JP2000278963A - パルス電源 - Google Patents
パルス電源Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来装置では、ピーキングコンデンサへのエ
ネルギー転送時に、可飽和リアクトルの漏れ電流でプリ
パルス電圧が発生し、ピーキングコンデンサに高い放電
開始電圧が得られない。また、磁気リセット電流でピー
キングコンデンサが再充電されて負荷の再放電を起こす
ことがある。 【解決手段】 可飽和リアクトルＴ４に３次巻線を設
け、この３次巻線にリセット電流キャンセル回路からキ
ャンセル電流を供給し、負荷の主放電後の磁気リセット
電流ｉＲを一定時間だけキャンセルすることでピーキン
グコンデンサＣＰの再充電を無くす。可飽和リアクトル
Ｔ１，Ｔ３，Ｔ４やパルストランスＴ２に３次巻線を設
け、この３次巻線からリアクトルを介してピーキングコ
ンデンサにキャンセル電流を流し、ピーキングコンデン
サの再充電及びプリパルス電圧をキャンセルすることも
含む。
ネルギー転送時に、可飽和リアクトルの漏れ電流でプリ
パルス電圧が発生し、ピーキングコンデンサに高い放電
開始電圧が得られない。また、磁気リセット電流でピー
キングコンデンサが再充電されて負荷の再放電を起こす
ことがある。 【解決手段】 可飽和リアクトルＴ４に３次巻線を設
け、この３次巻線にリセット電流キャンセル回路からキ
ャンセル電流を供給し、負荷の主放電後の磁気リセット
電流ｉＲを一定時間だけキャンセルすることでピーキン
グコンデンサＣＰの再充電を無くす。可飽和リアクトル
Ｔ１，Ｔ３，Ｔ４やパルストランスＴ２に３次巻線を設
け、この３次巻線からリアクトルを介してピーキングコ
ンデンサにキャンセル電流を流し、ピーキングコンデン
サの再充電及びプリパルス電圧をキャンセルすることも
含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力用半導体スイ
ッチを用いたパルス発生回路と、可飽和リアクトルとコ
ンデンサによる磁気パルス圧縮回路を組み合わせ、高い
繰り返しで狭幅の大電流パルスを発生するパルス電源に
係り、特に可飽和リアクトルの磁気リセットに関する。
ッチを用いたパルス発生回路と、可飽和リアクトルとコ
ンデンサによる磁気パルス圧縮回路を組み合わせ、高い
繰り返しで狭幅の大電流パルスを発生するパルス電源に
係り、特に可飽和リアクトルの磁気リセットに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のパルス電源例を図６に示す。パル
ス発生回路１は、電力用の初段コンデンサＣ０を高圧充
電器２により初期充電しておき、半導体スイッチＳＷの
オン制御でコンデンサＣ０から可飽和リアクトルＴ１を
通してパルストランスＴ２にパルス電流ｉ０を供給す
る。可飽和リアクトルＴ１は、半導体スイッチＳＷの完
全なオン後に飽和動作してパルス電流ｉ０を発生させる
ことでスイッチＳＷの責務を軽減する。
ス発生回路１は、電力用の初段コンデンサＣ０を高圧充
電器２により初期充電しておき、半導体スイッチＳＷの
オン制御でコンデンサＣ０から可飽和リアクトルＴ１を
通してパルストランスＴ２にパルス電流ｉ０を供給す
る。可飽和リアクトルＴ１は、半導体スイッチＳＷの完
全なオン後に飽和動作してパルス電流ｉ０を発生させる
ことでスイッチＳＷの責務を軽減する。
【０００３】パルストランスＴ２の二次側には２段の磁
気パルス圧縮回路が縦続接続され、初段の磁気パルス圧
縮回路ではパルストランスＴ２で昇圧したパルス電流ｉ
０’でコンデンサＣ１が高圧充電され、このコンデンサ
Ｃ１の充電電圧で可飽和リアクトルＴ３が磁気スイッチ
動作することにより磁気パルス圧縮した狭幅のパルス電
流ｉ１を図示の極性で発生し、コンデンサＣ２を充電す
る。同様に、可飽和リアクトルＴ４の磁気スイッチ動作
により、コンデンサＣ２から磁気パルス圧縮したパルス
電流ｉ２を図示の極性で発生する。
気パルス圧縮回路が縦続接続され、初段の磁気パルス圧
縮回路ではパルストランスＴ２で昇圧したパルス電流ｉ
０’でコンデンサＣ１が高圧充電され、このコンデンサ
Ｃ１の充電電圧で可飽和リアクトルＴ３が磁気スイッチ
動作することにより磁気パルス圧縮した狭幅のパルス電
流ｉ１を図示の極性で発生し、コンデンサＣ２を充電す
る。同様に、可飽和リアクトルＴ４の磁気スイッチ動作
により、コンデンサＣ２から磁気パルス圧縮したパルス
電流ｉ２を図示の極性で発生する。
【０００４】磁気パルス圧縮回路３のパルス出力は、レ
ーザヘッドのチャンバなどの負荷４に狭幅・高電圧のパ
ルス電流を供給する。負荷４は、放電管（主放電電極と
予備電離電極の並列回路）ＬＨと、これと並列にピーキ
ングコンデンサＣＰが設けられ、パルス電流ｉ２でピー
キングコンデンサＣＰが一定電圧レベルまで充電された
ときに、予備電離電極による放電で管内ガスの予備電離
を行い、この予備電離により主放電電極に主放電電流ｉ
Ｌを得る。
ーザヘッドのチャンバなどの負荷４に狭幅・高電圧のパ
ルス電流を供給する。負荷４は、放電管（主放電電極と
予備電離電極の並列回路）ＬＨと、これと並列にピーキ
ングコンデンサＣＰが設けられ、パルス電流ｉ２でピー
キングコンデンサＣＰが一定電圧レベルまで充電された
ときに、予備電離電極による放電で管内ガスの予備電離
を行い、この予備電離により主放電電極に主放電電流ｉ
Ｌを得る。
【０００５】ピーキングコンデンサＣＰでは、放電管Ｌ
Ｈで消費しきれないエネルギーで逆極性に再充電され、
このエネルギーはコンデンサＣ２→Ｃ１→パルストラン
スＴ２→コンデンサＣ０の順に戻り、パルス発生回路１
で消費されるか、またはパルス発生回路１でコンデンサ
Ｃ０を反転充電させる回生が行われる。
Ｈで消費しきれないエネルギーで逆極性に再充電され、
このエネルギーはコンデンサＣ２→Ｃ１→パルストラン
スＴ２→コンデンサＣ０の順に戻り、パルス発生回路１
で消費されるか、またはパルス発生回路１でコンデンサ
Ｃ０を反転充電させる回生が行われる。
【０００６】ここで、可飽和リアクトルＴ１、Ｔ３、Ｔ
４にはそれぞれ磁気リセット巻線を設け、これら磁気リ
セット巻線には磁気リセット回路５から一括して磁気リ
セット電流を供給する。このリセット電流は、可飽和リ
アクトルが飽和動作する主放電後に直流リセット電流を
供給することでそれらを逆極性に飽和させておく。これ
ら可飽和リアクトルの磁気リセットは、個別の磁気リセ
ット回路で行う場合もある。
４にはそれぞれ磁気リセット巻線を設け、これら磁気リ
セット巻線には磁気リセット回路５から一括して磁気リ
セット電流を供給する。このリセット電流は、可飽和リ
アクトルが飽和動作する主放電後に直流リセット電流を
供給することでそれらを逆極性に飽和させておく。これ
ら可飽和リアクトルの磁気リセットは、個別の磁気リセ
ット回路で行う場合もある。
【０００７】また、パルス電源の回路構成には種々のも
のがある。例えば、磁気パルス圧縮回路は２段の場合を
示すが、１段または３段以上のものもある。さらに、パ
ルストランスに代えて、可飽和トランスとする場合もあ
る。さらにまた、トランスの出力端に対してコンデンサ
を直列接続した直列形のものもある。
のがある。例えば、磁気パルス圧縮回路は２段の場合を
示すが、１段または３段以上のものもある。さらに、パ
ルストランスに代えて、可飽和トランスとする場合もあ
る。さらにまた、トランスの出力端に対してコンデンサ
を直列接続した直列形のものもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】（第１の課題）従来装
置において、電流ｉ１の発生により、コンデンサＣ１か
らＣ２にエネルギーが転送されるとき、可飽和リアクト
ルＴ４は非飽和状態にあって高いインピーダンスを呈
し、コンデンサＣ２から負荷４側への電流をブロックし
ている。
置において、電流ｉ１の発生により、コンデンサＣ１か
らＣ２にエネルギーが転送されるとき、可飽和リアクト
ルＴ４は非飽和状態にあって高いインピーダンスを呈
し、コンデンサＣ２から負荷４側への電流をブロックし
ている。
【０００９】しかし、この電流ブロックは、可飽和リア
クトルＴ４が無限大のインピーダンスでないため、コン
デンサＣ２から負荷４側に漏れ電流が発生し、可飽和リ
アクトルＴ４が飽和動作する前にピーキングコンデンサ
ＣＰが漏れ電流で充電される。この漏れ電流時間で発生
するコンデンサＣ２の充電電圧は、プリパルス電圧と呼
ばれ、図７に示すようになる。
クトルＴ４が無限大のインピーダンスでないため、コン
デンサＣ２から負荷４側に漏れ電流が発生し、可飽和リ
アクトルＴ４が飽和動作する前にピーキングコンデンサ
ＣＰが漏れ電流で充電される。この漏れ電流時間で発生
するコンデンサＣ２の充電電圧は、プリパルス電圧と呼
ばれ、図７に示すようになる。
【００１０】同図にはピーキングコンデンサＣＰの電圧
ＶCPの波形を示し、時刻ｔ1からｔ2の時間にコンデンサ
Ｃ１からＣ２へのエネルギー転送によってピーキングコ
ンデンサＣＰにはプリパルス電圧が発生する。この後、
時刻ｔ2からｔ3の時間になるコンデンサＣ２からピーキ
ングコンデンサＣＰへのエネルギー転送には可飽和リア
クトルＴ４の飽和動作によって急峻なパルス電圧が発生
する。
ＶCPの波形を示し、時刻ｔ1からｔ2の時間にコンデンサ
Ｃ１からＣ２へのエネルギー転送によってピーキングコ
ンデンサＣＰにはプリパルス電圧が発生する。この後、
時刻ｔ2からｔ3の時間になるコンデンサＣ２からピーキ
ングコンデンサＣＰへのエネルギー転送には可飽和リア
クトルＴ４の飽和動作によって急峻なパルス電圧が発生
する。
【００１１】このように、プリパルス電圧の発生は、そ
の値が大きいと、ピーキングコンデンサＣＰの充電電圧
ＶCPの立ち上がりｄＶCP／ｄｔを緩慢にし、高い放電開
始電圧（ＶCPのピーク値）が得られなくなる問題があっ
た。
の値が大きいと、ピーキングコンデンサＣＰの充電電圧
ＶCPの立ち上がりｄＶCP／ｄｔを緩慢にし、高い放電開
始電圧（ＶCPのピーク値）が得られなくなる問題があっ
た。
【００１２】本発明の目的は、プリパルス電圧を抑制す
ることでピーキングコンデンサに高い放電開始電圧を得
ることができるパルス電源を提供することにある。
ることでピーキングコンデンサに高い放電開始電圧を得
ることができるパルス電源を提供することにある。
【００１３】（第２の課題）従来装置において、負荷４
への主放電を得た後、負荷４で消費しきれなかったエネ
ルギーがピーキングコンデンサＣＰ側からパルス発生回
路１側に戻った後、次回のパルス発生に備えて、磁気リ
セット回路５により可飽和リアクトルＴ１，Ｔ３，Ｔ４
の磁気リセットが行われる。
への主放電を得た後、負荷４で消費しきれなかったエネ
ルギーがピーキングコンデンサＣＰ側からパルス発生回
路１側に戻った後、次回のパルス発生に備えて、磁気リ
セット回路５により可飽和リアクトルＴ１，Ｔ３，Ｔ４
の磁気リセットが行われる。
【００１４】この磁気リセットにおいては、図８に示す
ように、磁気リセット電流ｉＲの供給に対して可飽和リ
アクトルＴ４にはトランス動作によってその一次巻線→
コンデンサＣ２→ピーキングコンデンサＣＰの経路でリ
セット電流が流れ、コンデンサＣ２及びピーキングコン
デンサＣＰを図示の極性に充電してしまう。
ように、磁気リセット電流ｉＲの供給に対して可飽和リ
アクトルＴ４にはトランス動作によってその一次巻線→
コンデンサＣ２→ピーキングコンデンサＣＰの経路でリ
セット電流が流れ、コンデンサＣ２及びピーキングコン
デンサＣＰを図示の極性に充電してしまう。
【００１５】この磁気リセット電流によるコンデンサＣ
２、ＣＰの充電は、主放電のための充電時に比べて低い
電圧になるが、同じ極性になり、負荷４が放電直後で放
電を起こし易い状態にあると再放電を起こしてしまう問
題があった。
２、ＣＰの充電は、主放電のための充電時に比べて低い
電圧になるが、同じ極性になり、負荷４が放電直後で放
電を起こし易い状態にあると再放電を起こしてしまう問
題があった。
【００１６】この問題には、磁気リセット電流の供給
を、主放電後に十分な時間遅れを持たせることで解決で
きるが、この遅れ時間を確保しようとすると、高い繰り
返しの主放電（パルス発生）ができなくなる。
を、主放電後に十分な時間遅れを持たせることで解決で
きるが、この遅れ時間を確保しようとすると、高い繰り
返しの主放電（パルス発生）ができなくなる。
【００１７】本発明の目的は、高い繰り返しのパルス発
生を可能にしながら、磁気リセット電流による負荷の再
放電を防止することができるパルス電源を提供すること
にある。
生を可能にしながら、磁気リセット電流による負荷の再
放電を防止することができるパルス電源を提供すること
にある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、可飽和リアクトル又はトランスに３次巻線
を設け、この３次巻線にキャンセル電流を流すことによ
り、プリパルス電圧の発生をキャンセルしてピーキング
コンデンサの放電開始電圧を高め、さらには磁気リセッ
ト電流を一定時間だけキャンセルして磁気リセット電流
による負荷の再放電を防止するようにしたもので、以下
の構成を特徴とする。
決するため、可飽和リアクトル又はトランスに３次巻線
を設け、この３次巻線にキャンセル電流を流すことによ
り、プリパルス電圧の発生をキャンセルしてピーキング
コンデンサの放電開始電圧を高め、さらには磁気リセッ
ト電流を一定時間だけキャンセルして磁気リセット電流
による負荷の再放電を防止するようにしたもので、以下
の構成を特徴とする。
【００１９】（第１の発明）パルス電流を発生するパル
ス発生回路と、トランスの二次側に得る前記パルス電流
でコンデンサを充電し、この充電電圧で可飽和リアクト
ルが磁気スイッチ動作することで磁気パルス圧縮する回
路を少なくとも１段有して負荷のピーキングコンデンサ
を放電開始電圧まで充電する磁気パルス圧縮回路と、前
記可飽和リアクトルをその飽和動作後に磁気リセット電
流を供給して逆方向にリセットさせる磁気リセット回路
とを備えたパルス電源において、前記可飽和リアクトル
は３次巻線を設け、前記負荷の主放電後の前記磁気リセ
ット電流を一定時間だけキャンセルするパルス電流を前
記３次巻線に供給するリセット電流キャンセル回路を設
けたことを特徴とする。
ス発生回路と、トランスの二次側に得る前記パルス電流
でコンデンサを充電し、この充電電圧で可飽和リアクト
ルが磁気スイッチ動作することで磁気パルス圧縮する回
路を少なくとも１段有して負荷のピーキングコンデンサ
を放電開始電圧まで充電する磁気パルス圧縮回路と、前
記可飽和リアクトルをその飽和動作後に磁気リセット電
流を供給して逆方向にリセットさせる磁気リセット回路
とを備えたパルス電源において、前記可飽和リアクトル
は３次巻線を設け、前記負荷の主放電後の前記磁気リセ
ット電流を一定時間だけキャンセルするパルス電流を前
記３次巻線に供給するリセット電流キャンセル回路を設
けたことを特徴とする。
【００２０】（第２の発明）パルス電流を発生するパル
ス発生回路と、トランスの二次側に得る前記パルス電流
でコンデンサを充電し、この充電電圧で可飽和リアクト
ルが磁気スイッチ動作することで磁気パルス圧縮する回
路を少なくとも１段有して負荷のピーキングコンデンサ
を放電開始電圧まで充電する磁気パルス圧縮回路と、前
記可飽和リアクトルをその飽和動作後に磁気リセット電
流を供給して逆方向にリセットさせる磁気リセット回路
とを備えたパルス電源において、前記磁気パルス圧縮回
路の可飽和リアクトル又は前記パルス発生回路が有する
可飽和リアクトルに３次巻線を設け、もしくは前記トラ
ンスに３次巻線を設け、前記３次巻線には直列接続でリ
アクトルを設けて前記ピーキングコンデンサに直列接続
し、前記可飽和リアクトルの飽和動作前の漏れ電流又は
前記トランスのパルス電流で前記３次巻線に誘起電圧を
得、この誘起電圧で前記リアクトルを通したキャンセル
電流を発生させ、このキャンセル電流によって前記ピー
キングコンデンサのプリパルス電圧発生を抑止する構成
にしたことを特徴とする。
ス発生回路と、トランスの二次側に得る前記パルス電流
でコンデンサを充電し、この充電電圧で可飽和リアクト
ルが磁気スイッチ動作することで磁気パルス圧縮する回
路を少なくとも１段有して負荷のピーキングコンデンサ
を放電開始電圧まで充電する磁気パルス圧縮回路と、前
記可飽和リアクトルをその飽和動作後に磁気リセット電
流を供給して逆方向にリセットさせる磁気リセット回路
とを備えたパルス電源において、前記磁気パルス圧縮回
路の可飽和リアクトル又は前記パルス発生回路が有する
可飽和リアクトルに３次巻線を設け、もしくは前記トラ
ンスに３次巻線を設け、前記３次巻線には直列接続でリ
アクトルを設けて前記ピーキングコンデンサに直列接続
し、前記可飽和リアクトルの飽和動作前の漏れ電流又は
前記トランスのパルス電流で前記３次巻線に誘起電圧を
得、この誘起電圧で前記リアクトルを通したキャンセル
電流を発生させ、このキャンセル電流によって前記ピー
キングコンデンサのプリパルス電圧発生を抑止する構成
にしたことを特徴とする。
【００２１】また、前記リアクトルは、前記キャンセル
電流を、前記負荷の主放電後の前記磁気リセット電流を
一定時間だけキャンセルできる時間まで延長させるイン
ダクタンスにしたことを特徴とする。
電流を、前記負荷の主放電後の前記磁気リセット電流を
一定時間だけキャンセルできる時間まで延長させるイン
ダクタンスにしたことを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】（第１の実施形態）図１は、本発
明の実施形態を示す回路図である。同図が図６と異なる
部分は、可飽和リアクトルＴ４に３次巻線を設け、この
３次巻線にはリセット電流キャンセル回路６からリセッ
ト電流をキャンセルするパルス電流ｉＣを供給すること
により、前記の第２の課題を解決する点にある。
明の実施形態を示す回路図である。同図が図６と異なる
部分は、可飽和リアクトルＴ４に３次巻線を設け、この
３次巻線にはリセット電流キャンセル回路６からリセッ
ト電流をキャンセルするパルス電流ｉＣを供給すること
により、前記の第２の課題を解決する点にある。
【００２３】リセット電流キャンセル回路６は、例え
ば、図２に示す構成にされる。出力端Ａ，Ｂにはリアク
トルＬ１と直流電源Ｅとキャンセル電流制限抵抗Ｒと半
導体スイッチＳＷR及びダイオードＤ２の直列回路が設
けられ、半導体スイッチＳＷRのオンで直流電源Ｅを電
源として端子Ｂから端子Ａに向くキャンセル電流ｉＣを
発生する。このキャンセル電流ｉＣは、可飽和リアクト
ルＴ４に対して発生させる誘導電流が磁気リセット電流
ｉＲとほぼ同じレベル、かつ逆極性にされる。
ば、図２に示す構成にされる。出力端Ａ，Ｂにはリアク
トルＬ１と直流電源Ｅとキャンセル電流制限抵抗Ｒと半
導体スイッチＳＷR及びダイオードＤ２の直列回路が設
けられ、半導体スイッチＳＷRのオンで直流電源Ｅを電
源として端子Ｂから端子Ａに向くキャンセル電流ｉＣを
発生する。このキャンセル電流ｉＣは、可飽和リアクト
ルＴ４に対して発生させる誘導電流が磁気リセット電流
ｉＲとほぼ同じレベル、かつ逆極性にされる。
【００２４】なお、ダイオードＤ２は、主放電時に可飽
和リアクトルＴ４からの誘導電流を阻止するためのもの
である。また、リアクトルＬ１は、ピーキングコンデン
サＣＰが電流ｉ２で充電されるときの可飽和リアクトル
Ｔ４からの誘導電流を阻止する。ダイオードＤ１は、半
導体スイッチＳＷRのオフ時のリアクトルＬ１の電流を
帰還させる。
和リアクトルＴ４からの誘導電流を阻止するためのもの
である。また、リアクトルＬ１は、ピーキングコンデン
サＣＰが電流ｉ２で充電されるときの可飽和リアクトル
Ｔ４からの誘導電流を阻止する。ダイオードＤ１は、半
導体スイッチＳＷRのオフ時のリアクトルＬ１の電流を
帰還させる。
【００２５】以上の構成になるリセット電流キャンセル
回路６は、半導体スイッチＳＷRを半導体スイッチＳＷ
のオンに同期させて主放電直後にオンさせることによ
り、主放電後に発生する磁気リセット回路５からの磁気
リセット電流がコンデンサＣ２，ＣＰへ誘起されるのを
遅らせるキャンセル電流を発生し、このキャンセル電流
の停止後に可飽和リアクトルＴ４のリセットを開始させ
る。
回路６は、半導体スイッチＳＷRを半導体スイッチＳＷ
のオンに同期させて主放電直後にオンさせることによ
り、主放電後に発生する磁気リセット回路５からの磁気
リセット電流がコンデンサＣ２，ＣＰへ誘起されるのを
遅らせるキャンセル電流を発生し、このキャンセル電流
の停止後に可飽和リアクトルＴ４のリセットを開始させ
る。
【００２６】これにより、磁気リセット回路５が主放電
直後にリセット電流を発生させた場合、可飽和リアクト
ルＴ４にはリセット電流キャンセル回路６からのキャン
セル電流ｉＣの発生時間だけ遅れて磁気リセット電流ｉ
Ｒが流れることになる。つまり、可飽和リアクトルＴ４
の磁気リセットによるコンデンサＣ２，ＣＰの誘起電圧
の発生タイミングをリセット電流キャンセル回路６で制
御することができる。
直後にリセット電流を発生させた場合、可飽和リアクト
ルＴ４にはリセット電流キャンセル回路６からのキャン
セル電流ｉＣの発生時間だけ遅れて磁気リセット電流ｉ
Ｒが流れることになる。つまり、可飽和リアクトルＴ４
の磁気リセットによるコンデンサＣ２，ＣＰの誘起電圧
の発生タイミングをリセット電流キャンセル回路６で制
御することができる。
【００２７】本実施形態によれば、可飽和リアクトルＴ
４の磁気リセットタイミングは、リセット電流キャンセ
ル回路６によって制御することができ、これにより可飽
和リアクトルＴ４が主放電直後に磁気リセットされるの
を防止し、磁気リセット電流で負荷４が再放電してしま
うのを解決できる。
４の磁気リセットタイミングは、リセット電流キャンセ
ル回路６によって制御することができ、これにより可飽
和リアクトルＴ４が主放電直後に磁気リセットされるの
を防止し、磁気リセット電流で負荷４が再放電してしま
うのを解決できる。
【００２８】（第２の実施形態）図３は、本発明の実施
形態を示す可飽和リアクトルＴ４部分の回路図である。
同図が図６と異なる部分は、可飽和リアクトルＴ４には
３次巻線を設け、この３次巻線にはリアクトルＬ２を直
列接続してピーキングコンデンサＣＰに並列接続するこ
とにより、前記の課題を解決する点にある。
形態を示す可飽和リアクトルＴ４部分の回路図である。
同図が図６と異なる部分は、可飽和リアクトルＴ４には
３次巻線を設け、この３次巻線にはリアクトルＬ２を直
列接続してピーキングコンデンサＣＰに並列接続するこ
とにより、前記の課題を解決する点にある。
【００２９】３次巻線は、可飽和リアクトルＴ４の主巻
線に流れる飽和電流の極性とは逆方向に誘起電圧を発生
する巻線方向にされる。
線に流れる飽和電流の極性とは逆方向に誘起電圧を発生
する巻線方向にされる。
【００３０】この構成により、コンデンサＣ２が充電さ
れるとき、可飽和リアクトルＴ４は阻止状態にあるが、
その漏れ電流でピーキングコンデンサＣＰが充電され、
図７のようなプリパルス電圧が発生しようとする。この
漏れ電流に対して、３次巻線とピーキングコンデンサＣ
Ｐ及びリアクトルＬ２の直列回路には図示の極性の電流
ｉＳを発生させ、この電流ｉＳにより、プリパルス電圧
の発生を抑制することができる。
れるとき、可飽和リアクトルＴ４は阻止状態にあるが、
その漏れ電流でピーキングコンデンサＣＰが充電され、
図７のようなプリパルス電圧が発生しようとする。この
漏れ電流に対して、３次巻線とピーキングコンデンサＣ
Ｐ及びリアクトルＬ２の直列回路には図示の極性の電流
ｉＳを発生させ、この電流ｉＳにより、プリパルス電圧
の発生を抑制することができる。
【００３１】したがって、コンデンサＣ２からピーキン
グコンデンサＣＰへのエネルギー転送に際して、ピーキ
ングコンデンサＣＰの電圧ＶCPにはプリパルス電圧が発
生することなく、可飽和リアクトルＴ４の飽和動作で高
いｄＶCP／ｄｔを有して上昇し、高い放電開始電圧を発
生させることができる。
グコンデンサＣＰへのエネルギー転送に際して、ピーキ
ングコンデンサＣＰの電圧ＶCPにはプリパルス電圧が発
生することなく、可飽和リアクトルＴ４の飽和動作で高
いｄＶCP／ｄｔを有して上昇し、高い放電開始電圧を発
生させることができる。
【００３２】なお、可飽和リアクトルＴ４の飽和動作時
には、そのコアの飽和によって３次巻線に誘導される電
圧は極めて小さいものになり、ピーキングコンデンサＣ
Ｐの充電動作には影響を及ぼすことは殆どない。
には、そのコアの飽和によって３次巻線に誘導される電
圧は極めて小さいものになり、ピーキングコンデンサＣ
Ｐの充電動作には影響を及ぼすことは殆どない。
【００３３】また、電流ｉＳを主放電後のある一定時間
後まで継続できるようリアクトルＬ２のインダクタンス
を大きくすることにより、可飽和リアクトルＴ４に誘導
される磁気リセット電流も電流ｉＳでキャンセルするこ
とにより、主放電直後に磁気リセット電流でピーキング
コンデンサＣＰが再充電されるのをキャンセルし、負荷
の再放電を防止できる。
後まで継続できるようリアクトルＬ２のインダクタンス
を大きくすることにより、可飽和リアクトルＴ４に誘導
される磁気リセット電流も電流ｉＳでキャンセルするこ
とにより、主放電直後に磁気リセット電流でピーキング
コンデンサＣＰが再充電されるのをキャンセルし、負荷
の再放電を防止できる。
【００３４】（第３の実施形態）図４は、本発明の実施
形態を示す要部回路図である。同図が図６と異なる部分
は、パルストランスＴ２には３次巻線を設け、この３次
巻線からリアクトルＬ３を直列接続してピーキングコン
デンサＣＰに並列接続することにより、前記の課題を解
決する点にある。
形態を示す要部回路図である。同図が図６と異なる部分
は、パルストランスＴ２には３次巻線を設け、この３次
巻線からリアクトルＬ３を直列接続してピーキングコン
デンサＣＰに並列接続することにより、前記の課題を解
決する点にある。
【００３５】パルストランスＴ２の３次巻線は、コンデ
ンサＣ０からＣ１へのエネルギー転送時に、図示の極性
の電流ｉＳが流れる極性にされ、コンデンサＣ２からピ
ーキングコンデンサＣＰへの主電流方向とは逆極性でピ
ーキングコンデンサＣＰを充電する誘起電圧を得る。ダ
イオードＤ４はリアクトルＬ３の帰還電流路を形成する
ためのものであり、リアクトルＬに誘導されたエネルギ
ーがパルストランスＴ２側へ誘起されるのを防止する。
ンサＣ０からＣ１へのエネルギー転送時に、図示の極性
の電流ｉＳが流れる極性にされ、コンデンサＣ２からピ
ーキングコンデンサＣＰへの主電流方向とは逆極性でピ
ーキングコンデンサＣＰを充電する誘起電圧を得る。ダ
イオードＤ４はリアクトルＬ３の帰還電流路を形成する
ためのものであり、リアクトルＬに誘導されたエネルギ
ーがパルストランスＴ２側へ誘起されるのを防止する。
【００３６】この構成において、電流ｉＳは、コンデン
サＣ２からピーキングコンデンサＣＰへのエネルギー転
送に先立ってピーキングコンデンサＣ２を逆極性で充電
しておくことができ、プリパルス電圧の発生をキャンセ
ルすることができる。
サＣ２からピーキングコンデンサＣＰへのエネルギー転
送に先立ってピーキングコンデンサＣ２を逆極性で充電
しておくことができ、プリパルス電圧の発生をキャンセ
ルすることができる。
【００３７】また、電流ｉＳが流れる時間を、コンデン
サＣ１からＣ２へのエネルギー転送時にまでなるようリ
アクトルＬ３のインダクタンスを設定することにより、
ピーキングコンデンサＣＰへのエネルギー転送にプリパ
ルス電圧の発生をキャンセルできる。
サＣ１からＣ２へのエネルギー転送時にまでなるようリ
アクトルＬ３のインダクタンスを設定することにより、
ピーキングコンデンサＣＰへのエネルギー転送にプリパ
ルス電圧の発生をキャンセルできる。
【００３８】さらに、電流ｉＳを主放電後のある一定時
間後まで継続させるようリアクトルＬ３のインダクタン
スを大きくすることにより、図示のように、可飽和リア
クトルＴ４に誘導される磁気リセット電流ｉＲ’も電流
ｉＳでキャンセルすることができ、主放電直後に磁気リ
セット電流でピーキングコンデンサＣＰが再充電される
のをキャンセルし、負荷の再放電を防止できる。
間後まで継続させるようリアクトルＬ３のインダクタン
スを大きくすることにより、図示のように、可飽和リア
クトルＴ４に誘導される磁気リセット電流ｉＲ’も電流
ｉＳでキャンセルすることができ、主放電直後に磁気リ
セット電流でピーキングコンデンサＣＰが再充電される
のをキャンセルし、負荷の再放電を防止できる。
【００３９】（第４の実施形態）図５は、本発明の実施
形態を示す要部回路図である。同図が図６と異なる部分
は、可飽和リアクトルＴ１やＴ３に設ける３次巻線に誘
起電圧を得、この誘起電圧によってピーキングコンデン
サＣＰにキャンセル電流を流すことにより、第３の実施
形態と同様に、前記の課題を解決する点にある。
形態を示す要部回路図である。同図が図６と異なる部分
は、可飽和リアクトルＴ１やＴ３に設ける３次巻線に誘
起電圧を得、この誘起電圧によってピーキングコンデン
サＣＰにキャンセル電流を流すことにより、第３の実施
形態と同様に、前記の課題を解決する点にある。
【００４０】図５の（ａ）では可飽和リアクトルＴ１に
３次巻線を設ける場合を示し、（ｂ）では可飽和リアク
トルＴ３に３次巻線を設ける場合を示す。３次巻線は、
リアクトルＬ４を介してピーキングコンデンサＣＰに直
列接続され、可飽和リアクトルＴ１またはＴ３の飽和動
作前の誘起電圧でキャンセル電流ｉＳを発生する。
３次巻線を設ける場合を示し、（ｂ）では可飽和リアク
トルＴ３に３次巻線を設ける場合を示す。３次巻線は、
リアクトルＬ４を介してピーキングコンデンサＣＰに直
列接続され、可飽和リアクトルＴ１またはＴ３の飽和動
作前の誘起電圧でキャンセル電流ｉＳを発生する。
【００４１】この構成により、例えば、図５の（ａ）の
場合には、半導体スイッチＳＷがオンされ、可飽和リア
クトルＴ１に漏れ電流が流れるとき、３次巻線に誘起電
圧を得、この電圧でリアクトルＬ４を通してピーキング
コンデンサＣＰを逆極性に充電しておくことで、ピーキ
ングコンデンサＣＰにプリパルス電圧が発生するのをキ
ャンセルすることができる。
場合には、半導体スイッチＳＷがオンされ、可飽和リア
クトルＴ１に漏れ電流が流れるとき、３次巻線に誘起電
圧を得、この電圧でリアクトルＬ４を通してピーキング
コンデンサＣＰを逆極性に充電しておくことで、ピーキ
ングコンデンサＣＰにプリパルス電圧が発生するのをキ
ャンセルすることができる。
【００４２】また、電流ｉＳが流れる時間を、コンデン
サＣ１からＣ２へのエネルギー転送時にまでなるようリ
アクトルＬ４のインダクタンスを設定することにより、
ピーキングコンデンサＣＰへのエネルギー転送にプリパ
ルス電圧の発生をキャンセルできる。
サＣ１からＣ２へのエネルギー転送時にまでなるようリ
アクトルＬ４のインダクタンスを設定することにより、
ピーキングコンデンサＣＰへのエネルギー転送にプリパ
ルス電圧の発生をキャンセルできる。
【００４３】さらに、電流ｉＳを主放電後のある一定時
間後まで継続させることにより、可飽和リアクトルＴ４
に誘導される磁気リセット電流も電流ｉＳでキャンセル
することができ、主放電直後に磁気リセット電流でピー
キングコンデンサＣＰが再充電されるのをキャンセル
し、負荷の再放電を防止できる。
間後まで継続させることにより、可飽和リアクトルＴ４
に誘導される磁気リセット電流も電流ｉＳでキャンセル
することができ、主放電直後に磁気リセット電流でピー
キングコンデンサＣＰが再充電されるのをキャンセル
し、負荷の再放電を防止できる。
【００４４】なお、ダイオードＤ５は、第３の実施形態
のダイオードＤ４と同様に、リアクトルＬ４の帰還電流
路を形成し、可飽和リアクトルＴ１やＴ３の動作への影
響をなくす。
のダイオードＤ４と同様に、リアクトルＬ４の帰還電流
路を形成し、可飽和リアクトルＴ１やＴ３の動作への影
響をなくす。
【００４５】以上までの実施形態におけるプリパルスの
抑制とコンデンサの再充電の防止は、他のパルス電源構
成に適用して同等の作用効果を得ることができる。
抑制とコンデンサの再充電の防止は、他のパルス電源構
成に適用して同等の作用効果を得ることができる。
【００４６】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、可飽和
リアクトル又はトランスに３次巻線を設け、この３次巻
線にキャンセル電流を流すことにより、プリパルス電圧
の発生をキャンセルしてピーキングコンデンサの放電開
始電圧を高めることができる。また、磁気リセット電流
を一定時間だけキャンセルして磁気リセット電流による
負荷の再放電を防止することができる。
リアクトル又はトランスに３次巻線を設け、この３次巻
線にキャンセル電流を流すことにより、プリパルス電圧
の発生をキャンセルしてピーキングコンデンサの放電開
始電圧を高めることができる。また、磁気リセット電流
を一定時間だけキャンセルして磁気リセット電流による
負荷の再放電を防止することができる。
【図１】本発明の第１の実施形態を示すパルス電源の回
路図。
路図。
【図２】実施形態におけるリセット電流キャンセル回路
の例。
の例。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す要部回路図。
【図４】本発明の第３の実施形態を示す要部回路図。
【図５】本発明の第４の実施形態を示す要部回路図。
【図６】従来のパルス電源の回路例。
【図７】ピーキングコンデンサに発生するプリパルス電
圧波形。
圧波形。
【図８】可飽和リアクトルＴ４の磁気リセット回路部
分。
分。
１…パルス発生回路 ２…充電器 ３…磁気パルス圧縮回路 ４…負荷 ５…磁気リセット回路 ６…リセット電流キャンセル回路 ＳＷ、ＳＷR…半導体スイッチ Ｔ１、Ｔ３、Ｔ４…可飽和リアクトル Ｔ２…パルストランス Ｃ０、Ｃ１、Ｃ２…コンデンサ ＣＰ…ピーキングコンデンサ Ｄ１〜Ｄ５…ダイオード Ｌ１〜Ｌ４…リアクトル
フロントページの続き (72)発明者 渋谷 忠士 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内 Ｆターム(参考） 5H790 BA02 BB03 BB08 DD04 EA01 EA02 EA03 EA13
Claims (3)
- 【請求項１】 パルス電流を発生するパルス発生回路
と、トランスの二次側に得る前記パルス電流でコンデン
サを充電し、この充電電圧で可飽和リアクトルが磁気ス
イッチ動作することで磁気パルス圧縮する回路を少なく
とも１段有して負荷のピーキングコンデンサを放電開始
電圧まで充電する磁気パルス圧縮回路と、前記可飽和リ
アクトルをその飽和動作後に磁気リセット電流を供給し
て逆方向にリセットさせる磁気リセット回路とを備えた
パルス電源において、 前記可飽和リアクトルは３次巻線を設け、前記負荷の主
放電後の前記磁気リセット電流を一定時間だけキャンセ
ルするパルス電流を前記３次巻線に供給するリセット電
流キャンセル回路を設けたことを特徴とするパルス電
源。 - 【請求項２】 パルス電流を発生するパルス発生回路
と、トランスの二次側に得る前記パルス電流でコンデン
サを充電し、この充電電圧で可飽和リアクトルが磁気ス
イッチ動作することで磁気パルス圧縮する回路を少なく
とも１段有して負荷のピーキングコンデンサを放電開始
電圧まで充電する磁気パルス圧縮回路と、前記可飽和リ
アクトルをその飽和動作後に磁気リセット電流を供給し
て逆方向にリセットさせる磁気リセット回路とを備えた
パルス電源において、 前記磁気パルス圧縮回路の可飽和リアクトル又は前記パ
ルス発生回路が有する可飽和リアクトルに３次巻線を設
け、もしくは前記トランスに３次巻線を設け、前記３次
巻線には直列接続でリアクトルを設けて前記ピーキング
コンデンサに直列接続し、前記可飽和リアクトルの飽和
動作前の漏れ電流又は前記トランスのパルス電流で前記
３次巻線に誘起電圧を得、この誘起電圧で前記リアクト
ルを通したキャンセル電流を発生させ、このキャンセル
電流によって前記ピーキングコンデンサのプリパルス電
圧発生を抑止する構成にしたことを特徴とするパルス電
源。 - 【請求項３】 前記リアクトルは、前記キャンセル電流
を、前記負荷の主放電後の前記磁気リセット電流を一定
時間だけキャンセルできる時間まで延長させるインダク
タンスにしたことを特徴とする請求項２に記載のパルス
電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08082599A JP4038927B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | パルス電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08082599A JP4038927B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | パルス電源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000278963A true JP2000278963A (ja) | 2000-10-06 |
| JP4038927B2 JP4038927B2 (ja) | 2008-01-30 |
Family
ID=13729215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08082599A Expired - Fee Related JP4038927B2 (ja) | 1999-03-25 | 1999-03-25 | パルス電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4038927B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010073947A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Gigaphoton Inc | パルスレーザ用電源装置 |
| CN103166613A (zh) * | 2013-01-29 | 2013-06-19 | 华中科技大学 | 一种低延时分散磁开关压缩脉冲电源复位电路 |
| WO2023166570A1 (ja) * | 2022-03-01 | 2023-09-07 | ギガフォトン株式会社 | ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 |
-
1999
- 1999-03-25 JP JP08082599A patent/JP4038927B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010073947A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Gigaphoton Inc | パルスレーザ用電源装置 |
| CN103166613A (zh) * | 2013-01-29 | 2013-06-19 | 华中科技大学 | 一种低延时分散磁开关压缩脉冲电源复位电路 |
| WO2023166570A1 (ja) * | 2022-03-01 | 2023-09-07 | ギガフォトン株式会社 | ガスレーザ装置、及び電子デバイスの製造方法 |
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| Publication number | Publication date |
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| JP4038927B2 (ja) | 2008-01-30 |
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