JP2667574B2 - Pulse generator - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、粒子加速器や高周波パルス発生器等の電源
を用途とした、高速の立ち上がりを有し、波高値の変動
の少ない矩形波パルスを発生することのできるパルス発
生装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial application field) The present invention has a high-speed rising and uses a power source such as a particle accelerator or a high-frequency pulse generator to change a peak value. The present invention relates to a pulse generator capable of generating a small number of rectangular wave pulses.
(従来の技術) 従来、矩形波パルスを発生する装置として、第2図に
示した様なコイルとコンデンサをはしご形に接続したパ
ルス成形回路(PFN)が主に用いられてきた。また、近
年、自由電子レーダに用いる粒子加速電源や高周波によ
る粒子加速装置においては、質の良い粒子ビームを得る
ため、波高値の変動が1%程度であることが要求されて
きており、矩形波パルスの質の向上が要求されている。
しかしながら、負荷6の値の時間的変動や、高電圧パル
ストランス4、他の特性及び高電圧部の浮遊容量や浮遊
インダクタンスにより、必ずしも波高値の変動を少なく
することは容易でない。そこで、第2図に示した様に、
パルス成形回路を構成するコイルを可変コイル1とする
ことで、コイルのインダクタンスの値を微調整して、波
高値の変動を少なくし、高品質な矩形波を得ることが試
みられている。(Prior Art) Conventionally, as a device for generating a rectangular wave pulse, a pulse forming circuit (PFN) in which a coil and a capacitor are connected in a ladder shape as shown in FIG. 2 has been mainly used. In recent years, in a particle acceleration power supply or a high-frequency particle accelerator used for a free electron radar, a fluctuation of a peak value is required to be about 1% in order to obtain a high quality particle beam. Improvements in pulse quality are required.
However, it is not always easy to reduce the fluctuation of the peak value due to the temporal fluctuation of the value of the load 6, the high voltage pulse transformer 4, other characteristics, and the floating capacitance and the floating inductance of the high voltage section. Therefore, as shown in FIG.
Attempts have been made to obtain a high-quality rectangular wave by using a variable coil 1 as a coil constituting a pulse shaping circuit to finely adjust the inductance value of the coil to reduce fluctuations in the peak value.
ところで、最近、粒子ビームの加速電圧がますます高
くなり、それに伴いパルス電源も高電圧化し、加速部に
は大きな電圧(例えば、500kv以上)が印加されるよう
になった。それに伴い、パルス発生装置のパルス成形部
の高電圧化が必要となる。この様な状況においては、パ
ルス成形部の絶縁破壊を防止する方法及び構成を考慮し
なければならない。第2図に示したパルス成形回路にお
いては、前述した様に、パルス波形の微調整のために可
変コイル1を常に調整する必要があるため、一般に空気
絶縁方式を採用している。しかし、この方法では、高電
圧化に限界がある(空気絶縁方式では、200kv程度まで
と考えられる)。そこで、上記パルス成形回路に代わっ
て、高電圧化が可能であり、しかも急峻なパルス波形が
得られ、波高値の変動の少ない矩形波パルスを発生でき
る方法として、分布定数線路を利用する方法が用いられ
るようになった。By the way, recently, the accelerating voltage of the particle beam has become increasingly higher, and accordingly, the pulse power supply has also become higher in voltage. Accordingly, it is necessary to increase the voltage of the pulse forming unit of the pulse generator. In such a situation, a method and a configuration for preventing the dielectric breakdown of the pulse forming portion must be considered. In the pulse shaping circuit shown in FIG. 2, as described above, since it is necessary to always adjust the variable coil 1 for fine adjustment of the pulse waveform, an air insulation method is generally employed. However, with this method, there is a limit to how high the voltage can be (the air insulation method is considered to be up to about 200 kv). Therefore, in place of the above-mentioned pulse shaping circuit, a method using a distributed constant line can be used as a method for generating a rectangular pulse having a high voltage, a sharp pulse waveform, and a small variation in the peak value. Became used.
即ち、第3図に示した様に、接地タンク(外導体)7
内に中心導体9と中間導体8が同軸状に配設され、分布
定数線路24が形成されている。また、この線路の一端に
は、高電圧パルスを供給するためのパルストランス3と
スイッチ5が配設され、他端には負荷側接地タンク10内
に収納された負荷6が、出力導体17を介して前記中心導
体9に接続されている。そして、これらの周囲には、絶
縁耐力を向上させるため、例えば変圧器油等の絶縁油19
が充填されている。なお、分布定数線路の接地タンク7
と負荷側接地タンク10は、フランジ11a,11bによって接
合されている。これにより、空気絶縁方式に比べ、5〜
10倍の絶縁強度が得られ、高電圧比が可能となる。That is, as shown in FIG. 3, the grounding tank (outer conductor) 7
A central conductor 9 and an intermediate conductor 8 are coaxially arranged in the inside to form a distributed constant line 24. At one end of this line, a pulse transformer 3 for supplying a high-voltage pulse and a switch 5 are arranged, and at the other end, a load 6 housed in a load-side grounding tank 10 is connected to an output conductor 17. It is connected to the central conductor 9 via the same. In order to improve the dielectric strength, an insulating oil 19 such as a transformer oil is provided around these.
Is filled. The grounding tank 7 of the distributed parameter line
And the load-side ground tank 10 are joined by flanges 11a and 11b. Thereby, compared with the air insulation system,
Ten times the insulation strength is obtained, and a high voltage ratio is possible.
(発明が解決しようとする課題) ところで、上述した様な分布定数線路を利用したパル
ス発生装置においては、その出力電流の測定は、負荷側
の出力導体17の周囲に貫通型変流器21を設置して行われ
ている。この場合、前記貫通型変流器21は、絶縁支え13
によって負荷側接地タンク10に支持固定されている。(Problems to be Solved by the Invention) Meanwhile, in the pulse generator using the distributed constant line as described above, the output current is measured by connecting the through-type current transformer 21 around the output conductor 17 on the load side. It is installed and performed. In this case, the penetration type current transformer 21 is
And is supported and fixed to the load-side ground tank 10.
しかし、この方法には、以下に述べる様な解決すべき
課題があった。即ち、前記貫通型変流器21においては、
出力導体17との絶縁距離を確保するために、その貫通穴
を大きくする必要があり、それに伴って変流器は大形化
し、その重量も重くなっていた。また、上記の様に大形
化し重量の増した貫通型変流器21を支持するためには、
強固な絶縁支え13が必要となり、絶縁支え13の形状も大
きくしなければならなかった。However, this method has problems to be solved as described below. That is, in the through-type current transformer 21,
In order to ensure an insulation distance from the output conductor 17, the through hole needs to be enlarged, and accordingly, the current transformer has been increased in size and weight. Further, in order to support the through type current transformer 21 which is large and heavy as described above,
A strong insulating support 13 was required, and the shape of the insulating support 13 had to be increased.
ところが、分布定数線路の高周波出力を正確に負荷に
伝達する必要性から、出力導体17の線路インダクタンス
を少なくすることができるように、出力導体17をできる
だけ短くする必要がある。従って、分布定数線路24と負
荷6の間隔は短くなり、両者間の空間は狭いものとなる
ため、この狭い空間に、大形化した貫通型変流器21及び
絶縁支え13を配設することは、構造的に非常に困難であ
った。However, since it is necessary to accurately transmit the high-frequency output of the distributed constant line to the load, it is necessary to make the output conductor 17 as short as possible so that the line inductance of the output conductor 17 can be reduced. Therefore, the distance between the distributed constant line 24 and the load 6 becomes short, and the space between them becomes narrow. Therefore, it is necessary to arrange the large-sized through current transformer 21 and the insulating support 13 in this narrow space. Was structurally very difficult.
また、第3図に示した様に、出力導体17の中間部に貫
通型変流器21を設置した場合には、出力導体17の線路イ
ンダクタンスが影響して、分布定数線路の出力端電圧が
正確に負荷6に伝達されないため、パルス発生装置とし
ては満足できるものではなかった。As shown in FIG. 3, when the feedthrough current transformer 21 is installed in the middle of the output conductor 17, the line inductance of the output conductor 17 affects the output terminal voltage of the distributed constant line. Since the pulse was not accurately transmitted to the load 6, the pulse generator was not satisfactory.
本発明は、上記の様な従来技術の欠点を解消するため
に提案されたものであり、その目的は、極めて急峻な立
ち上がりを有し、波高値の変動の少ない高電圧矩形波パ
ルスを発生でき、正確な出力電流測定の可能なパルス発
生装置を提供することにある。The present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and an object of the present invention is to generate a high-voltage rectangular wave pulse having an extremely steep rising edge and a small fluctuation of the peak value. Another object of the present invention is to provide a pulse generator capable of accurately measuring an output current.
[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は、フランジを有する接地タンク内に導体を同
軸状態に配設すると共に、絶縁冷却用の絶縁媒体を充填
して分布定数線路を形成し、この分布定数線路の一端に
スイッチ素子を接続し、他端にフランジを有する接地タ
ンクに収納した負荷を接続して成るパルス発生装置にお
いて、前記分布定数線路の出力導体の周囲に同軸状に、
且つ前記分布定数線路を収納した接地タンクのフランジ
と前記負荷を収納した接地タンクのフランジとの間に、
貫通型変流器を配設したことを特徴とする。According to the present invention, a distributed constant line is formed by disposing a conductor coaxially in a grounded tank having a flange and filling an insulating medium for insulating cooling. In a pulse generator in which a switch element is connected to one end of the distributed constant line and a load housed in a ground tank having a flange is connected to the other end, a coaxial shape is formed around an output conductor of the distributed constant line. ,
And between the flange of the grounding tank containing the distributed constant line and the flange of the grounding tank containing the load,
A through current transformer is provided.
(作用) 以上の構成を有する本発明のパルス発生装置によれ
ば、貫通型変流器を互いに隣接する2つの接地タンクの
フランジによって挟持して固定することにより、強固に
支持することができ、また、貫通型変流器の接地電位の
安定化が図れる。さらに、負荷側タンク内に貫通型変流
器を設置しないため、負荷側タンクの縮小化が可能とな
り、その結果、出力導体の短縮化を実現できる。(Operation) According to the pulse generator of the present invention having the above configuration, the through-type current transformer can be firmly supported by being sandwiched and fixed by the flanges of two adjacent ground tanks, Further, the ground potential of the feedthrough current transformer can be stabilized. Furthermore, since the through-type current transformer is not installed in the load-side tank, the load-side tank can be reduced in size, and as a result, the output conductor can be shortened.
(実施例) 以下、本発明の一実施例を第1図に基づいて具体的に
説明する。なお、第3図に示した従来型と同一の部材に
は同一の符号を付して、説明を省略する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be specifically described with reference to FIG. The same members as those of the conventional type shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
本実施例においては、第1図に示した様に、出力導体
17の周囲に、それと同軸状であって、且つ、分布定数線
路を収納した接地タンク7と負荷6を収納した負荷側接
地タンク10との間に位置する様に、貫通型変流器21が配
設されている。また、この貫通型変流器21は、接地タン
ク7のフランジ11aと負荷側接地タンク10のフランジ11b
に挟持され、ボルト、ナットによって固定されている。
さらに、前記貫通型変流器21の出力電流は、出力端子22
から引き出されたリード線23を介して、接地タンク10の
外側で測定されるように構成されている。In this embodiment, as shown in FIG.
A through-type current transformer 21 is provided around the periphery of the coil 17 so as to be located coaxially with the ground tank 7 containing the distributed constant line and the load-side ground tank 10 containing the load 6. It is arranged. Further, this penetration type current transformer 21 includes a flange 11a of the ground tank 7 and a flange 11b of the load-side ground tank 10.
And fixed with bolts and nuts.
Further, the output current of the feedthrough type current transformer 21 is
It is configured to be measured outside the grounded tank 10 via a lead wire 23 drawn from the.
なお、前記貫通型変流器21の貫通穴は、分布定数線路
に影響を与えないような大きさに形成されている。The through hole of the through current transformer 21 is formed in a size that does not affect the distributed constant line.
この様な構成を有する本実施例のパルス発生装置にお
いては、貫通型変流器21を接地タンク7のフランジ11a
と負荷側接地タンク10のフランジ11bで挟持して固定す
るので、その支持強度は大幅に向上する。また、前記両
フランジ11a,11bによって貫通型変流器21の接地電位を
固定しているため、出力導体17以外の電位の誘導障害を
受けにくくなり、安定した電流測定を行なうことでき
る。さらに、従来、負荷側接地タンク10内に収納されて
いた貫通型変流器21を、接地タンク7と負荷側接地タン
ク10の接合部に配置したことにより、負荷側接地タンク
10内のスペースを大幅に縮小することができる。その結
果、出力導体17の長さを短縮することができるので、分
布定数線路の急峻波出力を正確に負荷6に伝達すること
ができる。In the pulse generator of the present embodiment having such a configuration, the penetration type current transformer 21 is connected to the flange 11a of the ground tank 7.
Since it is sandwiched and fixed by the flange 11b of the load side ground tank 10, its supporting strength is significantly improved. In addition, since the ground potential of the through-type current transformer 21 is fixed by the flanges 11a and 11b, it is hard to receive a disturbance due to a potential other than the output conductor 17, and stable current measurement can be performed. Furthermore, the through-type current transformer 21 conventionally housed in the load-side grounding tank 10 is arranged at the junction between the grounding tank 7 and the load-side grounding tank 10, thereby providing a load-side grounding tank.
The space within 10 can be significantly reduced. As a result, the length of the output conductor 17 can be shortened, so that the steep wave output of the distributed constant line can be accurately transmitted to the load 6.
この様に、本実施例によれば、出力導体の電流測定用
貫通型変流器を強固に支持固定することができ、また、
貫通型変流器を接地タンクに固定することで接地電位の
安定化が図れる。さらに、負荷側タンクの縮小化が可能
となり、出力導体の短縮化を現実できる。Thus, according to this embodiment, the current measuring through-type current transformer of the output conductor can be firmly supported and fixed, and
The ground potential can be stabilized by fixing the feedthrough type current transformer to the grounding tank. Furthermore, the load-side tank can be reduced, and the output conductor can be shortened.
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
なく、貫通型変流器の大きさは、分布定数線路に影響を
与えないものであれば良い。また、絶縁媒体は上記の絶
縁油の他、SF6ガス、フロロカーボン等でも良い。さら
に、分布定数線路を形成する場合、同軸に重ねる数は特
に限定されない。また、両接地タンク7,10のフランジ11
a,11bの形状は特に限定されず、このフランジへの貫通
型変流器の固定手段も、ボルト,ナットを用いる方法に
限定されるものでない。The present invention is not limited to the above-described embodiment, and the size of the feedthrough current transformer may be any as long as it does not affect the distributed constant line. The insulating medium in addition to the above insulating oils, SF 6 gas may be a fluorocarbon or the like. Further, in the case of forming a distributed constant line, the number of coaxial layers is not particularly limited. Also, the flanges 11 of both grounding tanks 7, 10
The shapes of a and 11b are not particularly limited, and the means for fixing the penetration type current transformer to the flange is not limited to the method using bolts and nuts.
[発明の効果] 以上説明した様に、本発明によれば、分布定数線路の
出力導体の周囲に同軸状に、また、分布定数線路を収納
した接地タンクと負荷を収納した接地タンクとの間に位
置する様に、貫通型変流器を配設することによって、極
めて急峻な立ち上がりを有し、波高値の変動の少ない高
電圧矩形波パルスを発生でき、正確な出力電流測定の可
能なパルス発生装置を提供することができる。すなわ
ち、本発明によると、貫通型変流器をフランジによって
挟持するため安定した固定が可能となる。また、貫通型
変流器を接地タンクに固定することによって接地電位の
安定化が可能となる。そして、負荷側タンク内に貫通型
変流器を設置しないために、負荷側タンクの縮小化によ
る出力導体の短縮化が達成される。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, coaxially around the output conductor of the distributed constant line, and between the grounding tank storing the distributed constant line and the grounding tank storing the load. By installing a feedthrough type current transformer as shown in the figure, it is possible to generate a high-voltage rectangular wave pulse with an extremely steep rise and little fluctuation in the peak value, and a pulse capable of accurate output current measurement. A generator can be provided. That is, according to the present invention, since the penetration type current transformer is sandwiched by the flanges, stable fixing is possible. Further, the ground potential can be stabilized by fixing the feedthrough current transformer to the ground tank. Since the through-type current transformer is not installed in the load side tank, the output conductor can be shortened by reducing the load side tank.
第1図は本発明のパルス発生装置の一実施例を示す構成
図、第2図は従来のパルス成形回路を示す回路図、第3
図は分布定数線路を用いた従来のパルス発生装置の一例
を示す構成図である。 1……可変コイル、2……コンデンサ、3,4……パルス
トランス、5……スイッチ、6……負荷、7……接地タ
ンク、8……中間導体、9……中心導体、10……負荷側
接地タンク、11a,11b……フランジ、13……絶縁支え、1
7……出力導体、19……絶縁油、21……貫通型変流器、2
2……出力端子、23……リード線、24……分布定数線
路。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the pulse generator of the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram showing a conventional pulse shaping circuit, and FIG.
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a conventional pulse generator using a distributed constant line. 1 ... variable coil, 2 ... capacitor, 3, 4 ... pulse transformer, 5 ... switch, 6 ... load, 7 ... ground tank, 8 ... intermediate conductor, 9 ... center conductor, 10 ... Load-side ground tank, 11a, 11b …… Flange, 13 …… Insulated support, 1
7 ... output conductor, 19 ... insulating oil, 21 ... penetrating current transformer, 2
2 ... output terminal, 23 ... lead wire, 24 ... distributed constant line.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村瀬 洋 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株式会社東芝浜川崎工場内 (72)発明者 大島 巖 神奈川県川崎市川崎区浮島町2番1号 株式会社東芝浜川崎工場内 (56)参考文献 特開 昭60−96180(JP,A) 特開 平1−313809(JP,A) 実公 昭45−26021(JP,Y1) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hiroshi Murase 2-1 Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Hamakawasaki Plant (72) Inventor Iwao Ishima 2-1 Ukishima-cho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. In the Toshiba Hamakawasaki Factory (56) References JP-A-60-96180 (JP, A) JP-A-1-313809 (JP, A)
Claims (1)
軸状態に配設すると共に、絶縁冷却用の絶縁媒体を充填
して分布定数線路を形成し、この分布定数線路の一端に
スイッチ素子を接続し、他端にフランジを有する接地タ
ンクに収納した負荷を接続して成るパルス発生装置にお
いて、 前記分布定数線路の出力導体の周囲に同軸状に、且つ前
記分布定数線路を収納した接地タンクのフランジと前記
負荷を収納した接地タンクのフランジとの間に、貫通型
変流器を配設したことを特徴とするパルス発生装置。A conductor is arranged coaxially in a grounding tank having a flange, and is filled with an insulating medium for insulation cooling to form a distributed constant line. A switch element is connected to one end of the distributed constant line. A pulse generator connected to a load housed in a grounded tank having a flange at the other end, wherein the flange of the grounded tank houses the distributed constant line coaxially around the output conductor of the distributed constant line. A pulse generator, wherein a through-type current transformer is arranged between the flange of a grounded tank containing the load and the grounded tank.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2316171A JP2667574B2 (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Pulse generator |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2316171A JP2667574B2 (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Pulse generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04189022A JPH04189022A (en) | 1992-07-07 |
JP2667574B2 true JP2667574B2 (en) | 1997-10-27 |
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JP2316171A Expired - Fee Related JP2667574B2 (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Pulse generator |
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Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6096180A (en) * | 1983-10-29 | 1985-05-29 | Nichicon Capacitor Ltd | Waveform forming line |
JPS60141607U (en) * | 1984-02-28 | 1985-09-19 | 三菱電機株式会社 | gas insulated switchgear |
-
1990
- 1990-11-22 JP JP2316171A patent/JP2667574B2/en not_active Expired - Fee Related
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