DE4019822A1 - Hochspannungs-pulsgeneratorschaltung und laser und beschleuniger mit einer solchen schaltung - Google Patents

Hochspannungs-pulsgeneratorschaltung und laser und beschleuniger mit einer solchen schaltung

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DE4019822A1 DE19904019822 DE4019822A DE4019822A1 DE 4019822 A1 DE4019822 A1 DE 4019822A1 DE 19904019822 DE19904019822 DE 19904019822 DE 4019822 A DE4019822 A DE 4019822A DE 4019822 A1 DE4019822 A1 DE 4019822A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung zum Verwenden bei entladungsangeregten Lasern wie Kupferdampflasern, Excimerlasern usw. und Beschleunigern wie linearen Induktionsbeschleunigern. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung mit einer magnetischen Pulskompressionsschaltung.
Entladungsangeregte Laser wie Kupferdampflaser, Excimerlaser usw. werden in chemischen Reaktionsverfahren verwendet, wie z. B. bei der Urananreicherung, in der Lithographie oder bei CDV.
Derartige entladungsangeregte Laser sollen eine hohe Ausgangsleistung, hohe Pulswiederholrate, hohe Zuverlässigkeit und lange Lebensdauer haben. Um diesen Erfordernissen Genüge zu leisten, wird eine Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung verwendet, wie sie in Fig. 24 dargestellt ist. Diese Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung 24 verfügt über eine einstellbare Hochspannungs-Gleichspannungsversorgung 1, einen Widerstand 2 zum Laden eines Hauptkondensators 5, ein Thyratron 3, eine Spule 4, einen Kondensator 6, einen Spitzenwertkondensator 8, Haupt-Laserentladungselektroden 9, eine sättigbare Hauptdrossel 10 und eine Spule 81 zum Laden des Hauptkondensators 8.
Die Funktion dieser Schaltung wird nun anhand der Fig. 24, 25 und 28 erläutert, wobei angenommen ist, daß Parameter für die die Schaltung bildenden Elemente so optimiert sind, daß der Energieübertragungswirkungsgrad vom Hauptkondensator 5 zum Zündkondensator 8 maximal ist.
Während der Ausschaltperiode des Thyratrons 3 wird die sättigbare Hauptdrossel 10 von einem Punkt e8 (Fig. 25) über einen Punkt a8 auf den Wert -Br eingestellt, was durch eine Magnetkraft erfolgt, die durch den Ladestrom für den Hauptkondensator 5 erzeugt wird, der auf einem Strompfad vom positiven Anschluß der Gleichspannungsversorgung 1 über den Widerstand 2, die Spule 4, den Hauptkondensator 5, eine Wicklung 11 der sättigbaren Hauptdrossel 10 und die Spule 81 zum negativen Anschluß der Gleichspannungsversorgung einfließt. In dieser Schaltung dient der Schaltungsteil zum Laden des Hauptkondensators 5 auch als Rücksetzschaltung für die sättigbare Hauptdrossel 10.
Wenn zum Zeitpunkt t = 0 (Fig. 28) das Thyratron 2 eingeschaltet wird, wächst die Anschlußspannung v6 des Kondensators 6 an, wie in Fig. 28a dargestellt, und zwar mit der in Fig. 24 dargestellten Polarität. Es fließt ein Ladestrom i1 (Fig. 28b) auf den Pfad vom positiven Anschluß des Hauptkondensators 5 über die Spule 4, das Thyratron 3 und den Kondensator 6 zum Minusanschluß des Hauptkondensators 5. Während dieser Periode ändert sich die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 vom Wert -Br zu einem Punkt b8 in Fig. 25. Da hierbei die sättigbare Hauptdrossel 10 einen extrem großen Induktivitätswert L10 aufweist, ist ein Strom i2, der auf dem Pfad vom Kondensator 6 über den Kondensator 8 und die Wicklung 11 der Hauptdrossel 10 wiederum zum Kondensator 6 fließt, sehr viel kleiner als der Strom i1 gemäß Fig. 28e. Die Hauptdrossel 10 befindet sich demgemäß in einem Ausschaltzustand und blockt daher, wie in Fig. 28c dargestellt, eine Spannung mit der in Fig. 24 eingezeichneten Polarität ab.
Wenn der Strom i1 zum Zeitpunkt t = τ 1 Null wird, erreicht die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 den Punkt b8, wodurch der Sättigungsbereich für den Magnetkern der Hauptdrossel 10 erreicht ist. Die Hauptdrossel 10 weist dann eine Induktivität L10 (sat) auf, die kleiner ist als die Induktivität L4 der Spule 4, so daß der größte Teil der im Kondensator 6 gespeicherten Ladungen als Strom i2 in der in Fig. 24 eingezeichneten Richtung fließt. Wie aus Fig. 28e erkennbar, steigt i2 drastisch an, wodurch die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 vom Punkt b8 über einen Punkt c8 in Fig. 25 auf den Wert Br ändert. Dadurch wird der größte Teil der im Kondensator 6 gespeicherten Energie in den Zündkondensator 8 übertragen, wie in Fig. 28 (entladungsangeregter Laser) dargestellt.
Die Zeitperiode zwischen dem Zeitpunkt, zu dem das Thyratron 3 eingeschaltet wird und dem Zeitpunkt, zu dem der Strom i2 Null wird, wird als Torperiode bezeichnet. Wenn angenommen wird, daß alle Elemente verlustfrei arbeiten, gelten folgende Gleichungen:
Wenn v₆ ≅ v₁₁,
E: Spannung der Eingangsspannungsversorgung (V),
N₁₁: Zahl der Windungen der Spule 11 der sättigbaren Hauptdrossel 10,
Ae: Effektiver Querschnitt (m²) der sättigbaren Hauptdrossel 10,
ΔBm: Wirksame Magnetflußdichte (T) der sättigbaren Hauptdrossel 10,
Bs: Sättigungsmagnetflußdichte (T) der sättigbaren Hauptdrossel 10,
Br: Restmagnetflußdichte (T) der sättigbaren Hauptdrossel 10 im Sättigungsbereich,
L₄: Induktivität (H) der Spule 4,
L10(sat): Induktivität (H) der sättigbaren Hauptdrossel 10,
C₅: Kapazität (F) des Hauptkondensators 5,
C₆: Kapazität (F) des Kondensators 6,
C₈: Kapazität (F) des Zündkondensators 8,
HLM: Amplitude (A/m) der Tormagnetisierkraft für die sättigbare Hauptdrossel 10,
I2m: Amplitude (A) des Stroms i2,
le: mittlere magnetische Weg (m) der sättigbaren Hauptdrossel 10.
Sobald die gesamt Energie vom Kondensator 6 in den Zündkondensator 8 übertragen ist, bricht die Spannung an den Haupt- Laserentladeelektrode 9 zum Zeitpunkt τ 1 + τ 2 (Fig. 28) zusammen und die zuvor im Zündkondensator 8 gespeicherte Energie ist zum größten Teil in das Lasergas übertragen. Der Rest der Energie wird dazu verwendet, die sättigbare Hauptdrossel 10 rückzusetzen. Aufgrund dieser Energie ändert sich die Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel 10 vom Wert Br über einen Punkt d8 auf den Punkt e8 (Fig. 25).
Der vorbeschriebene Ablauf wird mit einer vorgegebenen Pulswiederholrate wiederholt.
Wenn der Entladestrom vom Hauptkondensator 5 kleiner ist als der Strom, der erforderlich ist, um die Magnetkraft Hr für volles Rücksetzen des Magnetkerns der Hauptdrossel 10 zu erzielen (was durch die Betriebsbedingungen bestimmt ist), kann eine Rücksetzschaltung 85 hinzugefügt werden, wie sie in Fig. 26 dargestellt ist, die dazu dient, die Hauptdrossel 10 rückzusetzen. Diese Rücksetzschaltung 85 weist Anschlüsse 83 und 84 für eine Rücksetzwicklung 82 der sättigbaren Hauptdrossel 10 auf, um diese Drossel 10 auf eine Magnetisierung rückzusetzen, die zu der durch den Punkt in Fig. 26 angedeuteten Richtung umgekehrt ist. Details für die Rücksetzschaltung 25 sind in der japanischen Patentveröffentlichung 63-1 71 172 beschrieben. Fig. 27 zeigt ein Beispiel für eine solche Rücksetzschaltung 25. Sie weist folgende Teile auf: eine Spule 86 zum Abblocken von Überspannungen, die in der Rücksetzwicklung 82 der Hauptdrossel 10 während der Torperiode induziert werden, einen Widerstand 87, einen Varistor 88 und eine Gleichspannungsversorgung 89.
Die herkömmliche Schaltung weist eine einzige magnetische Pulskompressionsschaltung mit einer sättigbaren Drossel auf. Es existieren jedoch auch Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltungen mit Halbleiterelementen wie Thyristoren statt Thyratrons als Schaltelementen und mehrstufigen magnetischen Pulskompressionsschaltungen mit jeweils einer sättigbaren Drossel. Auch im Fall von Beschleunigern, wie z. B. linearen Induktionsbeschleunigern, werden Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltungen mit mehrstufigen magnetischen Pulskompressionsschaltungen in der Regel verwendet, da hohe Ausgangsleistungen erforderlich sind.
Das Prinzip magnetischer Pulskompressionsschaltungen ist in "The Use of Saturable Reactors As Discharge Devices for Pulse Generators" von W. S. Melville in Proceedings of Insitute of Electrical Engineers (London) Vol. 98, Teil 3, Nr. 53, S. 185-207 (1951) beschrieben. Die Anwendung derartiger Schaltungen auf entladungsangeregte Laser ist z. B. beschrieben in "Electrical Excitation of an XeCl Laser Using Magnetic Pulse Compression" von I. Smilanski, S. R. Byron und T. R. Burkes, Appl. Phys. Lett. 40 (7), S. 547-548 (1982). Eine magnetische Pulskompressionsschaltung mit Halbleiterelementen ist in US-A 45 49 091 und in "An Efficient Laser Pulser Using Ferrite Magnetic Switches" von H. J. Baker, P. A. Ellsmore and E. C. Sille in J. Phys. E. Sci. Instrument 21 (1988), S. 218-224 beschrieben.
Auch in Beschleunigern wie linearen Induktionsbeschleunigern für z. B. freie Elektronenlaser können Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltungen mit dem oben beschriebenen System verwendet werden. Details sind z. B. beschrieben von D. Birx, E. Cook, S. Hawkins, S. Poor, L. Reginato, J. Schmidt und M. Smith in "The Application of Magnetic Switches as Pulse Sources for Induction Linace" in IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol. NS-30, Nr. 4, S. 2763-2768 (1983) und in US-A 47 30 166.
Bei entladungsangeregten Lasern werden stabile Ausgangsleistung und geringer Jitter gefordert. Z. B. inExcimerlasern für Lithographie ist es erforderlich, die Laserausgangsleistung auf etwa 100 mJ pro Puls für mindestens 10⁸ Schüsse bei einer Pulswiederholrate von etwa 500 Hz zu stabilisieren. Da sich jedoch die Qualität des Lasergases im Lauf der Zeit verschlechtert, ist es erforderlich, die dem Gas zugeführte Energie allmählich zu erhöhen, um den geforderten Bedingungen genügen zu können. Zu diesem Zweck wird bei der Schaltung gemäß Fig. 24 die Spannung der Eingangs-Gleichspannungsversorgung allmählich erhöht. Bei der Schaltung gemäß Fig. 24 ist der Energieübertragungswirkungsgrad vom Hauptkondensator 5 zum Zündkondensator 8 dann maximal, wenn die Spannung von der Eingangsspannungsversorgung niedriger ist als ein Optimalwert. Dies, da die wirksame Magnetflußdichte (ΔBm in Formel (4)) der sättigbaren Hauptdrossel 10 während der Torperiode konstant ist und da die Spannung und der Strom in den wichtigsten Elementen der Schaltung den Signalverlauf gemäß Fig. 29 aufweist. Wenn dagegen die Spannung von der Eingangsspannungsversorgung höher ist als der genannte optimale Wert, werden Signalformen für Spannung und Strom erhalten, wie in Fig. 30 dargestellt. Es nimmt dann der Energieübertragungswirkungsgrad vom Hauptkondensator 5 zum Zündkondensator 8 ab und der Wert eines Nachstroms für den Strom i1, der zwischen den Hauptelektroden des Thyratrons 3 fließt, nimmt zu, was dazu führt, daß ein Umkehrstrom fließt, Infolgedessen nimmt der Verlust des Thyratrons 3 zu. Darüber hinaus nimmt der Anteil von Energie im Lasergas, der nicht zur Laserschwingung beiträgt, zu, was die Lebensdauer des Lasergases weiter verringert. Daher ist es bei konstanter Ausgangsleistung nur möglich, maximal etwa 10⁶ Schüsse zu erzielen, obwohl deutlich mehr erwünscht sind.
In Kupferdampflasern, wie sie bei der Urananreicherung verwendet werden, ist stabile Dauerfunktion mit einer Pulswiederholrate von mindestens etwa 5 kHz mit einer Ausgangsleistung von etwa 100 W mit einem Jitter von maximal etwa +/- 3 Nanosekunden für mindestens etwa 1000 Stunden erforderlich. Da derartige Laser somit mit einer Pulswiederholrate betrieben werden, ist es erwünscht, eine Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung mit einer mehrstufigen magnetischen Pulskompressionsschaltung und mit Halbleiterelementen wie Thyristoren statt Thyratrons als Schaltelementen zu verwenden. Um jedoch bei der herkömmlichen Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung mit einer mehrstufigen magnetischen Pulskompressionsschaltung den Energieübertragungswirkungsgrad vom Hauptkondensator zum Zündkondensator in der Endstufe optimeren zu können, ist es erforderlich, die Pulsbreite des Stroms, der nach der Sättigung der sättigbaren Drossel fließt, einstellen zu können. Zu diesem Zweck wird eine Spule in Reihe mit jeder sättigbaren Drossel in jeder magnetischen Pulskompressionsschaltung geschaltet. Dies erfolgt, da die wirksame magnetische Flußdichte der sättigbaren Drossel, die jede magnetische Pulskompressionsschaltung bildet, in der Torperiode konstant auf dem Wert ΔBm gemäß obiger Formel (4) steht. Obiger Vorgang sollte beim Einstellen der magnetischen Pulskompressionsschaltung bei synchroner Arbeit mehrerer Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltungen erfolgen, was die Anwendung eines solchen Systems in praktischen Anlagen äußerst schwierig gestaltet.
Bei freien Elektronlasern oder linearen Induktionsbeschleunigungen, wie sie für Plasmaheizung in Fusionsanlagen verwendet werden, muß eine Art-Transformator zum Beschleunigen von Elektroden, der "Beschleunigerzelle" genannt wird, mit rechteckigen Pulsen versorgt werden, mit einer Spannungsamplitude von mehreren 100 kV, einer Stromamplitude von mehreren 10 kA und einer Pulsbreite von etwa 100 Nanosekunden, wobei der Jitter innerhalb mehrerer Nanosekunden bei einer Pulswiederholrate von mindestens einigen kHz während der Anregungsmode liegen soll, die so lange wie möglich dauern soll. Bei Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltungen für diese Anwendungen werden parallel liegende Thyratrons als Schaltelemente verwendet. Dabei besteht das Problem, daß der Energieübertragungswirkungsgrad mit zunehmender Betriebsdauer abnimmt, da die wirksame Magnetflußdichte des Magnetkerns der sättigbaren Drossel in der Torperiode aufgrund der Temperaturerhöhung abnimmt, die durch Verluste der sättigbaren Drossel bedingt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung anzugeben, die mit hoher Pulswiederholrate und hoher Zuverlässigkeit betrieben werden kann, ohne wesentliche Nachteile von der Abnahme im Energieübertragungswirkungsgrad, der Zunahme in Schaltelementverlusten und dem Erzeugen von Ausgangsjitter zu erzielen, selbst wenn Änderungen auftreten, wie Änderungen in der Eingangsspannung oder der Last.
Weiterhin besteht die Aufgabe, einen entladungsangeregten Laser mit den eben genannten entsprechenden Eigenschaften anzugeben.
Schließlich besteht die Aufgabe, einen Beschleuniger mit den eben genannten entsprechenden Eigenschaften anzugeben.
Die Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine magnetische Pulskompressionsschaltung mit einer sättigbaren Hauptdrossel mit einer Rücksetzschaltung auf, wobei die Rücksetzschaltung eine zweite sättigbare Drossel aufweist, um die sättigbare Hauptdrossel mit einem pulsförmigen Strom zu Beginn einer Torperiode auf eine magnetische Flußdichte vorgegebenen konstanten Pegels zu setzen.
Vorteilhafterweise weist die Schaltung zusätzlich eine Vorab-Setzschaltung auf, um die Magnetisierung der sättigbaren Hauptdrossel in den Sättigungsbereich zu überführen.
Der erfindungsgemäße entladungsangeregte Laser zeichnet sich dadurch aus, daß er über eine Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung mit den eben genannten Eigenschaften verfügt. Entsprechendes gilt für den erfindungsgemäßen Beschleuniger.
Wenn bei der erfindungsgemäßen Schaltung die wirksame Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel in der Torperiode abhängig von Änderungen in der Last, der Eingangsspannung oder den Eigenschaften der Schaltelemente durch den pulsförmigen Strom über die zweite sättigbare Drossel in der Rücksetzschaltung, die die magnetische Pulskompressionsschaltung bildet, eingestellt wird, kann eine in der sättigbaren Hauptdrossel induzierte Überspannung durch die zweite sättigbare Drossel in der Rücksetzschaltung abgeblockt werden, wodurch die Pulsgeneratorschaltung in der Rücksetzschaltung vor der Überspannung geschützt wird. Die Rücksetzschaltung mit einer sättigbaren Drossel weist gegenüber einer Rücksetzschaltung mit einer normalen Drossel aber nicht nur den Vorteil des Abblockens der Überspannung auf, sondern auch den, daß die Rücksetzgeschwindigkeit bei hoher Wiederholrate der Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung erhöht ist.
Wenn darauf geachtet wird, daß das Zeitintervall zum Abschließen der Selbstsetzfunktion der sättigbaren Hauptdrossel zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Torspannung an die Hauptdrossel angelegt wird, die die magnetische Pulskompressionsschaltung bildet, und dem Beginn der Periode, in der die Rücksetzschaltung den pulsförmigen Strom bzw. die pulsförmige Spannung erzeugt, ausreichend lang ist, wird die Überspannung besonders effektiv durch die zweite sättigbare Drossel in der Rücksetzschaltung abgeblockt.
Wenn die zweite sättigbare Drossel in der Rücksetzschaltung wiederum eine Rücksetzschaltung für ihr Rücksetzen aufweist, kann die durch die Überspannung bedingte wirksame Magnetflußdichte erhöht werden, wodurch die zweite sättigbare Drossel miniaturisiert werden kann. Außerdem kann Jitter verringert werden, da die wirksame Magnetflußdichte in derjenigen Zeitspanne konstant gehalten werden kann, in der Schaltelemente in der Rücksetzschaltung für die zweite sättigbare Drossel arbeiten.
Wie erläutert, ist es von besonderem Vorteil, zusätzlich eine Vorab-Setzschaltung zu verwenden. Werden die Vorab- Setzschaltung und die Setzschaltung für die sättigbare Hauptdrossel verwendet, die die magnetische Pulskompressionsschaltung bildet, können Änderungen in der Magnetflußdichte der Hauptdrossel zu Beginn der Torperiode aufgrund von Änderungen z. B. in der Last der Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung ausgeschlossen werden, wodurch Jitter in der Magnetflußdichte unterdrückt werden können. Dadurch kann auch der Jitter im Ausgangssignal der Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung verringert werden, wie er auftreten würde, wenn die wirksame Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel in der Torperiode eingestellt werden müßte.
Dadurch, daß pulsförmige Spannungen bzw. Ströme durch die Vorab-Setzschaltung oder die Setzschaltung in der magnetischen Pulskompressionsschaltung eingestellt werden, kann die Ansprechempfindlichkeit der Ausgangsregelung durch die sättigbare Hauptdrossel, die die magnetische Pulskompressionsschaltung bildet, bei hoher Wiederholrate verbessert werden.
Durch Vorabsetzen und Setzen der sättigbaren Hauptdrossel durch Spannungen bzw. Ströme, die über die vorabsetzende oder setzende sättigbare Drossel in der Vorab-Setzschaltung bzw. der Setzschaltung geliefert werden, kann auch die Vorab-Setzschaltung gut gegen Überspannungen geschützt werden, wie sie in der sättigbaren Hauptdrossel in der Torperiode induziert werden.
Dadurch, daß in der Vorab-Setzschaltung für die sättigbare Hauptdrossel eine sättigbare Vorab-Setzdrossel zusammen mit einer Rücksetzschaltung zum Setzen der Magnetflußdichte der vorabsetzbaren Drossel zu Beginn der Torperiode auf einen konstanten Pegel verwendet wird, kann die Vorab-Setzdrossel miniaturisiert werden und der Ausgangsjitter der Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung verringert werden.
Wird eine magnetische Pulskompressionsschaltung mit einer sättigbaren Hauptdrossel mit einer Setzschaltung und einer Vorab-Setzschaltung verwendet, kann letztere so betrieben werden, daß die sättigbare Hauptdrossel in denselben Sättigungsbereich wie während der Torperiode magnetisiert wird, um Jitter in der Magnetflußdichte kurz vor dem Setzen der Hauptdrossel zu vermeiden. Anschließend kann die Setzschaltung so betrieben werden, daß sie die Magnetflußdichte der Hauptdrossel zu Beginn der Torperiode auf einen vorgegebenen konstanten Pegel setzt, wodurch der Jitter der Magnetflußdichte nach dem Setzen verringert wird. Infolgedessen kann die wirksame Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel in der Torperiode gesetzt werden, während gleichzeitig Jitter unterdrückt wird.
Wenn die maximale Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel beim Vorabsetzen höher als die Restmagnetflußdichte gesetzt wird, kann der Ausgangsjitter der Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung noch weiter verringert werden.
Extremes Reduzieren des Ausgangsjitters der Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung ist dann möglich, wenn die maximale Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel beim Vorabsetzen so gesetzt wird, daß die spezifische Permeabilität der Hauptdrossel bei etwa 10 oder noch weniger liegt.
Der Jitter beim Setzen der wirksamen Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel in der Torperiode kann dann ganz unterdrückt werden, wenn in einer Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung mit einer magnetischen Pulskompressionsschaltung mit einer sättigbaren Hauptdrossel mit einer Setzschaltung und einer Vorab-Setzschaltung die sättigbare Hauptdrossel durch die Vorab-Setzschaltung bis in denjenigen Sättigungsbereich magnetisiert wird, der dem Sättigungsbereich entgegengesetzt ist, wie er in der Torperiode erreicht wird, wobei der Jitter noch klein ist, und dann die Setzschaltung so betrieben wird, daß sie die Hauptdrossel in derselben Richtung wie während der Torperiode magnetisiert, wobei die Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel zu Beginn der Torperiode auf einen vorgegebenen konstanten Pegel gesetzt wird.
Wenn bei einer Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung mit einer magnetischen Pulskompressionsschaltung mit sättigbarer Hauptdrossel, deren wirksame Magnetflußdichte in der Torperiode nach einem Vorabsetzen gesetzt wird, die minimale Magnetflußdichte der Hauptdrossel beim Vorabsetzen auf einen Wert gesetzt wird, der niedriger ist als die negative magnetische Restflußdichte, kann der Ausgangsjitter der Schaltung stark verringert werden.
Wird bei einer Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung die wirksame Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel während der Torperiode abhängig von z. B. Eingangsspannung oder Eingangslast verändert, läßt sich Verschlechterung des Energieübertragungswirkungsgrades weitgehend ausschließen, wobei gleichzeitig die Ausgangsleistung einstellbar ist.
Werden mehrere Pulskompressionsschaltungen verwendet, lassen sich deren Energieübertragungswirkungsgrade leicht maximieren und die bisher in Kauf zu nehmenden extremen Wirkungsgradverschlechterungen vermeiden.
Werden mehrere Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltungen synchron betrieben, können die Zeitpunkte für die Synchronisierabläufe jeder Schaltung leicht festgelegt werden, da jede Schaltung nur geringen Ausgangsjitter liefert.
Ein entladungsangeregter Laser mit einer Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung der vorstehend genannten Art erfährt kaum eine Erniedrigung des Energieübertragungswirkungsgrades mit zunehmendem Alter, selbst dann nicht, wenn die Eingangsspannung verändert wird, um Erniedrigung der Ausgangsleistung aufgrund von Verschlechterung der Eigenschaften des Lasergases oder dergleichen zu verhindern. Die Laserausgangsleistung kann also besser konstant gehalten werden als bisher.
Wenn der entladungsangeregte Laser ein Excimerlaser ist, muß die Eingangsspannung in großen Grenzen verändert werden, um zu vielen Schüssen bei konstanter Laserausgangsleistung zu kommen, da sich die Gaseigenschaften bei einem solchen Laser extrem schnell verschlechtern. Da bei einem erfindungsgemäßen Laser der Energieübertragungswirkungsgrad für alle Eingangsspannungen immer optimiert ist, kann die Anzahl erzielbarer Schüsse um mindestens eine Größenordnung erhöht werden.
Wenn der entladungsangeregte Laser ein Kupferdampflaser ist, werden meistens mehrere Laser gemeinsam angeordnet und synchron betrieben. Da der Jitter jedes einzelnen der Laser minimal ist, kann die Gesamtausgangsleistung der synchron betriebenen Laser leicht gegenüber bisher erzielbaren Ausgangsleistungen erhöht werden.
Ein erfindungsgemäßer Beschleuniger, z. B. ein solcher für geladene Teilchen wie Elektronen, kann leicht in seiner Ausgangsleistung ohne wesentliche Abnahme im Energieübertragungswirkungsgrad eingestellt werden, und dies bei geringem Jitter.
Wenn der Beschleuniger ein Linearbeschleuniger vom Induktionstyp ist, ist es einfach, die Ausgangsleistung trotz Änderungen in Eigenschaften von Schaltungsbauteilen, z. B. der sättigbaren Drossel oder eines Transformators, konstant zu halten, welche Änderungen aufgrund von Wärmeentwicklung bei Dauerbetrieb auftreten.
Bei einer erfindungsgemäßen Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung mit einer magnetischen Pulskompressionsschaltung mit sättigbarer Drossel wird der Magnetkern der sättigbaren Hauptdrossel vorzugsweise aus magnetischem Material mit einer Sättigungsmagnetostriktion s zwischen +5 × 10-6 und -5 × 10-6 hergestellt, um den Ausgangsjitter minimal zu halten, wenn die Wiederholfrequenz geändert wird. Dabei läßt sich eine Verschlechterung der Magneteigenschaften wirkungsvoll verhindern, was zu hoher Betriebszuverlässigkeit der Schaltung führt.
Vorzugsweise besteht der Magnetkern der sättigbaren Hauptdrossel aus einer amorphen magnetischen Legierung auf Co- Basis, wenn der Ausgangsjitter verringert werden soll. Derartige Legierungen können jede beliebige Zusammensetzung haben, solange sie hohe Permeabilität und kleine Magnetostriktion aufweisen.
Andere bevorzugte Materialien für den Magnetkern der sättigbaren Hauptdrossel sind feinkristalline Magnetlegierungen auf Fe-Basis mit folgender allgemeinen Formel:
(Fe1-aMa) 100-x-y-z-α-β-γ (CuxSiyBzM′αM′′βM′′Xγ; (Atomprozent)
wobei M Co und/oder Ni, M′ mindestens eines der Elemente Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti oder Mo ist, M′′ mindestens eines der Elemente V, Cr, Mn, Al, Elemente der Platingruppe, Y, seltene Erdelemente, Au, Zn, Sn oder Re ist und X mindestens eines der Elemente C, Ge, P, Ga, Sb, In, Be oder As ist. Die Größen a, x, y, z, α, β und γ genügen den Gleichungen 0 a 0,5, 0,1 3, 6 y 25, 3 z 15, 14 y + z 30, 1 α 10, 0 β 10, und 0 γ 10. Mindestens 50% der Legierung sind feinkristalline Partikel einer festen bcc-Lösung mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 500 Å oder noch weniger, bezogen auf die Maximalabmessung eines jeden kristallinen Teilchens. Wenn eine derartige feinkristalline magnetische Legierung auf Fe-Basis verwendet wird, kann Ausgangsjitter vermieden werden. Eine derartige Legierung ist vollständig in EP 02 71 657 beschrieben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform;
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Rücksetzschaltung in einer ersten Ausführungsform, für den Einsatz in einer Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung;
Fig. 3 ein zeitkorreliertes Diagramm für ein Rücksetzsignal und ein Torsignal für die Schaltung gemäß Fig. 1;
Fig. 4 ein Diagramm zum Erläutern der Magnetisierkurve der sättigbaren Drossel 10 in der Schaltung gemäß Fig. 1 während des Betriebs der Schaltung;
Fig. 5 eine Darstellung entsprechend der von Fig. 4, jedoch für eine zweite rücksetzbare Drossel in der Rücksetzschaltung gemäß Fig. 2;
Fig. 6 ein schematisches Schaltbild einer weiteren Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung;
Fig. 7 ein Magnetisierungsdiagramm für eine zweite sättigbare Drossel in der Rücksetzschaltung gemäß Fig. 6;
Fig. 8 ein schematisches Schaltbild einer weiteren Ausführungsform einer Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung, die außer einer Setzschaltung noch eine Vorab-Setzschaltung aufweist,
Fig. 9 ein schematisches Schaltbild für eine Setzschaltung in der Schaltung gemäß Fig. 8;
Fig. 10 schematisches Schaltbild für eine Vorab-Setzschaltung im Schaltbild gemäß Fig. 8;
Fig. 11 ein zeitkorreliertes Diagramm für ein Setzsignal, ein Vorab-Setzsignal und ein Torsignal, wie sie in der Schaltung gemäß Fig. 8 auftreten;
Fig. 12 ein Magnetisierungsdiagramm für eine sättigbare Hauptdrossel in der Schaltung gemäß Fig. 8;
Fig. 13 ein schematisches Schaltbild für ein weiteres Beispiel einer Vorab-Setzschaltung;
Fig. 14 eine Magnetisierungskurve für eine sättigbare Drossel in der Vorab-Setzschaltung gemäß Fig. 13;
Fig. 15 ein schematisches Schaltbild für ein weiteres Beispiel einer Vorab-Setzschaltung, die eine eigene Setzschaltung aufweist;
Fig. 16 ein schematisches Schaltbild eines weiteren Beispiels einer Setzschaltung für eine Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung;
Fig. 17 ein zeitkorreliertes Diagramm für ein Vorab-Setzsignal, ein Setzsignal und ein Torsignal bei einem anderen zeitlichen Ablauf in der Schaltung gemäß Fig. 8;
Fig. 18 eine Magnetisierungskurve für einen anderen Ablauf in der Schaltung gemäß Fig. 8;
Fig. 19 schematisches Schaltbild eines weiteren Beispiels einer Setzschaltung für eine Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung;
Fig. 20 ein schematisches Schaltbild für eine weitere Setzschaltung mit eigener Setzschaltung;
Fig. 21 ein schematisches Schaltbild einer weiteren Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung;
Fig. 22 ein zeitkorreliertes Diagramm für ein Vorab-Setzsignal, ein Setzsignal und ein Tonsignal in der Schaltung gemäß Fig. 21;
Fig. 23 ein Magnetisierungsdiagramm für eine sättigbare Hauptdrossel in der Schaltung gemäß Fig. 21;
Fig. 24 ein schematisches Schaltbild für eine bekannte Hochfrequenz-Pulsgeneratorschaltung;
Fig. 25 ein Magnetisierungsdiagramm für eine sättigbare Hauptdrossel in der bekannten Schaltung gemäß Fig. 24;
Fig. 26 ein schematisches Schaltbild für eine andere bekannte Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung;
Fig. 27 ein schematisches Schaltbild für eine herkömmliche Rücksetzschaltung;
Fig. 28a-e zeitkorrlierte Diagramme zum Erläutern verschiedener Spannungs- und Stromsignale in unterschiedlichen Schaltelementen einer erfindungsgemäßen Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung bei optimaler Eingangsspannung;
Fig. 29a-e zeitkorrelierte Diagramme entsprechend denen von Fig. 28, jedoch für den Fall, daß die Eingangs- Gleichspannung geringer ist als es dem optimalen Wert entspricht;
Fig. 30a-e zeitkorrelierte Diagramme entsprechend denen von Fig. 28, jedoch für den Fall, daß die Eingangs- Gleichspannung höher ist als der optimale Wert;
Fig. 31a ein Diagramm betreffend die Beziehung zwischen der wirksamen Magnetflußdichte und der Anzahl von Schüssen eines Lasers;
Fig. 31b ein Diagramm betreffend die Beziehung zwischen der Ausgangsleistung eines Lasers und der Anzahl von Schüssen;
Fig. 31c ein Diagramm betreffend die Beziehung zwischen dem Energieübertragungswirkungsgrad und der Anzahl von Schüssen eines Lasers;
Fig. 31d ein Diagramm betreffend die Beziehung zwischen der Eingangsspannung, die für konstante Ausgangsleistung erforderlich ist, und der Anzahl von Schüssen eines Lasers; und
Fig. 32-34 schematische Schaltbilder für verschiedene Setzschaltungen, wie sie in der Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß Fig. 21 verwendet werden können.
Die Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von Fig. 1 weist folgende Teile auf: eine einstellbare Gleichspannungsversorgung 1 für hohe Spannungen, einen Widerstand 2 zum Laden eines Hauptkondensators 5, ein Thyratron 3, eine Spule 4, einen Kondensator 6, eine Ladespule zum Laden des Hauptkondensators 5, einen Zündkondensator 8, Hauptlaser-Entladeelektroden 9, eine sättigbare Hauptdrossel 10, eine Ausgangswindung 11 der sättigbaren Hauptdrossel 10, eine Rücksetzwindung 12 der sättigbaren Hauptdrossel 10 und eine Rücksetzschaltung für die sättigbare Hauptdrossel 10.
Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Rücksetzschaltung 15. Sie weist Ausgangsanschlüsse 13 und 14, eine zweite sättigbare Drossel 16, Varistoren 17 und 22 zum Aufnehmen einer Überspannung, eine Diode 18, einen Kondensator 19, einen Thyristor 20, einen Widerstand 28 und eine einstellbare Gleichspannungsversorgung 23 auf.
Die Funktion einer Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß Fig. 1 mit einer Rücksetzschaltung 15 gemäß Fig. 2 wird nun anhand der Fig. 1-5 erläutert.
Während einer aus Fig. 3 erkennbaren Periode T1, nämlich während einer Torperiode, wird das Thyratron 3 eingeschaltet, so daß im Hauptkondensator 5 mit der in Fig. 1 dargestellten Polarität durch den dargestellten Ladestrom i1 in den Kondensator 6 übertragen werden. Während dieser Periode ändert sich die magnetische Flußdichte der sättigbaren Hauptdrossel 10 von einem Punkt a1 (Fig. 4) zu einem Punkt b1. Der Entladestrom i2 vom Kondensator 6 zum Zündkondensator 8 ist jedoch außerordenlich klein, da die Ausgangswicklung 11 der sättigbaren Hauptdrossel 10 eine außerordenlich hohe Induktivität aufweist. Dementsprechend fällt der größte Teil der Anschlußspannung v6 des Kondensators 6 an der Ausgangswicklung 11 der sättigbaren Hauptdrossel 10 ab, und zwar mit der durch den Punkt in Fig. 1 angedeuteten Polarität. Während dieser Periode ist andererseits der Thyristor 20 der Rücksetzschaltung 15 ausgeschaltet, so daß sich die magnetische Flußdichte der zweiten sättigbaren Drossel 16 von einem Punkt a2 (Fig. 5) zu einem Punkt b2 ändert, und zwar mit der Polarität, wie sie in Fig. 2 durch einen Punkt gekennzeichnet ist. Dies erfolgt aufgrund eines Spannungsstoßes, wie er mit der durch den Punkt angedeuteten Polarität in der Rücksetzwicklung 12 induziert wird, abhängig von der Signalform der Spannung, wie sie durch die Ausgangswicklung 11 der sättigbaren Hauptdrossel 10 abgeblockt wird. Da die zweite sättigbare Drossel 16 eine ausreichend große Induktivität aufweist, wird gleichzeitig der in der Rücksetzwicklung der sättigbaren Hauptdrossel 10 induzierte Spannungsstoß im wesentlichen durch die zweite sättigbare Drossel 16 abgeblockt, so daß die Diode 18, der Thyristor 20, die einstellbare Gleichspannungsversorgung 23 usw. geschützt sind.
Sobald die Energie aus dem Hauptkondensator 5 im wesentlichen in den Kondensator 6 übertragen ist, befindet sich die magnetische Flußdichte der sättigbaren Hauptdrossel 10 im Sättigungsbereich beim Punkt b1 in Fig. 4. Die Induktivität der Ausgangswicklung 11 der Hauptdrossel 10 nimmt daher drastisch ab, wodurch der Strom i2 sehr stark ansteigt, so daß die Energie aus dem Kondensator 6 in den Zündkondensator 8 übertragen wird.
Die Begriffe "gesättigt" oder "Sättigung" bedeuten in dieser Beschreibung, daß die Induktivität einer jeweiligen sättigbaren Drossel so klein wird, daß Stromfluß durch sie im wesentlichen nicht abgeblockt wird. Wenn die Drossel in diesen Zustand eintritt, wird davon gesprochen, daß sie in den "Sättigungsbereich" übergeht. In Fig. 4 ist z. B. der Bereich zwischen dem Punkt b1 und dem Punkt c1 der Sättigungsbereich.
Wenn die Anschlußspannung v8 des Zündkondensators 8 die Durchbruchspannung der Laser-Hauptentladeelektroden 9 erreicht, wird der größte Teil der im Zündkondensator 8 gespeicherten Energie über die Elektroden in den Laser übertragen, was die Laserschwingung anregt. Ein Teil der Energie trägt jedoch dazu bei, die Hauptdrossel 10 rückzusetzen, wird also nicht durch das Lasergas aufgenommen. Während dieser Periode befindet sich der Thyristor 20 in der Rücksetzschaltung 15 von Fig. 2 im abgeschalteten Zustand. Die Flußdichte in der sättigbaren Hauptdrossel 10 ändert sich daher vom Punkt b1 über die Punkte c1 und d1 zum Punkt e1 in Fig. 4. Auch die magnetische Flußdichte der zweiten sättigbaren Drossel 16 ändert sich, und zwar vom Punkt b2 über Punkt c2 zu Punkt d2 in Fig. 5. Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 4 ΔB die wirksame Magnetflußdichte in der Torperiode und ΔB1 die wirksame Magnetflußdichte aufgrund des inversen Stromes i1 bedeutet.
Während einer folgenden Periode T2 (Fig. 3) sind sowohl das Thyratron 3 wie auch der Thyristor 20 ausgeschaltet. In dieser Periode wird der Hauptkondensator 5 wieder mit der in Fig. 1 dargestellten Polarität durch den Ladestrom geladen, der vom positiven Anschluß der Spannungsversorgung 1 über den Widerstand 2, die Spule 4, den Hauptkondensator 5 und die Spule 7 zum negativen Anschluß der Spannungsversorgung 1 fließt. Es ändert sich auch die magnetische Flußdichte der Hauptdrossel 10 aufgrund einer Selbstsetzfunktion um den Wert Δ B2 vom Punkt e1 zum Punkt f1 in Fig. 4. Durch eine Selbstrücksetzfunktion ändert sich die magnetische Flußdichte der zweiten sättigbaren Drossel 16, und zwar vom Punkt c2 zum Punkt d2 in Fig. 5. Die Selbstsetzfunktion der Hauptdrossel 10 und die der zweiten Drossel 16 können voneinander unterschiedlich sein, abhängig von den in ihren Kernen verwendeten Materialien. Was die Selbstsetzfunktion der sättigbaren Hauptdrossel 10 betrifft, wird auf den Artikel von Kiwaki, Onda, "Experimental Consideration on Operation of Magnetic Core of High-Frequency Magnetic Amplifier for DC-DC Converter" in Magnetics Research Institute of the Elektric Association MAG-88-233, S. 1-8 (1988) verwiesen.
Während einer folgenden Periode T3 (Fig. 3), nämlich während einer Rücksetzperiode, wird der Thyristor 20 eingeschaltet, so daß im Kondensator 19 mit der in Fig. 20 dargestellten Polarität gespeicherte Ladungen entlang dem in Fig. 2 mit ir gekennzeichneten Stromweg entladen werden. Während dieser Periode ist das Thyratron 3 ausgeschaltet. Die magnetische Flußdichte der zweiten Drossel 16 ändert sich vom Punkt d2 in Fig. 5 zum Punkt e2, geht also in den Sättigungsbereich über. Aus der Sättigung heraus wird der Punkt g2 erreicht. In der Periode zwischen den Punkten d2 und e2 weist die zweite Drossel 16 eine Induktivität auf, die so hoch ist, daß der Strom ir außerordentlich klein ist, so daß der Ausschaltverlust des Thyristors 20 ausreichend niedrig ist. Nach Erreichen des Sättigungspunktes e2 nimmt aber die Induktivität der zweiten sättigbaren Drossel 16 extrem ab, so daß der Strom ir extrem ansteigt. Der Strom fließt durch die Rücksetzwindung 12 der Hauptdrossel 10, wodurch diese mit der Polarität magnetisiert wird, die durch den Punkt gekennzeichnet ist. Dadurch erfolgt ein Rücksetzen. Infolgedessen ändert sich die magnetische Flußdichte der Hauptdrossel 10 um den Wert Δ B3 vom Punkt f1 zum Punkt i1 über die Punkte g1 und h1 in Fig. 4.
Während einer wiederum folgenden Periode T4 (Fig. 3) sind sowohl das Thyratron 3 wie aus der Thyristor 20 abgeschaltet. In dieser Periode ändert sich die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 um den Wert Δ B4 vom Punkt i1 zum Punkt a1 in Fig. 4, und zwar aufgrund der Selbstsetzfunktion. Die magnetische Flußdichte der zweiten Drossel 16 ändert sich ebenfalls aufgrund der Selbstsetzfunktion, und zwar vom Punkt g2 zum Punkt a2 in Fig. 5. Diese Periode T4 ist erforderlich, um sicherzustellen, daß die Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel 10 zu Beginn der Torperiode einen vorgegebenen konstanten Wert (a) aufweist.
Die oben beschriebenen Abläufe werden wiederholt.
Wenn sich bei dieser Ausführungsform die Spannung der Eingangsspannungsversorgung 1 ändert, kann die Pulsspannung, die an die Rücksetzwicklung 12 der Hauptdrossel 10 angelegt ist, dadurch geändert werden, daß die Spannung der einstellbaren Gleichspannungsversorgung 23 in der Rücksetzschaltung 15 verändert wird, um dadurch die wirksame Magnetflußdichte Δ B der sättigbaren Hauptdrossel 10 während der Torperiode einzustellen, wodurch der Wirkungsgrad der Energieübertragung vom Hauptkondensator 5 zum Zündkondensator 8 optimal gehalten wird. Infolgedessen erfährt die beschriebene Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung eine wesentlich geringere Erniedrigung des Wirkungsgrades der Energieübertragung aufgrund von Schwankungen der Eingangsspannung, als dies bei herkömmlichen entsprechenden Schaltungen der Fall ist.
Weitere Vorteile entstehen dadurch, daß in der Rücksetzschaltung 15 die zweite sättigbare Drossel 16 vorhanden ist. Der Nichtsättigungsbereich dieser Drossel 16 dient dazu, eine ausreichend große Induktivität zum Abblocken von Spannungsstößen zu erzeugen, wie sie durch die Rücksetzwicklung 12 der Hauptdrossel 10 während der Torperiode induziert werden. Der Sättigungsbereich der zweiten Drossel wird dagegen dazu benutzt, eine so kleine Induktivität bereitzustellen, daß die Pulsbreite der Pulsspannung beim Rücksetzen dieser Drossel weitgehend verkürzt wird. Infolgedessen läßt sich die Rücksetzperiode verkürzen und die Rücksetzschaltung im Pulsspannungs- und im Stromrücksetzsystem schützen, wodurch es einfacher ist, die magnetische Pulskompressionsschaltung mit hoher Wiederholrate zu betreiben.
Fig. 6 zeigt eine Rücksetzschaltung 15, wie sie in einer Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß Fig. 1 verwendet wird, um einen durch Entladung angeregten Laser zu betreiben. Die Schaltung weist Ausgangsanschlüsse 13 und 14, eine zweite sättigbare Drossel 16, Varistoren 17, 22 und 28 zum Aufnehmen von Überspannungsstößen, eine Diode 18, einen Kondensator 19, einen Thyristor 20, Widerstände 21 und 27, eine einstellbare Gleichspannungsversorgung 23, eine Ausgangswicklung 24 und eine Rücksetzwicklung 25 der zweiten Drossel 16, eine Spule 26 zum Aufnehmen eines Überspannungsstoßes und eine Gleichspannungsversorgung 29 auf. Die Ausführungsform mit einer Rücksetzschaltung gemäß Fig. 6 funktioniert im wesentlichen mit denselben Zeitabläufen wie die anhand der Fig. 1 und 2 beschriebene Schaltung, jedoch mit anderer Funktion der zweiten sättigbaren Drossel 16 in der Rücksetzschaltung 15.
Die Funktion der zweiten sättigbaren Drossel 16 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 wird nun anhand der Fig. 3 sowie 6 und 7 erläutert.
Während der Periode T1 gemäß Fig. 3, also während der Torperiode der Hauptdrossel 10, wird der in der Rücksetzwicklung 10 der Hauptdrossel 10 induzierte Spannungsstoß an die Ausgangswicklung 24 der zweiten sättigbaren Drossel 16 gelegt. Infolgedessen ändert sich die magnetische Flußdichte der zweiten Drossel 16 von einem Punkt a3 in Fig. 7 um Δ B1 zum Punkt b3, mit der durch einen Punkt in Fig. 6 gekennzeichneten Polarität. Da die Ausgangswicklung 24 der zweiten Drossel 16 in dieser Zeit eine große Induktivität aufweist, wird die Überspannung im wesentlichen durch die Ausgangswicklung 24 abgeblockt, so daß die Diode 18, der Thyristor 20, die einstellbare Gleichspannungsversorgung 23 usw. geschützt sind. Die magnetische Flußdichte der zweiten Drossel 16 ändert sich dann spontan vom Punkt b3 zu einem Punkt c3.
Während der Periode T2 gemäß Fig. 3 sind sowohl das Thyratron 3 wie auch der Thyristor 20 ausgeschaltet. In dieser Periode wird die magnetische Flußdichte der zweiten sättigbaren Drossel 16 vom Punkt c3 auf den Punkt a3 in Fig. 7 rückgesetzt, mit einer Polarität, die zu der durch den Punkt in Fig. 6 angedeuteten Polarität umgekehrt ist. Dies erfolgt aufgrund eines Stromes I25, der durch die Rücksetzwicklung 25 der zweiten Drossel 16 fließt.
Während der Periode T3 gemäß Fig. 3 ist der Thyristor 20 eingeschaltet, wodurch im Kondensator 19 mit der in Fig. 6 eingezeichneten Polarität gespeicherte Ladungen durch den in Fig. 6 eingezeichneten Entladestrom ir entladen werden. Infolgedessen ändert sich die Magnetflußdichte der zweiten Drossel 16 vom Punkt a3 um einen Wert Δ B2 über Punkte d3 und e3 auf einen Punkt f3 in Fig. 7, und zwar mit der durch den Punkt in Fig. 6 gekennzeichneten Polarität. Da während dieser Periode die Ausgangswicklung 24 der zweiten Drossel 16 eine große Induktivität aufweist, ist die durch das Einschalten des Thyristors 20 induzierte Spannung im wesentlichen durch die Ausgangswicklung 24 abgeblockt. Im Punkt d3 nimmt jedoch die Induktivität der Ausgangswicklung 24 drastisch ab, wodurch die Pulsspannung an die Rücksetzwicklung 12 der sättigbaren Hauptdrossel 10 gelegt wird. Dadurch wird die Hauptdrossel 10 mit der Polarität zurückgesetzt, die zu der durch den Punkt in Fig. 1 gekennzeichneten Polarität entgegengesetzt ist.
Während der Periode T4 gemäß Fig. 3 ändert sich die Magnetflußdichte der zweiten Drossel 16 vom Punkt f3 zum Punkt a3 in Fig. 7, und zwar durch den Rücksetzstrom, der durch die Rücksetzwicklung 25 fließt.
Die vorstehende Funktion wird wiederholt.
Wenn sich bei dieser Ausführungsform die Spannung der Eingangsspannungsversorgung 1 ändert, kann die wirksame Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel 10 in der Torperiode durch Verstellen der Spannung der einstellbaren Gleichspannungsversorgung 23 in der Rücksetzschaltung 15 eingestellt werden, wodurch optimale Funktion der Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung aufrechterhalten werden kann.
Durch die zweite sättigbare Drossel 16 in der Rücksetzschaltung 16 werden dieselben Effekte erzielt, wie sie für die Rücksetzschaltung 15 gemäß Fig. 2 erläutert wurden. Durch Hinzufügen der neuen Rücksetzschaltung zur zweiten sättigbaren Drossel 16 kann die wirksame Magnetflußdichte der zweiten sättigbaren Drossel 16 erhöht werden, wodurch die Magnetkernanordnung der zweiten Drossel 16 miniaturisiert werden kann.
Fig. 8 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung, wie sie zum Betreiben eines durch Entladung angeregten Lasers verwendet werden kann. Diese Schaltung weist folgende Teile auf: eine einstellbare Hochspannungs- Gleichspannungsversorgung 1, einen Widerstand 2 zum Laden eines Hauptkondensators 5, ein Thyratron 3, eine Spule 4, einen Kondensator 6, eine Spule 7 zum Laden des Hauptkondensators 6, einen Zündkondensator 8, Haupt-Laserentladeelektroden 9, eine sättigbare Hauptdrossel 10 mit einer Ausgangswicklung 11, einer Setzwicklung 31 und einer Vorabsetzwicklung 61, eine sättigbaren Setzschaltung 34 mit Ausgangsanschlüssen 32 und 33, die mit Anschlüssen der Setzwicklung 31 verbunden sind, und eine Vorabsetzschaltung 64 mit Ausgangsanschlüssen 62 und 63, die mit Anschlüssen der Vorabsetzwicklung 61 verbunden sind.
Fig. 9 zeigt eine Setzschaltung 34, wie sie in der Schaltung gemäß Fig. 8 verwendet wird, mit einer Spule 35 zum Aufnehmen von Überspannungsstößen, einem Widerstand 36, einem Varistor 37 zum Aufnehmen von Überspannungsstößen und einer einstellbaren Gleichspannungsquelle 38.
Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorab-Setzschaltung 64 für die Schaltung gemäß Fig. 8 mit einer Spule 65, Varistoren 66 und 61 zum Aufnehmen von Überspannungsstößen, einer Diode 67, einem Kondensator 68, einem Thyristor 69, einem Widerstand 70 und einer einstellbaren Gleichspannungsquelle 72.
Die Funktion der Schaltung gemäß Fig. 8 wird nun anhand der Fig. 8-12 näher erläutert.
Während einer in Fig. 11 dargestellten Periode T1, nämlich während einer Torperiode, ist das Thyratron 3 eingeschaltet, wodurch im Hauptkondensator 5 mit der in Fig. 8 dargestellten Polarität gespeicherte Ladungen durch den in Fig. 8 dargestellten Entladestrom i1 in den Kondensator 6 übertragen werden. Während dieser Periode ändert sich die magnetische Flußdichte der Hauptdrossel 10 von einem Punkt a4 in Fig. 12 auf einen Punkt b4. Der Entladestrom i2 des Kondensators 6 zum Zündkondensator 8 ist dabei außerordentlich klein, da die Ausgangswicklung 11 der Hauptdrossel 10 eine sehr hohe Induktivität aufweist. Dementsprechend fällt der größte Teil der Anschlußspannung v6 des Kondensators 6 an der Ausgangswicklung der Hauptdrossel 10 mit der durch den Punkt in Fig. 8 angedeuteten Polarität ab. Während dieser Periode ist der Thyristor 69 der Vorab-Setzschaltung 64 gemäß Fig. 10 ausgeschaltet und ein eingestellter Gleichstrom Is fließt durch die Setzschaltung 34. Da jedoch die Tormagnetisierkraft aufgrund des eingestellten Gleichstromes Is durch die Hauptdrossel 10 größer ist als die Magnetisierkraft Hr, ändert sich die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 vom Punkt a4 zum Punkt b4, wie oben angegeben. Gleichzeitig wird ein Spannungsstoß in der Vorabsetzwicklung 61 und der Setzwicklung 31 der sättigbaren Hauptdrossel 10 mit den durch die Punkte in Fig. 8 angedeuteten Polaritäten erzeugt, jedoch werden diese Stöße durch die Spulen 65 und 35 absorbiert, wodurch die Halbleiterelemente, die Gleichspannungsversorgungen usw. geschützt werden.
Sobald die Energie vom Hauptkondensator 5 im wesentlichen in den Kondensator 6 übertragen ist, erreicht die Magnetflußdichte der Hauptdrossel die Sättigung im Punkt b4 in Fig. 12. Infolgedessen nimmt die Induktivität der Ausgangswicklung 11 der Hauptdrossel 10 stark ab, so daß der Strom i2 extrem ansteigt, wodurch die Energie vom Kondensator 6 in den Zündkondensator 8 übertragen wird. Wenn die Anschlußspannung v8 des Zündkondensators 8 die Durchbruchsspannung der Haupt-Laserentladeelektroden 9 erreicht, wird der größte Anteil der im Zündkondensator 8 gespeicherten Energie vom Lasergas über die Entladeelektroden 9 aufgenommen, wodurch die Laserschwingung angeregt wird. Ein Teil der Energie trägt jedoch dazu bei, die Hauptdrossel 10 zu setzen. Die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 ändert sich dabei vom Punkt b4 über Punkte c4 und d4 in Fig. 12 auf einen Punkt e4. Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 12 Δ B die wirksame Rücksetzschaltung in der Torperiode und Δ B1 die wirksame Rücksetzschaltung aufgrund des inversen Stromes i2 bedeutet.
Während einer folgenden Periode T2 (Fig. 11) sind sowohl das Thyratron 3 wie auch der Thyristor 69 ausgeschaltet. In dieser Periode ändert sich die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 um den Wert Δ B2 vom Punkt e4 auf einen Punkt f4 (Fig. 12) aufgrund des Setzstromes Is, wie er der Setzschaltung 34 zugeführt wird. Dadurch wird die sättigbare Hauptdrossel gesetzt.
Während einer nächsten Periode T3 (Fig. 11) wird der Thyristor 69 eingeschaltet, so daß im Kondensator 68 mit der in Fig. 13 dargestellten Polarität gespeicherte Ladungen über den in Fig. 13 dargestellten Strom i61 durch die Vorabsetzwindung 61 der Hauptdrossel 10 fließen, wobei diese mit der in Fig. 8 durch einen Punkt gekennzeichneten Polarität magnetisiert wird. Infolgedessen ändert sich die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 vom Punkt f4 über Punkt g4 und h4 (Fig. 12) auf einen Punkt i4, um einen Wert (Δ B1 + Δ B2), der durch die Magnetisierung Hr aufgrund des Setzstromes Is bedingt ist. Dadurch wird das Vorabsetzen der sättigbaren Hauptdrossel 10 erreicht.
Während einer folgenden Periode T4 (Fig. 11) ist der Thyristor 69 ausgeschaltet. In dieser Periode ändert sich die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 um einen Wert Δ B3 vom Punkt i4 auf den Punkt a4 aufgrund des Setzstromes Is. Dadurch wird Setzen der Hauptdrossel 10 erreicht.
Obige Abläufe werden wiederholt.
Bei dieser Ausführungsform kompensiert die Vorabsetzfunktion in der Periode T3 die Änderung der wirksamen Magnetflußdichte (Δ B1 + Δ B2) der Hauptdrossel 10 in den Perioden T1 und T2 (Fig. 11), die unvermeidbar aufgrund von Änderungen in den Laser-Gasentladebedingungen auftritt, welche Änderungen z. B. die Gaszusammensetzung, den Gasdruck, die Gasflußrate, die Gastemperatur oder die zugeführte Energie betreffen.
Um ein Erniedrigen des Energieübertragungswirkungsgrades zu vermeiden, wenn sich die Eingangs-Gleichspannung ändert, ist es möglich, die wirksame Magnetflußdichte Δ B der Hauptdrossel 10 in der Torperiode dadurch zu steuern, daß der Setzstrom Is, wie er durch die Setzwicklung 31 der Hauptdrossel 10 fließt, verändert wird.
Fig. 13 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Vorab-Setzschaltung 64 zur Verwendung in der Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung 62 und 63, eine sättigbare vorab setzbare Drossel 73, Varistoren 66 und 71 zum Aufnehmen von Spannungsstößen, eine Diode 67, einen Kondensator 68, einen Thyristor 69, einen Widerstand 70 und eine einstellbare Gleichspannungsversorgung 72 auf.
Dadurch, daß die sättigbare, vorab setzbare Drossel 73 mit ihrem Sättigungsbereich und ihrem Nichtsättigungsbereich verwendet wird, läßt sich niedrige Induktivität erzielen, wie sie erforderlich ist, um die Pulsbreite des Vorabsetz- Pulsstromes zu verringern, und es läßt sich hohe Induktivität erzielen, wie sie erforderlich ist, um Spannungsstöße abzublocken, wie sie in der Vorabsetzwicklung 61 der sättigbaren Hauptdrossel 10 induziert werden. Dadurch läßt sich die Vorabsetzperiode verkürzen und die Vorab-Setzschaltung 64 schützen, wodurch es erleichter ist, eine hohe Wiederholrate zu erzielen.
Die Funktion der sättigbaren vorab setzbaren Drossel 73 in der Schaltung gemäß Fig. 13 wird nun mit Hilfe der Fig. 8, 11, 13 und 14 erläutert.
Während der Periode T1 von Fig. 11 ändert sich die Magnetflußdichte der Vorabsetzdrossel 73 um Δ B1 von einem Punkt a5 (Fig. 14) auf einen Punkt c5 mit einer Polarität, die zu der durch den Punkt in Fig. 13 angedeuteten Polarität umgekehrt ist. Dies erfolgt aufgrund eines Spannungsstoßes, der in der Vorabsetzwicklung 61 der Hauptdrossel 10 mit der durch den Punkt angedeuteten Polarität. Da während dieser Periode die vorab setzbare Drossel 73 eine sehr hohe Induktivität aufweist, wird der Spannungsstoß abgeblockt, wodurch die Vorab- Setzschaltung 64 geschützt wird. Die Magnetflußdichte ändert sich dann vom Punkt c5 zu einem Punkt d5 (Fig. 14) durch die oben genannte Selbstsetzfunktion.
Während der folgenden Setzperiode T2 (Fig. 11) ändert sich die Magnetflußdichte der vorab setzbaren sättigbaren Drossel 73, vom Punkt d5 auf einen Punkt e5 aufgrund der in der Vorabsetzwicklung 61 der Hauptdrossel 10 mit einer Polarität umgekehrt zu der durch den Punkt in Fig. 8 angedeuteten Polarität induzierten Spannung.
Während der anschließenden Vorabsetzperiode T3 (Fig. 11) wird der Thyristor 69 eingeschaltet, wodurch sich die Magnetflußdichte der vorab setzbaren Drossel 73 vom Punkt e5 auf einen Punkt f5 (Fig. 14) und nach Sättigung weiter auf einen Punkt i5 über Punkte g5 und h5 ändert. Während der Periode des Übergangs vom Punkt e5 zum Punkt f6 weist die vorab setzbare Drossel 73 eine sehr hohe Induktivität auf, wodurch der Entladestrom i61 des Kondensator 68 extrem niedrig ist. Während des Übergangs vom Punkt f5 zum Wert Br über den Punkt g5 weist die genannte Drossel 73 jedoch äußerst geringe Induktivität auf, so daß der Entladestrom i61 außerordenlich hoch ist. Dementsprechend kann die sättigbare Hauptdrossel 10 in einer kurzen Zeitspanne vorab gesetzt werden.
Während der Periode T4 ändert sich die Magnetflußdichte der sättigbaren vorab setzbaren Drossel 73 vom Punkt i5 über einen Punkt j5 zum Punkt a5 aufgrund der in der Vorabsetzwicklung 61 der Hauptdrossel 10 induzierten Spannung, die umgekehrte Polarität aufweist, wie sie durch den Punkt in Fig. 13 angezeigt ist.
Der obige Ablauf wird wiederholt.
Wenn die Vorab-Setzschaltung gemäß Fig. 15 statt der Vorab- Setzschaltung gemäß Fig. 13 verwendet wird, ist es möglich, den Punkt a5 in Fig. 14 auf einem konstanten Wert zu halten, was durch Magnetisieren der vorab setzbaren sättigbaren Drossel 73 mit der durch den Punkt in Fig. 13 dargestellten Polarität erfolgt. Dadurch kann ein Ändern der wirksamen Magnetflußdichte Δ B1 und Δ B2 vermieden werden, wodurch Ausgangsjitter stark verringert wird.
Die Vorab-Setzschaltung 64 gemäß Fig. 15 weist Ausgangsanschlüsse 62 und 63, Varistoren 66, 71 und 78 zum Aufnehmen von Überspannungsstößen, eine Diode 67, einen Kondensator 68, einen Thyristor 69, Widerstände 70 und 77, eine einstellbare Gleichspannungsversorgung 72, eine sättigbare vorab setzbare Drossel 73 mit einer Ausgangswicklung 74 und einer Rücksetzwicklung 75, eine Spule 76 und eine Gleichspannungsversorgung 79 auf. Die Schaltung entspricht der der Rücksetzschaltung gemäß Fig. 6, jedoch mit anderer Polarität an der sättigbaren Drossel.
Fig. 16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Setzschaltung. Diese wird in einer Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß Fig. 8 zusammen mit einer Vorab-Setzschaltung gemäß Fig. 10 verwendet.
Die Setzschaltung 34 gemäß Fig. 16 weist Ausgangsanschlüsse 32 und 33, eine Spule 39, Varistoren 40 und 45 zum Aufnehmen von Überspannungsstößen, eine Diode 41, einen Kondensator 42, einen Thyristor 43, einen Widerstand 44 und eine einstellbare Gleichspannungsversorgung 46 auf.
Die Funktion einer Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß Fig. 8 mit einer Vorab-Setzschaltung gemäß Fig. 10 und der Setzschaltung gemäß Fig. 16 wird nun anhand der Fig. 8, 10 sowie 16 und 17 erläutert.
Während der in Fig. 17 dargestellten Periode T1, nämlich während einer Torperiode, ist das Thyratron 3 eingeschaltet, wodurch im Hauptkondensator 5 mit der in Fig. 8 eingezeichneten Polarität gespeicherte Ladungen durch den in der Figur eingezeichneten Entladestrom i1 in den Kondensator 6 übertragen werden. Während dieser Periode ändert sich die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 von einem Punkt a6 auf einen Punkt b6 (Fig. 18). Der Entladestrom i2 vom Kondensator 6 zum Zündkondensator 8 ist jedoch sehr gering, da die Ausgangswicklung 11 der Hauptdrossel 10 eine sehr hohe Induktivität aufweist. Dementsprechend fällt der größte Anteil der Anschlußspannung v6 des Kondensators 6 an der Ausgangswicklung 11 der Hauptdrossel 10 mit der durch den Punkt in Fig. 8 gekennzeichneten Polarität ab. Andererseits sind während dieser Periode die Thyristoren 63 und 69 ausgeschaltet, wodurch Überspannungen, die in der Vorabsetzwicklung 61 und der Setzwicklung 31 der Hauptdrossel 10 induziert werden, durch die Spulen 65 und 39 abgeblockt werden, wodurch Halbleiterelemente und die Spannungsversorgungen usw. geschützt sind.
Sobald die Energie vom Hauptkondensator 5 im wesentlichen in den Kondensator 6 übertragen ist, erreicht die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 die Sättigung in einem Punkt b6 von Fig. 18. Infolgedessen nimmt die Induktivität der Ausgangswicklung 11 der Hauptdrossel 10 drastisch ab, so daß der Strom i2 extrem ansteigt, wodurch die Energie vom Kondensator 6 schnell in den Zündkondensator 8 übertragen wird. Wenn die Anschlußspannung v8 des Zündkondensators 8 die Durchbruchspannung der Haupt-Laserentladeelektrode 9 erreicht, wird der größte Anteil der im Zündkondensator 8 gespeicherten Energie in das Lasergas über die Entladeelektroden 9 übertragen, wodurch die Laserschwingung angeregt wird. Ein Teil der Energie dient jedoch dazu, die Hauptdrossel 10 mit einem Strom i2 in Gegenrichtung rückzusetzen. Die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 ändert sich vom Punkt b6 über Punkte c6 und d6 (Fig. 18) auf einen Punkt e6. Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 18 Δ B die wirksame Magnetflußdichte in der Torperiode und Δ B1 die wirksame Magnetflußdichte aufgrund des inversen Stroms i2 bedeutet.
Während einer anschließenden Periode T2 (Fig. 17) sind sowohl das Thyratron 3 wie auch die Thyristoren 63 und 69 ausgeschaltet. Während dieser Periode ändert sich die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 um den Wert Δ B2 vom Punkt e6 auf einen Punkt f6 (Fig. 18) aufgrund der oben genannten Selbstsetzwirkung.
In der folgenden Periode T3 (Fig. 17) ist der Thyristor 69 eingeschaltet, wodurch im Kondensator 68 mit der in der Figur eingezeichneten Polarität gespeicherte Ladungen über den in der Figur dargestellten Entladestrom i61 entladen werden durch die Vorabsetzwicklung 61 der Hauptdrossel fließen, wodurch diese mit der durch den Punkt in Fig. 8 angedeuteten Polarität magnetisiert wird. Bei diesem Vorabsetzen ändert sich die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 vom Punkt f6 um Δ B3 auf den Wert Br über Punkte g6 und h6 (Fig. 18).
In einer folgenden Periode T4 (Fig. 17) ist der Thyristor 69 ausgeschaltet. In dieser Periode hat die Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel 10 den Wert Br.
In der anschließenden Periode T5 (Fig. 17) ist der Thyristor 43 eingeschaltet, wodurch im Kondensator 42 mit der in der Figur dargestellten Polarität gespeicherte Ladungen durch den in der Figur dargestellten Entladestrom i31 entladen werden durch die Setzwicklung 31 der sättigbaren Hauptdrossel 10 fließen, wodurch diese mit der durch den Punkt in Fig. 8 gekennzeichneten Polarität magnetisiert werden. Infolgedessen ändert sich die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 vom Wert Br um den Wert Δ B4 in Fig. 18 über Punkte i6 und j6 auf einen Punkt k6.
Während der letzten Periode T6 (Fig. 17) ist der Thyristor 43 ausgeschaltet. Die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 ändert sich vom Punkt k6 durch Selbstsetzen um Δ B5 auf den Punkt a6.
Die obigen Abläufe werden wiederholt.
Bei dieser Ausführung kann Ausgangsjitter unterdrückt werden und optimale Funktion kann einfach für verändertliche Eingangsspannung erzielt werden.
Wenn die Setzschaltung 34 gemäß Fig. 19 verwendet wird, lassen sich dieselben Effekte erzielen wie mit der Rücksetzschaltung gemäß Fig. 2, wobei eine hohe Wiederholrate leicht erreicht werden kann. die Setzschaltung 34 gemäß Fig. 19 weist Ausgangsanschlüsse 32 und 33, Varistoren 40 und 45 zum Aufnehmen von Überspannungspulsen, eine Diode 41, einen Kondensator 42, einen Wiederstand 44, eine einstellbare Gleichspannungsversorgung 46 und eine einstellbare Setzdrossel 47 auf.
Durch Verwenden der Setzschaltung 34 gemäß Fig. 20 können dieselben Wirkungen erzielt werden wie mit der Rücksetzschaltung 15 gemäß Fig. 6, wodurch sich die sättigbare Setzdrossel 47 miniaturisieren läßt. Die Setzschaltung 34 gemäß Fig. 20 weist Ausgangsanschlüsse 32 und 33, Varistoren 40, 45 und 52 zum Aufnehmen von Überspannungen, eine Diode 41, einen Kondensator 42, einen Thyristor 43, Widerstände 44 und 51, eine einstellbare Gleichspannungsversorgung 46, eine sättigbare Setzdrossel 47 mit einer Ausgangswicklung 48 und einer Setzwicklung 49, eine Spule 50 und eine Gleichspannungsversorgung 53 auf.
Fig. 21 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung zur Anwendung mit einem durch Entladung angeregten Laser. Diese Schaltung weist folgende Teile auf: eine einstellbare Hochspannungs-Gleichspannungsversorgung 1, einen Widerstand 2 zum Laden eines Hauptkondensators 5, ein Thyratron 3, eine Spule 4, einen Kondensator 6, einen Zündkondensator 8, Haupt-Laserentladeelektroden 9, eine sättigbare Drossel 10 mit einer Ausgangswicklung 11 und einer Setzwicklung 161, eine Setzschaltung 164 mit Ausgangsanschlüssen 162 und 163, die mit den Anschlüssen der Setzwicklung 161 verbunden sind, und eine Spule 81 zum Laden des Hauptkondensators 5 auf.
Da bei der Ausführungsform gemäß Fig. 21 die Spule 81 zum Laden des Hauptkondensators 5 an der Ausgangsseite der Ausgangswicklung 11 der sättigbaren Hauptdrossel 10 vorhanden ist, wirkt der Ladestrom für den Hauptkondensator als Vorabsetzstrom für die sättigbare Hauptdrossel 10.
Fig. 32 zeigt das Schaltbild eines Beispiels einer Setzschaltung 164, wie sie in der Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß Fig. 21 verwendbar ist. Sie weist Ausgangsanschlüsse 162 und 163, eine Spule 165 und Varistoren 166 und 171 zum Aufnehmen von Überspannungen, eine Diode 167, einen Kondensator 168, einen Thyristor 169, einen Widerstand 170 und eine einstellbare Gleichspannungsversorgung 172 auf.
Die Funktion der Schaltung gemäß Fig. 21 mit der Setzschaltung 164 gemäß Fig. 32 wird nun anhand der Fig. 22 und 23 erläutert.
Während einer Periode T1 (Fig. 22), nämlich während einer Torperiode, ist das Thyratron 3 eingeschaltet, wodurch im Hauptkondensator 5 mit der in der Figur dargestellten Polarität gespeicherte Ladungen durch den in der Figur dargestellten Strom i1 in den Kondensator 6 übertragen werden. Während dieser Periode ändert sich die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 von einem Punkt a7 auf einen Punkt b7 (Fig. 23). Der Entladestrom i2 vom Kondensator 6 in den Zündkondensator 8 ist jedoch sehr gering, da die Ausgangswicklung 11 der Hauptdrossel 10 eine sehr hohe Induktivität aufweist. Dementsprechend fällt der größte Teil der Anschlußspannung v6 des Kondensators 6 an der Ausgangswicklung der Hauptdrossel 10 mit der durch den Punkt in Fig. 21 angedeuteten Polarität ab.
Während dieser Periode ist der Thyristor 169 der Setzschaltung 164 in Fig. 32 ausgeschaltet, wodurch Spannungsspitzen, die in der Setzwicklung 161 der Hauptdrossel 10 mit den in Fig. 21 dargestellten Polaritäten induziert werden, durch die Spule 165 abgeblockt werden, wodurch die Elemente in der Setzschaltung 164 geschützt werden.
Sobald die Energie vom Hauptkondensator 5 im wesentlichen in den Kondensator 6 übertragen ist, befindet sich die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 im Sättigungsbereich bei einem Punkt b7 (Fig. 23). Infolgedessen nimmt die Induktivität der Ausgangswicklung 11 der Hauptdrossel 10 drastisch ab, so daß der Strom i2 extrem ansteigt, wodurch die Energie vom Kondensator 6 schnell in den Zündkondensator 8 übertragen wird. Wenn die Anschlußspannung v8 des Zündkondensators 8 die Durchbruchspannung der Haupt-Laserentladeelektroden 9 erreicht, wird der größte Teil der im Zündkondensator 8 gespeicherten Energie über die Entladeelektroden 9 in das Lasergas übertragen, wodurch Laserschwingung angeregt wird. Ein Teil der Energie dient jedoch zum Rücksetzen der Hauptdrossel 10 mit einem Strom, der zum Strom i2 umgekehrt ist. Die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 ändert sich vom Punkt b7 über Punkte c7 und d7 auf einen Punkt e7 (Fig. 23). Es wird darauf hingewiesen, daß in Fig. 23 Δ B die wirksame Magnetflußdichte in der Torperiode und Δ B1 die wirksame Magnetflußdichte aufgrund des inversen Stroms i2 bedeutet.
Während einer Vorabsetzperiode T2 (Fig. 22) sind sowohl das Thyratron 3 wie auch der Thyristor 169 ausgeschaltet. In dieser Periode ändert sich die Magnetflußdichte der Hauptdrossel 10 um Δ B2 vom Punkt e7 über den Punkt f7 (Fig. 23) auf den Wert -Br aufgrund des Ladestroms für den Hauptkondensator, der auf einem Strompfad vom positiven Anschluß der Eingangsspannungsversorgung 1 über den Widerstand 2, die Spule 4, den Hauptkondensator 5, die Ausgangswicklung 11 der Hauptdrossel 10 und die Spule 81 zum negativen Anschluß der Eingangsspannungsversorgung 1 fließt. Dadurch wird Vorabsetzen der sättigbaren Hauptdrossel 10 ausgeführt.
In der folgenden Periode T3 (Fig. 22) wird der Thyristor 169 eingeschaltet, wodurch im Kondensator 168 mit der in der Figur eingezeichneten Polarität gespeicherte Ladungen über den in der Figur eingezeichneten Strompfad i161 entladen werden, welcher Strom durch die Setzwicklung 161 der Hauptdrossel 10 fließt, wodurch diese mit der durch den Punkt in Fig. 21 gekennzeichneten Polarität magnetisiert wird. Infolgedessen ändert sich die Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel 10 vom Wert -Br um Δ B3 auf den Wert a7 (Fig. 23).
Die oben beschriebenen Abläufe werden wiederholt.
Bei der Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß Fig. 21 kann eine Setzschaltung gemäß Fig. 33 oder eine solche gemäß Fig. 34 verwendet werden. Die Setzschaltung gemäß Fig. 33 weist Ausgangsanschlüsse 162 und 163, eine zweite sättigbare Drossel 173, Varistoren 166 und 171 zum Aufnehmen von Überspannungen, eine Diode 167, einen Kondensator 168, einen Thyristor 169, einen Widerstand 170 und eine einstellbare Gleichspannungsversorgung 172 auf. Die Setzschaltung gemäß Fig. 34 weist Ausgangsanschlüsse 162 und 163, eine zweite sättigbare Drossel 173, Varistoren 166, 171 und 178 zum Aufnehmen von Überspannungen, eine Diode 167, einen Kondensator 168, einen Thyristor 169, Widerstände 170 und 177, eine einstellbare Gleichspannungsversorgung 172, eine Ausgangswicklung 174 und eine Rücksetzwicklung 175 der zweiten Drossel 173, eine Spule 176 zum Aufnehmen von Überspannungen und eine Gleichspannungsversorgung 179 auf.
Wenn eine der Setzschaltungen gemäß Fig. 33 oder Fig. 34 verwendet wird, läßt sich eine Wiederholrate von 500 Hz oder sogar mehr erzielen, während die Obergrenze bei etwa 300 Hz liegt, wenn eine Setzschaltung gemäß Fig. 32 verwendet wird. Bei Verwenden der Setzschaltung 164 gemäß Fig. 33 ist der Laserausgangsjitter bis zu doppelt so groß im Vergleich zum Verwenden der Rücksetzschaltung 15 gemäß Fig. 2. Wenn dagegen die Setzschaltung 164 gemäß Fig. 34 verwendet wird, ist der Laserausgangsjitter im wesentlichen gleich wie bei Verwenden der Rücksetzschaltung 15 gemäß Fig. 2.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Thyratrons 20, 69, 43, 169 bei den Schaltungen in den Fig. 2, 6, 10, 13, 15, 16, 19, 20 und 32-34 durch beliebige andere Schaltelemente wie z. B. Transistoren ersetzt werden können. Werden Transistoren eingesetzt, können sowohl die Breite wie auch die Stärke von Pulsen an die sättigbare Hauptdrossel eingestellt werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von konkreten Beispielen noch in weiterem Detail erläutert.
Beispiel 1
Bei diesem Beispiel wurde die Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß Fig. 1 mit der Rücksetzschaltung gemäß Fig. 2 verwendet.
Tabelle 1 zeigt Materialien für Magnetkerne der sättigbaren Hauptdrossel 10, wie sie bei diesem Beispiel verwendet wurden mit zugehörigen Gleichspannungs-Magneteigenschaften. Tabelle 2 beschreibt Formen der verwendeten Magnetkerne. Bei diesem Beispiel wurden mehrere toroidale Magnetkerne gemäß Tabelle 2 kombiniert, wie in Tabelle 3 dargestellt, wobei eine Windung eines konzentrischen Drahtes verwendet wurde. Um Temperaturerhöhung aufgrund von Verlusten in den Kernen zu vermeiden, wurden die Kerne mit Silikonöl gekühlt.
In der Rücksetzschaltung 15 gemäß Fig. 2 wurde eine zweite sättigbare Drossel 16 mit zwei toroidalen Magnetkernen aus Ni-Zn-Ferrit verwendet, mit Formen und Gleichspannungs- Magneteigenschaften, wie sie in Fig. 4 aufgelistet sind. Es wurden 25 Windungen verwendet. Der Kondensator 19 hatte eine Kapazität von 10 µF. Die Spannung der Spannungsversorgung 23 wurde für jede Probe auf einen geeigneten Wert gesetzt.
Mit jeder Probe gemäß den Tabellen 1-3 als Magnetkern für die Hauptdrossel 10 wurde die Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß Fig. 10 unter den folgenden Bedingungen betrieben:
Spannung der Eingangsspannungsversorgung 1: 25-35 kV (einstellbar);
Kapazität der Kondensatoren 5, 6, 8: 20 nF;
effektive Länge zwischen den Haupt-Laserentladeelektroden 9: 300 mm;
Lasergas: Mischgas von He, Kr und F₂;
Wiederholrate: 300 Hz; und
Vorionisation: Automatische UV-Vorionisation (gleichmäßige Vorionisation wurde mit den Haupt-Laserentladeelektroden mit einem Spalt von etwa 1 mm ausgeführt, der im Strompfad des Stroms i2 in Fig. 2 vorhanden war).
Tabelle 5 zeigt den Energieübertragungswirkungsgrad t vom Hauptkondensator 5 zum Zündkondensator 8 (Verhältnis der Eingangsenergie des Zündkondensators 8 zur Energie des Hauptkondensators 5), den Laser-Gesamtwirkungsgrad (Verhältnis der Laserausgangsleistung Po zur Eingangsenergie des Hauptkondensators 5), die Laserausgangsenergie Po, die Lebensdauer des Lasergases und den Jitter des Laserausgangssignals. Die Werte des Energieübertragungswirkungsgrades η t, des Laser-Gesamtwirkungsgrades η und der Laserausgangsleistung Po wurden bei der halben Lebensdauer des Lasergases erfaßt. Die Lebensdauer des Lasergases ist als diejenige Zeitspanne definiert, innerhalb der die Laserausgangsleistung Po um 5% abnimmt. Der Jitter des Laserausgangssignals bedeutet Zeitschwankungen bei 1000 Schüssen bei der halben Lebensdauer des Lasergases.
Aus Tabelle 5 geht hervor, daß dann, wenn amorphe magnetische Kerne auf Co-Basis gemäß den Proben 1-6 oder feinfristalline Magnetkerne auf Fe-Basis gemäß den Proben 12-17 für die sättigbare Hauptdrossel 10 verwendet wurden, bessere Ergebnisse in bezug auf den Energieübertragungswirkungsgrad η t, den Laser-Gesamtwirkungsgrad η, die Laserausgangsenergie Po und die Gaslebensdauer erzielt wurden, als wenn amorphe Magnetkerne auf Fe-Basis verwendet wurden. Der Jitter des Laserausgangssignals wurde auf etwa ½ im Vergleich zur Verwendung des letztgenannen Materials verringert. Wenn Magnetkerne mti einem Verhältnis Br/B800 von mindestens 0,7 in den Gleichspannungs-Magneteigenschaften verwendet wurden, wurde der Jitter in der jeweiligen Kategorie der Magnetkerne besonders gering.
Tabelle 1
Tabelle 2
Größe
Proben-Nr.
Anzahl von Magnetkernen
1
4
2 5
3 5
4 5
5 6
6 6
7 2
8 3
9 3
10 3
11 3
12 3
13 3
14 3
15 4
16 4
17 4
Tabelle 4
Proben-Nr. 21
Tabelle 5
Fig. 31 zeigt die Zusammenhänge zwischen verschiedenen Eigenschaften und der Anzahl von Laserschüssen. Kreise bedeuten, daß in der Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung eine Drossel gemäß Probe Nr. 5 verwendet wurde; Dreiecke gelten für dieselbe sättigbare Drossel bei der herkömmlichen Schaltung gemäß Fig. 26. Mit der erfindungsgemäßen Schaltung ist es einfach, die Laserausgangsleistung Po konstant zu halten, während Verschlechterung der Lasergasqualität kompensiert wird. Aus der Art der Erniedrigung des Energieübertragungswirkungsgrades t kann geschlossen werden, daß der inverse Strom des Thyratrons unterdrückt werden kann, wodurch die Thyratron-Lebensdauer um etwa 1 Größenordnung erhöht werden kann.
Beispiel 2
Bei diesem Beispiel wurde eine Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß Fig. 1 mit einer Rücksetzschaltung gemäß Fig. 6 verwendet.
Tabelle 6 listet Formen und Gleichspannungs-Magneteigenschaften der magnetischen Kerne auf, wie sie in der zweiten sättigbaren Drossel 16 verwendet wurden.
Im Fall der Probe Nr. 22 konnte stabile Arbeit der Rücksetzschaltung 15 selbst bei der hohen Wiederholrate von 500 Hz unter folgenden Bedingungen erzielt werden:
Zahl der Kerne:
1
Ausgangswicklung 24: 10 Wicklungen
Rücksetzwicklung 25: 1 Wicklung und
I 25: 1,0 A
Im Fall der Probe Nr. 23 konnte stabile Arbeit der Rücksetzschaltung 15 mit der hohen Wiederholrate von 500 Hz unter folgenden Bedingungen erzielt werden:
Zahl der Kerne:
1
Ausgangswicklung 24: 20 Wicklungen
Rücksetzwicklung 25: 6 Wicklungen und
I 25: 2,0 A
Tabelle 7 listet Jitterwerte für das Laserausgangssignal auf.
Tabelle 6
Tabelle 7
Jitter (ns) gemessen mit
Die Proben Nr. 1-17 in Tabelle 7 sind dieselben wie in Tabelle 1, die die Materialien für die sättigbare Hauptdrossel 10 auflistet.
Es folgt aus Tabelle 7, daß der Jitter durch Rücksetzen der zweiten sättigbaren Drossel 16 erniedrigt werden kann.
Beispiel 3
Bei diesem Beispiel wurden die Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß Fig. 8 mit der Setzschaltung gemäß Fig. 9 und der Vorab-Setzschaltung gemäß Fig. 10 verwendet. Jitter des Laserausgangssignals wurde unter denselben Bedingungen gemessen wie für Beispiel 1 erläutert, mit dem Zeitdiagramm gemäß Fig. 11. Tabelle 8 zeigt im Vergleich Jitterwerte für die Beispiele 3 und 1.
Aus Tabelle 8 ist klar erkennbar, daß die Laserjitterwerte durch Verwenden der Schaltung gemäß Beispiel 3 auf etwa die Hälfte der Werte verringert werden können, wie sie bei Verwenden der Schaltung gemäß Beispiel 1 erhalten werden.
Tabelle 9 zeigt die maximale Flußdichte in der Vorabsetzperiode, die spezifische Permeabilität bei maximaler Magnetflußdichte in der Vorabsetzperiode und den Ausgangsjitter für die Proben Nr. 5, 11 und 13 gemäß den Tabellen 1-3, wie sie in der einstellbaren Hauptdrossel 10 gemäß diesem dritten Beispiel verwendet werden. Aus Tabelle 9 ist deutlich erkennbar, daß die maximale Magnetflußdichte in der Vorabsetzperiode größer ist als die Restmagnetflußdichte für jede Probe in bezug auf die Gleichspannungs-Magneteigenschaften, und daß der Jitter verringert ist. Besonders dann, wenn die spezifischen Permeabilität bei der maximalen Magnetflußdichte in der Vorabsetzperiode kleiner ist als 10 ist der Jitter stark verringert.
Tabelle 8
Tabelle 9
Beispiel 4
Bei diesem Beispiel wurde die Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß Fig. 8 mit der Vorab-Setzschaltung gemäß Fig. 13 oder der Vorab-Setzschaltung gemäß Fig. 15 verwendet. Vergleich in bezug auf den Jitter erfolgt mit dem Beispiel 3 (mit der Vorab-Setzschaltung 64 gemäß Fig. 10). 05063 00070 552 001000280000000200012000285910495200040 0002004019822 00004 04944In der Hauptdrossel 10 wurde jeweils ein Magnetkern von einer der Proben mit den Nummern 5, 11 oder 13 verwendet. Die Schaltungen wurden unter denselben Bedingungen betrieben wie bei Beispiel 1 erläutert.
Die in den sättigbaren Vorabssetzdrosseln 73 der Fig. 13 und 15 verwendeten Magnetkerne sind diejenigen mit der Nr. 22 von Tabelle 6. Im Fall der Vorab-Setzschaltung von Fig. 13 wurde ein Magnetkern mit 10 Windungen verwendet, während im Fall der Vorab-Setzschaltung von Fig. 15 der Magnetkern der Ausgangswicklung 74 10 Windungen und der Kern der Rücksetzwicklung 75 1 Windung aufwies mit i75 = 1,0 A.
Tabelle 10 zeigt im Vergleich den Jitter, wie er mit den Vorab-Setzschaltungen gemäß den Fig. 10, 13 bzw. 15 erzielt wurde.
Tabelle 10
Jitter (ns) gemessen unter Verwendung von
Aus Tabelle 10 ist deutlich erkennbar, daß es durch Verwenden der Vorab-Setzschaltung gemäß Fig. 15 möglich ist, den Jitter im wesentlichen auf denselben Wert herunterzusetzen wie unter Verwendung der Vorab-Setzschaltung gemäß Fig. 10. Die mit der Vorab-Setzschaltung gemäß Fig. 10 erzielbare Wiederholrate liegt jedoch bei etwa 300 Hz, während mit den Vorab-Setzschaltungen gemäß den Fig. 13 und 15 hohe Wiederholraten von über 500 Hz erreichbar sind.
Beispiel 5
Bei diesem Beispiel wurde eine Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gemäß Fig. 21 mit einer Setzschaltung 164 gemäß Fig. 32 verwendet. Die Prüfung erfolgte unter den für Beispiel 1 erläuterten Bedingungen für den Jitter, unter Verwendung der Proben gemäß den Tabellen 1-3 für die Magnetmaterialien des Kerns der Hauptdrossel 10. Tabelle 11 zeigt die Ergebnisse zusammen mit denen von Beispiel 1.
Aus der Tabelle ist deutlich erkennbar, daß mit dem letztgenannten Ausführungsbeispiel der Jitter des Laserausgangssignals drastisch erniedrigt werden kann. Wenn die Magnetflußdichte beim Vorabsetzen auf den Wert -Br oder noch weniger gesetzt wird, läßt sich der Jitter auf etwa die Hälfte des Wertes verringern, wie er erhalten wird, wenn die genannte Flußdichte höher als -Br ist.
Tabelle 11
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß eine Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung mit hohem Ausgangswirkungsgrad und hoher Wiederholfrequenz bei geringem Jitter betrieben werden kann, wenn eine magnetische Pulskompressionsschaltung mit einer sättigbaren Drossel verwendet wird, deren wirksame Flußdichte in einer Torperiode gesteuert wird.
Wird eine solche Schaltung zum Betreiben eines durch Entladung angeregten Lasers verwendet, der eine Steuerung seiner Ausgangsleistung wegen Verschlechterung des Lasergases benötigt, also z. B. eines Excimerlasers, läßt sich die Zahl der mit konstanter Ausgangsleistung erzielbaren Laserschüsse drastisch erhöhen, während die Verlustleistung von Schaltelementen, wie Thyratrons, erniedrigt werden kann. Es läßt sich also eine deutlich erhöhte Zahl von Schüssen mit hohem Wirkungsgrad bei langer Lebensdauer erzielen.
Bei durch Entladung angeregten Lasern, wie Kupferdampflasern, wie sie für Urananreicherung verwendet werden, TEMA (transversely excited multi-atmospheric pressure)-Lasern usw. oder Beschleunigern, wie linearen Induktionsbeschleunigern, in denen mehrere Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltungen synchron mit hoher Pulswiederholrate betrieben werden, kann der Ausgangsjitter erheblich reduziert werden. Dies ist mit hoher Zuverlässigkeit möglich.
Wenn Halbleiterelemente wie Thyristoren als Schaltelemente statt Entladungsröhrenelementen wie Thyratrons usw. verwendet werden, sollten mehrstufige Magnetpuls-Kompressionsschaltungen verwendet werden. In diesem Fall läßt sich optimale Funktion der Magnetpuls-Kompressionsschaltung in jeder Stufe auf leichte Weise erzielen.

Claims (12)

1. Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung gekennzeichnet durch eine Magnetpuls-Kompressionsschaltung mit einer sättigbaren Hauptdrossel (10) und mit einer Rücksetzschaltung (15) mit einer zweiten sättigbaren Drossel (16) zum Versorgen der Hauptdrossel mit einem pulsförmigen Strom zum Einstellen der Magnetflußdichte der Hauptdrossel auf einen vorgegebenen konstanten Wert zu Beginn eines Torpulses.
2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine in der sättigbaren Hauptdrossel (10) erzeugte Überspannung, die an die Rücksetzschaltung (15) geliefert werden könnte, dadurch abgeblockt wird, daß die zweite sättigbare Drossel (16) im Nichtsättigungsbereich betrieben wird, und daß der pulsförmige Strom zum Einstellen der Magnetflußdichte auf den genannten konstanten Wert zu Beginn des Torpulses dann an die Hauptdrossel gelegt wird, wenn die zweite Drossel in ihrem Sättigungsbereich betrieben wird.
3. Schaltung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Gatespannung an die sättigbare Hauptdrossel (10) gelegt wird, und dem Zeitpunkt, zu dem die Rücksetzschaltung (15) den pulsförmigen Strom erzeugt, ein Intervall eingehalten wird, das ausreichend lang ist, daß ein Selbstsetzen der Hauptdrossel erfolgt.
4. Schaltung nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch eine Vorab-Setzschaltung (64) zum Magnetisieren der sättigbaren Hauptdrossel (10) bis in ihren Sättigungsbereich.
5. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sättigbare Hauptdrossel (10) durch die Vorab-Setzschaltung (64) bis in den Sättigungsbereich magnetisiert wird, den die Hauptdrossel in der Torperiode erreicht.
6. Schaltung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die sättigbare Hauptdrossel (10) durch die Vorab-Setzschaltung (64) auf einen Sättigungswert magnetisiert wird, der sich vom Sättigungswert unterscheidet, den die Hauptdrossel während der Torperiode erreicht.
7. Schaltung nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorab-Setzschaltung (64) eine sättigbare Drossel (73) zum Vorabsetzen der sättigbaren Hauptdrossel (10) aufweist, über die ein pulsförmiger Strom an die Hauptdrossel geliefert wird.
8. Schaltung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel (10) abhängig von der Eingangsspannung einer Gleichspannungsversorgung (1) eingestellt werden kann, indem die Breite oder Höhe des Pulses gesteuert wird, die von der Rücksetzschaltung (15; 34) an die Hauptdrossel geliefert wird.
9. Schaltung nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Magnetflußdichte der sättigbaren Hauptdrossel (10) abhängig von einer Laständerung in der Schaltung eingestellt werden kann, indem die Breite oder Höhe des Pulses gesteuert wird, der von der Rücksetzschaltung (15; 34) an die Hauptdrossel geliefert wird.
10. Schaltung nach einem der Ansprüche 1-9, gekennzeichnet durch mehrere Magnetpuls-Kompressionsschaltungen mit jeweils einer sättigbaren Hauptdrossel.
11. Durch Entladung angeregter Laser mit einer Hochspannungs- Pulsgeneratorschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsgeneratorschaltung gemäße einem der Ansprüche 1-10 ausgebildet ist.
12. Beschleuniger mit einer Hochspannungs-Pulsgeneratorschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulsgeneratorschaltung gemäß einem der Ansprüche 1-10 ausgebildet ist.
DE19904019822 1989-06-29 1990-06-21 Hochspannungs-pulsgeneratorschaltung und laser und beschleuniger mit einer solchen schaltung Granted DE4019822A1 (de)

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