JP2020077607A - 電流パルスを制御するモジュレータおよびその方法 - Google Patents
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Abstract
Description
110:双極型パルス発生器
110a:磁化パルス発生部
110b:主パルス発生部
120:高電圧変圧器
130:パルス波形制御器
140:タイミング制御器
200:駆動装置
Claims (30)
- 1次側と2次側を通して供給される電圧を変圧して駆動装置に電流パルスを印加する高電圧変圧器と、
前記高電圧変圧器の1次側に連結されている連結ラインに磁化パルスと主パルスを印加する双極型パルス発生器と、
前記磁化パルスと前記主パルスを印加する時間差を調節するタイミング制御器と、を含み、
前記双極型パルス発生器は、
陽極電源を利用して磁化パルスを生成する磁化パルス発生部と、
陰極電源を利用して陰極パルスを生成する主パルス発生部と、を含む、モジュレータ。 - 磁化パルス発生部は、
前記磁化パルスの電源を供給する第1の電源供給装置と、
前記第1の電源供給装置から陽極電源を印加して充電し、充電された前記陽極電源を放電する第1のキャパシターと、
前記連結ラインの連結地点と前記第1のキャパシターに連結されている第1のダイオードと、
前記第1のキャパシターと前記第1のダイオードの間に連結されてオンまたはオフ制御する第1の固体素子スイッチと、を含む、請求項1に記載のモジュレータ。 - 主パルス発生部は、
前記主パルスの電源を供給する第2の電源供給装置と、
前記第2の電源供給装置から陰極電源を印加して充電し、充電された前記陰極電源を放電する第2のキャパシターと、
前記第2のキャパシターと連結され、前記第1の固体素子スイッチと連結されてオンまたはオフ制御する第2の固体素子スイッチと、
前記第1のダイオードおよび前記第2の固体素子スイッチと連結されており、前記連結ラインとの連結地点位置に連結されている第2のダイオードで構成された主パルス発生部と、を含む、請求項2に記載のモジュレータ。 - 前記タイミング制御器は、
前記第1の固体素子スイッチと前記第2の固体素子スイッチのオンまたはオフ時点を制御して前記磁化パルスが前記1次側に印加される時間、前記主パルスが前記1次側に印加される時間、および前記磁化パルスの印加が終了した時点から前記主パルスが印加される時点までの時間を制御する、請求項3に記載のモジュレータ。 - 前記双極型パルス発生器は、
第1の時点で前記磁化パルスを前記1次側に印加すると、前記タイミング制御器の制御に対応して予め設定された時間が経過した後、第2の時点で前記主パルスを前記1次側に印加する、請求項4に記載のモジュレータ。 - 前記磁化パルスと前記主パルスが前記1次側に印加される時間差を制御して前記2次側に誘導される電圧の大きさを調節する、請求項5に記載のモジュレータ。
- 複数個の前記双極型パルス発生器を含み、
複数個の前記双極型パルス発生器は、同じインピーダンスおよび長さを有する複数の連結ラインを通じて前記高電圧変圧器の1次側と並列に連結される、請求項1に記載のモジュレータ。 - 前記高電圧変圧器の前記2次側を通して供給される電圧を調節する別途の変圧器と波形制御電源の陽極電源と一端が連結される第3の固体素子スイッチと、前記別途の変圧器の1次側に連結され、波形制御電源の陰極電源と一端が連結される第4の固体素子スイッチとを含む複数個の単位モジュールで構成されるパルス波形制御器をさらに含み、
前記タイミング制御器は、前記パルス波形制御器の第3の固体素子スイッチおよび第4の固体素子スイッチのオンまたはオフの設定時点を制御する、請求項7に記載のモジュレータ。 - 前記第3の固体素子スイッチと前記第4の固体素子スイッチがオンの状態に設定されると、印加される電流電圧がさらに増加し、
前記第3の固体素子スイッチと前記第4の固体素子スイッチがオフの状態に設定されると、印加される電流電圧がさらに低くなる、請求項8に記載のモジュレータ。 - 前記双極型パルス発生器を通して磁化パルスと主パルスの印加時点の差により調節された大きさの電流パルスをマグネトロンに供給する、請求項1に記載のモジュレータ。
- 1次側と2次側を通して供給される電圧を変圧して駆動装置に電流パルスを印加する高電圧変圧器と、
前記高電圧変圧器の2次側と直列に連結されている複数個の単位モジュールで構成されたパルス波形制御器と、
前記単位モジュール内の固体素子スイッチのオンまたはオフを調節するタイミング制御器と、を含み、
前記単位モジュールは、
前記高電圧変圧器の前記2次側を通して供給される電圧を調節する別途の変圧器と波形制御電源の陰極電源と連結され、前記別途の変圧器の1次側に連結されている第1のダイオードと、
前記波形制御電源の陽極電源と連結され、前記第1のダイオードと連結されオンまたはオフ制御する第1の固体素子スイッチと、
前記波形制御電源の陰極電源と連結され、オンまたはオフ制御する第2の固体素子スイッチと、
前記波形制御電源の陽極電源と連結され、前記別途の変圧器の1次側の第1のダイオードの対向側に連結されている第2のダイオードと、を含む、モジュレータ。 - 前記単位モジュールは、
フルブリッジ(full−bridge)またはフォワードコンバータ(forward converter)の回路構造と別途の変圧器で形成される、請求項11に記載のモジュレータ。 - 前記単位モジュールは、
前記第1の固体素子スイッチと前記第2の固体素子スイッチをオフに設定すれば、印加される前記2次側の電圧が減少し、
前記第1の固体素子スイッチと前記第2の固体素子スイッチをオンに設定すれば、印加される前記2次側の電圧が増加し、
前記第1の固体素子スイッチと前記第2の固体素子スイッチのうちの1つだけをオンに設定すれば、印加される電流電圧の変化がない、請求項11に記載のモジュレータ。 - 前記2次側に直列に連結されている複数個の単位モジュールから電圧の大きさが調節された波形が印加されると、それぞれの単位モジュールからの印加された波形の和を通じて電流パルスの波形が制御される、請求項11に記載のモジュレータ。
- 前記パルス波形制御器がn個(nは自然数)の単位モジュールを含む場合、2n+1の段階からなる任意の波形を制御する、請求項14に記載のモジュレータ。
- 前記高電圧変圧器の1次側に連結されている連結ラインに磁化パルスと主パルスを印加する双極型パルス発生器をさらに含み、
前記タイミング制御器は、前記双極型パルス発生器内に固体素子スイッチの駆動時点を制御する、請求項11に記載のモジュレータ。 - 前記双極型パルス発生器は、
前記磁化パルスの電源を供給する第1の電源供給装置、
前記第1の電源供給装置から陽極電圧を印加して充電し、充電された前記陽極電圧を放電する第1のキャパシター、
前記連結ラインの連結地点と第1のキャパシターに連結されている第1のダイオード、および
前記第1のキャパシターと第1のダイオードの間に連結されてオンまたはオフ制御する第1の固体素子スイッチを含む磁化パルス発生部と、
前記主パルスの電源を供給する第2の電源供給装置、
前記第2の電源供給装置から陰極電圧を印加して充電し、充電された前記陰極電圧を放電する第2のキャパシター、
前記第2のキャパシターと第2のダイオードの間の地点と前記第1の固体素子スイッチと連結されてオンまたはオフ制御する第2の固体素子スイッチ、および
前記第1のダイオードおよび前記第2の固体素子スイッチと連結されて前記連結ラインとの連結地点位置に連結されている第2のダイオードを含む主パルス発生部と、を含む、請求項16に記載のモジュレータ。 - 高電圧変圧器の1次側に連結されている連結ラインを通じて双極型パルス発生器は主パルスと逆極性を有する磁化パルスを印加する段階と、
前記磁化パルスが前記1次側に印加され、前記1次側に隣接して位置する前記高電圧変圧器の2次側に電圧が誘導される段階と、
予め設定された時間差に対応して双極型パルス発生器は、前記連結ラインを通じて前記主パルスを前記1次側に印加する段階と、
前記主パルスが前記1次側に印加され、前記2次側に主パルスの電圧が誘導されて電圧の大きさが制御される段階と、を含む、モジュレータの電流パルスの大きさの制御方法。 - 前記磁化パルスを印加する段階は、
陽極の磁化パルス電源を供給する第1の電源供給装置から陽極電源を印加して第1のキャパシターが充電される段階と、
前記第1のキャパシターと前記1次側に連結されている連結ラインに連結されている第1の固体素子スイッチをオンの状態に設定する段階と、
前記第1のキャパシターが放電されながら前記磁化パルスを生成する段階と、
前記1次側に連結されている連結ラインと連結地点位置で一側方向のみに前記磁化パルスが流れるようにして前記1次側に印加する段階と、を含む、請求項18に記載のモジュレータの電流パルスの大きさの制御方法。 - 前記主パルスを前記1次側に印加する段階は、
陰極の主パルス電源を供給する第2の電源供給装置から陰極電源を印加して第2のキャパシターが充電する段階と、
前記第2のキャパシターと前記1次側に連結されている連結ラインに連結されている第2の固体素子スイッチを前記予め設定された時間差に対応してオンの状態に設定する段階と、
前記第2のキャパシターが放電されながら前記主パルスを生成する段階と、
前記1次側に連結されている連結ラインと連結地点方向のみに前記主パルスが流れるようにして前記1次側に印加する段階と、を含む、請求項19に記載のモジュレータの電流パルスの大きさの制御方法。 - 前記磁化パルスを印加した直後に前記主パルスを前記1次側に印加すると、前記2次側に誘導される電圧の大きさが最大となり、
前記予め設定された時間差が大きくなるほど前記2次側に誘導される電圧の大きさが小さくなる、請求項20に記載のモジュレータの電流パルスの大きさの制御方法。 - 高電圧変圧器の2次側に連結されて印加された電圧を加減して電流パルスの波形を制御する段階をさらに含む、請求項18に記載のモジュレータの電流パルスの大きさの制御方法。
- 前記電流パルスの波形を制御する段階は、
前記高電圧変圧器の2次側と別途の変圧器が直列に連結されているパルス波形制御器のn個(nは自然数)の単位モジュールに基づいて、それぞれの単位モジュールから調節された電圧の大きさが印加され、印加された電圧パルスの波形の和を通じて最終的に電流パルスの波形が制御される、請求項22に記載のモジュレータの電流パルスの大きさの制御方法。 - 駆動装置に印加する電流パルスの波形に対応する条件を入力する段階と、
入力された前記条件に基づいてタイミング制御器にパルス波形制御器内の固体素子スイッチのオンオフ設定時点をスケジューリングする段階と、
設定されたスケジューリングにより前記固体素子スイッチのオンまたはオフ状態を制御する段階と、
前記固体素子スイッチのオンまたはオフ状態により前記固体素子スイッチに連結されているパルス波形電源供給器を通じて電圧を加減して高電圧変圧器の2次側に印加する段階と、
前記高電圧変圧器の2次側に印加された電圧の大きさにより高電圧の電流パルスの波形を調節する段階と、を含む、モジュレータの電流パルス波形制御方法。 - 前記パルス波形制御器は、
波形制御電源の陽極電源と連結され、オンまたはオフ制御する第1の固体素子スイッチ、
波形制御電源の陰極電源と一端が連結され、オンまたはオフ制御する第2の固体素子スイッチ、および
前記高電圧変圧器の2次側電圧を調節する別途の変圧器を含む複数個の単位モジュールが直列に構成される、請求項24に記載のモジュレータの電流パルス波形制御方法。 - 前記固体素子スイッチのオンオフ設定時点をスケジューリングする段階は、
前記第1の固体素子スイッチと前記第2の固体素子スイッチをオフに設定すれば印加される電流の大きさが減少し、
前記第1の固体素子スイッチと前記第2の固体素子スイッチをオンに設定すれば印加される電流の大きさが増加し、
前記第1の固体素子スイッチと前記第2の固体素子スイッチのうち一つだけをオンに設定すれば、印加される電流の大きさ変化がない、請求項25に記載のモジュレータの電流パルス波形制御方法。 - 前記電流パルスの波形を調節する段階は、
前記2次側に直列に連結されている複数個の単位モジュールから電圧の大きさが調節された波形を印加すると、それぞれの単位モジュールからの印加された波形の和を通じて電圧パルスの波形が制御され、
n個(nは自然数)の単位モジュールにより2n+1の段階の電圧波形が調節される、請求項26に記載のモジュレータの電流パルス波形制御方法。 - 前記高電圧変圧器の1次側に連結されている双極型パルス発生器から磁化パルスを前記高電圧変圧器の1次側に印加する段階と、
予め設定された時間が経過すると、主パルスを前記高電圧変圧器の1次側に印加する段階と、
前記高電圧変圧器の1次側と隣接して位置する前記高電圧変圧器の2次側に前記磁化パルスの電圧と前記主パルスの電圧が印加されて電圧の大きさが制御される段階と、をさらに含む、請求項24に記載のモジュレータの電流パルス波形制御方法。 - 前記条件を入力する段階は、
マグネトロンに印加する電流パルスの大きさに対する条件が入力され、
前記スケジューリングする段階は、
前記電流パルスの大きさに対する条件に基づいて、入力された前記電圧の大きさが大きくなるほど前記磁化パルスと前記主パルスが前記1次側に印加される時間差が小さくなるようにスケジューリングする、請求項28に記載のモジュレータの電流パルス波形制御方法。 - マグネトロンに印加する複数の電流パルスの大きさ、パルス幅とパルスの間の時間間隔が調節された条件が入力されると、
前記スケジューリングする段階は、
前記複数の電流パルスの大きさに対する条件に基づいて、入力された前記電圧の大きさが大きくなるほど前記磁化パルスと前記主パルスが前記1次側に印加される時間差が小さくなるようにスケジューリングし、
各パルスの波形をパルス波形制御器で調節する、請求項28に記載のモジュレータの電流パルス波形制御方法。
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