JP2000152666A - 方形波電圧発生装置 - Google Patents
方形波電圧発生装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 立上り時間が１００ｎｓ以下、パルス幅が５
μｓ以上、フラットトップのドループが１０％以下かつ
ピーク値が１００ｋＶ以上の方形波電圧を発生する。 【解決手段】 この方形波電圧発生装置１００は、高電
圧のパルス電圧ＰＶを発生するマルクス回路４０と、そ
の出力部に並列に接続された電圧裁断ギャップ５０と、
マルクス回路４０の出力部に並列に接続された中間蓄積
コンデンサ６０と、マルクス回路４０の出力部とこの方
形波電圧発生装置１００の出力部との間に直列に接続さ
れた出力ギャップスイッチ８０とを備えている。中間蓄
積コンデンサ６０は、マルクス回路４０の等価静電容量
の１／１０以下かつ負荷２０の浮遊静電容量の１０倍以
上の静電容量を持ち、かつマルクス回路４０の等価イン
ダクタンスの１／１０以下の浮遊インダクタンスを持
つ。出力ギャップスイッチ８０は、レーザをトリガに用
いたレーザトリガギャップから成る。
μｓ以上、フラットトップのドループが１０％以下かつ
ピーク値が１００ｋＶ以上の方形波電圧を発生する。 【解決手段】 この方形波電圧発生装置１００は、高電
圧のパルス電圧ＰＶを発生するマルクス回路４０と、そ
の出力部に並列に接続された電圧裁断ギャップ５０と、
マルクス回路４０の出力部に並列に接続された中間蓄積
コンデンサ６０と、マルクス回路４０の出力部とこの方
形波電圧発生装置１００の出力部との間に直列に接続さ
れた出力ギャップスイッチ８０とを備えている。中間蓄
積コンデンサ６０は、マルクス回路４０の等価静電容量
の１／１０以下かつ負荷２０の浮遊静電容量の１０倍以
上の静電容量を持ち、かつマルクス回路４０の等価イン
ダクタンスの１／１０以下の浮遊インダクタンスを持
つ。出力ギャップスイッチ８０は、レーザをトリガに用
いたレーザトリガギャップから成る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、例えば高電圧ギ
ャップや高電圧機器等のような負荷に、高電圧の方形波
電圧を印加して、当該負荷の絶縁破壊電圧を試験するこ
と等に用いられる方形波電圧発生装置に関する。より具
体的には、前記負荷のｎｓ領域のごく短時間からμｓ領
域までのＶ−ｔ特性（絶縁破壊電圧−時間特性）を考慮
した絶縁破壊電圧を試験する等のために、立上りが急峻
で（例えば立上り時間が１００ｎｓ以下）、パルス幅が
長く（例えば５μｓ以上）、フラットトップの平坦度が
良い（例えばドループが１０％以下）高電圧（例えばピ
ーク値が１００ｋＶ以上）の方形波電圧を発生する方形
波電圧発生装置に関する。この明細書において方形波電
圧とは、波形が方形、矩形またはそれらに近い波形の電
圧のことである。
ャップや高電圧機器等のような負荷に、高電圧の方形波
電圧を印加して、当該負荷の絶縁破壊電圧を試験するこ
と等に用いられる方形波電圧発生装置に関する。より具
体的には、前記負荷のｎｓ領域のごく短時間からμｓ領
域までのＶ−ｔ特性（絶縁破壊電圧−時間特性）を考慮
した絶縁破壊電圧を試験する等のために、立上りが急峻
で（例えば立上り時間が１００ｎｓ以下）、パルス幅が
長く（例えば５μｓ以上）、フラットトップの平坦度が
良い（例えばドループが１０％以下）高電圧（例えばピ
ーク値が１００ｋＶ以上）の方形波電圧を発生する方形
波電圧発生装置に関する。この明細書において方形波電
圧とは、波形が方形、矩形またはそれらに近い波形の電
圧のことである。
【０００２】
【従来の技術】高電圧ギャップや高電圧機器等のＶ−ｔ
特性は、印加電圧波形の影響を顕著に受けるため、これ
らの絶縁破壊電圧の試験には、印加電圧波形の選定が重
要である。
特性は、印加電圧波形の影響を顕著に受けるため、これ
らの絶縁破壊電圧の試験には、印加電圧波形の選定が重
要である。
【０００３】印加電圧波形としては、従来から、電圧発
生が容易等の理由から、雷インパルス電圧等の標準波形
が用いられて来た。
生が容易等の理由から、雷インパルス電圧等の標準波形
が用いられて来た。
【０００４】しかし、実際の電力系統で発生する雷サー
ジや断路器等の開閉サージによる過電圧波形は、標準波
形とは大きく異なり、立上り時間が例えば数十ｎｓ〜数
百ｎｓという急峻な立上りを有し、かつ継続時間も例え
ば数μｓ〜数十μｓ以上というように長い。
ジや断路器等の開閉サージによる過電圧波形は、標準波
形とは大きく異なり、立上り時間が例えば数十ｎｓ〜数
百ｎｓという急峻な立上りを有し、かつ継続時間も例え
ば数μｓ〜数十μｓ以上というように長い。
【０００５】従って、高電圧ギャップや高電圧機器等の
絶縁破壊電圧を正確に試験する等のためには、印加電圧
として、立上りが急峻で（例えば立上り時間が１００ｎ
ｓ以下）、パルス幅が長く（例えば５μｓ以上）、フラ
ットトップの平坦度が良い（例えばドループが１０％以
下）高電圧（例えばピーク値が１００ｋＶ以上）の方形
波電圧を用いる、好ましくは立上り時間が５０ｎｓ以
下、パルス幅が１０μｓ以上、フラットトップのドルー
プが５％以下かつピーク値が３００ｋＶ以上の方形波電
圧を用いるのが、より現実に近い波形であるので、非常
に効果的である。
絶縁破壊電圧を正確に試験する等のためには、印加電圧
として、立上りが急峻で（例えば立上り時間が１００ｎ
ｓ以下）、パルス幅が長く（例えば５μｓ以上）、フラ
ットトップの平坦度が良い（例えばドループが１０％以
下）高電圧（例えばピーク値が１００ｋＶ以上）の方形
波電圧を用いる、好ましくは立上り時間が５０ｎｓ以
下、パルス幅が１０μｓ以上、フラットトップのドルー
プが５％以下かつピーク値が３００ｋＶ以上の方形波電
圧を用いるのが、より現実に近い波形であるので、非常
に効果的である。
【０００６】高電圧の方形波電圧ＲＶを発生することが
できる方形波電圧発生装置の従来例を図３〜図５にそれ
ぞれ示す。
できる方形波電圧発生装置の従来例を図３〜図５にそれ
ぞれ示す。
【０００７】図３の方形波電圧発生装置は、キャパシタ
１２とインダクタ１４とを梯子状に複数段組み合わせた
パルス成形ネットワーク１０と、出力スイッチ１６とを
組み合わせて、高電圧の方形波電圧ＲＶを発生させる構
成をしている。この方形波電圧ＲＶを、例えば高電圧ギ
ャップや高電圧機器等から成る負荷２０に印加する。
１２とインダクタ１４とを梯子状に複数段組み合わせた
パルス成形ネットワーク１０と、出力スイッチ１６とを
組み合わせて、高電圧の方形波電圧ＲＶを発生させる構
成をしている。この方形波電圧ＲＶを、例えば高電圧ギ
ャップや高電圧機器等から成る負荷２０に印加する。
【０００８】図４の方形波電圧発生装置は、同軸状の外
部電極３２と内部電極３４との間に誘電体３６を満たし
たパルス形成ライン３０と、出力スイッチ３８とを組み
合わせて、高電圧の方形波電圧ＲＶを発生させる構成を
している。
部電極３２と内部電極３４との間に誘電体３６を満たし
たパルス形成ライン３０と、出力スイッチ３８とを組み
合わせて、高電圧の方形波電圧ＲＶを発生させる構成を
している。
【０００９】図５の方形波電圧発生装置は、高電圧のパ
ルス電圧ＰＶを発生するマルクス回路４０と、当該パル
ス電圧ＰＶの波尾部を裁断する電圧裁断ギャップ５０と
を組み合わせて、高電圧の方形波電圧ＲＶを発生させる
構成をしている。
ルス電圧ＰＶを発生するマルクス回路４０と、当該パル
ス電圧ＰＶの波尾部を裁断する電圧裁断ギャップ５０と
を組み合わせて、高電圧の方形波電圧ＲＶを発生させる
構成をしている。
【００１０】マルクス回路４０は、周知のように、並列
に充電された多数のキャパシタをギャップスイッチによ
って直列に切り換えて、高電圧のパルス電圧ＰＶを発生
するものである。その回路図の一例を図６に示す。Ｃ1
〜Ｃn はキャパシタ、Ｇはギャップスイッチ、Ｒは充電
抵抗、ｒは高周波振動抑制用の制動抵抗、ＧS は始動ギ
ャップ、４２および４４は出力端である。
に充電された多数のキャパシタをギャップスイッチによ
って直列に切り換えて、高電圧のパルス電圧ＰＶを発生
するものである。その回路図の一例を図６に示す。Ｃ1
〜Ｃn はキャパシタ、Ｇはギャップスイッチ、Ｒは充電
抵抗、ｒは高周波振動抑制用の制動抵抗、ＧS は始動ギ
ャップ、４２および４４は出力端である。
【００１１】負荷２０に印加する上記方形波電圧ＲＶの
波形の一例を図７に示す。この明細書では次のように定
義している。即ち、ピーク値ＶP を１００％としてその
３０％点ｂと９０％点ｃとを結ぶ線が、０％ラインおよ
び１００％ラインとそれぞれ交わる点ａ、ｄ間の時間が
立上り時間ＴR である。ピーク値点ｅから裁断点ｆまで
がフラットトップ（平坦部）ＦＴであり、その間の時間
がパルス幅ＴP である。ピーク値ＶP と裁断点ｆの電圧
との差電圧Ｖ1 のピーク値ＶP に対する割合が、即ち
（Ｖ1 ／ＶP ）×１００が、フラットトップＦＴのドル
ープＤR ［％］である。即ち、パルス幅ＴP でのドルー
プＤR である。
波形の一例を図７に示す。この明細書では次のように定
義している。即ち、ピーク値ＶP を１００％としてその
３０％点ｂと９０％点ｃとを結ぶ線が、０％ラインおよ
び１００％ラインとそれぞれ交わる点ａ、ｄ間の時間が
立上り時間ＴR である。ピーク値点ｅから裁断点ｆまで
がフラットトップ（平坦部）ＦＴであり、その間の時間
がパルス幅ＴP である。ピーク値ＶP と裁断点ｆの電圧
との差電圧Ｖ1 のピーク値ＶP に対する割合が、即ち
（Ｖ1 ／ＶP ）×１００が、フラットトップＦＴのドル
ープＤR ［％］である。即ち、パルス幅ＴP でのドルー
プＤR である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】図３に示した方形波電
圧発生装置は、パルス幅ＴP がμｓオーダーの方形波電
圧ＲＶを発生させることは可能であるけれども、その場
合は立上り時間ＴR を短くすることができない。例え
ば、パルス幅ＴP が１０μｓの方形波電圧ＲＶを発生さ
せる装置では、立上り時間ＴR をサブμｓ（即ちμｓの
１／１０程度）にするのが実用上は限界である。これ
は、パルス幅ＴP を長くかつ立上り時間ＴR を短くする
ためには、前述したキャパシタ１２とインダクタ１４の
必要段数が非常に多くなり、非現実的になるからであ
る。例えば、パルス幅ＴP を１０μｓかつ立上り時間Ｔ
R を１０ｎｓにする場合は、約１０００段も必要にな
る。これは非現実的である。
圧発生装置は、パルス幅ＴP がμｓオーダーの方形波電
圧ＲＶを発生させることは可能であるけれども、その場
合は立上り時間ＴR を短くすることができない。例え
ば、パルス幅ＴP が１０μｓの方形波電圧ＲＶを発生さ
せる装置では、立上り時間ＴR をサブμｓ（即ちμｓの
１／１０程度）にするのが実用上は限界である。これ
は、パルス幅ＴP を長くかつ立上り時間ＴR を短くする
ためには、前述したキャパシタ１２とインダクタ１４の
必要段数が非常に多くなり、非現実的になるからであ
る。例えば、パルス幅ＴP を１０μｓかつ立上り時間Ｔ
R を１０ｎｓにする場合は、約１０００段も必要にな
る。これは非現実的である。
【００１３】図４に示した方形波電圧発生装置は、方形
波電圧ＲＶの立上り時間ＴR を１０ｎｓ程度にすること
は可能であるけれども、パルス幅ＴP を長くすることが
できない。
波電圧ＲＶの立上り時間ＴR を１０ｎｓ程度にすること
は可能であるけれども、パルス幅ＴP を長くすることが
できない。
【００１４】即ち、パルス形成ライン３０の誘電体３６
の比誘電率をεr 、比透磁率をμr、Ｃを光速（３×１
０8 ｍ／ｓ）とすれば、パルス成形ライン３０の単位長
さ当たりの発生パルス幅τは次式で表される。
の比誘電率をεr 、比透磁率をμr、Ｃを光速（３×１
０8 ｍ／ｓ）とすれば、パルス成形ライン３０の単位長
さ当たりの発生パルス幅τは次式で表される。
【００１５】
【数１】τ＝２×（εr ×μr ）1/2 ／Ｃ
【００１６】パルス形成ライン３０の誘電体３６として
利用できるのは、比誘電率εr が大きくかつ数百ｋＶ〜
ＭＶ級の電圧に対して実用的なものは、水（純水）しか
ない。誘電体３６が水の場合、εr ≒８０、μr ≒１で
あるから、１０μｓのパルス幅ＴP を得るためには、パ
ルス形成ライン３０の長さは約１７ｍにもなる。これは
非現実的である。
利用できるのは、比誘電率εr が大きくかつ数百ｋＶ〜
ＭＶ級の電圧に対して実用的なものは、水（純水）しか
ない。誘電体３６が水の場合、εr ≒８０、μr ≒１で
あるから、１０μｓのパルス幅ＴP を得るためには、パ
ルス形成ライン３０の長さは約１７ｍにもなる。これは
非現実的である。
【００１７】更に、水の比抵抗を大きくするのは、１〜
２ＭΩ・ｍが限界なので、誘電体３６が水の場合のパル
ス形成ライン３０の時定数は７〜１４μｓとなり、パル
ス幅ＴP が１０μｓの場合に５〜１０％のドループＤR
を実現することはできない。
２ＭΩ・ｍが限界なので、誘電体３６が水の場合のパル
ス形成ライン３０の時定数は７〜１４μｓとなり、パル
ス幅ＴP が１０μｓの場合に５〜１０％のドループＤR
を実現することはできない。
【００１８】図５に示した方形波電圧発生装置の場合
は、マルクス回路４０の静電容量は一般的に大きいの
で、方形波電圧ＲＶのパルス幅ＴP を５〜１０μｓ以上
にすることは可能であるけれども、立上り時間ＴR を大
きくすることができない。即ち、数百ｋＶ〜ＭＶ級のパ
ルス電圧ＰＶを発生するマルクス回路４０の浮遊インダ
クタンスは大きく、通常は１０μＨ程度もあるので、立
上り時間ＴR はμｓオーダーが小さくする限界である。
は、マルクス回路４０の静電容量は一般的に大きいの
で、方形波電圧ＲＶのパルス幅ＴP を５〜１０μｓ以上
にすることは可能であるけれども、立上り時間ＴR を大
きくすることができない。即ち、数百ｋＶ〜ＭＶ級のパ
ルス電圧ＰＶを発生するマルクス回路４０の浮遊インダ
クタンスは大きく、通常は１０μＨ程度もあるので、立
上り時間ＴR はμｓオーダーが小さくする限界である。
【００１９】そこでこの発明は、立上り時間が１００ｎ
ｓ以下、パルス幅が５μｓ以上、フラットトップのドル
ープが１０％以下かつピーク値が１００ｋＶ以上の方形
波電圧を発生することのできる方形波電圧発生装置を提
供することを主たる目的としている。
ｓ以下、パルス幅が５μｓ以上、フラットトップのドル
ープが１０％以下かつピーク値が１００ｋＶ以上の方形
波電圧を発生することのできる方形波電圧発生装置を提
供することを主たる目的としている。
【００２０】また、立上り時間が５０ｎｓ以下、パルス
幅が１０μｓ以上、フラットトップのドループが５％以
下かつピーク値が３００ｋＶ以上の方形波電圧を発生す
ることのできる方形波電圧発生装置を提供することを第
２の目的としている。
幅が１０μｓ以上、フラットトップのドループが５％以
下かつピーク値が３００ｋＶ以上の方形波電圧を発生す
ることのできる方形波電圧発生装置を提供することを第
２の目的としている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】この発明の方形波電圧発
生装置は、高電圧のパルス電圧を発生するマルクス回路
と、このマルクス回路の出力部に並列に接続された電圧
裁断ギャップと、前記マルクス回路の出力部に並列に接
続されていて、前記マルクス回路の等価静電容量の１／
１０以下かつ前記負荷の浮遊静電容量の１０倍以上の静
電容量を持ち、かつ前記マルクス回路の等価インダクタ
ンスの１／１０以下の浮遊インダクタンスを持つ中間蓄
積コンデンサと、前記マルクス回路の出力部とこの方形
波電圧発生装置の出力部との間に直列に接続されてい
て、レーザをトリガに用いたレーザトリガギャップから
成る出力ギャップスイッチとを備えることを特徴として
いる（請求項１）。
生装置は、高電圧のパルス電圧を発生するマルクス回路
と、このマルクス回路の出力部に並列に接続された電圧
裁断ギャップと、前記マルクス回路の出力部に並列に接
続されていて、前記マルクス回路の等価静電容量の１／
１０以下かつ前記負荷の浮遊静電容量の１０倍以上の静
電容量を持ち、かつ前記マルクス回路の等価インダクタ
ンスの１／１０以下の浮遊インダクタンスを持つ中間蓄
積コンデンサと、前記マルクス回路の出力部とこの方形
波電圧発生装置の出力部との間に直列に接続されてい
て、レーザをトリガに用いたレーザトリガギャップから
成る出力ギャップスイッチとを備えることを特徴として
いる（請求項１）。
【００２２】上記構成によれば、マルクス回路からパル
ス電圧を発生させると、中間蓄積コンデンサの静電容量
はマルクス回路の等価静電容量の１／１０以下と小さい
ので、ごく短時間で中間蓄積コンデンサが充電される。
中間蓄積コンデンサの充電が完了した時点で出力ギャッ
プスイッチをオンさせると、急峻な立上りの電圧が出力
部に発生する。出力ギャップスイッチのオン直後に、わ
ずかに出力電圧が降下する場合があるが、その後速やか
にマルクス回路から電圧が供給されるので、長波尾の出
力電圧が維持される。その後電圧裁断ギャップをオンさ
せると、出力電圧の波尾部で電圧裁断が起こり、所定の
パルス幅の方形波電圧が出力部に発生する。
ス電圧を発生させると、中間蓄積コンデンサの静電容量
はマルクス回路の等価静電容量の１／１０以下と小さい
ので、ごく短時間で中間蓄積コンデンサが充電される。
中間蓄積コンデンサの充電が完了した時点で出力ギャッ
プスイッチをオンさせると、急峻な立上りの電圧が出力
部に発生する。出力ギャップスイッチのオン直後に、わ
ずかに出力電圧が降下する場合があるが、その後速やか
にマルクス回路から電圧が供給されるので、長波尾の出
力電圧が維持される。その後電圧裁断ギャップをオンさ
せると、出力電圧の波尾部で電圧裁断が起こり、所定の
パルス幅の方形波電圧が出力部に発生する。
【００２３】その場合、出力ギャップスイッチはターン
オン時間が非常に短いレーザトリガギャップから成るの
で、しかも負荷に最初に電圧を印加することになる中間
蓄積コンデンサの浮遊インダクタンスは、マルクス回路
の等価インダクタンスの１／１０以下と非常に小さいの
で、立上り時間の短い急峻な立上りの方形波電圧を発生
することができる。しかも、マルクス回路の等価静電容
量は一般的に大きいので、長い時間電圧を維持すること
が可能であり、従ってパルス幅が長くかつドループの小
さい方形波電圧を発生することができる。
オン時間が非常に短いレーザトリガギャップから成るの
で、しかも負荷に最初に電圧を印加することになる中間
蓄積コンデンサの浮遊インダクタンスは、マルクス回路
の等価インダクタンスの１／１０以下と非常に小さいの
で、立上り時間の短い急峻な立上りの方形波電圧を発生
することができる。しかも、マルクス回路の等価静電容
量は一般的に大きいので、長い時間電圧を維持すること
が可能であり、従ってパルス幅が長くかつドループの小
さい方形波電圧を発生することができる。
【００２４】その結果、立上り時間が１００ｎｓ以下、
パルス幅が５μｓ以上、フラットトップのドループが１
０％以下かつピーク値が１００ｋＶ以上の方形波電圧を
発生することができる。
パルス幅が５μｓ以上、フラットトップのドループが１
０％以下かつピーク値が１００ｋＶ以上の方形波電圧を
発生することができる。
【００２５】また、前記マルクス回路の等価静電容量の
１／５０以下かつ前記負荷の浮遊静電容量の５０倍以上
の静電容量を持ち、かつ前記マルクス回路の等価インダ
クタンスの１／５０以下の浮遊インダクタンスを持つ中
間蓄積コンデンサと、エキシマレーザをトリガに用いた
レーザトリガギャップから成る出力ギャップスイッチと
を用いれば（請求項２）、中間蓄積コンデンサの充放電
をより速やかに行うことができるので、しかもエキシマ
レーザを用いたレーザトリガギャップはターンオン時間
が極めて短いので、立上り時間が５０ｎｓ以下、パルス
幅が１０μｓ以上、フラットトップのドループが５％以
下かつピーク値が３００ｋＶ以上の方形波電圧を発生す
ることができる。
１／５０以下かつ前記負荷の浮遊静電容量の５０倍以上
の静電容量を持ち、かつ前記マルクス回路の等価インダ
クタンスの１／５０以下の浮遊インダクタンスを持つ中
間蓄積コンデンサと、エキシマレーザをトリガに用いた
レーザトリガギャップから成る出力ギャップスイッチと
を用いれば（請求項２）、中間蓄積コンデンサの充放電
をより速やかに行うことができるので、しかもエキシマ
レーザを用いたレーザトリガギャップはターンオン時間
が極めて短いので、立上り時間が５０ｎｓ以下、パルス
幅が１０μｓ以上、フラットトップのドループが５％以
下かつピーク値が３００ｋＶ以上の方形波電圧を発生す
ることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る方形波電
圧発生装置の一例を示す回路図である。図２は、図１の
方形波電圧発生装置の等価回路図である。図５の従来例
と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下に
おいては当該従来例との相違点を主に説明する。
圧発生装置の一例を示す回路図である。図２は、図１の
方形波電圧発生装置の等価回路図である。図５の従来例
と同一または相当する部分には同一符号を付し、以下に
おいては当該従来例との相違点を主に説明する。
【００２７】この方形波電圧発生装置１００は、高電圧
のパルス電圧ＰＶを発生する前述したようなマルクス回
路４０と、このマルクス回路４０の出力部に（即ちその
出力端４２、４４間に）並列に接続された前述したよう
な電圧裁断ギャップ５０と、マルクス回路４０の出力部
に（即ちその出力端４２、４４間に）並列に接続された
中間蓄積コンデンサ６０と、マルクス回路４０の出力部
（即ちその非接地側の出力端４２）とこの方形波電圧発
生装置１００の出力部（即ちその非接地側の出力端１０
２）に直列に接続された出力ギャップスイッチ８０とを
備えている。１０４は、この方形波電圧発生装置１００
の接地側の出力端である。
のパルス電圧ＰＶを発生する前述したようなマルクス回
路４０と、このマルクス回路４０の出力部に（即ちその
出力端４２、４４間に）並列に接続された前述したよう
な電圧裁断ギャップ５０と、マルクス回路４０の出力部
に（即ちその出力端４２、４４間に）並列に接続された
中間蓄積コンデンサ６０と、マルクス回路４０の出力部
（即ちその非接地側の出力端４２）とこの方形波電圧発
生装置１００の出力部（即ちその非接地側の出力端１０
２）に直列に接続された出力ギャップスイッチ８０とを
備えている。１０４は、この方形波電圧発生装置１００
の接地側の出力端である。
【００２８】この方形波電圧発生装置１００の方形波電
圧ＲＶの出力部に、即ち出力端１０２、１０４間に、前
述したような負荷２０が接続される。この負荷２０は、
この例では例えば高電圧ギャップであり、図２に示すよ
うに、互いに直列接続された浮遊静電容量Ｃ20および浮
遊インダクタンスＬ20で等価的に表すことができる。
圧ＲＶの出力部に、即ち出力端１０２、１０４間に、前
述したような負荷２０が接続される。この負荷２０は、
この例では例えば高電圧ギャップであり、図２に示すよ
うに、互いに直列接続された浮遊静電容量Ｃ20および浮
遊インダクタンスＬ20で等価的に表すことができる。
【００２９】マルクス回路４０は、前述したように、並
列に充電された多数のキャパシタをギャップスイッチに
よって直列に切り換えて高電圧のパルス電圧ＰＶを発生
するものであり、その回路図の一例は図６に示したとお
りである。このマルクス回路４０は、パルス電圧発生時
は、図２に示すように、互いに直列接続された等価静電
容量Ｃ40、等価インダクタンスＬ40、等価抵抗Ｒ40およ
びギャップＧ40で等価的に表すことができる。等価静電
容量Ｃ40は、図６の直列切換時の各段のキャパシタＣ1
〜Ｃn の静電容量を等価的に表したものであり、等価イ
ンダクタンスＬ 40は、直列切換時の各段に存在するイン
ダクタンスを等価的に表したものである。等価抵抗Ｒ40
は、図６の直列切換時の各段の制動抵抗ｒを等価的に表
したものであり、マルクス回路４０と中間蓄積コンデン
サ６０との間での振動発生を抑制する作用をもする。こ
のマルクス回路４０は、例えば油入式のものであり、そ
のようにすれば小型化を図ることができる。
列に充電された多数のキャパシタをギャップスイッチに
よって直列に切り換えて高電圧のパルス電圧ＰＶを発生
するものであり、その回路図の一例は図６に示したとお
りである。このマルクス回路４０は、パルス電圧発生時
は、図２に示すように、互いに直列接続された等価静電
容量Ｃ40、等価インダクタンスＬ40、等価抵抗Ｒ40およ
びギャップＧ40で等価的に表すことができる。等価静電
容量Ｃ40は、図６の直列切換時の各段のキャパシタＣ1
〜Ｃn の静電容量を等価的に表したものであり、等価イ
ンダクタンスＬ 40は、直列切換時の各段に存在するイン
ダクタンスを等価的に表したものである。等価抵抗Ｒ40
は、図６の直列切換時の各段の制動抵抗ｒを等価的に表
したものであり、マルクス回路４０と中間蓄積コンデン
サ６０との間での振動発生を抑制する作用をもする。こ
のマルクス回路４０は、例えば油入式のものであり、そ
のようにすれば小型化を図ることができる。
【００３０】マルクス回路４０は、周知のように高電圧
のパルス電圧ＰＶを容易に発生することができる。ま
た、その等価静電容量Ｃ40は一般的に大きいので、換言
すれば等価静電容量Ｃ40を大きくすることは容易である
ので、波尾の電圧を長く維持する、即ち波尾の長いパル
ス電圧ＰＶを発生することが可能である。
のパルス電圧ＰＶを容易に発生することができる。ま
た、その等価静電容量Ｃ40は一般的に大きいので、換言
すれば等価静電容量Ｃ40を大きくすることは容易である
ので、波尾の電圧を長く維持する、即ち波尾の長いパル
ス電圧ＰＶを発生することが可能である。
【００３１】電圧裁断ギャップ５０は、マルクス回路４
０から出力されるパルス電圧ＰＶの波尾部を裁断するも
のである。この電圧裁断ギャップ５０には、通常は直列
抵抗が挿入されている。これらは、図２に示すように、
互いに直列接続されたギャップＧ50、直列抵抗Ｒ50およ
び浮遊インダクタンスＬ50で等価的に表すことができ
る。レーザをトリガに用いたレーザトリガギャップで
は、スイッチング時間（トリガパルスを入れてからオン
するまでの時間）およびターンオン時間（オンし始めて
から完全にオンするまでの時間）が短く、ジッタ（時間
のばらつき）も小さいという特長を有しているので、こ
の電圧裁断ギャップ５０には、レーザトリガギャップを
用いるのが好ましい。その内でも、エキシマレーザをト
リガに用いたレーザトリガギャップを用いるのがより好
ましく、そのようにすれば、スイッチング時間およびタ
ーンオン時間をより短く、かつジッタをより小さくする
ことができる。
０から出力されるパルス電圧ＰＶの波尾部を裁断するも
のである。この電圧裁断ギャップ５０には、通常は直列
抵抗が挿入されている。これらは、図２に示すように、
互いに直列接続されたギャップＧ50、直列抵抗Ｒ50およ
び浮遊インダクタンスＬ50で等価的に表すことができ
る。レーザをトリガに用いたレーザトリガギャップで
は、スイッチング時間（トリガパルスを入れてからオン
するまでの時間）およびターンオン時間（オンし始めて
から完全にオンするまでの時間）が短く、ジッタ（時間
のばらつき）も小さいという特長を有しているので、こ
の電圧裁断ギャップ５０には、レーザトリガギャップを
用いるのが好ましい。その内でも、エキシマレーザをト
リガに用いたレーザトリガギャップを用いるのがより好
ましく、そのようにすれば、スイッチング時間およびタ
ーンオン時間をより短く、かつジッタをより小さくする
ことができる。
【００３２】中間蓄積コンデンサ６０は、図２に示すよ
うに、静電容量Ｃ60、漏れ抵抗Ｒ60および浮遊インダク
タンスＬ60で等価的に表すことができる。この中間蓄積
コンデンサ６０は、マルクス回路４０の等価静電容量Ｃ
40より十分小さく、かつ負荷２０の浮遊静電容量Ｃ20よ
り十分大きな静電容量Ｃ60を持ち、かつ極めて小さい浮
遊インダクタンスＬ60を持つものである。具体的には、
この中間蓄積コンデンサ６０は、マルクス回路４０の等
価静電容量Ｃ40の１／１０以下（好ましくは１／５０以
下）かつ負荷２０の浮遊静電容量Ｃ20の１０倍以上（好
ましくは５０倍以上）の静電容量Ｃ60を持ち、かつマル
クス回路４０の等価インダクタンスＬ40の１／１０以下
（好ましくは１／５０以下）の浮遊インダクタンスＬ60
を持つものである。
うに、静電容量Ｃ60、漏れ抵抗Ｒ60および浮遊インダク
タンスＬ60で等価的に表すことができる。この中間蓄積
コンデンサ６０は、マルクス回路４０の等価静電容量Ｃ
40より十分小さく、かつ負荷２０の浮遊静電容量Ｃ20よ
り十分大きな静電容量Ｃ60を持ち、かつ極めて小さい浮
遊インダクタンスＬ60を持つものである。具体的には、
この中間蓄積コンデンサ６０は、マルクス回路４０の等
価静電容量Ｃ40の１／１０以下（好ましくは１／５０以
下）かつ負荷２０の浮遊静電容量Ｃ20の１０倍以上（好
ましくは５０倍以上）の静電容量Ｃ60を持ち、かつマル
クス回路４０の等価インダクタンスＬ40の１／１０以下
（好ましくは１／５０以下）の浮遊インダクタンスＬ60
を持つものである。
【００３３】このような中間蓄積コンデンサ６０には、
同軸円筒状電極間に純水を誘電体として満たした水キャ
パシタを用いるのが好ましい。そのようにすれば、高耐
圧かつ超低インダクタンスを比較的簡単に実現すること
ができる。
同軸円筒状電極間に純水を誘電体として満たした水キャ
パシタを用いるのが好ましい。そのようにすれば、高耐
圧かつ超低インダクタンスを比較的簡単に実現すること
ができる。
【００３４】この中間蓄積コンデンサ６０は、上記のよ
うに超低インダクタンスであるので、これとターンオン
時間が極めて短い後述する出力ギャップスイッチ８０と
組み合わせることによって、立上りの急峻な方形波電圧
ＲＶを発生する作用を奏する。
うに超低インダクタンスであるので、これとターンオン
時間が極めて短い後述する出力ギャップスイッチ８０と
組み合わせることによって、立上りの急峻な方形波電圧
ＲＶを発生する作用を奏する。
【００３５】中間蓄積コンデンサ６０の出力側には、こ
の例のように、制動抵抗７０を直列に挿入しておくのが
好ましい。そのようにすれば、放電回路中に存在する浮
遊インダクタンスと浮遊静電容量とで発生するローカル
な電圧振動を抑制することができる。この制動抵抗７０
は、図２に示すように、抵抗Ｒ70、浮遊インダクタンス
Ｌ70および浮遊静電容量Ｃ70で等価的に表すことができ
る。
の例のように、制動抵抗７０を直列に挿入しておくのが
好ましい。そのようにすれば、放電回路中に存在する浮
遊インダクタンスと浮遊静電容量とで発生するローカル
な電圧振動を抑制することができる。この制動抵抗７０
は、図２に示すように、抵抗Ｒ70、浮遊インダクタンス
Ｌ70および浮遊静電容量Ｃ70で等価的に表すことができ
る。
【００３６】出力ギャップスイッチ８０は、レーザをト
リガに用いたレーザトリガギャップから成る。レーザト
リガギャップは、前述したように、スイッチング時間お
よびターンオン時間が短く、かつジッタも小さいという
特長を有しており、急峻な立上りの方形波電圧ＲＶを発
生する作用を奏する。この出力ギャップスイッチ８０
は、図２に示すように、ギャップＧ80、浮遊インダクタ
ンスＬ80および浮遊静電容量Ｃ80で等価的に表すことが
できる。
リガに用いたレーザトリガギャップから成る。レーザト
リガギャップは、前述したように、スイッチング時間お
よびターンオン時間が短く、かつジッタも小さいという
特長を有しており、急峻な立上りの方形波電圧ＲＶを発
生する作用を奏する。この出力ギャップスイッチ８０
は、図２に示すように、ギャップＧ80、浮遊インダクタ
ンスＬ80および浮遊静電容量Ｃ80で等価的に表すことが
できる。
【００３７】この出力ギャップスイッチ８０には、エキ
シマレーザをトリガに用いたレーザトリガギャップを用
いるのが好ましく、そのようにすれば、スイッチング時
間およびターンオン時間をより短く、かつジッタをより
小さくすることができる。より具体的には、集光特性の
良い不安定共振器を用いたエキシマレーザを使用するの
が好ましい。
シマレーザをトリガに用いたレーザトリガギャップを用
いるのが好ましく、そのようにすれば、スイッチング時
間およびターンオン時間をより短く、かつジッタをより
小さくすることができる。より具体的には、集光特性の
良い不安定共振器を用いたエキシマレーザを使用するの
が好ましい。
【００３８】この方形波電圧発生装置１００の全体的な
動作を説明すると、マルクス回路４０からパルス電圧Ｐ
Ｖを発生させると、中間蓄積コンデンサ６０の静電容量
はマルクス回路４０の等価静電容量に比べて十分に小さ
いので、ごく短時間で中間蓄積コンデンサ６０が充電さ
れる。中間蓄積コンデンサ６０の充電が完了した時点で
出力ギャップスイッチ８０をオンさせると、急峻な立上
りの電圧が出力部に発生する。出力ギャップスイッチ８
０のオン直後に、わずかに出力電圧が降下する場合があ
るが、その後速やかにマルクス回路４０から電圧が供給
されるので、長波尾の出力電圧が維持される。その後電
圧裁断ギャップ５０をオンさせると、出力電圧の波尾部
で電圧裁断が起こり、所定のパルス幅ＴP の方形波電圧
ＲＶが出力部に発生する。
動作を説明すると、マルクス回路４０からパルス電圧Ｐ
Ｖを発生させると、中間蓄積コンデンサ６０の静電容量
はマルクス回路４０の等価静電容量に比べて十分に小さ
いので、ごく短時間で中間蓄積コンデンサ６０が充電さ
れる。中間蓄積コンデンサ６０の充電が完了した時点で
出力ギャップスイッチ８０をオンさせると、急峻な立上
りの電圧が出力部に発生する。出力ギャップスイッチ８
０のオン直後に、わずかに出力電圧が降下する場合があ
るが、その後速やかにマルクス回路４０から電圧が供給
されるので、長波尾の出力電圧が維持される。その後電
圧裁断ギャップ５０をオンさせると、出力電圧の波尾部
で電圧裁断が起こり、所定のパルス幅ＴP の方形波電圧
ＲＶが出力部に発生する。
【００３９】その場合、出力ギャップスイッチ８０はタ
ーンオン時間が非常に短いレーザトリガギャップから成
るので、しかも負荷２０に最初に電圧を印加することに
なる中間蓄積コンデンサ６０の浮遊インダクタンスはマ
ルクス回路４０の等価インダクタンスに比べて十分に小
さいので、立上り時間ＴR の短い急峻な立上りの方形波
電圧ＲＶを発生することができる。しかも、マルクス回
路４０の等価静電容量は一般的に大きいので、長い時間
電圧を維持することが可能であり、従ってパルス幅ＴP
が長くかつドループＤR の小さい方形波電圧ＲＶを発生
することができる。
ーンオン時間が非常に短いレーザトリガギャップから成
るので、しかも負荷２０に最初に電圧を印加することに
なる中間蓄積コンデンサ６０の浮遊インダクタンスはマ
ルクス回路４０の等価インダクタンスに比べて十分に小
さいので、立上り時間ＴR の短い急峻な立上りの方形波
電圧ＲＶを発生することができる。しかも、マルクス回
路４０の等価静電容量は一般的に大きいので、長い時間
電圧を維持することが可能であり、従ってパルス幅ＴP
が長くかつドループＤR の小さい方形波電圧ＲＶを発生
することができる。
【００４０】その結果、立上り時間ＴR が１００ｎｓ以
下、パルス幅ＴP が５μｓ以上、フラットトップＦＴの
ドループＤR が１０％以下かつピーク値ＶP が１００ｋ
Ｖ以上の方形波電圧ＲＶを発生することができる。
下、パルス幅ＴP が５μｓ以上、フラットトップＦＴの
ドループＤR が１０％以下かつピーク値ＶP が１００ｋ
Ｖ以上の方形波電圧ＲＶを発生することができる。
【００４１】また、マルクス回路４０の等価静電容量Ｃ
40の１／５０以下かつ負荷２０の浮遊静電容量Ｃ20の５
０倍以上の静電容量Ｃ60を持ち、かつマルクス回路４０
の等価インダクタンスＬ40の１／５０以下の浮遊インダ
クタンスＬ60を持つ中間蓄積コンデンサ６０と、エキシ
マレーザをトリガに用いたレーザトリガギャップから成
る出力ギャップスイッチ８０とを用いれば、中間蓄積コ
ンデンサ６０の充放電をより速やかに行うことができる
ので、しかもエキシマレーザを用いたレーザトリガギャ
ップは前述したようにターンオン時間が極めて短い（例
えば数ｎｓ）ので、立上り時間ＴR が５０ｎｓ以下、パ
ルス幅ＴP が１０μｓ以上、フラットトップＦＴのドル
ープＤR が５％以下かつピーク値ＶP が３００ｋＶ以上
の方形波電圧ＲＶを発生することができる。
40の１／５０以下かつ負荷２０の浮遊静電容量Ｃ20の５
０倍以上の静電容量Ｃ60を持ち、かつマルクス回路４０
の等価インダクタンスＬ40の１／５０以下の浮遊インダ
クタンスＬ60を持つ中間蓄積コンデンサ６０と、エキシ
マレーザをトリガに用いたレーザトリガギャップから成
る出力ギャップスイッチ８０とを用いれば、中間蓄積コ
ンデンサ６０の充放電をより速やかに行うことができる
ので、しかもエキシマレーザを用いたレーザトリガギャ
ップは前述したようにターンオン時間が極めて短い（例
えば数ｎｓ）ので、立上り時間ＴR が５０ｎｓ以下、パ
ルス幅ＴP が１０μｓ以上、フラットトップＦＴのドル
ープＤR が５％以下かつピーク値ＶP が３００ｋＶ以上
の方形波電圧ＲＶを発生することができる。
【００４２】従ってこのような方形波電圧発生装置１０
０を用いれば、例えば、高電圧ギャップや高電圧機器等
の絶縁破壊電圧を試験する場合に、より現実に近い波形
の電圧で試験することができるので、これらの絶縁破壊
電圧をより正確に試験することができる。
０を用いれば、例えば、高電圧ギャップや高電圧機器等
の絶縁破壊電圧を試験する場合に、より現実に近い波形
の電圧で試験することができるので、これらの絶縁破壊
電圧をより正確に試験することができる。
【００４３】前記制動抵抗７０は、出力ギャップスイッ
チ８０の後段（即ち負荷２０側）に設けるよりも、この
例のように出力ギャップスイッチ８０の前段（即ちマル
クス回路４０側）に設ける方が好ましい。そのようにす
れば、当該制動抵抗７０の浮遊静電容量Ｃ70を出力ギャ
ップスイッチ８０のオンよりも前に充電することができ
るので、方形波電圧ＲＶの立上りの急峻化に有利であ
る。
チ８０の後段（即ち負荷２０側）に設けるよりも、この
例のように出力ギャップスイッチ８０の前段（即ちマル
クス回路４０側）に設ける方が好ましい。そのようにす
れば、当該制動抵抗７０の浮遊静電容量Ｃ70を出力ギャ
ップスイッチ８０のオンよりも前に充電することができ
るので、方形波電圧ＲＶの立上りの急峻化に有利であ
る。
【００４４】ところで、所定のパルス幅ＴP ［ｓ］でフ
ラットトップＦＴのドループをＤR［％］以下にするに
は、この方形波電圧発生装置１００の対地間の等価漏れ
抵抗（これは殆どが中間蓄積コンデンサ６０の漏れ抵抗
Ｒ60である）をＲE ［Ω］とした場合、マルクス回路４
０の等価静電容量Ｃ40［Ｆ］は、次式を満足するものに
すれば良い。
ラットトップＦＴのドループをＤR［％］以下にするに
は、この方形波電圧発生装置１００の対地間の等価漏れ
抵抗（これは殆どが中間蓄積コンデンサ６０の漏れ抵抗
Ｒ60である）をＲE ［Ω］とした場合、マルクス回路４
０の等価静電容量Ｃ40［Ｆ］は、次式を満足するものに
すれば良い。
【００４５】
【数２】ＤR ＜［１−ｅｘｐ｛−ＴP ／（Ｃ40×
ＲE ）｝］×１００
ＲE ）｝］×１００
【００４６】また、上述したように、出力ギャップスイ
ッチ８０のオン直後に、即ち方形波電圧ＲＶの波頭部
で、例えば図８に拡大して示すように、若干ではあるが
Ｖ2 だけ出力電圧が降下する。方形波電圧ＲＶのピーク
値ＶP に対するこの電圧Ｖ2 の比が（即ちＶ2 ／ＶP ）
×１００が、波頭部の落込み率ＶD ［％］である。この
落込み率をＶD ［％］以下にするには、出力ギャップス
イッチ８０以降の負荷２０を含む対地間の静電容量の総
和（これは殆どが負荷２０の浮遊静電容量Ｃ20である）
をＣE ［Ｆ］とした場合、中間蓄積コンデンサ６０の静
電容量Ｃ60［Ｆ］は、次式を満足するものにすれば良
い。
ッチ８０のオン直後に、即ち方形波電圧ＲＶの波頭部
で、例えば図８に拡大して示すように、若干ではあるが
Ｖ2 だけ出力電圧が降下する。方形波電圧ＲＶのピーク
値ＶP に対するこの電圧Ｖ2 の比が（即ちＶ2 ／ＶP ）
×１００が、波頭部の落込み率ＶD ［％］である。この
落込み率をＶD ［％］以下にするには、出力ギャップス
イッチ８０以降の負荷２０を含む対地間の静電容量の総
和（これは殆どが負荷２０の浮遊静電容量Ｃ20である）
をＣE ［Ｆ］とした場合、中間蓄積コンデンサ６０の静
電容量Ｃ60［Ｆ］は、次式を満足するものにすれば良
い。
【００４７】
【数３】ＶD ＜｛１−Ｃ60／（Ｃ60＋ＣE ）｝×１００
【００４８】
【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。
るので、次のような効果を奏する。
【００４９】請求項１記載の発明によれば、マルクス回
路および電圧裁断ギャップを備えているので、高電圧で
しかもパルス幅が長くかつドループの小さい方形波電圧
を発生することができると共に、浮遊インダクタンスの
非常に小さい中間蓄積コンデンサおよびターンオン時間
の非常に短いレーザトリガギャップから成る出力ギャッ
プスイッチを備えているので、立上りの急峻な方形波電
圧を発生することができる。その結果、立上り時間が１
００ｎｓ以下、パルス幅が５μｓ以上、フラットトップ
のドループが１０％以下かつピーク値が１００ｋＶ以上
の方形波電圧を発生することができる。
路および電圧裁断ギャップを備えているので、高電圧で
しかもパルス幅が長くかつドループの小さい方形波電圧
を発生することができると共に、浮遊インダクタンスの
非常に小さい中間蓄積コンデンサおよびターンオン時間
の非常に短いレーザトリガギャップから成る出力ギャッ
プスイッチを備えているので、立上りの急峻な方形波電
圧を発生することができる。その結果、立上り時間が１
００ｎｓ以下、パルス幅が５μｓ以上、フラットトップ
のドループが１０％以下かつピーク値が１００ｋＶ以上
の方形波電圧を発生することができる。
【００５０】請求項２記載の発明によれば、中間蓄積コ
ンデンサの充放電をより速やかに行うことができるの
で、しかもエキシマレーザを用いたレーザトリガギャッ
プはターンオン時間が極めて短いので、立上り時間が５
０ｎｓ以下、パルス幅が１０μｓ以上、フラットトップ
のドループが５％以下かつピーク値が３００ｋＶ以上の
方形波電圧を発生することができる。
ンデンサの充放電をより速やかに行うことができるの
で、しかもエキシマレーザを用いたレーザトリガギャッ
プはターンオン時間が極めて短いので、立上り時間が５
０ｎｓ以下、パルス幅が１０μｓ以上、フラットトップ
のドループが５％以下かつピーク値が３００ｋＶ以上の
方形波電圧を発生することができる。
【００５１】請求項３記載の発明によれば、放電回路中
に存在する浮遊インダクタンスと浮遊静電容量とで発生
するローカルな電圧振動を抑制することができる。しか
も、制動抵抗の浮遊静電容量を出力ギャップスイッチの
オンよりも前に充電することができるので、方形波電圧
の立上りの急峻化に有利である。
に存在する浮遊インダクタンスと浮遊静電容量とで発生
するローカルな電圧振動を抑制することができる。しか
も、制動抵抗の浮遊静電容量を出力ギャップスイッチの
オンよりも前に充電することができるので、方形波電圧
の立上りの急峻化に有利である。
【００５２】請求項４記載の発明によれば、所定のパル
ス幅ＴP において所定のドループＤ R を実現することが
できる。
ス幅ＴP において所定のドループＤ R を実現することが
できる。
【００５３】請求項５記載の発明によれば、方形波電圧
の波頭部における所定の落込み率Ｖ D を実現することが
できる。
の波頭部における所定の落込み率Ｖ D を実現することが
できる。
【図１】この発明に係る方形波電圧発生装置の一例を示
す回路図である。
す回路図である。
【図２】図１の方形波電圧発生装置の等価回路図であ
る。
る。
【図３】従来のパルス成形ネットワークを用いた方形波
電圧発生装置の一例を示す回路図である。
電圧発生装置の一例を示す回路図である。
【図４】従来のパルス成形ラインを用いた方形波電圧発
生装置の一例を示す回路図である。
生装置の一例を示す回路図である。
【図５】従来のマルクス回路および電圧裁断ギャップを
用いた方形波電圧発生装置の一例を示す回路図である。
用いた方形波電圧発生装置の一例を示す回路図である。
【図６】マルクス回路の一例を示す回路図である。
【図７】負荷に印加する方形波電圧の波形の一例を示す
図である。
図である。
【図８】図７の方形波電圧の波頭部の一例を拡大して示
す図である。
す図である。
２０ 負荷 ４０ マルクス回路 ５０ 電圧裁断ギャップ ６０ 中間蓄積コンデンサ ７０ 制動抵抗 ８０ 出力ギャップスイッチ １００ 方形波電圧発生装置 ＰＶ パルス電圧 ＲＶ 方形波電圧
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 茂 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新電機株式会社内 (72)発明者 八島 政史 東京都狛江市岩戸北２−11−１ 財団法人 電力中央研究所狛江研究所内 (72)発明者 藤波 秀雄 東京都狛江市岩戸北２−11−１ 財団法人 電力中央研究所狛江研究所内 (72)発明者 五島 久司 東京都狛江市岩戸北２−11−１ 財団法人 電力中央研究所狛江研究所内 Ｆターム(参考） 5H790 BA00 BB04 EA01 EA03 EA04 EA06
Claims (5)
- 【請求項１】 高電圧の方形波電圧を発生してそれを負
荷に印加する方形波電圧発生装置において、高電圧のパ
ルス電圧を発生するマルクス回路と、このマルクス回路
の出力部に並列に接続された電圧裁断ギャップと、前記
マルクス回路の出力部に並列に接続されていて、前記マ
ルクス回路の等価静電容量の１／１０以下かつ前記負荷
の浮遊静電容量の１０倍以上の静電容量を持ち、かつ前
記マルクス回路の等価インダクタンスの１／１０以下の
浮遊インダクタンスを持つ中間蓄積コンデンサと、前記
マルクス回路の出力部とこの方形波電圧発生装置の出力
部との間に直列に接続されていて、レーザをトリガに用
いたレーザトリガギャップから成る出力ギャップスイッ
チとを備えることを特徴とする方形波電圧発生装置。 - 【請求項２】 前記中間蓄積コンデンサは、前記マルク
ス回路の等価静電容量の１／５０以下かつ前記負荷の浮
遊静電容量の５０倍以上の静電容量を持ち、かつ前記マ
ルクス回路の等価インダクタンスの１／５０以下の浮遊
インダクタンスを持つものであり、前記出力ギャップス
イッチは、エキシマレーザをトリガに用いたレーザトリ
ガギャップから成るものである請求項１記載の方形波電
圧発生装置。 - 【請求項３】 前記出力ギャップスイッチの前記マルク
ス回路側に直列に制動抵抗を接続している請求項１また
は２記載の方形波電圧発生装置。 - 【請求項４】 前記方形波電圧のパルス幅ＴP ［ｓ］で
の目標とするドループをＤR ［％］とし、この方形波電
圧発生回路の対地間の等価漏れ抵抗をＲE ［Ω］とした
場合、前記マルクス回路の等価静電容量Ｃ40［Ｆ］が次
式を満足するものである請求項１、２または３記載の方
形波電圧発生装置。 ＤR ＜［１−ｅｘｐ｛−ＴP ／（Ｃ40×ＲE ）｝］×１
００ - 【請求項５】 前記方形波電圧の波頭部の目標とする落
込み率をＶD ［％］とし、前記出力ギャップスイッチ以
降の前記負荷を含む対地間の静電容量の総和をＣ
E ［Ｆ］とした場合、前記中間蓄積コンデンサの静電容
量Ｃ60［Ｆ］が次式を満足するものである請求項１、
２、３または４記載の方形波電圧発生装置。 ＶD ＜｛１−Ｃ60／（Ｃ60＋ＣE ）｝×１００
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31905198A JP3574340B2 (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 方形波電圧発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP31905198A JP3574340B2 (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 方形波電圧発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000152666A true JP2000152666A (ja) | 2000-05-30 |
| JP3574340B2 JP3574340B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=18105966
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| JP31905198A Expired - Fee Related JP3574340B2 (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 方形波電圧発生装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100931844B1 (ko) * | 2007-07-04 | 2009-12-15 | 한국전기연구원 | 막스 발생기를 이용한 구형파 펄스 발생 방법 및 장치 |
| CN104360114A (zh) * | 2014-11-20 | 2015-02-18 | 国家电网公司 | 一种冲击分压器性能校核用10kV方波电压发生器 |
| JP2016052243A (ja) * | 2014-08-28 | 2016-04-11 | 三菱電機株式会社 | インパルス電圧裁断波試験装置 |
| KR101633748B1 (ko) | 2015-07-09 | 2016-06-27 | (주)테크베이스 | 펄스발생장치 |
| CN108880512A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-23 | 西北核技术研究所 | 一种高功率双指数脉冲脉宽连续调节电路及调节方法 |
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1998
- 1998-11-10 JP JP31905198A patent/JP3574340B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| CN108880512A (zh) * | 2018-06-22 | 2018-11-23 | 西北核技术研究所 | 一种高功率双指数脉冲脉宽连续调节电路及调节方法 |
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