路7(步骤S103)。
另外，能够任意地调换步骤S101的处理和步骤S102的处理而实施。如果在脉冲电源装置100产生脉冲电压的动作完成之前完成了步骤S101的处理，则能够紧接着由步骤S102生成动作条件之后实施步骤S103。由此，能够缩短处理所需的时间。此外，在将指令信号数据集生成部14设置于控制部1的外部的情况下，能够省去图9的步骤S101的处理，所以能够减轻控制部1的计算所需的负担。
此外，在设为在步骤S102之后进行步骤S101的处理次序的情况下，能够在生成动作条件之后针对所生成的动作条件制作指令信号数据集13。由此，具有能够针对更多种多样的动作条件制作指令信号数据集13这样的优点。此外，能够省去保存指令信号数据集13的存储装置。
此外，也可以设为将两者组合的处理次序。例如，关于使用频度高的指令信号数据，在步骤S102之前实施步骤S101的处理并保存于指令信号数据集13。然后，关于使用频度少的指令信号数据，也可以在执行步骤S102的处理之后再次执行步骤S101的处理，仅生成所需的指令信号数据。
另外，也可以如图11所示构成控制部1。图11是示出实施方式1的变形例的控制部的结构例的图。如图11所示，实施方式1的变形例的控制部1a具备动作条件生成部11、指令信号候补生成部15、判定部16以及指令信号输出部17。动作条件生成部11从外部被输入指令电压。指令信号输出部17生成指令信号Sigpq并输出到脉冲电源P1～Pn的各驱动电路7。
动作条件生成部11、指令信号候补生成部15、判定部16以及指令信号输出部17相互协同地进行动作。关于这些协同动作，参照图12进行说明。图12是用于说明实施方式1的变形例的控制部的动作的流程图。另外，在图12中，关于与图9相同或者同等的处理，附加相同的符号而示出。
首先，动作条件生成部11根据指令电压、过去的脉冲动作的测量结果或者它们的组合，生成要产生的脉冲电压的动作条件(步骤S102)。
接着，指令信号候补生成部15根据在步骤S102中生成的动作条件，生成指令信号Sigpq的候补(步骤S104)。此处，所生成的候补的数可以是1个，也可以是多个。另外，“候补”这样的用语意味着并不将其确定为要输出的指令信号Sigpq，生成手法自身能够使用控制部1的手法。
接着，判定部16判定由指令信号候补生成部15生成的指令信号Sigpq的候补是否处于预先确定的基准的范围内、即是否满足预先确定的基准(步骤S105)。在指令信号Sigpq的候补满足预先确定的基准的情况下(步骤S105，是)，转移到步骤S106。另一方面，在指令信号Sigpq的候补不满足预先确定的基准的情况下(步骤S105，否)，转移到步骤S104，重复步骤S104、S105的处理直至找到指令信号Sigpq的候补为止。
接着，指令信号输出部17将处于基准的范围内的指令信号Sigpq的候补作为指令信号Sigpq输出到驱动电路7(步骤S106)。
另外，步骤S105的判定处理也可以使用任意的基准来判定。举一个例子，满足在步骤S102中生成的动作条件自不用说，还能够根据过去的脉冲动作的测量结果、节能条件、脉冲电源P1～Pn的使用频度等进行判定处理。
接着，说明用于实现上述控制部1、1a的功能的控制部1、1a的硬件结构。上述控制部1、1a中的动作条件生成部11、指令信号生成部12、以及指令信号数据集生成部14、及指令信号候补生成部15、判定部16以及指令信号输出部17的功能能够使用处理器或者处理电路来实现。此外，指令信号数据集13能够使用存储装置来实现。另外，也可以使用处理器以及处理电路这双方来实现控制部1、1a的功能。
此外，控制部1、1a中的一部分或者全部的结构要素也可以设置于脉冲电源装置100的外部。例如，控制部1、1a也可以是与电源装置通过网络连接的包括处理器以及存储装置的计算机。
而且，上述功能能够通过利用处理器或者处理电路使软件、固件或者它们的组合进行动作来实现。软件或者固件也可以描述为程序并存储于存储装置，由处理器或者处理电路读出并执行。可以说这些程序使计算机执行上述动作、即执行的次序以及方法。
作为用作存储装置的半导体存储器的例子，能够举出RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、闪速存储器等。进一步，能够举出EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM(注册商标)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器)等。
半导体存储器可以是非易失性存储器，也可以是易失性存储器。此外，存储装置也可以使用半导体存储器以外的磁盘、软盘、光盘、致密盘、迷你盘或者DVD(DigitalVersatile Disc，数字通用光盘)。
在图9的步骤S101中生成的指令信号数据集13作为查找表(Lookup table)保存于存储装置。在该情况下，在步骤S103中，通过参照查找表，能够输出与动作条件范围对应的指令信号Sigpq。
此外，也可以用1个专用处理电路实现控制部1、1a的功能。此外，也可以针对控制部1、1a的图9以及图12的各处理各设置一个专用处理电路，使各专用处理电路实施各处理。
作为专用处理电路的例子，能够举出单一电路、复合电路、编程的处理器、并行编程的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)。此外，能够举出组合了这些的电路作为例子。
如以上说明的那样，实施方式1的脉冲电源装置具备：分别输出单极性的脉冲电压的多个脉冲电源以及多个变压器。多个变压器分别具有1次绕组、2次绕组以及3次绕组。串联地连接的多个2次绕组的两端构成输出端子，负载与输出端子连接。串联地连接的多个3次绕组的两端构成电压施加端子，磁复位电路与电压施加端子连接。磁复位电路具有作为用于使复位电流流过3次绕组的电源的磁复位电源和阻抗变更电路。阻抗变更电路构成为能够变更用于限制因在3次绕组中感应出的电压而能够在第2闭电路中流过的感应电流的电感值。通过该结构，能够一边适当地实施多个变压器中的磁性体芯的磁复位，一边抑制脉冲电源装置的输出阻抗过度地变大。由此，能够抑制脉冲电源装置的输出阻抗的影响，得到所期望的脉冲宽度的输出电压。
实施方式2.
在实施方式1中，构成为磁复位电路4的阻抗变更电路U1变更电感器值，但也可以构成为变更电容值。图13是示出实施方式2的磁复位电路的结构例的图。
在图13所示的磁复位电路4A中，相对于图6所示的磁复位电路4，阻抗变更电路U1被替换为阻抗变更电路U1A。其它的结构与图6相同或者等同，相同或者等同的结构部附加相同的符号而示出，省略重复的说明。
如图13所示，阻抗变更电路U1A串联地插入到磁复位电源E1和3次绕组T1s～Tns之间。阻抗变更电路U1A具有抑制线圈ULa、与抑制线圈ULa串联地连接的开关元件H1以及作为与开关元件H1并联地连接的电容可变电容器的电容器UCa。
在阻抗变更电路U1A中，抑制线圈ULa的电感值被设定为不使因3次绕组T1s～Tns的感应电压而产生的过大电流流过磁复位电源E1的值。在实施磁复位时，将开关元件H1控制成导通，使电容器UCa的两端短路，利用磁复位电源E1使复位电流流过3次绕组T1s～Tns。
在抑制过电流时，能够视为抑制线圈Ula和电容器UCa的LC串联电路，根据由抑制线圈ULa的电感值以及电容器UCa的电容值决定的合成阻抗，决定电源部2的输出阻抗。通过根据脉冲电源装置100的输出变更电容器UCa的电容值，能够适当地设定输出阻抗。由此，能够一边适当地实施磁性体芯3e的磁复位，一边得到所期望的脉冲宽度的输出电压。此外，能够容易地得到比以往的脉冲电源装置短的脉冲宽度的输出电压。此外，即使变更变压器Tr1～Trn的规格、输出电压的大小等，也能够灵活地应对这些情况。
另外，在图13中，由电容可变电容器构成电容器Uca，但不限于此。也可以准备多个电容器，组合它们的一部分或者全部来变更电容值。
如以上说明的那样，实施方式2的脉冲电源装置所具备的磁复位电路构成为能够变更电容值。通过该结构，与实施方式1同样地，能够一边适当地实施多个变压器中的磁性体芯的磁复位，一边抑制脉冲电源装置的输出阻抗过度地变大。由此，能够抑制脉冲电源装置的输出阻抗的影响，得到所期望的脉冲宽度的输出电压。
实施方式3.
在实施方式1中，磁复位电路4的阻抗变更电路U1构成为变更电感值，但也可以构成为经由变压器变更阻抗。图14是示出实施方式3的磁复位电路的结构例的图。
在图14所示的磁复位电路4B中，相对于图6所示的磁复位电路4，阻抗变更电路U1被替换为阻抗变更电路U1B。其它的结构与图6相同或者等同，对相同或者等同的结构部附加相同的符号而示出，省略重复的说明。
如图14所示，阻抗变更电路U1B串联地插入到磁复位电源E1和3次绕组T1s～Tns之间。阻抗变更电路U1B具有抑制线圈ULb、开关元件H1、作为电容可变电容器的电容器UCb以及阻抗变换变压器Trb。开关元件H1与抑制线圈ULb串联地连接。电容器UCb与抑制线圈ULb以及开关元件H1串联地连接。阻抗变换变压器Trb具有1次绕组Trb1以及2次绕组Trb2。1次绕组Trb1被插入到第2闭电路6。2次绕组Trb2与抑制线圈ULb、开关元件H1以及电容器UCb串联地连接而构成闭电路。
实施方式3的阻抗变更电路U1B能够根据1次绕组Trb1的匝数和2次绕组Trb2的匝数之比即变压器比来变更阻抗变更电路U1B的两端电压，即使其升压或者降压。在电压的升降压中不需要电抗器以及电容器，所以不会大型化，能够提高耐压。与实施方式2同样地，通过针对每个电压脉冲变更电容器UCb的电容值，能够适当地设定输出阻抗。由此，能够一边适当地实施磁性体芯3e的磁复位，一边得到所期望的脉冲宽度的输出电压。此外，能够容易地得到比以往的脉冲电源装置短的脉冲宽度的输出电压。此外，即使变更变压器Tr1～Trn的规格、输出电压的大小等，也能够灵活地应对这些情况。
另外，在图14中，由电容可变电容器构成电容器UCb，但不限于此。也可以准备多个电容器，组合它们的一部分或者全部来变更电容值。此外，也可以代替该结构或者除了该结构之外，准备多个抑制线圈，组合它们的一部分或者全部来变更电感值。
如以上说明的那样，实施方式3的脉冲电源装置所具备的磁复位电路构成为具有阻抗变换变压器而能够变更阻抗。根据该结构，与实施方式1同样地，能够适当地实施多个变压器中的磁性体芯的磁复位，抑制脉冲电源装置的输出阻抗过度地变大。由此，能够抑制脉冲电源装置的输出阻抗的影响，得到所期望的脉冲宽度的输出电压。
以上的实施方式所示的结构示出了一个例子，还能够与其它的公知技术组合，还能够组合实施方式彼此，在不脱离主旨的范围还能够省略、变更结构的一部分。

Claims (5)

1.一种脉冲电源装置，其特征在于，具备：
多个脉冲电源，分别输出单极性的脉冲电压；以及
多个变压器，分别具有1次绕组、2次绕组以及3次绕组，1个所述脉冲电源与1个所述1次绕组一个一个地连接；
多个所述2次绕组依次串联地连接，串联地连接的多个所述2次绕组的两端构成输出端子，负载与所述输出端子连接而构成第1闭电路，
多个所述3次绕组依次串联地连接，串联地连接的多个所述3次绕组的两端构成电压施加端子，磁复位电路与所述电压施加端子连接，由多个所述3次绕组和所述磁复位电路构成第2闭电路，
所述磁复位电路具备：
磁复位电源，是用于使复位电流流过所述3次绕组的电源；以及
阻抗变更电路，构成为能够变更用于限制因在所述3次绕组中感应出的电压而能够在所述第2闭电路中流过的感应电流的阻抗。
2.如权利要求1所述的脉冲电源装置，其特征在于，
各个所述脉冲电源具备：
多个开关元件；
多个电容器，分别与所述开关元件的每一个开关元件串联地连接，且相互并联地连接；以及
直流电源，对所述电容器的各两端施加直流电压，
各个所述脉冲电源具有多个由1个所述开关元件与1个所述电容器串联地连接而成的串联电路，且多个所述串联电路相互并联地连接而构成串并联电路，从所述串并联电路的两端输出所述脉冲电压。
3.如权利要求1或2所述的脉冲电源装置，其特征在于，
所述阻抗变更电路具备：
多个抑制线圈，分别相互并联地连接；以及
多个开关元件，分别与所述抑制线圈的每一个抑制线圈串联地连接，
选择多个所述抑制线圈中的至少一个抑制线圈而插入到所述第2闭电路。
4.如权利要求1或2所述的脉冲电源装置，其特征在于，
所述阻抗变更电路具备：
抑制线圈；
开关元件，与所述抑制线圈串联地连接；以及
电容可变电容器，与所述开关元件并联地连接。
5.如权利要求1或2所述的脉冲电源装置，其特征在于，
所述阻抗变更电路具备：
抑制线圈；
开关元件，与所述抑制线圈串联地连接；
电容可变电容器，与所述抑制线圈以及所述开关元件串联地连接；以及
阻抗变换变压器，具有1次绕组以及2次绕组，
所述1次绕组被插入到所述第2闭电路，
所述2次绕组与所述抑制线圈、所述开关元件以及所述电容可变电容器串联地连接而构成闭电路。
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