JP3800114B2 - パルス発生器 - Google Patents
パルス発生器 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3800114B2 JP3800114B2 JP2002080193A JP2002080193A JP3800114B2 JP 3800114 B2 JP3800114 B2 JP 3800114B2 JP 2002080193 A JP2002080193 A JP 2002080193A JP 2002080193 A JP2002080193 A JP 2002080193A JP 3800114 B2 JP3800114 B2 JP 3800114B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- charging
- pulse
- switch
- shaping circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明はパルス発生器、さらに詳しくは半導体スイッチを用いるパルス発生器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えばレーダ装置においては、高電圧パルスを発生させるラインタイプ変調方式のパルス発生器が使用される。
図9は、例えば特開平2−87815号公報に開示された、従来のこの種のパルス発生器を示すブロック図であり、図において、4はメインスイッチ、5はパルス成形回路、6はパルストランス、7は負荷、101はスイッチ、102はスイッチ駆動回路、103は制御回路、104はコンパレータ、105は高周波トランス、106は整流ダイオード、107は分圧器である。
【0003】
次に動作について説明する。直流入力をスイッチ101により高周波交流に変換し、これを高周波トランス105を介して昇圧する。この高周波交流電圧は整流ダイオード106により整流され、パルス成形回路5のコンデンサCに直流として充電される。
分圧器107はパルス成形回路5の充電電圧をモニタしており、パルス成形回路5の充電電圧が所定レベルに達すると、コンパレータ104→制御回路103→スイッチ駆動回路102を介してフィードバックされ、スイッチ101のオン/オフ動作が中断される。
【0004】
一方、整流ダイオード106は、ラインタイプ変調器のホールド・オフ・ダイオードの機能を兼ねており、パルス成形回路5に充電された直流エネルギーは、次の送信トリガによりメインスイッチ4がON状態となるまでの間、充電された電圧を保持する。
送信トリガが、メインスイッチ4に印加されると、メインスイッチ4はON状態となり、パルス成形回路5に充電されていた直流エネルギーは、パルス成形回路5→メインスイッチ4→パルストランス6の一次巻線を通して放電され、所要のパルス電圧に変換される。
【0005】
このパルスのパルス幅,インピーダンス等は、パルス成形回路5のインダクタンス(L)とキャパシタンス(C)等により決定される。このパルス電圧は、パルストランス6によって二次側に伝達され、負荷7に供給される。
以上のように、負荷7に供給される出力パルス電圧の電圧変動を抑圧する手段は、分圧器107の出力電圧が基準電圧より低いときは、スイッチ101を動作させて高周波トランス105に高周波電圧を加え、基準電圧より高い時はスイッチ101の動作を停止して整流ダイオード106による充電を停止する構成としている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来のパルス発生器は以上のように構成され、パルス成形回路の充電後は、その充電エネルギーが分圧器107やメインスイッチ4を構成する半導体の漏れ電流等となって徐々に放電するため、パルス成形回路5の充電が完了してからメインスイッチ4がオンするまでの時間が異なると、出力パルス電圧が一定でなくなるという問題点があった。
【0007】
また、分圧器107の電圧が基準電圧より低い場合、スイッチ101が常に動作するが、スイッチ101の動作中にメインスイッチ4がON状態となると、過大な電流がスイッチ101,ダイオード106に流れ、回路が破壊される危険性があった。
【0008】
この発明はかかる課題を解消するためになされたものであり、過大な電流が流れることなく出力パルスの繰り返しが変化しても常に一定の出力パルス電圧を発生させることができるパルス発生器を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明に係るパルス発生器は、電源電圧が供給されて定電圧を出力する定電圧充電回路と、この定電圧充電回路に電源電圧を供給するときに駆動される電源スイッチと、前記定電圧充電回路の出力により充電された充電エネルギを保持するパルス成形回路と、このパルス成形回路の充電エネルギを放電するときに駆動される半導体スイッチと、その放電する経路に設けられ、その放電をパルス電圧に変換してそれを負荷に供給するパルストランスと、前記パルス成形回路が充電エネルギを放電してから次の充電エネルギを放電する直前まで第1タイミングパルス信号を発生し、その第1タイミングパルス信号により前記電源スイッチを駆動して前記パルス成形回路の充電を開始する一方、前記パルス成形回路の電圧が一定電圧になった後も前記パルス成形回路がその充電エネルギを放電する直前まで前記パルス成形回路の充電を継続させ、前記パルス成形回路の電圧が一定電圧に保持されているときに第2タイミングパルス信号を発生し、その第2タイミングパルス信号により前記半導体スイッチを駆動して前記パルス成形回路の充電エネルギの放電を開始するタイミング回路とを備えたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、この発明の実施の形態1について図面を用いて説明する。図1はこの発明の実施の形態1によるパルス発生器を示すブロック図、図2は図1に示す回路の各部の波形を示す波形図である。
図1において、1は主充電電源、2は過飽和リアクトル、3は整流ダイオード、4はメインスイッチ、5はパルス成形回路、6はパルストランス、7は負荷である。
【0012】
また、8はタイミング回路、9はバイアス制御回路で、バイアス制御回路9はタイミング回路8から送出されるタイミング信号により過飽和リアクトル2のバイアス巻線の電流を制御する。10は半導体スイッチの漏れ電流によるパルス成形回路5内のコンデンサCの端子電圧の低下を補償する補償充電電源、11は主充電電源1からパルス成形回路5への充電電流の時間的変化(時間微分)を検出するカレントトランス、12はパルス成形回路5への充電電流をバイパスするバイパスダイオード、13はオンオフスイッチである。
【0013】
次に動作について説明する。図2aの正方向パルスで示される期間、メインスイッチ4をONする。この期間パルス成形回路5の充電電流は、メインスイッチ4,パルストランス6を経て放電される。
放電の終わりにメインスイッチ4がオフとなり、この時点から充電が始まる。過飽和リアクトル2は、図2dの論理「L」の期間(後節で説明する)は高インピーダンスに保たれているので、過飽和リアクトル2のインダクタンスとパルス成形回路5のキャパシタンスとの直列回路には、過渡現象による振動電流が流れ、この振動電流により充電される結果、整流ダイオード3のアノード電極電圧の最高値は2Eとなり、パルス成形回路5は図2bに示す経過を経てこの電圧値まで充電され、主充電電源1の電圧Eの2倍の2Eとなる。
【0014】
この充電の間は、オンオフスイッチ13により補償充電電源10は遮断されており、充電電流はバイパスダイオード12を流れる。
その後、整流ダイオード3のアノード電極の電圧は低下するが、整流ダイオード3は逆方向へ電流を流さないので、パルス成形回路5の電圧は2Eに保たれることになる。
【0015】
然しながら、メインスイッチ4が半導体で構成されている場合、その漏れ電流の為に、この2Eの電圧が順次低下する。その時タイミング回路8は、オンオフスッチ13をオンにして、電圧Eの主充電電源1に電圧Eの補充充電電源10を接続し、電圧2Eの電源としてパルス成形回路5を充電し、その電圧を常に2Eに保つ。
【0016】
オンオフスイッチ13の制御は、タイミング回路8より以下のようにして行う。すなわち、カレントトランス11では、主充電電流Iの時間的変化dI/dtに比例する電圧を出力するが、この電圧が0になった点で充電の完了を検出し、充電完了時点から次回の放電の直前まで、オンオフスイッチ13をONにする制御を行う。
図2cは、カレントトランス11の出力電圧を表し、充電が開始されると0から漸次上昇し、最高値に達した後漸次降下し再び0になる。この再び0になる時点で、オンオフスイッチ13をONにし、次回の放電の直前でこれをOFFに制御する。
図2dは図1のタイミング回路8からバイアス制御回路9とオンオフスイッチ13を制御するために出力される信号の論理を示し、図2cに示すカレントトランス11の出力電圧が漸次降下し、再び0になる時点で論理「H」にし、次回の放電の直前でこれを論理「L」にする。図2dの論理「H」の間、スイッチ13をONとし、過飽和リアクトル2を低インピーダンスに保つ。
カレントトランス11の替わりに充電電流を電圧に変換する抵抗を挿入してもよい。
【0017】
この実施例1では以上のような構成とすることにより、メインスイッチ4に半導体スイッチを用いたパルス発生器において、出力パルスの繰り返し周期が一定でない場合でも、補償充電電源10でパルス成形回路5の漏れ電流を補償し電圧降下を抑えることができる。
【0018】
実施の形態2.
図1に示す実施例では、主充電電源1の負端子と補償充電電源10の正端子とをオンオフスイッチ13で接続する構成としているが、図3に示すように主充電電源1の正端子と補償充電電源10の負端子とをオンオフスイッチ13で接続する構成とすることもできる。
この場合はバイパスダイオード12の替わりに、充電抵抗31と逆流阻止ダイオード32とを介して補償充電電源をメインスイッチ4の正側端子に接続すればよい。その他の回路は図1の通りであるので図面の表示とその説明を省略する。タイミング回路8(図3には図示せず)による制御も図1の構成の場合と同様である。
この実施の形態2によるパルス発生器では、以上のような構成とすることにより、出力パルスの繰り返し周期が一定でない場合でも、補償充電電源10でパルス成形回路5の漏れ電流による電圧降下を抑えることができる。
【0019】
実施の形態3.
図1と図3に示す補償充電電源10を、図4に示すようなDC−DCコンバータで構成することができる。図4で図9と同一符号は同一又は相当部分を示し、同様な動作をするので、重複した説明は省略する。
図4におけるタイミング回路8は、図9の制御回路103に相当し、図1と図3のオンオフスイッチ13は、図4のスイッチ101とスイッチ駆動回路102に相当し、タイミング回路8からの制御でスイッチ駆動回路102の動作を停止すれば、オンオフスイッチ13をOFFにしたことに相当する。
なお、主充電電源1も図4に示すようなDC−DCコンバータで構成できることは言うまでもない。
この実施の形態3によるパルス発生器では、以上のような構成とすることにより、メインスイッチ4に半導体スイッチを用いたパルス発生器において、パルスの繰り返し周期が一定でない場合でも、パルス成形回路の電圧降下を抑えることができる。
【0020】
実施の形態4.
図1と図3に示す例では、パルス成形回路5を主充電電源1の電圧Eの2倍の電圧値まで充電する構成としたので、補償充電電源を必要としたが、パルス成形回路の電圧E0 を、E0 <Eの一定値に保つ構成とすれば、補償充電電源を必要とせず、単純な定電圧充電回路を付加すれば良いことになる。
図5はこのような実施例4を示すブロック図であり、図において、図1と同一符号は同一又は相当部分を示し、51は電源スイッチ、52は充電抵抗、53は定電圧充電回路である。
【0021】
パルス成形回路5の電圧がE0 より大きくなると、定電圧充電回路53内の放電でこれを低下させ、また定電圧充電回路53の電圧がE0 からは低下しないように常に主充電電源1から充電されている。
メインスイッチ4による放電中は、主充電電源の保護のため電源スイッチ51をオフにしておく。
【0022】
図6は、図5に示す実施例4のパルス発生器の動作を説明するための波形図であり、メインスイッチ4は図6aに示すようにオンオフされ、電源スイッチ51は図6dに示すようにオンオフされ、パルス成形回路5の電圧は図6bに示すようにメインスイッチの放電時点ではE0 に保たれる。
この実施の形態4によるパルス発生器では、以上のような構成とすることにより、スイッチ素子に半導体スイッチを用いたパルス発生器において、パルスの繰り返し周期が一定でない場合でも、主充電電源とは別の補償充電電源を必要とせず、パルス成形回路の電圧降下を抑えることができる。
【0023】
図5の構成において、充電抵抗52を充電チョークに置き換えることもできる。但し、この場合の充電チョークのインダクタンスの値は、充電電流が振動的にならない程度に小さくしなければならない。
充電抵抗52の替わりに充電用リアクトルを入れると、メインスイッチ4による放電のような場合の周波数の高い電流には、大きなインピーダンスを呈して主充電電源1を隔離するので、電源スイッチ51は省略することができる。
この実施例5では以上のような構成とすることにより、スイッチ素子に半導体スイッチを用いたパルス発生器において、パルスの繰り返し周期が一定でない場合でも、主充電電源とは別の補償充電電源を必要とせず、パルス成形回路の電圧降下を抑えることができる。
【0024】
実施の形態5.
また、上述の実施例1のように、補償充電電源10を用いてパルス成形回路5の充電電圧を補償するのではなく、充電開始時点から放電までの時間を同一にすることによってもパルス成形回路5の充電電圧を一定に保つことができる。
図7は、このような実施例5の構成を示すブロック図であり、図において、図5と同一符号は同一または相当部分を示し、71は電源スイッチ、72は充電抵抗である。
【0025】
また図8は、図7に示す構成の各部の波形を示す波形図であり、図8aはメインスイッチ4のオンオフを、図8bは電源スイッチ71のオンオフを、図8cはパルス成形回路5の充電電圧を示す。
タイミング回路8では次回にメインスイッチ4をONにする時点が判っているので、その時点からT時間前に電源スイッチ71をONにし、メインスイッチ4がONになる直前に電源スイッチ71をOFFにすれば、パルス成形回路5を毎回同一電圧で同一時間充電させることができ、その波形は図8cに示すようになり、出力パルスの繰り返し周期が異なっても毎回同一電圧で放電できることになる。
なお、図7の主充電電源1をDC−DCコンバータで構成し、電源スイッチ71を図4に示すスイッチ101とスイッチ駆動回路102とで構成できることは言うまでもない。
さらに、充電抵抗72を充電チョークに置き換えることも可能である。
この実施の形態5によるパルス発生器では、以上のような構成とすることにより、パルス成形回路へ充電を開始する時間をその繰り返し周期に合わせて変化させ、出力パルス電圧を一定に保つことができる。
【0026】
【発明の効果】
以上のように、この発明に係るパルス発生器によれば、パルス成形回路の充電電圧が主充電電源の電圧より低い電圧の範囲で予め定められた所定値になるようにこの主充電電源で充電する定電圧充電回路を備える構成とし、主充電電源とは別の補償充電電源を設けることなく、漏れ電流によるパルス成形回路の電圧降下を抑え、主充電電源に過大電流が流れることを阻止でき、安定した動作を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による構成を示すブロック図である。
【図2】 図1に示す回路の各部の波形を示す波形図である。
【図3】 この発明の実施の形態2による構成を示すブロック図である。
【図4】 この発明の実施の形態3による構成を示すブロック図である。
【図5】 この発明の実施の形態4による構成を示すブロック図である。
【図6】 図5に示す回路の各部の波形を示す波形図である。
【図7】 この発明の実施の形態5による構成を示すブロック図である。
【図8】 図7に示す回路の各部の波形を示す波形図である。
【図9】 従来のパルス発生器の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 主充電電源、2 過飽和リアクトル、3 整流ダイオード、
4 メインスイッチ、5 パルス成形回路、6 パルストランス、7 負荷、
8 タイミング制御回路、9 バイアス制御回路、10 補償充電電源、
11 カレントトランス、12 バイパスダイオード、
13 オンオフスイッチ、31,52,72 充電抵抗、
32 逆流阻止ダイオード、51,71 電源スイッチ、
53 定電圧充電回路、101 スイッチ、102 スイッチ駆動回路。
Claims (1)
- 電源電圧が供給されて定電圧を出力する定電圧充電回路と、この定電圧充電回路に電源電圧を供給するときに駆動される電源スイッチと、前記定電圧充電回路の出力により充電された充電エネルギを保持するパルス成形回路と、このパルス成形回路の充電エネルギを放電するときに駆動される半導体スイッチと、その放電する経路に設けられ、その放電をパルス電圧に変換してそれを負荷に供給するパルストランスと、前記パルス成形回路が充電エネルギを放電してから次の充電エネルギを放電する直前まで第1タイミングパルス信号を発生し、その第1タイミングパルス信号により前記電源スイッチを駆動して前記パルス成形回路の充電を開始する一方、前記パルス成形回路の電圧が一定電圧になった後も前記パルス成形回路がその充電エネルギを放電する直前まで前記パルス成形回路の充電を継続させ、前記パルス成形回路の電圧が一定電圧に保持されているときに第2タイミングパルス信号を発生し、その第2タイミングパルス信号により前記半導体スイッチを駆動して前記パルス成形回路の充電エネルギの放電を開始するタイミング回路とを備えたことを特徴とするパルス発生器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002080193A JP3800114B2 (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | パルス発生器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002080193A JP3800114B2 (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | パルス発生器 |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28648294A Division JP3672950B2 (ja) | 1994-11-21 | 1994-11-21 | パルス発生器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002354846A JP2002354846A (ja) | 2002-12-06 |
JP3800114B2 true JP3800114B2 (ja) | 2006-07-26 |
Family
ID=19193341
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002080193A Expired - Fee Related JP3800114B2 (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | パルス発生器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3800114B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102141684B1 (ko) | 2018-08-24 | 2020-09-14 | 한국원자력연구원 | 전류 펄스를 제어하는 모듈레이터 및 그 방법 |
KR102128054B1 (ko) * | 2020-03-11 | 2020-07-09 | 한국원자력연구원 | 전류 펄스를 제어하는 모듈레이터 및 그 방법 |
CN111431509B (zh) * | 2020-04-24 | 2022-05-20 | 西安交通大学 | 一种基于漂移阶跃恢复二极管的重频纳秒脉冲产生电路 |
-
2002
- 2002-03-22 JP JP2002080193A patent/JP3800114B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2002354846A (ja) | 2002-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10158282B1 (en) | Switching power supply device | |
AU754809B2 (en) | Improved power factor correction method and apparatus | |
US8008898B2 (en) | Switching regulator with boosted auxiliary winding supply | |
US6980444B2 (en) | Switching power supply | |
JP2017229209A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2008312359A (ja) | スイッチング電源装置、並びにレギュレーション回路 | |
JP2002300779A (ja) | スイッチング電源装置 | |
US6246596B1 (en) | Switching power supply | |
JP3839737B2 (ja) | 直流電圧変換回路 | |
JP3687528B2 (ja) | 電源装置及び放電灯点灯装置 | |
US5995382A (en) | Self-oscillation type switching power supply | |
JP2011087394A (ja) | スイッチング素子駆動用制御回路およびスイッチング電源装置 | |
US6737847B2 (en) | Capacitor charging method and charging apparatus | |
JP3800114B2 (ja) | パルス発生器 | |
JP2002136125A (ja) | フライバック型スイッチング電源 | |
JP2004194387A (ja) | スイッチング電源装置 | |
JP2002119053A (ja) | スイッチングレギュレータ | |
JP3672950B2 (ja) | パルス発生器 | |
JPH11164555A (ja) | スイッチング電源 | |
US6587357B1 (en) | Method and apparatus for providing integrated low power self-supply in switched mode power supplies | |
JP4686285B2 (ja) | スイッチング制御回路、dc−dcコンバータ | |
JP7400188B2 (ja) | 制御装置 | |
JP2003125582A (ja) | 電源装置 | |
JP2001284089A (ja) | ランプ用電源回路 | |
JP2003125585A (ja) | 電源装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20040624 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050118 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050317 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051220 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060217 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060404 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060417 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100512 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100512 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110512 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110512 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120512 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |