JP2002233168A - パルス電源 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】用品数の削減、装置の小型化、高信頼化を図る
こと。 【解決手段】充電電源10によりエネルギーが充電される
主コンデンサC0と、閉路することで主コンデンサC0のエ
ネルギーを次段の入力コンデンサC1,C2に移行するスイ
ッチSSWと、可飽和リアクトルSR1,SR2の飽和動作を利用
して入力コンデンサC1,C2のエネルギーをパルス圧縮し
て出力する複数段の磁気パルス圧縮手段MPC1,MPC2とを
備えて構成されるパルス電源において、複数個の可飽和
リアクトルSR1,SR2はそれぞれ、主回路に接続された第
１のコイルP1の他に第２のコイルS1を備えて成り、可飽
和リアクトルSR1,SR2の第２のコイルS1を、それぞれ直
列に接続してコイル群を構成し、コイル群の一方の端子
を、ブロッキングリアクトルLbを介して定電流電源Iの
正極端子に接続すると共に、コイル群の他方の端子を、
定電流電源Iの負極端子に直接接続する。
こと。 【解決手段】充電電源10によりエネルギーが充電される
主コンデンサC0と、閉路することで主コンデンサC0のエ
ネルギーを次段の入力コンデンサC1,C2に移行するスイ
ッチSSWと、可飽和リアクトルSR1,SR2の飽和動作を利用
して入力コンデンサC1,C2のエネルギーをパルス圧縮し
て出力する複数段の磁気パルス圧縮手段MPC1,MPC2とを
備えて構成されるパルス電源において、複数個の可飽和
リアクトルSR1,SR2はそれぞれ、主回路に接続された第
１のコイルP1の他に第２のコイルS1を備えて成り、可飽
和リアクトルSR1,SR2の第２のコイルS1を、それぞれ直
列に接続してコイル群を構成し、コイル群の一方の端子
を、ブロッキングリアクトルLbを介して定電流電源Iの
正極端子に接続すると共に、コイル群の他方の端子を、
定電流電源Iの負極端子に直接接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば排ガス中の
有害物質をパルスコロナ放電を用いて分解処理する排ガ
ス処理装置や、各種加工に用いるパルスレーザ装置な
ど、パルスパワー応用装置を駆動するためのパルス電源
に係り、特に回路の簡素化および高信頼化を図るように
したパルス電源に関するものである。
有害物質をパルスコロナ放電を用いて分解処理する排ガ
ス処理装置や、各種加工に用いるパルスレーザ装置な
ど、パルスパワー応用装置を駆動するためのパルス電源
に係り、特に回路の簡素化および高信頼化を図るように
したパルス電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えばＮＯｘ、ダイオキシン類等
の有害物質をパルスコロナ放電を用いて分解処理する排
ガス処理装置や、物体の超精密加工に用いるエキシマレ
ーザ装置等、放電を利用したパルスパワー応用装置に対
する産業上の需要が高まってきている。
の有害物質をパルスコロナ放電を用いて分解処理する排
ガス処理装置や、物体の超精密加工に用いるエキシマレ
ーザ装置等、放電を利用したパルスパワー応用装置に対
する産業上の需要が高まってきている。
【０００３】この種のパルスパワー応用装置を駆動する
には、波高値が数１０ｋＶ〜数１００ｋＶの高電圧パル
スを発生するパルス電源が必要不可欠である。
には、波高値が数１０ｋＶ〜数１００ｋＶの高電圧パル
スを発生するパルス電源が必要不可欠である。
【０００４】これらパルス電源では、近年、長寿命、高
信頼性を図る目的から、半導体スイッチと磁気パルス圧
縮回路とを適用した全半導体化パルス電源が主流として
用いられてきている。
信頼性を図る目的から、半導体スイッチと磁気パルス圧
縮回路とを適用した全半導体化パルス電源が主流として
用いられてきている。
【０００５】図６は、従来のパルス電源の構成例を示す
回路図である。
回路図である。
【０００６】図６において、パルス電源は、充電電源１
０により充電リアクトルＬｃを通じてエネルギーが充電
される主コンデンサである第１のコンデンサＣ０と、閉
路することで第１のコンデンサＣ０のエネルギーをパル
ス電力として取り出し第２のコンデンサＣ１に移行する
半導体スイッチＳＳＷと、可飽和リアクトルＳＲ１の飽
和動作を利用して入力コンデンサである第２のコンデン
サＣ１のエネルギーをパルス圧縮して第３のコンデンサ
Ｃ２に移行する磁気パルス圧縮回路ＭＰＣ１と、同様に
可飽和リアクトルＳＲ２の飽和動作により入力コンデン
サである第３のコンデンサＣ２のエネルギーをパルス圧
縮して負荷２０に移行する磁気パルス圧縮回路ＭＰＣ２
とから構成されている。
０により充電リアクトルＬｃを通じてエネルギーが充電
される主コンデンサである第１のコンデンサＣ０と、閉
路することで第１のコンデンサＣ０のエネルギーをパル
ス電力として取り出し第２のコンデンサＣ１に移行する
半導体スイッチＳＳＷと、可飽和リアクトルＳＲ１の飽
和動作を利用して入力コンデンサである第２のコンデン
サＣ１のエネルギーをパルス圧縮して第３のコンデンサ
Ｃ２に移行する磁気パルス圧縮回路ＭＰＣ１と、同様に
可飽和リアクトルＳＲ２の飽和動作により入力コンデン
サである第３のコンデンサＣ２のエネルギーをパルス圧
縮して負荷２０に移行する磁気パルス圧縮回路ＭＰＣ２
とから構成されている。
【０００７】また、２個の可飽和リアクトルＳＲ１、Ｓ
Ｒ２はそれぞれ、主回路に接続された第１のコイルＰ１
の他に第２のコイルＳ１を備えて成っている。
Ｒ２はそれぞれ、主回路に接続された第１のコイルＰ１
の他に第２のコイルＳ１を備えて成っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
なパルス電源においては、磁気パルス圧縮回路ＭＰＣ
１、ＭＰＣ２の動作点、すなわち可飽和リアクトルＳＲ
１，ＳＲ２の飽和動作点を毎周期安定させるために、可
飽和リアクトルＳＲ１，ＳＲ２に第２のコイルＳ１をそ
れぞれ設け、ブロッキングリアクトルＬｂ１，Ｌｂ２を
通じて定電流電源Ｉ１，Ｉ２よりリセット電流を供給す
る、いわゆるリセット回路がそれぞれ設けられている。
なパルス電源においては、磁気パルス圧縮回路ＭＰＣ
１、ＭＰＣ２の動作点、すなわち可飽和リアクトルＳＲ
１，ＳＲ２の飽和動作点を毎周期安定させるために、可
飽和リアクトルＳＲ１，ＳＲ２に第２のコイルＳ１をそ
れぞれ設け、ブロッキングリアクトルＬｂ１，Ｌｂ２を
通じて定電流電源Ｉ１，Ｉ２よりリセット電流を供給す
る、いわゆるリセット回路がそれぞれ設けられている。
【０００９】しかしながら、このような構成のパルス電
源では、可飽和リアクトルＳＲ１，ＳＲ２毎にリセット
回路が必要となるため、用品が多く回路の複雑化、装置
の大型化を招く結果となる。
源では、可飽和リアクトルＳＲ１，ＳＲ２毎にリセット
回路が必要となるため、用品が多く回路の複雑化、装置
の大型化を招く結果となる。
【００１０】また、上述のようなパルス電源において
は、定電流電源Ｉ１，Ｉ２に印加されるノーマルモード
のサージ、すなわち可飽和リアクトルＳＲ１、ＳＲ２の
第１のコイルＰ１と第２のコイルＳ１がトランスとして
働くことにより、リセット回路側に誘導されるサージ電
圧をブロッキングリアクトルＬｂ１，Ｌｂ２で抑制して
いる。
は、定電流電源Ｉ１，Ｉ２に印加されるノーマルモード
のサージ、すなわち可飽和リアクトルＳＲ１、ＳＲ２の
第１のコイルＰ１と第２のコイルＳ１がトランスとして
働くことにより、リセット回路側に誘導されるサージ電
圧をブロッキングリアクトルＬｂ１，Ｌｂ２で抑制して
いる。
【００１１】これにより、サージ電圧を定電流電源Ｉ
１，Ｉ２の出力端子間耐電圧以下にまで抑制することが
可能であるが、このサージ電圧発生に伴なって流れ込む
サージ電流は、定電流電源Ｉ１，Ｉ２の出力端子間に設
けられたフィルタコンデンサ（通常、電解コンデンサを
用いている）を劣化させる原因となり、結果的に装置の
信頼性を低下させることとなる。
１，Ｉ２の出力端子間耐電圧以下にまで抑制することが
可能であるが、このサージ電圧発生に伴なって流れ込む
サージ電流は、定電流電源Ｉ１，Ｉ２の出力端子間に設
けられたフィルタコンデンサ（通常、電解コンデンサを
用いている）を劣化させる原因となり、結果的に装置の
信頼性を低下させることとなる。
【００１２】さらに、第１のコイルＰ１と第２のコイル
Ｓ１との間の浮遊容量を介してリセット回路側に移行す
る静電移行サージ電圧（コモンモードのサージ）を抑制
することができず、定電流電源Ｉ１，Ｉ２の出力端子と
接地との間に数ｋＶという大きな電位差を生じさせ、結
果的に定電流電源Ｉ１，Ｉ２を破壊せしめることとな
る。
Ｓ１との間の浮遊容量を介してリセット回路側に移行す
る静電移行サージ電圧（コモンモードのサージ）を抑制
することができず、定電流電源Ｉ１，Ｉ２の出力端子と
接地との間に数ｋＶという大きな電位差を生じさせ、結
果的に定電流電源Ｉ１，Ｉ２を破壊せしめることとな
る。
【００１３】本発明の目的は、リセット回路の簡素化を
図って用品数の削減、装置の小型化を図ることができ、
さらにリセット回路に発生するサージ電圧、電流を抑制
する適正な回路を設けて高信頼化を図ることが可能なパ
ルス電源を提供することにある。
図って用品数の削減、装置の小型化を図ることができ、
さらにリセット回路に発生するサージ電圧、電流を抑制
する適正な回路を設けて高信頼化を図ることが可能なパ
ルス電源を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に対応する発明では、充電電源によりエ
ネルギーが充電される主コンデンサと、閉路することで
主コンデンサのエネルギーを次段の入力コンデンサに移
行するスイッチと、可飽和リアクトルの飽和動作を利用
して入力コンデンサのエネルギーをパルス圧縮して出力
する複数段の磁気パルス圧縮手段とを備えて構成される
パルス電源において、複数個の可飽和リアクトルはそれ
ぞれ、主回路に接続された第１のコイルの他に第２のコ
イルを備えて成り、可飽和リアクトルの第２のコイル
を、それぞれ直列に接続してコイル群を構成し、コイル
群の一方の端子を、ブロッキングリアクトルを介して定
電流電源の正極端子に接続すると共に、コイル群の他方
の端子を、定電流電源の負極端子に直接接続している。
めに、請求項１に対応する発明では、充電電源によりエ
ネルギーが充電される主コンデンサと、閉路することで
主コンデンサのエネルギーを次段の入力コンデンサに移
行するスイッチと、可飽和リアクトルの飽和動作を利用
して入力コンデンサのエネルギーをパルス圧縮して出力
する複数段の磁気パルス圧縮手段とを備えて構成される
パルス電源において、複数個の可飽和リアクトルはそれ
ぞれ、主回路に接続された第１のコイルの他に第２のコ
イルを備えて成り、可飽和リアクトルの第２のコイル
を、それぞれ直列に接続してコイル群を構成し、コイル
群の一方の端子を、ブロッキングリアクトルを介して定
電流電源の正極端子に接続すると共に、コイル群の他方
の端子を、定電流電源の負極端子に直接接続している。
【００１５】また、請求項２に対応する発明では、充電
電源によりエネルギーが充電される主コンデンサと、閉
路することで主コンデンサのエネルギーを次段のコンデ
ンサに移行するスイッチと、可飽和リアクトルの飽和動
作を利用して入力コンデンサのエネルギーをパルス圧縮
して出力する複数段の磁気パルス圧縮手段と、入力パル
ス電圧を昇圧するパルストランスとを備えて構成される
パルス電源において、複数個の可飽和リアクトルはそれ
ぞれ、主回路に接続された第１のコイルの他に第２のコ
イルを備えて成り、パルストランスは、主回路に接続さ
れた第１および第２のコイルの他に第３のコイルを備え
て成り、可飽和リアクトルの第２のコイルおよびパルス
トランスの第３のコイルを、それぞれ直列に接続してコ
イル群を構成し、コイル群の一方の端子を、ブロッキン
グリアクトルを介して定電流電源の正極端子に接続する
と共に、コイル群の他方の端子を、直接定電流電源の負
極端子に接続している。
電源によりエネルギーが充電される主コンデンサと、閉
路することで主コンデンサのエネルギーを次段のコンデ
ンサに移行するスイッチと、可飽和リアクトルの飽和動
作を利用して入力コンデンサのエネルギーをパルス圧縮
して出力する複数段の磁気パルス圧縮手段と、入力パル
ス電圧を昇圧するパルストランスとを備えて構成される
パルス電源において、複数個の可飽和リアクトルはそれ
ぞれ、主回路に接続された第１のコイルの他に第２のコ
イルを備えて成り、パルストランスは、主回路に接続さ
れた第１および第２のコイルの他に第３のコイルを備え
て成り、可飽和リアクトルの第２のコイルおよびパルス
トランスの第３のコイルを、それぞれ直列に接続してコ
イル群を構成し、コイル群の一方の端子を、ブロッキン
グリアクトルを介して定電流電源の正極端子に接続する
と共に、コイル群の他方の端子を、直接定電流電源の負
極端子に接続している。
【００１６】ここで、特に例えば請求項３に記載したよ
うに、可飽和リアクトルの第２のコイル、およびパルス
トランスの第３のコイルの巻数を、１ターンとすること
が好ましい。
うに、可飽和リアクトルの第２のコイル、およびパルス
トランスの第３のコイルの巻数を、１ターンとすること
が好ましい。
【００１７】また、例えば請求項４に記載したように、
ブロッキングリアクトルの値Ｌｂを、下記の関係式を満
たす値とすることが好ましい。 Ｌｂ≧２０×（Ｎrn／Ｎln）2 ×Ｌusn ここで、Ｎrn：可飽和リアクトルの第２のコイルの巻
数、あるいはパルストランスの第３のコイルの巻数 Ｎln：可飽和リアクトルあるいはパルストランスの第１
のコイルの巻数 Ｌusn ：可飽和リアクトルあるいはパルストランスの第
１のコイルの非飽和時インダクタンス 従って、請求項１乃至請求項４に対応する発明のパルス
電源においては、１台の定電流電源およびブロッキング
リアクトルでリセット回路を構成することが可能となる
ため、回路用品数を削減することができ、リセット回路
の簡素化を図ることができる。これにより、パルス電源
の小型化を図ることができる。
ブロッキングリアクトルの値Ｌｂを、下記の関係式を満
たす値とすることが好ましい。 Ｌｂ≧２０×（Ｎrn／Ｎln）2 ×Ｌusn ここで、Ｎrn：可飽和リアクトルの第２のコイルの巻
数、あるいはパルストランスの第３のコイルの巻数 Ｎln：可飽和リアクトルあるいはパルストランスの第１
のコイルの巻数 Ｌusn ：可飽和リアクトルあるいはパルストランスの第
１のコイルの非飽和時インダクタンス 従って、請求項１乃至請求項４に対応する発明のパルス
電源においては、１台の定電流電源およびブロッキング
リアクトルでリセット回路を構成することが可能となる
ため、回路用品数を削減することができ、リセット回路
の簡素化を図ることができる。これにより、パルス電源
の小型化を図ることができる。
【００１８】一方、請求項５に対応する発明では、上記
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に対応する発明の
パルス電源において、定電流電源の出力端子間に、サー
ジ抑制用のコンデンサを並列に接続している。
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に対応する発明の
パルス電源において、定電流電源の出力端子間に、サー
ジ抑制用のコンデンサを並列に接続している。
【００１９】従って、請求項５に対応する発明のパルス
電源においては、サージ電流はサージ抑制用のコンデン
サを流れて、直接定電流電源に流れ込むことを防ぐこと
が可能となるため、定電流電源の劣化を抑制することが
できる。これにより、パルス電源の高信頼化を図ること
ができる。
電源においては、サージ電流はサージ抑制用のコンデン
サを流れて、直接定電流電源に流れ込むことを防ぐこと
が可能となるため、定電流電源の劣化を抑制することが
できる。これにより、パルス電源の高信頼化を図ること
ができる。
【００２０】また、請求項６に対応する発明では、上記
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に対応する発明の
パルス電源において、ブロッキングリアクトルと定電流
電源の正極端子との間の配線、およびコイル群と定電流
電源の負極端子との間の配線を、同一の磁性材料に、同
一方向に巻き回している。
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に対応する発明の
パルス電源において、ブロッキングリアクトルと定電流
電源の正極端子との間の配線、およびコイル群と定電流
電源の負極端子との間の配線を、同一の磁性材料に、同
一方向に巻き回している。
【００２１】さらに、請求項７に対応する発明では、上
記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明
のパルス電源において、ブロッキングリアクトルの定電
流電源側端子と接地との間、およびコイル群の定電流電
源側端子と接地との間のそれぞれに、コンデンサを設け
ている。
記請求項１乃至請求項６のいずれか１項に対応する発明
のパルス電源において、ブロッキングリアクトルの定電
流電源側端子と接地との間、およびコイル群の定電流電
源側端子と接地との間のそれぞれに、コンデンサを設け
ている。
【００２２】従って、請求項６および請求項７の発明の
パルス電源においては、定電流電源に印加されるコモン
モードのサージ電圧を抑制することが可能となるため、
定電流電源の破損を防ぐことができる。これにより、パ
ルス電源の高信頼化を図ることができる。
パルス電源においては、定電流電源に印加されるコモン
モードのサージ電圧を抑制することが可能となるため、
定電流電源の破損を防ぐことができる。これにより、パ
ルス電源の高信頼化を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】（第１の実施の形態：請求項１、請求項
３、請求項４に対応）図１は、本実施の形態によるパル
ス電源の構成例を示す回路図であり、図６と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる
部分についてのみ述べる。
３、請求項４に対応）図１は、本実施の形態によるパル
ス電源の構成例を示す回路図であり、図６と同一部分に
は同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる
部分についてのみ述べる。
【００２５】すなわち、図１に示すように、本実施の形
態のパルス電源は、前記図６における２個の可飽和リア
クトルＳＲ１およびＳＲ２の第２のコイルＳ１を、それ
ぞれ直列に接続してコイル群を構成し、当該コイル群の
一方の端子を、ブロッキングリアクトルＬｂを介して定
電流電源Ｉの正極端子に接続すると共に、コイル群の他
方の端子を、直接定電流電源Ｉの負極端子に接続した構
成としている。
態のパルス電源は、前記図６における２個の可飽和リア
クトルＳＲ１およびＳＲ２の第２のコイルＳ１を、それ
ぞれ直列に接続してコイル群を構成し、当該コイル群の
一方の端子を、ブロッキングリアクトルＬｂを介して定
電流電源Ｉの正極端子に接続すると共に、コイル群の他
方の端子を、直接定電流電源Ｉの負極端子に接続した構
成としている。
【００２６】ここで、特に可飽和リアクトルＳＲ１、Ｓ
Ｒ２の第２のコイルＳ１の巻数を、１ターンとすること
が好ましい。
Ｒ２の第２のコイルＳ１の巻数を、１ターンとすること
が好ましい。
【００２７】また、ブロッキングリアクトルＬｂの値
は、下記の関係式を満たす値とすることが好ましい。
は、下記の関係式を満たす値とすることが好ましい。
【００２８】Ｌｂ≧２０×（Ｎrn／Ｎln）2 ×Ｌusn ここで、 Ｎrn：可飽和リアクトルＳＲ１、ＳＲ２の第２のコイル
Ｓ１の巻数 Ｎln：可飽和リアクトルＳＲ１、ＳＲ２の第１のコイル
Ｐ１の巻数 Ｌusn ：可飽和リアクトルＳＲ１、ＳＲ２の第１のコイ
ルＰ１の非飽和時インダクタンス 次に、以上のように構成した本実施の形態のパルス電源
の作用について説明する。
Ｓ１の巻数 Ｎln：可飽和リアクトルＳＲ１、ＳＲ２の第１のコイル
Ｐ１の巻数 Ｌusn ：可飽和リアクトルＳＲ１、ＳＲ２の第１のコイ
ルＰ１の非飽和時インダクタンス 次に、以上のように構成した本実施の形態のパルス電源
の作用について説明する。
【００２９】ブロッキングリアクトルＬｂの値を、上記
式で示したような値以下にすると、トランス作用によっ
てリセット回路側に移行されるエネルギーが、主回路エ
ネルギーの５％以上を占めることになるため、パルス電
源のエネルギー効率を著しく低下させる結果となる。
式で示したような値以下にすると、トランス作用によっ
てリセット回路側に移行されるエネルギーが、主回路エ
ネルギーの５％以上を占めることになるため、パルス電
源のエネルギー効率を著しく低下させる結果となる。
【００３０】この点、本実施の形態のパルス電源では、
ブロッキングリアクトルＬｂの値を、上記式で示したよ
うな値以上としていることにより、トランス作用によっ
てリセット回路側に移行されるエネルギーが、主回路エ
ネルギーの５％以上を占めることがなくなるため、パル
ス電源のエネルギー効率を向上させることができる。
ブロッキングリアクトルＬｂの値を、上記式で示したよ
うな値以上としていることにより、トランス作用によっ
てリセット回路側に移行されるエネルギーが、主回路エ
ネルギーの５％以上を占めることがなくなるため、パル
ス電源のエネルギー効率を向上させることができる。
【００３１】これにより、従来では可飽和リアクトルＳ
Ｒ１、ＳＲ２個々に設けていたブロッキングリアクトル
および定電流電源を、それぞれ１つにすることができる
ため、大幅な用品数の削減、回路簡素化が図れ、パルス
電源の小型化を図ることができる。
Ｒ１、ＳＲ２個々に設けていたブロッキングリアクトル
および定電流電源を、それぞれ１つにすることができる
ため、大幅な用品数の削減、回路簡素化が図れ、パルス
電源の小型化を図ることができる。
【００３２】上述したように、本実施の形態のパルス電
源では、１台の定電流電源Ｉおよびブロッキングリアク
トルＬｂでリセット回路を構成することが可能となるた
め、回路用品数を削減することができ、リセット回路の
簡素化を図ることができる。これにより、パルス電源の
小型化を図ることが可能となる。
源では、１台の定電流電源Ｉおよびブロッキングリアク
トルＬｂでリセット回路を構成することが可能となるた
め、回路用品数を削減することができ、リセット回路の
簡素化を図ることができる。これにより、パルス電源の
小型化を図ることが可能となる。
【００３３】（第２の実施の形態：請求項２乃至請求項
４に対応）図２は、本実施の形態によるパルス電源の構
成例を示す回路図であり、図６と同一部分には同一符号
を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分につい
てのみ述べる。
４に対応）図２は、本実施の形態によるパルス電源の構
成例を示す回路図であり、図６と同一部分には同一符号
を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分につい
てのみ述べる。
【００３４】すなわち、図２に示すように、本実施の形
態のパルス電源は、前記図６に入力パルス電圧を昇圧す
るパルストランスＰＴを付加し、さらに当該パルストラ
ンスＰＴは、主回路に接続された第１および第２のコイ
ルＰ１およびＳ１の他に第３のコイルＳ２を備えて成
り、可飽和リアクトルＳＲ１およびＳＲ２の第２のコイ
ルＳ１およびパルストランスＰＴの第３のコイルＳ２
を、それぞれ直列に接続してコイル群を構成し、当該コ
イル群の一方の端子を、ブロッキングリアクトルＬｂを
介して定電流電源Ｉの正極端子に接続すると共に、コイ
ル群の他方の端子を、直接定電流電源Ｉの負極端子に接
続した構成としている。
態のパルス電源は、前記図６に入力パルス電圧を昇圧す
るパルストランスＰＴを付加し、さらに当該パルストラ
ンスＰＴは、主回路に接続された第１および第２のコイ
ルＰ１およびＳ１の他に第３のコイルＳ２を備えて成
り、可飽和リアクトルＳＲ１およびＳＲ２の第２のコイ
ルＳ１およびパルストランスＰＴの第３のコイルＳ２
を、それぞれ直列に接続してコイル群を構成し、当該コ
イル群の一方の端子を、ブロッキングリアクトルＬｂを
介して定電流電源Ｉの正極端子に接続すると共に、コイ
ル群の他方の端子を、直接定電流電源Ｉの負極端子に接
続した構成としている。
【００３５】ここで、特に可飽和リアクトルＳＲ１、Ｓ
Ｒ２の第２のコイルＳ１、およびパルストランスＰＴの
第３のコイルＳ２の巻数を、１ターンとすることが好ま
しい。
Ｒ２の第２のコイルＳ１、およびパルストランスＰＴの
第３のコイルＳ２の巻数を、１ターンとすることが好ま
しい。
【００３６】また、ブロッキングリアクトルＬｂの値
は、下記の関係式を満たす値とすることが好ましい。
は、下記の関係式を満たす値とすることが好ましい。
【００３７】Ｌｂ≧２０×（Ｎrn／Ｎln）2 ×Ｌusn ここで、 Ｎrn：可飽和リアクトルＳＲ１、ＳＲ２の第２のコイル
Ｓ１の巻数、あるいはパルストランスＰＴの第３のコイ
ルＳ２の巻数 Ｎln：可飽和リアクトルＳＲ１、ＳＲ２あるいはパルス
トランスＰＴの第１のコイルＰ１の巻数 Ｌusn ：可飽和リアクトルＳＲ１、ＳＲ２あるいはパル
ストランスＰＴの第１のコイルＰ１の非飽和時インダク
タンス 次に、以上のように構成した本実施の形態のパルス電源
の作用について説明する。
Ｓ１の巻数、あるいはパルストランスＰＴの第３のコイ
ルＳ２の巻数 Ｎln：可飽和リアクトルＳＲ１、ＳＲ２あるいはパルス
トランスＰＴの第１のコイルＰ１の巻数 Ｌusn ：可飽和リアクトルＳＲ１、ＳＲ２あるいはパル
ストランスＰＴの第１のコイルＰ１の非飽和時インダク
タンス 次に、以上のように構成した本実施の形態のパルス電源
の作用について説明する。
【００３８】ブロッキングリアクトルＬｂの値を、上記
式で示したような値以下にすると、トランス作用によっ
てリセット回路側に移行されるエネルギーが、主回路エ
ネルギーの５％以上を占めることになるため、パルス電
源のエネルギー効率を著しく低下させる結果となる。
式で示したような値以下にすると、トランス作用によっ
てリセット回路側に移行されるエネルギーが、主回路エ
ネルギーの５％以上を占めることになるため、パルス電
源のエネルギー効率を著しく低下させる結果となる。
【００３９】この点、本実施の形態のパルス電源では、
ブロッキングリアクトルＬｂの値を、上記式で示したよ
うな値以上としていることにより、トランス作用によっ
てリセット回路側に移行されるエネルギーが、主回路エ
ネルギーの５％以上を占めることがなくなるため、パル
ス電源のエネルギー効率を向上させることができる。
ブロッキングリアクトルＬｂの値を、上記式で示したよ
うな値以上としていることにより、トランス作用によっ
てリセット回路側に移行されるエネルギーが、主回路エ
ネルギーの５％以上を占めることがなくなるため、パル
ス電源のエネルギー効率を向上させることができる。
【００４０】これにより、従来では可飽和リアクトルＳ
Ｒ１、ＳＲ２個々に設けていたブロッキングリアクトル
および定電流電源を、それぞれ１つにすることができる
ため、大幅な用品数の削減、回路簡素化が図れ、パルス
電源の小型化を図ることができる。
Ｒ１、ＳＲ２個々に設けていたブロッキングリアクトル
および定電流電源を、それぞれ１つにすることができる
ため、大幅な用品数の削減、回路簡素化が図れ、パルス
電源の小型化を図ることができる。
【００４１】上述したように、本実施の形態のパルス電
源では、１台の定電流電源Ｉおよびブロッキングリアク
トルＬｂでリセット回路を構成することが可能となるた
め、回路用品数を削減することができ、リセット回路の
簡素化を図ることができる。これにより、パルス電源の
小型化を図ることが可能となる。
源では、１台の定電流電源Ｉおよびブロッキングリアク
トルＬｂでリセット回路を構成することが可能となるた
め、回路用品数を削減することができ、リセット回路の
簡素化を図ることができる。これにより、パルス電源の
小型化を図ることが可能となる。
【００４２】（第３の実施の形態：請求項５に対応）図
３は、本実施の形態によるパルス電源の構成例を示す回
路図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその
説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
３は、本実施の形態によるパルス電源の構成例を示す回
路図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその
説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
【００４３】すなわち、図３に示すように、本実施の形
態のパルス電源は、前記図１における定電流電源Ｉの出
力端子間に、サージ抑制用のコンデンサＣｂを並列に接
続した構成としている。
態のパルス電源は、前記図１における定電流電源Ｉの出
力端子間に、サージ抑制用のコンデンサＣｂを並列に接
続した構成としている。
【００４４】次に、以上のように構成した本実施の形態
のパルス電源においては、定電流電源Ｉの出力端子間
に、サージ抑制用のコンデンサＣｂを並列に接続してい
ることにより、サージ電流はサージ抑制用のコンデンサ
Ｃｂを流れ、前述した第１の実施の形態に比べて、直接
定電流電源Ｉに流れ込むサージ電流の値を低減すること
が可能となり、かつ定電流電源Ｉの両端子間に発生する
サージ電圧の抑制にも寄与することができる。
のパルス電源においては、定電流電源Ｉの出力端子間
に、サージ抑制用のコンデンサＣｂを並列に接続してい
ることにより、サージ電流はサージ抑制用のコンデンサ
Ｃｂを流れ、前述した第１の実施の形態に比べて、直接
定電流電源Ｉに流れ込むサージ電流の値を低減すること
が可能となり、かつ定電流電源Ｉの両端子間に発生する
サージ電圧の抑制にも寄与することができる。
【００４５】これにより、定電流電源Ｉの劣化を抑制し
て破損を防ぐことができ、結果としてパルス電源の高信
頼化を図ることができる。
て破損を防ぐことができ、結果としてパルス電源の高信
頼化を図ることができる。
【００４６】上述したように、本実施の形態のパルス電
源では、リセット回路に発生するサージ電流を抑制する
適正な回路を設けて、サージ電流が直接定電流電源Ｉに
流れ込むことを防ぐことが可能となるため、定電流電源
Ｉの劣化を抑制することができる。これにより、パルス
電源の高信頼化を図ることが可能となる。
源では、リセット回路に発生するサージ電流を抑制する
適正な回路を設けて、サージ電流が直接定電流電源Ｉに
流れ込むことを防ぐことが可能となるため、定電流電源
Ｉの劣化を抑制することができる。これにより、パルス
電源の高信頼化を図ることが可能となる。
【００４７】（第４の実施の形態：請求項６に対応）図
４は、本実施の形態によるパルス電源の構成例を示す回
路図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその
説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
４は、本実施の形態によるパルス電源の構成例を示す回
路図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその
説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
【００４８】すなわち、本実施の形態のパルス電源は、
図４に示すように、前記図１におけるブロッキングリア
クトルＬｂと定電流電源Ｉの正極端子との間の配線、お
よびコイル群と定電流電源Ｉの負極端子との間の配線
を、同一の磁性材料に、同一方向に巻き回したサージブ
ロッカＳｂを設けた構成としている。
図４に示すように、前記図１におけるブロッキングリア
クトルＬｂと定電流電源Ｉの正極端子との間の配線、お
よびコイル群と定電流電源Ｉの負極端子との間の配線
を、同一の磁性材料に、同一方向に巻き回したサージブ
ロッカＳｂを設けた構成としている。
【００４９】次に、以上のように構成した本実施の形態
のパルス電源においては、ブロッキングリアクトルＬｂ
と定電流電源Ｉの正極端子との間の配線、およびコイル
群と定電流電源Ｉの負極端子との間の配線を、同一の磁
性材料に、同一方向に巻き回したサージブロッカＳｂを
設けていることにより、可飽和リアクトルＳＲ１および
ＳＲ２の第１のコイルＰ１と第２のコイルＳ１との間に
存在する浮遊容量を介して移行するコモンモードの静電
移行サージをブロックすることが可能となり、定電流電
源Ｉの出力端子と接地との間に発生する電位差を抑制す
ることができる。これにより、定電流電源Ｉの破損を防
ぐことができ、結果としてパルス電源の高信頼化を図る
ことができる。
のパルス電源においては、ブロッキングリアクトルＬｂ
と定電流電源Ｉの正極端子との間の配線、およびコイル
群と定電流電源Ｉの負極端子との間の配線を、同一の磁
性材料に、同一方向に巻き回したサージブロッカＳｂを
設けていることにより、可飽和リアクトルＳＲ１および
ＳＲ２の第１のコイルＰ１と第２のコイルＳ１との間に
存在する浮遊容量を介して移行するコモンモードの静電
移行サージをブロックすることが可能となり、定電流電
源Ｉの出力端子と接地との間に発生する電位差を抑制す
ることができる。これにより、定電流電源Ｉの破損を防
ぐことができ、結果としてパルス電源の高信頼化を図る
ことができる。
【００５０】上述したように、本実施の形態のパルス電
源では、リセット回路に発生するサージ電圧を抑制する
適正な回路を設けて、定電流電源Ｉの出力端子と接地と
の間に発生する電位差を抑制することが可能となるた
め、定電流電源Ｉの破損を防止することができる。これ
により、パルス電源の高信頼化を図ることが可能とな
る。
源では、リセット回路に発生するサージ電圧を抑制する
適正な回路を設けて、定電流電源Ｉの出力端子と接地と
の間に発生する電位差を抑制することが可能となるた
め、定電流電源Ｉの破損を防止することができる。これ
により、パルス電源の高信頼化を図ることが可能とな
る。
【００５１】（第５の実施の形態：請求項７に対応）図
５は、本実施の形態によるパルス電源の構成例を示す回
路図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその
説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
５は、本実施の形態によるパルス電源の構成例を示す回
路図であり、図１と同一部分には同一符号を付してその
説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べ
る。
【００５２】すなわち、本実施の形態のパルス電源は、
図５に示すように、前記図１におけるブロッキングリア
クトルＬｂの定電流電源Ｉ側端子と接地との間、および
コイル群の定電流電源Ｉ側端子と接地との間のそれぞれ
に、コンデンサＣｐ１，Ｃｐ２を設けた構成としてい
る。
図５に示すように、前記図１におけるブロッキングリア
クトルＬｂの定電流電源Ｉ側端子と接地との間、および
コイル群の定電流電源Ｉ側端子と接地との間のそれぞれ
に、コンデンサＣｐ１，Ｃｐ２を設けた構成としてい
る。
【００５３】次に、以上のように構成した本実施の形態
のパルス電源においては、ブロッキングリアクトルＬｂ
の定電流電源Ｉ側端子と接地との間、およびコイル群の
定電流電源Ｉ側端子と接地との間のそれぞれに、コンデ
ンサＣｐ１，Ｃｐ２を設けていることにより、可飽和リ
アクトルＳＲ１およびＳＲ２の第１のコイルＰ１と第２
のコイルＳ１との間に存在する浮遊容量を介して移行す
るコモンモードの静電移行サージを接地に逃がすことが
可能となり、定電流電源Ｉの出力端子と接地との間に発
生する電位差を抑制することができる。これにより、定
電流電源Ｉの破損を防ぐことができ、結果としてパルス
電源の高信頼化を図ることができる。
のパルス電源においては、ブロッキングリアクトルＬｂ
の定電流電源Ｉ側端子と接地との間、およびコイル群の
定電流電源Ｉ側端子と接地との間のそれぞれに、コンデ
ンサＣｐ１，Ｃｐ２を設けていることにより、可飽和リ
アクトルＳＲ１およびＳＲ２の第１のコイルＰ１と第２
のコイルＳ１との間に存在する浮遊容量を介して移行す
るコモンモードの静電移行サージを接地に逃がすことが
可能となり、定電流電源Ｉの出力端子と接地との間に発
生する電位差を抑制することができる。これにより、定
電流電源Ｉの破損を防ぐことができ、結果としてパルス
電源の高信頼化を図ることができる。
【００５４】上述したように、本実施の形態のパルス電
源では、リセット回路に発生するサージ電圧を抑制する
適正な回路を設けて、定電流電源Ｉの出力端子と接地と
の間に発生する電位差を抑制することが可能となるた
め、定電流電源Ｉの破損を防止することができる。これ
により、パルス電源の高信頼化を図ることが可能とな
る。
源では、リセット回路に発生するサージ電圧を抑制する
適正な回路を設けて、定電流電源Ｉの出力端子と接地と
の間に発生する電位差を抑制することが可能となるた
め、定電流電源Ｉの破損を防止することができる。これ
により、パルス電源の高信頼化を図ることが可能とな
る。
【００５５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のパルス電
源によれば、リセット回路の用品数の削減、簡素化の図
れる回路構成とすることができるため、パルス電源の小
型化を図ることが可能となる。
源によれば、リセット回路の用品数の削減、簡素化の図
れる回路構成とすることができるため、パルス電源の小
型化を図ることが可能となる。
【００５６】また、主回路からリセット回路に移行し定
電流電源に印加するサージ電圧、電流を抑制する適正な
回路を設けるようにしたので、パルス電源の高信頼化を
図ることが可能となる。
電流電源に印加するサージ電圧、電流を抑制する適正な
回路を設けるようにしたので、パルス電源の高信頼化を
図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパルス電源の第１の実施の形態を
示す回路図。
示す回路図。
【図２】本発明によるパルス電源の第２の実施の形態を
示す回路図。
示す回路図。
【図３】本発明によるパルス電源の第３の実施の形態を
示す回路図。
示す回路図。
【図４】本発明によるパルス電源の第４の実施の形態を
示す回路図。
示す回路図。
【図５】本発明によるパルス電源の第５の実施の形態を
示す回路図。
示す回路図。
【図６】従来のパルス電源の構成例を示す回路図。
１０…充電電源 ２０…負荷 Ｌｃ…充電リアクトル Ｃ０…第１のコンデンサ Ｃ１…第２のコンデンサ Ｃ２…第３のコンデンサ ＳＳＷ…半導体スイッチ ＳＲ１…可飽和リアクトル ＳＲ２…可飽和リアクトル ＭＰＣ１…磁気パルス圧縮回路 ＭＰＣ２…磁気パルス圧縮回路 Ｐ１…第１のコイル Ｓ１…第２のコイル Ｓ２…第３のコイル Ｌｂ…ブロッキングリアクトル Ｉ…定電流電源 ＰＴ…パルストランス Ｃｂ…サージ抑制用のコンデンサ Ｓｂ…サージブロッカ Ｃｐ１，…コンデンサ Ｃｐ２…コンデンサ。
Claims (7)
- 【請求項１】 充電電源によりエネルギーが充電される
主コンデンサと、閉路することで前記主コンデンサのエ
ネルギーをパルス電力として取り出し次段の入力コンデ
ンサに移行するスイッチと、可飽和リアクトルの飽和動
作を利用して前記入力コンデンサのエネルギーをパルス
圧縮して出力する複数段の磁気パルス圧縮手段とを備え
て構成されるパルス電源において、 前記複数個の可飽和リアクトルはそれぞれ、主回路に接
続された第１のコイルの他に第２のコイルを備えて成
り、 前記可飽和リアクトルの第２のコイルを、それぞれ直列
に接続してコイル群を構成し、 前記コイル群の一方の端子を、ブロッキングリアクトル
を介して定電流電源の正極端子に接続すると共に、前記
コイル群の他方の端子を、直接前記定電流電源の負極端
子に接続したことを特徴とするパルス電源。 - 【請求項２】 充電電源によりエネルギーが充電される
主コンデンサと、閉路することで前記主コンデンサのエ
ネルギーをパルス電力として取り出し次段の入力コンデ
ンサに移行するスイッチと、可飽和リアクトルの飽和動
作を利用して前記入力コンデンサのエネルギーをパルス
圧縮して出力する複数段の磁気パルス圧縮手段と、入力
パルス電圧を昇圧するパルストランスとを備えて構成さ
れるパルス電源において、 前記複数個の可飽和リアクトルはそれぞれ、主回路に接
続された第１のコイルの他に第２のコイルを備えて成
り、 前記パルストランスは、主回路に接続された第１および
第２のコイルの他に第３のコイルを備えて成り、 前記可飽和リアクトルの第２のコイルおよび前記パルス
トランスの第３のコイルを、それぞれ直列に接続してコ
イル群を構成し、 前記コイル群の一方の端子を、ブロッキングリアクトル
を介して定電流電源の正極端子に接続すると共に、前記
コイル群の他方の端子を、直接前記定電流電源の負極端
子に接続したことを特徴とするパルス電源。 - 【請求項３】 前記請求項１または請求項２に記載のパ
ルス電源において、 前記可飽和リアクトルの第２のコイル、および前記パル
ストランスの第３のコイルの巻数を、１ターンとしたこ
とを特徴とするパルス電源。 - 【請求項４】 前記請求項１乃至請求項３のいずれか１
項に記載のパルス電源において、 前記ブロッキングリアクトルの値Ｌｂを、下記の関係式
を満たす値としたことを特徴とするパルス電源。 Ｌｂ≧２０×（Ｎrn／Ｎln）2 ×Ｌusn ここで、Ｎrn：可飽和リアクトルの第２のコイルの巻
数、あるいはパルストランスの第３のコイルの巻数 Ｎln：可飽和リアクトルあるいはパルストランスの第１
のコイルの巻数 Ｌusn ：可飽和リアクトルあるいはパルストランスの第
１のコイルの非飽和時インダクタンス - 【請求項５】 前記請求項１乃至請求項４のいずれか１
項に記載のパルス電源において、 前記定電流電源の出力端子間に、サージ抑制用のコンデ
ンサを並列に接続したことを特徴とするパルス電源。 - 【請求項６】 前記請求項１乃至請求項５のいずれか１
項に記載のパルス電源において、 前記ブロッキングリアクトルと前記定電流電源の正極端
子との間の配線、および前記コイル群と前記定電流電源
の負極端子との間の配線を、同一の磁性材料に、同一方
向に巻き回したことを特徴とするパルス電源。 - 【請求項７】 前記請求項１乃至請求項６のいずれか１
項に記載のパルス電源において、 前記ブロッキングリアクトルの定電流電源側端子と接地
との間、および前記コイル群の定電流電源側端子と接地
との間のそれぞれに、コンデンサを設けたことを特徴と
するパルス電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001023365A JP2002233168A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | パルス電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001023365A JP2002233168A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | パルス電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002233168A true JP2002233168A (ja) | 2002-08-16 |
Family
ID=18888663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001023365A Pending JP2002233168A (ja) | 2001-01-31 | 2001-01-31 | パルス電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002233168A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009136122A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-18 | Chuo Seisakusho Ltd | 高速パルス電源装置 |
-
2001
- 2001-01-31 JP JP2001023365A patent/JP2002233168A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009136122A (ja) * | 2007-12-03 | 2009-06-18 | Chuo Seisakusho Ltd | 高速パルス電源装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060516 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060926 |