JP4242865B2 - 高電圧パルス電源 - Google Patents
高電圧パルス電源 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4242865B2 JP4242865B2 JP2005364796A JP2005364796A JP4242865B2 JP 4242865 B2 JP4242865 B2 JP 4242865B2 JP 2005364796 A JP2005364796 A JP 2005364796A JP 2005364796 A JP2005364796 A JP 2005364796A JP 4242865 B2 JP4242865 B2 JP 4242865B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switching element
- semiconductor switching
- power supply
- voltage
- voltage pulse
- 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.)
- Active
Links
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 89
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 66
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 44
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 15
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 11
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 9
- 235000010724 Wisteria floribunda Nutrition 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Description
半導体スイッチング素子としては、サイリスタやIGBTやMOSFETやスイッチング電源用トランジスタでよい。
図4に示した回路構成で、サイリスタ1として、ターンオフ時間が通常(200μS位)である通常サイリスタ(東芝製、型番SF16JZ51)と、ターンオフ時間が高速(10μS)である高速サイリスタ(NEC製、型番20SS7SCD)の2種を用いて、それぞれ9段接続し、高速リカバリダイオード4として、リカバリ時間が1μSに満たない高速(0.15μS)である高速リカバリダイオード(富士電機製、型番ESJC32-08X)の場合と、高速リカバリダイオード4に代えてリカバリ時間が通常(30μS位)である商用周波数用の通常の整流ダイオード(富士電機製、型番ESJC13-09B)の場合と、このようなダイオードを用いない場合とについて、次のような条件で実験を行った。
サイリスタドライブ回路6のゲート信号の周期;1kHZ
インダクタンスL:200H
コンデンサ:0.007μF
負荷7の静電容量C7:150pF
負荷7の抵抗:1MΩ
(A−1)これに高速リカバリダイオード4及び通常の整流ダイオードのいずれも接続しない場合と、
(A−2)高速リカバリダイオードに代えて通常の整流ダイオードを接続した場合と、
(A−3)高速リカバリダイオードを接続した場合
のそれぞれについて、パルストランス5の一次側コイル5aに流れる一次電流と、入力電力、及び負荷7に印加される出力パルスの波高値を測定したところ、次の表1のような結果が得られた。
(B−1)これに高速リカバリダイオード4及び通常の整流ダイオードのいずれも接続しない場合と、
(B−2)高速リカバリダイオードに代えて通常の整流ダイオードを接続した場合と、
(B−3)高速リカバリダイオードを接続した場合
のそれぞれについて、同様の測定をしたところ、表2のような結果が得られた。
図6は、同じく(A−1)場合での、A点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。この場合、逆起電力は生ぜず、一次電流波形は0を一度越えた後も波形が続いている。
図7は、同じく(A−1)場合での、C点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。この場合、一次電流波形は0を一度越えた後も波形が続き、その電流の変化にサイリスタ1が反応していないことが分かる。
図8は、時間軸を2μS/divとした図7に対し、時間軸を200μS/divとして表したものである。
図10は、同じく(A−2)場合での、C点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。この場合、一次電流波形は0を一度越えた後も波形が続き、その電流の変化にサイリスタ1が反応していないことが分かる。
図11は、時間軸を2μS/divとした図10に対し、時間軸を200μS/divとして表したものである。
図12は、B点の電圧波形とA点の電圧波形とを上下に対比して示す。
図14は、同じく(A−3)場合での、A点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。この場合、一次電流波形は0を通過した時点で瞬時に切れ、一次コイル5aに逆起電力が生じていることが分かる。
図15は、同じく(A−3)場合での、B点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。
図16は、同じく(A−3)場合での、C点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。
図17は、時間軸を2μS/divとした図16に対し、時間軸を200μS/divとして表したものである。
図19は、同じく(B−1)の場合での、D点の電圧波形と二次電流波形とを上下に対比して示す。
図20は、同じく(B−1)の場合での、A点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。
図21は、同じく(B−1)の場合での、C点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。
図23は、同じく(B−3)の場合での、D点の電圧波形と二次電流波形とを上下に対比して示す。
図24は、同じく(B−3)の場合での、A点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。この場合、一次電流波形は0を通過した時点で瞬時に切れ、一次コイル5aに逆起電力が生じていることが分かる。
図25は、同じく(B−3)の場合での、B点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。この場合、一次電流波形は0を通過した時点で瞬時に切れ、サイリスタ1に高dV/dtの電圧が印加されるが分かる。
図26に示した回路構成で、IGBT11として、東芝製、型番GT50J102のIGBTを6段接続し、高速リカバリダイオード4として、リカバリ時間が1μSに満たない高速(0.15μS)である高速リカバリダイオード(富士電機製、型番ESJC32-08X)の場合と、高速リカバリダイオード4に代えてリカバリ時間が通常(30μS位)である商用周波数用の通常の整流ダイオード(富士電機製、型番ESJC13-09B)の場合と、このようなダイオードを用いない場合とについて、次のような条件で実験を行った。
IGBTドライブ回路16のゲート信号の周期;1kHZ
インダクタンスL:200H
コンデンサ:0.011μF
負荷7の静電容量C7:50pF
負荷7の抵抗:1MΩ
(C−1)これに高速リカバリダイオード4及び通常の整流ダイオードのいずれも接続しない場合と、
(C−2)高速リカバリダイオードに代えて通常の整流ダイオードを接続した場合と、
(C−3)高速リカバリダイオードを接続した場合
のそれぞれについて、パルストランス5の一次側コイル5aに流れる一次電流と、入力電力、及び負荷7に印加される出力パルスの波高値を測定したところ、次の表3のような結果が得られた。
図28は、同じく(C−1)の場合での、A点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。
図29は、(C−2)の場合、つまり、IGBTに通常の整流ダイオードを接続した場合のD点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。
図30は、同じく(C−2)の場合での、C点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。
図31は、(C−3)の場合、つまり、IGBTに高速リカバリダイオードを接続した場合のD点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。
図32は、同じく(C−3)の場合での、A点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。図33はその一部を拡大して示す。
これらの図から、A点の電圧波形の立ち下がりと同時に一次電流が瞬時に切れた直後に、一次電流が急峻に上昇して逆起電力が生じていることが分かる。
図34に示した回路構成で、MOSFET21として、日立製、型番2SK1205のMOSFETを6段接続し、高速リカバリダイオード4として、リカバリ時間が1μSに満たない高速(0.15μS)である高速リカバリダイオード(富士電機製、型番ESJC32-08X)の場合と、ダイオードを用いない場合とについて、次のような条件で実験を行った。
MOSFETドライブ回路26のゲート信号の周期;1kHZ
インダクタンスL:200H
コンデンサ:0.011μF
負荷7の静電容量C7:50pF
負荷7の抵抗:1MΩ
(D−1)これに高速リカバリダイオード4を接続しない場合と、
(D−3)高速リカバリダイオードを接続した場合
のそれぞれについて、パルストランス5の一次側コイル5aに流れる一次電流と、入力電力、及び負荷7に印加される出力パルスの波高値を測定したところ、次の表4のような結果が得られた。
図36は、同じく(D−1)の場合での、A点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。
図37は、同じく(D−1)の場合での、C点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。
図38は、(D−3)の場合、つまり、MOSFETに高速リカバリダイオードを接続した場合のD点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。
図39は、同じく(D−3)の場合での、A点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。
図40は、同じく(D−3)の場合での、B点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。
図41は、同じく(D−3)の場合での、C点の電圧波形と一次電流波形とを上下に対比して示す。
図42に示した回路構成で、スイッチング電源用トランジスタ31として、三洋電機製、型番2SC4427のトランジスタを6段接続し、高速リカバリダイオード4として、リカバリ時間が1μSに満たない高速(0.15μS)である高速リカバリダイオード(富士電機製、型番ESJC32-08X)の場合と、ダイオードを用いない場合とについて、次のような条件で実験を行った。
トランジスタドライブ回路36のスイッチング周期;1kHZ
インダクタンスL:200H
コンデンサ:0.011μF
負荷7の静電容量C7:50pF
負荷7の抵抗:1MΩ
(E−1)これに高速リカバリダイオード4を接続しない場合と、
(E−3)高速リカバリダイオードを接続した場合
のそれぞれについて、パルストランス5の一次側コイル5aに流れる一次電流と、入力電力、及び負荷7に印加される出力パルスの波高値を測定したところ、次の表5のような結果が得られた。
2 直流安定化電源
3 LC充電回路
4 高速リカバリダイオード
5 トランス
5a 一次側コイル
5b 二次側コイル
6 サイリスタドライブ回路
7 負荷
11 IGBT
16 IGBTドライブ回路
21 MOSFET
26 MOSFETドライブ回路
31 スイチング電源用トランジスタ
36 トランジスタドライブ回路
Claims (8)
- 半導体スイッチング素子に直流電圧を印加した状態で、スイッチング信号でスイッチング動作をさせ、その出力電圧をトランスで昇圧して、直流電源電圧よりはるかに高い電圧の高電圧パルスを生成する高電圧パルス電源において、前記半導体スイッチング素子の出力側と前記トランスの一次側との間に、半導体スイッチング素子の出力を整流する高速リカバリダイオードを接続し、前記スイッチング信号により半導体スイッチング素子のターンオフが開始して終了するまでに、前記高速リカバリダイオードの高速リカバリ動作により半導体スイッチング素子をターンオンさせることを特徴とする高電圧パルス電源。
- 高速リカバリダイオードは、そのリカバリ時間が半導体スイッチング素子のターンオフ時間よりもはるかに短いことを特徴とする請求項1に記載の高電圧パルス電源。
- 高速リカバリダイオードを、半導体スイッチング素子の出力側と前記トランスの一次側との間に直列接続したことを特徴とする請求項1又は2に記載の高電圧パルス電源。
- 半導体スイッチング素子がサイリスタであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の高電圧パルス電源。
- 半導体スイッチング素子がIGBTであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の高電圧パルス電源。
- 半導体スイッチング素子がMOSFETであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の高電圧パルス電源。
- 半導体スイッチング素子がスイッチング電源用トランジスタであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の高電圧パルス電源。
- トランスの二次側にプラズマ放電用電極を接続し、プラズマ放電用の高電圧パルス電源としたことを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の高電圧パルス電源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005364796A JP4242865B2 (ja) | 2005-12-19 | 2005-12-19 | 高電圧パルス電源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005364796A JP4242865B2 (ja) | 2005-12-19 | 2005-12-19 | 高電圧パルス電源 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007174734A JP2007174734A (ja) | 2007-07-05 |
JP4242865B2 true JP4242865B2 (ja) | 2009-03-25 |
Family
ID=38300588
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005364796A Active JP4242865B2 (ja) | 2005-12-19 | 2005-12-19 | 高電圧パルス電源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4242865B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110429926B (zh) * | 2019-07-30 | 2023-01-31 | 陕西科技大学 | 一种基于单片机的模块化脉冲高压电源 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6314213Y2 (ja) * | 1981-03-09 | 1988-04-21 | ||
JP3548678B2 (ja) * | 1997-11-07 | 2004-07-28 | 株式会社デノン | 音声再生装置及び音声再生システム |
JP2004289886A (ja) * | 2003-03-19 | 2004-10-14 | Toyota Motor Corp | パルス電源装置 |
JP4336573B2 (ja) * | 2003-12-08 | 2009-09-30 | 日本碍子株式会社 | 高電圧パルス発生回路 |
-
2005
- 2005-12-19 JP JP2005364796A patent/JP4242865B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2007174734A (ja) | 2007-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3811681B2 (ja) | 高電圧パルス発生回路 | |
KR101298437B1 (ko) | 직류 전원 장치 | |
WO2006057365A1 (ja) | 高電圧パルス発生回路 | |
JP4765018B2 (ja) | 電力変換装置 | |
Kim et al. | Active clamping circuit to suppress switching stress on a MOS-gate-structure-based power semiconductor for pulsed-power applications | |
JP4242865B2 (ja) | 高電圧パルス電源 | |
CN111565853B (zh) | 高压电源系统 | |
JP4418212B2 (ja) | 高電圧パルス発生回路 | |
JP2001327166A (ja) | スイッチング電源回路 | |
JP2010057239A (ja) | 共振型インバータ装置 | |
CN210536518U (zh) | 高压辅助电源及高压辅助电源控制系统 | |
JPH01268451A (ja) | 半導体素子の過電圧抑制回路 | |
JP4783628B2 (ja) | 放電装置 | |
JP2001169563A (ja) | 3レベルインバータ | |
EP1693945A1 (en) | Pulse generator circuit | |
Wu et al. | Investigation into the switching transient of SiC MOSFET using voltage/current source gate driver | |
JP4824419B2 (ja) | 放電装置 | |
KR20160110745A (ko) | 마이크로 펄스 하전 방식의 집진기용 전원장치 | |
JP2005184888A (ja) | パルス発生装置 | |
JP2002044934A (ja) | 半導体電力変換装置 | |
JP2023155757A (ja) | 集塵装置 | |
JP2013038997A (ja) | 電力変換装置 | |
JP5157011B2 (ja) | スイッチング装置のサージ電圧抑制回路 | |
JP5143547B2 (ja) | パルス電源回路 | |
JP2021158736A (ja) | パルス発生回路 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080317 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20080317 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080325 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20080317 |
|
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: 20081216 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081225 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4242865 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120109 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130109 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140109 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |