JP2003009549A - パルス電源 - Google Patents
パルス電源Info
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- JP2003009549A JP2003009549A JP2001191062A JP2001191062A JP2003009549A JP 2003009549 A JP2003009549 A JP 2003009549A JP 2001191062 A JP2001191062 A JP 2001191062A JP 2001191062 A JP2001191062 A JP 2001191062A JP 2003009549 A JP2003009549 A JP 2003009549A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エネルギー回生ダイオードＤｒと共振リアク
トルＬｒの直列回路によらないエネルギー回生を行い、
エネルギーの回生効率を改善する。 【解決手段】 初期充電された充放電用コンデンサＣ０
から半導体スイッチＳＷのオン制御によりパルスを発生
するパルス電源において、上記半導体スイッチが複数の
半導体素子ＳＷ１〜ＳＷ４のタスキがけ回路で構成さ
れ、負荷からのキックバックエネルギーを上記タスキが
け回路を介して、上記充放電用コンデンサＣ ０に回生す
ることを特徴とし、上記のタスキがけ回路で構成された
半導体スイッチＳＷと負荷ＬＰとの間にリアクトル
Ｌ０、および可飽和リアクトルとコンデンサとを接続し
た磁気圧縮回路２を設けたことを特徴としている。
トルＬｒの直列回路によらないエネルギー回生を行い、
エネルギーの回生効率を改善する。 【解決手段】 初期充電された充放電用コンデンサＣ０
から半導体スイッチＳＷのオン制御によりパルスを発生
するパルス電源において、上記半導体スイッチが複数の
半導体素子ＳＷ１〜ＳＷ４のタスキがけ回路で構成さ
れ、負荷からのキックバックエネルギーを上記タスキが
け回路を介して、上記充放電用コンデンサＣ ０に回生す
ることを特徴とし、上記のタスキがけ回路で構成された
半導体スイッチＳＷと負荷ＬＰとの間にリアクトル
Ｌ０、および可飽和リアクトルとコンデンサとを接続し
た磁気圧縮回路２を設けたことを特徴としている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はコンデンサ放電を用
いたパルス電源に関わり、主にエネルギーの回生効率を
改善したパルス電源に関するものである。
いたパルス電源に関わり、主にエネルギーの回生効率を
改善したパルス電源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、パルス電源はパルスレーザ装置や
粒子ビーム装置などの電源に用いられ、研究設備や産業
上の需要が高まっている。このような短パルスを発生さ
せる一手法として、初期充電されたコンデンサから、半
導体スイッチをオンすることによって、初期パルスを発
生させ次段のコンデンサを充電し、更に可飽和リアクト
ルの飽和特性を利用してパルス幅の圧縮を行う、いわゆ
る磁気圧縮回路がよく用いられる。この種のパルスレー
ザ装置用のパルス電源の従来例を図２に示す。
粒子ビーム装置などの電源に用いられ、研究設備や産業
上の需要が高まっている。このような短パルスを発生さ
せる一手法として、初期充電されたコンデンサから、半
導体スイッチをオンすることによって、初期パルスを発
生させ次段のコンデンサを充電し、更に可飽和リアクト
ルの飽和特性を利用してパルス幅の圧縮を行う、いわゆ
る磁気圧縮回路がよく用いられる。この種のパルスレー
ザ装置用のパルス電源の従来例を図２に示す。
【０００３】図２において、共振リアクトルＬｒとエネ
ルギー回生ダイオードＤｒを直列に接続したエネルギー
回生回路を充放電用コンデンサＣ０と並列に接続する。
エネルギー回生ダイオードＤｒの極性は充放電用コンデ
ンサＣ０の初期充電電圧を阻止する方向とする。充放電
用コンデンサＣ０の出力には半導体スイッチＳＷとリア
クトルＬ０を直列に接続してパルス発生回路１を構成
し、次段の磁気圧縮回路２と接続する。磁気圧縮回路２
はコンデンサＣ１と可飽和リアクトルＬ１とを組み合わ
せたもので、複数段用いることが多くその一般例を示し
た。コンデンサをＣ１〜Ｃｎ、可飽和リアクトルをＬ１
〜Ｌｎ とする。接続はコンデンサＣ１ と可飽和リアク
トルＬ１とコンデンサＣ２が櫛形となるようにする。最
終段は可飽和リアクトルＬｎによって出力し次段の負荷
部３に接続される。負荷部３はピーキングコンデンサＣ
ｐと負荷Ｌｐとが並列に接続されている。なお、リアク
トルＬ０は半導体スイッチＳＷの保護用として設けたイ
ンピーダンスである。
ルギー回生ダイオードＤｒを直列に接続したエネルギー
回生回路を充放電用コンデンサＣ０と並列に接続する。
エネルギー回生ダイオードＤｒの極性は充放電用コンデ
ンサＣ０の初期充電電圧を阻止する方向とする。充放電
用コンデンサＣ０の出力には半導体スイッチＳＷとリア
クトルＬ０を直列に接続してパルス発生回路１を構成
し、次段の磁気圧縮回路２と接続する。磁気圧縮回路２
はコンデンサＣ１と可飽和リアクトルＬ１とを組み合わ
せたもので、複数段用いることが多くその一般例を示し
た。コンデンサをＣ１〜Ｃｎ、可飽和リアクトルをＬ１
〜Ｌｎ とする。接続はコンデンサＣ１ と可飽和リアク
トルＬ１とコンデンサＣ２が櫛形となるようにする。最
終段は可飽和リアクトルＬｎによって出力し次段の負荷
部３に接続される。負荷部３はピーキングコンデンサＣ
ｐと負荷Ｌｐとが並列に接続されている。なお、リアク
トルＬ０は半導体スイッチＳＷの保護用として設けたイ
ンピーダンスである。
【０００４】次に動作を説明する。パルス発生回路１は
図示しない高電圧直流電源により充放電用コンデンサＣ
０を初期充電しておき、半導体スイッチＳＷのオン制御
で充放電用コンデンサＣ０からリアクトルＬ０を介して
コンデンサＣ１に電荷を供給する。
図示しない高電圧直流電源により充放電用コンデンサＣ
０を初期充電しておき、半導体スイッチＳＷのオン制御
で充放電用コンデンサＣ０からリアクトルＬ０を介して
コンデンサＣ１に電荷を供給する。
【０００５】磁気圧縮回路２において、コンデンサＣ１
に電荷が供給されると電圧が上昇して可飽和リアクトル
Ｌ１が励磁されて、所定の磁気容量（電圧×時間）に達
すると可飽和リアクトルＬ１が磁気飽和をしてインダク
タンス値が激減する。すなわち、磁気スイッチが動作し
たことになり次段のコンデンサＣ２に電荷が移動する。
以下同じ動作が繰り返されて行くが、後段のリアクトル
ほど飽和後のインダクタンスが小さく設計されているた
めに充電時間が短くなり、パルス圧縮されることにな
る。このようにして負荷部３に電荷が供給されると、ピ
ーキングコンデンサＣｐは極めて狭幅にパルス充電され
負荷Ｌｐのレーザ極間ギャップの電圧が上昇し、絶縁破
壊されてコンデンサＣｐに蓄積された電荷はレーザ触媒
中に注入されレーザが励起される。
に電荷が供給されると電圧が上昇して可飽和リアクトル
Ｌ１が励磁されて、所定の磁気容量（電圧×時間）に達
すると可飽和リアクトルＬ１が磁気飽和をしてインダク
タンス値が激減する。すなわち、磁気スイッチが動作し
たことになり次段のコンデンサＣ２に電荷が移動する。
以下同じ動作が繰り返されて行くが、後段のリアクトル
ほど飽和後のインダクタンスが小さく設計されているた
めに充電時間が短くなり、パルス圧縮されることにな
る。このようにして負荷部３に電荷が供給されると、ピ
ーキングコンデンサＣｐは極めて狭幅にパルス充電され
負荷Ｌｐのレーザ極間ギャップの電圧が上昇し、絶縁破
壊されてコンデンサＣｐに蓄積された電荷はレーザ触媒
中に注入されレーザが励起される。
【０００６】このようにして移動してきたエネルギーに
比べると、レーザ電極に注入されるエネルギーは大変少
なく、レーザ電極間ギャップに到達したエネルギーがこ
こで全て消費されずに、一部のエネルギーが充放電用コ
ンデンサＣ０まで戻ってくることがある。これをキック
バックエネルギーと呼ぶ。例えばピーキングコンデンサ
Ｃｐに充電される電圧が最大値に到達する以前に負荷Ｌ
ｐのレーザ電極間ギャップが放電すると、コンデンサＣ
ｎに電荷が残った状態でピーキングコンデンサＣｐの両
端がレーザ電極間ギャップを通して短絡状態となるた
め、コンデンサＣ ｎとリアクトルＬｎと負荷Ｌｐの閉回
路を介してコンデンサＣｎの極性は反転し逆極性に充電
される。そして同様の作用によりこの反転したキックバ
ックエネルギーは前段へと移動して行き、最終的には充
放電用コンデンサＣ０を逆極性に充電する。そして、そ
の後充放電用コンデンサＣ０と並列に接続されたエネル
ギー回生ダイオードＤｒと共振リアクトルＬｒを介し
て、再度充放電用コンデンサＣ ０を逆充電させて当初の
極性に戻す。すなわち、当初の電荷の一部が充放電用コ
ンデンサＣ０に回生されたことになる。
比べると、レーザ電極に注入されるエネルギーは大変少
なく、レーザ電極間ギャップに到達したエネルギーがこ
こで全て消費されずに、一部のエネルギーが充放電用コ
ンデンサＣ０まで戻ってくることがある。これをキック
バックエネルギーと呼ぶ。例えばピーキングコンデンサ
Ｃｐに充電される電圧が最大値に到達する以前に負荷Ｌ
ｐのレーザ電極間ギャップが放電すると、コンデンサＣ
ｎに電荷が残った状態でピーキングコンデンサＣｐの両
端がレーザ電極間ギャップを通して短絡状態となるた
め、コンデンサＣ ｎとリアクトルＬｎと負荷Ｌｐの閉回
路を介してコンデンサＣｎの極性は反転し逆極性に充電
される。そして同様の作用によりこの反転したキックバ
ックエネルギーは前段へと移動して行き、最終的には充
放電用コンデンサＣ０を逆極性に充電する。そして、そ
の後充放電用コンデンサＣ０と並列に接続されたエネル
ギー回生ダイオードＤｒと共振リアクトルＬｒを介し
て、再度充放電用コンデンサＣ ０を逆充電させて当初の
極性に戻す。すなわち、当初の電荷の一部が充放電用コ
ンデンサＣ０に回生されたことになる。
【０００７】このようにしてエネルギーを回生しない
と、キックバックエネルギーは再度レーザ発生部へと向
かい、不安定なレーザ発振を繰り返し、また、レーザ極
間電極を著しく消耗させ、かつ、回路構成素子の寿命を
低下させることになる。よって、エネルギーの回生は長
寿命化の達成、長期的な信頼性の向上、およびエネルギ
ーの効率的活用のために有効な手段となる。
と、キックバックエネルギーは再度レーザ発生部へと向
かい、不安定なレーザ発振を繰り返し、また、レーザ極
間電極を著しく消耗させ、かつ、回路構成素子の寿命を
低下させることになる。よって、エネルギーの回生は長
寿命化の達成、長期的な信頼性の向上、およびエネルギ
ーの効率的活用のために有効な手段となる。
【０００８】上記したように、図２の従来の回路構成で
は、キックバックエネルギーを充放電用コンデンサＣ０
に一旦逆極性に充電し、その後エネルギー回生ダイオー
ドＤ ｒと共振リアクトルＬｒの直列回路を介して当初の
極性に回生していた。この方法によると大きな共振リア
クトルＬｒが必要であり、共振周波数が高いこともあっ
て巻線や鉄芯による損失が大きくなるという問題があ
る。また、負荷Ｌｐが電磁石のようにインダクタンス負
荷である場合には、その供給したエネルギーのほとんど
がキックバックして来るため、エネルギー回生効率の向
上が重要な課題であった。
は、キックバックエネルギーを充放電用コンデンサＣ０
に一旦逆極性に充電し、その後エネルギー回生ダイオー
ドＤ ｒと共振リアクトルＬｒの直列回路を介して当初の
極性に回生していた。この方法によると大きな共振リア
クトルＬｒが必要であり、共振周波数が高いこともあっ
て巻線や鉄芯による損失が大きくなるという問題があ
る。また、負荷Ｌｐが電磁石のようにインダクタンス負
荷である場合には、その供給したエネルギーのほとんど
がキックバックして来るため、エネルギー回生効率の向
上が重要な課題であった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のような問題があ
ったため、大きな共振リアクトルを使用せず、巻線や磁
芯による損失をなくし、かつインダクタンス負荷を接続
した場合でも、キックバックエネルギーの回生効率を十
分に向上させることができる回路構成が要求されてい
た。
ったため、大きな共振リアクトルを使用せず、巻線や磁
芯による損失をなくし、かつインダクタンス負荷を接続
した場合でも、キックバックエネルギーの回生効率を十
分に向上させることができる回路構成が要求されてい
た。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、初期充電され
た充放電用コンデンサＣ０から半導体スイッチＳＷのオ
ン制御によりパルスを発生するパルス電源において、上
記半導体スイッチＳＷが複数の半導体素子ＳＷ１〜ＳＷ
４のタスキがけ回路で構成され、負荷からのキックバッ
クエネルギーを上記タスキがけ回路を介して、上記充放
電用コンデンサＣ０に回生することを特徴とするパルス
電源である。
た充放電用コンデンサＣ０から半導体スイッチＳＷのオ
ン制御によりパルスを発生するパルス電源において、上
記半導体スイッチＳＷが複数の半導体素子ＳＷ１〜ＳＷ
４のタスキがけ回路で構成され、負荷からのキックバッ
クエネルギーを上記タスキがけ回路を介して、上記充放
電用コンデンサＣ０に回生することを特徴とするパルス
電源である。
【００１１】また、上記のタスキがけ回路で構成された
半導体スイッチＳＷと負荷ＬＰとの間に、リアクトルＬ
０および可飽和リアクトルＬ１〜Ｌｎと、コンデンサＣ
１〜Ｃｎとを接続した磁気圧縮回路２を設けたことを特
徴とするパルス電源である。
半導体スイッチＳＷと負荷ＬＰとの間に、リアクトルＬ
０および可飽和リアクトルＬ１〜Ｌｎと、コンデンサＣ
１〜Ｃｎとを接続した磁気圧縮回路２を設けたことを特
徴とするパルス電源である。
【００１２】そして、上記のタスキがけ回路が、充放電
用コンデンサＣ０の一端とリアクトルＬ０との間に第１
の半導体素子ＳＷ１を順方向接続し、充放電用コンデン
サＣ ０の他端と上記磁気圧縮回路２との間に第２の半導
体素子ＳＷ２を逆方向接続し、第１の半導体素子ＳＷ１
のアノードと第２の半導体素子ＳＷ２のアノードとの間
に第３の半導体素子ＳＷ３を逆方向接続し、第１の半導
体素子ＳＷ１のカソードと第２の半導体素子ＳＷ２のカ
ソードとの間に第４の半導体素子ＳＷ４を逆方向接続し
てなることを特徴とするパルス電源である。
用コンデンサＣ０の一端とリアクトルＬ０との間に第１
の半導体素子ＳＷ１を順方向接続し、充放電用コンデン
サＣ ０の他端と上記磁気圧縮回路２との間に第２の半導
体素子ＳＷ２を逆方向接続し、第１の半導体素子ＳＷ１
のアノードと第２の半導体素子ＳＷ２のアノードとの間
に第３の半導体素子ＳＷ３を逆方向接続し、第１の半導
体素子ＳＷ１のカソードと第２の半導体素子ＳＷ２のカ
ソードとの間に第４の半導体素子ＳＷ４を逆方向接続し
てなることを特徴とするパルス電源である。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は本発明の実施例である。図２と同一
回路を構成する素子については同一記号を付記したので
その説明を省略する。
て説明する。図１は本発明の実施例である。図２と同一
回路を構成する素子については同一記号を付記したので
その説明を省略する。
【００１４】図１において、パルス発生回路１は充放電
コンデンサＣ０と半導体スイッチＳＷを接続し、その出
力はリアクトルＬ０と接続する。半導体スイッチＳＷは
半導体素子ＳＷ１〜ＳＷ４によって構成され、充放電用
コンデンサＣ０の一端とリアクトルＬ０との間に第１の
半導体素子を順方向接続し、充放電用コンデンサＣ０の
他端と上記磁気圧縮回路２との間に第２の半導体素子Ｓ
Ｗ２を逆方向接続し、第１の半導体素子ＳＷ１のアノー
ドと第２の半導体素子ＳＷ２のアノードとの間に第３の
半導体素子ＳＷ３を逆方向接続し、第１の半導体素子Ｓ
Ｗ１のカソードと第２の半導体素子ＳＷ２のカソードと
の間に第４の半導体素子ＳＷ４を逆方向接続してなる。
この半導体素子ＳＷ１〜ＳＷ４の接続方法を「タスキが
け回路」と呼ぶ。その他の回路、すなわち、磁気圧縮回
路２および負荷部３については、図２をそのまま引用し
たので説明を省略する。
コンデンサＣ０と半導体スイッチＳＷを接続し、その出
力はリアクトルＬ０と接続する。半導体スイッチＳＷは
半導体素子ＳＷ１〜ＳＷ４によって構成され、充放電用
コンデンサＣ０の一端とリアクトルＬ０との間に第１の
半導体素子を順方向接続し、充放電用コンデンサＣ０の
他端と上記磁気圧縮回路２との間に第２の半導体素子Ｓ
Ｗ２を逆方向接続し、第１の半導体素子ＳＷ１のアノー
ドと第２の半導体素子ＳＷ２のアノードとの間に第３の
半導体素子ＳＷ３を逆方向接続し、第１の半導体素子Ｓ
Ｗ１のカソードと第２の半導体素子ＳＷ２のカソードと
の間に第４の半導体素子ＳＷ４を逆方向接続してなる。
この半導体素子ＳＷ１〜ＳＷ４の接続方法を「タスキが
け回路」と呼ぶ。その他の回路、すなわち、磁気圧縮回
路２および負荷部３については、図２をそのまま引用し
たので説明を省略する。
【００１５】次に動作を説明する。パルス発生回路１
は、図示しない高電圧直流電源により充放電用コンデン
サＣ０を初期充電しておき、半導体スイッチＳＷの半導
体素子ＳＷ１と半導体素子ＳＷ２をオン制御し、充放電
用コンデンサＣ０からリアクトルＬｏを介してコンデン
サＣ１に電荷を供給する。以降は図２と同一であるので
その説明を省略するが、タスキがけ回路を介したキック
バックエネルギーの回生方法が異なるのでその動作につ
いて説明する。キックバックエネルギーによってコンデ
ンサＣ１が逆極性に充電されると、半導体素子ＳＷ２、
充放電用コンデンサＣ０、半導体素子ＳＷ１、およびリ
アクトルＬ０の共振回路で充放電用コンデンサＣ０を逆
極性に充電し始める段階で半導体素子ＳＷ３およびＳＷ
４をオン動作させて半導体素子ＳＷ１およびＳＷ２をオ
フ動作させる。そうするとコンデンサＣ１、半導体素子
ＳＷ３、充放電用コンデンサＣ０、半導体素子ＳＷ４お
よびリアクトルＬ０の共振回路へと転流して、充放電用
コンデンサＣ０は初期の極性に充電され、エネルギーは
回生される。本発明によれば充放電用コンデンサＣ０は
コンデンサＣ１から直接エネルギーが回生されるため、
回生効率はきわめて良くなる。
は、図示しない高電圧直流電源により充放電用コンデン
サＣ０を初期充電しておき、半導体スイッチＳＷの半導
体素子ＳＷ１と半導体素子ＳＷ２をオン制御し、充放電
用コンデンサＣ０からリアクトルＬｏを介してコンデン
サＣ１に電荷を供給する。以降は図２と同一であるので
その説明を省略するが、タスキがけ回路を介したキック
バックエネルギーの回生方法が異なるのでその動作につ
いて説明する。キックバックエネルギーによってコンデ
ンサＣ１が逆極性に充電されると、半導体素子ＳＷ２、
充放電用コンデンサＣ０、半導体素子ＳＷ１、およびリ
アクトルＬ０の共振回路で充放電用コンデンサＣ０を逆
極性に充電し始める段階で半導体素子ＳＷ３およびＳＷ
４をオン動作させて半導体素子ＳＷ１およびＳＷ２をオ
フ動作させる。そうするとコンデンサＣ１、半導体素子
ＳＷ３、充放電用コンデンサＣ０、半導体素子ＳＷ４お
よびリアクトルＬ０の共振回路へと転流して、充放電用
コンデンサＣ０は初期の極性に充電され、エネルギーは
回生される。本発明によれば充放電用コンデンサＣ０は
コンデンサＣ１から直接エネルギーが回生されるため、
回生効率はきわめて良くなる。
【００１６】図１の磁気圧縮回路２は基本的な回路を記
したが、用途によって色々な変形回路が用いられる。例
えば、より高い電圧を必要とする場合には、パルス発生
回路１と磁気圧縮回路２の間にパルス変圧器を接続し、
昇圧した電圧をコンデンサＣ １に供給したり、またはコ
ンデンサＣ１〜Ｃｎの任意のコンデンサと並列にパルス
変圧器を接続し、昇圧して使用することもある。他の例
として可飽和リアクトルＬ１〜Ｌｎにバイアス回路を設
けた回路や、その他にも変形した回路があるが、キック
バックエネルギーが存在し、これを前段のパルス発生回
路１に伝送する回路構成であれば、本発明は有効であ
る。
したが、用途によって色々な変形回路が用いられる。例
えば、より高い電圧を必要とする場合には、パルス発生
回路１と磁気圧縮回路２の間にパルス変圧器を接続し、
昇圧した電圧をコンデンサＣ １に供給したり、またはコ
ンデンサＣ１〜Ｃｎの任意のコンデンサと並列にパルス
変圧器を接続し、昇圧して使用することもある。他の例
として可飽和リアクトルＬ１〜Ｌｎにバイアス回路を設
けた回路や、その他にも変形した回路があるが、キック
バックエネルギーが存在し、これを前段のパルス発生回
路１に伝送する回路構成であれば、本発明は有効であ
る。
【００１７】また、半導体スイッチＳＷを構成する半導
体素子ＳＷ１〜ＳＷ４は、電圧電流の大きさやパルス
幅、そして放電頻度などによって仕様が決められる。主
にＩＧＢＴ、ＧＴＯ、サイリスタやＦＥＴなどが用途に
よって選定される。
体素子ＳＷ１〜ＳＷ４は、電圧電流の大きさやパルス
幅、そして放電頻度などによって仕様が決められる。主
にＩＧＢＴ、ＧＴＯ、サイリスタやＦＥＴなどが用途に
よって選定される。
【００１８】さて、前記実施例では磁気圧縮回路２を用
いてパルス電圧を発生する放電回路を説明したが、必ず
しも本発明はこれに限定するものではない。例えば、充
放電用コンデンサＣ０から放電される電荷を直接、電磁
石負荷のようにほとんどのエネルギーを消費しないイン
ダクタンス成分に供給しても同様の効果がある。すなわ
ち、負荷で消費されずにその一部または大部分がもとの
充放電用コンデンサＣ ０にキックバックするような回路
であればすべて有効に働く。
いてパルス電圧を発生する放電回路を説明したが、必ず
しも本発明はこれに限定するものではない。例えば、充
放電用コンデンサＣ０から放電される電荷を直接、電磁
石負荷のようにほとんどのエネルギーを消費しないイン
ダクタンス成分に供給しても同様の効果がある。すなわ
ち、負荷で消費されずにその一部または大部分がもとの
充放電用コンデンサＣ ０にキックバックするような回路
であればすべて有効に働く。
【００１９】
【発明の効果】上記したように、本発明は充放電用コン
デンサＣ０に充電された逆極性の電荷を、エネルギー回
生ダイオードＤｒと共振リアクトルＬｒとからなるエネ
ルギー回生回路によらず、半導体スイッチＳＷの半導体
素子ＳＷ１〜ＳＷ４のタスキがけ回路によって直接、エ
ネルギーを回生するもので、エネルギー回生ダイオード
Ｄｒや共振リアクトルＬｒが不要となる。したがって、
共振リアクトルＬｒのエネルギー回生時の銅損、鉄損が
なくなり、回生効率が大幅に改善されるために充放電用
コンデンサＣ０を充電する高電圧直流電源（図示せず）
の容量を低減することができ、大幅なコストダウンを図
ることができた。よって、数ｋＶ〜数十ｋＶの電圧、数
Ｊから数百ｋＪのエネルギーを扱い、かつ放電回数が１
秒間に数千回の電源にも十分に対応することができ、工
業的価値大なるものである。
デンサＣ０に充電された逆極性の電荷を、エネルギー回
生ダイオードＤｒと共振リアクトルＬｒとからなるエネ
ルギー回生回路によらず、半導体スイッチＳＷの半導体
素子ＳＷ１〜ＳＷ４のタスキがけ回路によって直接、エ
ネルギーを回生するもので、エネルギー回生ダイオード
Ｄｒや共振リアクトルＬｒが不要となる。したがって、
共振リアクトルＬｒのエネルギー回生時の銅損、鉄損が
なくなり、回生効率が大幅に改善されるために充放電用
コンデンサＣ０を充電する高電圧直流電源（図示せず）
の容量を低減することができ、大幅なコストダウンを図
ることができた。よって、数ｋＶ〜数十ｋＶの電圧、数
Ｊから数百ｋＪのエネルギーを扱い、かつ放電回数が１
秒間に数千回の電源にも十分に対応することができ、工
業的価値大なるものである。
【図１】本発明の実施例によるパルス電源の回路図であ
る。
る。
【図２】従来例によるパルス電源の回路図である。
１ パルス発生回路
２ 磁気圧縮回路
３ 負荷部
ＳＷ 半導体スイッチ
ＳＷ１〜ＳＷ４ 半導体素子
Ｌｒ 共振リアクトル
Ｄｒ エネルギー回生ダイオード
Ｃ０ 充放電用コンデンサ
Ｃ１〜Ｃｎ コンデンサ
Ｃｐ ピーキングコンデンサ
Ｌ０ リアクトル
Ｌ１〜Ｌｎ 可飽和リアクトル
Ｌｐ 負荷
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 古矢 勝彦
京都府京都市中京区御池通烏丸東入一筋目
仲保利町191番地の４ 上原ビル３階 ニ
チコン株式会社内
Ｆターム(参考） 5F071 AA00 GG03 GG05 HH05 HH07
JJ02 JJ03 JJ05 JJ07 JJ09
5H790 BA02 BB03 CC01 DD06 EA01
EA03 EA13
Claims (3)
- 【請求項１】 初期充電された充放電用コンデンサから
半導体スイッチのオン制御によりパルスを発生するパル
ス電源において、 上記半導体スイッチが複数の半導体素子のタスキがけ回
路で構成され、負荷からのキックバックエネルギーを上
記タスキがけ回路を介して、上記充放電用コンデンサに
回生することを特徴とするパルス電源。 - 【請求項２】 上記のタスキがけ回路で構成された半導
体スイッチと負荷との間に、リアクトルおよび可飽和リ
アクトルと、コンデンサとを接続した磁気圧縮回路を設
けたことを特徴とする請求項１記載のパルス電源。 - 【請求項３】 上記のタスキがけ回路が、充放電用コン
デンサの一端とリアクトルとの間に第１の半導体素子を
順方向接続し、充放電用コンデンサの他端と上記磁気圧
縮回路との間に第２の半導体素子を逆方向接続し、第１
の半導体素子のアノードと第２の半導体素子のアノード
との間に第３の半導体素子を逆方向接続し、第１の半導
体素子のカソードと第２の半導体素子のカソードとの間
に第４の半導体素子を逆方向接続してなることを特徴と
する請求項２記載のパルス電源。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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