JP5496859B2 - High pressure pulse generator - Google Patents

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Description

本発明は、高圧パルス発生装置に関する。   The present invention relates to a high-pressure pulse generator.

高圧パルス信号を発生する高圧パルス発生装置が知られている。この高圧パルス信号の高圧側電圧と低圧側電圧は任意の値に設定可能となっている。例えば、高圧側電圧は４ｋＶであり、低圧側電圧は−４ｋＶである。図５は、従来の高圧パルス発生装置の回路図である。図５に示すように、高圧パルス発生装置は、パルス信号を発生するファンクションジェネレータ１００と、このパルス信号を増幅して高圧パルス信号を出力する高電圧広帯域アンプ１０１と、を備えている。ファンクションジェネレータ１００は、パルス信号の電圧を正確に制御できる必要がある。高電圧広帯域アンプ１０１は、例えば、±５ｋＶの高電圧を出力可能であり、１００ｋＨｚの広帯域で１０００倍の高増幅率を有している。高圧パルス信号の高圧側電圧と低圧側電圧とを正確に制御するために、高電圧広帯域アンプ１０１の増幅率も正確である必要がある。ファンクションジェネレータ１００と高電圧広帯域アンプ１０１として、例えば、市販されているものが用いられている。このような構成により、高圧パルス発生装置は、正確な高圧側電圧と低圧側電圧とを有する高圧パルス信号を発生することができる。   A high-pressure pulse generator that generates a high-pressure pulse signal is known. The high voltage side voltage and the low voltage side voltage of the high voltage pulse signal can be set to arbitrary values. For example, the high-voltage side voltage is 4 kV and the low-voltage side voltage is −4 kV. FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional high voltage pulse generator. As shown in FIG. 5, the high voltage pulse generator includes a function generator 100 that generates a pulse signal, and a high voltage broadband amplifier 101 that amplifies the pulse signal and outputs a high voltage pulse signal. The function generator 100 needs to be able to accurately control the voltage of the pulse signal. The high-voltage wide-band amplifier 101 can output a high voltage of ± 5 kV, for example, and has a high amplification factor of 1000 times over a wide band of 100 kHz. In order to accurately control the high-voltage side voltage and the low-voltage side voltage of the high-voltage pulse signal, the amplification factor of the high-voltage broadband amplifier 101 needs to be accurate. As the function generator 100 and the high voltage broadband amplifier 101, for example, commercially available ones are used. With such a configuration, the high voltage pulse generator can generate a high voltage pulse signal having an accurate high voltage and low voltage.

上記高圧パルス発生装置に関連して、例えば、特許文献１に記載されているパルス発生器も知られている。   In relation to the high-pressure pulse generator, for example, a pulse generator described in Patent Document 1 is also known.

特開２００９−６５６６３号公報JP 2009-65663 A

しかしながら、上述した従来の高圧パルス発生装置が備えているファンクションジェネレータ１００は、パルス信号の電圧を正確に制御できる必要があるため、高価格である。また、高圧パルス発生装置が備えている高電圧広帯域アンプ１０１は、高電圧出力可能であると共に、広帯域で正確に高増幅率が得られる必要があるため、大型且つ高価格である。よって、高圧パルス発生装置も大型且つ高価格であるという問題がある。   However, the function generator 100 provided in the above-described conventional high-voltage pulse generator is expensive because it is necessary to accurately control the voltage of the pulse signal. In addition, the high-voltage wide-band amplifier 101 provided in the high-voltage pulse generator is large and expensive because it needs to be able to output a high voltage and accurately obtain a high amplification factor in a wide band. Therefore, there is a problem that the high-pressure pulse generator is also large and expensive.

本発明の一態様に係る実施例に従った高圧パルス発生装置は、
パルス信号を発生するパルス発生部と、
高圧側電圧を生成する高圧側電源と、
低圧側電圧を生成する低圧側電源と、
前記パルス信号に応じて、入力された前記高圧側電圧と前記低圧側電圧とを何れか一方ずつ交互に出力端子から出力するスイッチング部と、
前記パルス信号の周波数と、前記高圧側電圧と、前記低圧側電圧とを制御する制御部と、を備える
ことを特徴とする高圧パルス発生装置である。 A high-pressure pulse generator according to an embodiment according to an aspect of the present invention includes:
A pulse generator for generating a pulse signal;
A high-voltage side power source for generating a high-voltage side voltage;
A low-voltage side power source for generating a low-voltage side voltage;
In accordance with the pulse signal, the switching unit that outputs the input high-voltage side voltage and the low-voltage side voltage alternately from the output terminal one by one;
A high voltage pulse generator comprising: a control unit that controls the frequency of the pulse signal, the high voltage side voltage, and the low voltage side voltage.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記出力端子に容量性負荷が接続されても良い。 In the high-pressure pulse generator,
A capacitive load may be connected to the output terminal.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記パルス信号は第１の電圧と第２の電圧とを有し、
前記スイッチング部は、前記パルス信号が前記第１の電圧の時に前記高圧側電圧を出力し、前記パルス信号が前記第２の電圧の時に前記低圧側電圧を出力しても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The pulse signal has a first voltage and a second voltage;
The switching unit may output the high-voltage side voltage when the pulse signal is the first voltage, and output the low-voltage side voltage when the pulse signal is the second voltage.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記高圧側電圧は正の電圧であり、前記低圧側電圧は負の電圧であっても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The high-voltage side voltage may be a positive voltage, and the low-voltage side voltage may be a negative voltage.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記高圧側電圧と前記低圧側電圧は、絶対値が等しくても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The high voltage and the low voltage may have the same absolute value.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記高圧側電圧と前記低圧側電圧は、絶対値が異なっても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The high voltage side voltage and the low voltage side voltage may have different absolute values.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記高圧側電圧は正の電圧であり、前記低圧側電圧は前記高圧側電圧より低い正の電圧であっても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The high-voltage side voltage may be a positive voltage, and the low-voltage side voltage may be a positive voltage lower than the high-voltage side voltage.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記高圧側電源と前記低圧側電源はスイッチング電源であっても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The high voltage side power supply and the low voltage side power supply may be switching power supplies.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記スイッチング部は、
前記高圧側電源に一端が接続され、前記出力端子に他端が接続され、前記パルス信号に応じて、前記一端と前記他端との間の経路がオンまたはオフに制御される第１の能動素子と、
前記出力端子に一端が接続され、前記低圧側電源に他端が接続され、前記パルス信号に応じて、前記第１の能動素子とは相補的に前記一端と前記他端との間の経路がオンまたはオフに制御される第２の能動素子と、を有しても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The switching unit is
A first active terminal having one end connected to the high-voltage power supply, the other end connected to the output terminal, and a path between the one end and the other end controlled to be turned on or off according to the pulse signal Elements,
One end is connected to the output terminal, the other end is connected to the low-voltage power supply, and a path between the one end and the other end is complementarily complemented with the first active element according to the pulse signal. And a second active element that is controlled to be turned on or off.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記スイッチング部は、
入力電圧を第１の電圧に変換して、前記第１の電圧を第１端子と第２端子との間の電圧として出力する、入力側と出力側とが電気的に絶縁された第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記パルス信号に応じて、前記第１の電圧を前記第１の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に加えるか否かを切り替える第１のスイッチ回路と、
前記入力電圧を第２の電圧に変換して、前記第２の電圧を第３端子と第４端子との間の電圧として出力する、入力側と出力側とが電気的に絶縁された第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記パルス信号に応じて、前記第１のスイッチ回路とは相補的に、前記第２の電圧を前記第２の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に加えるか否かを切り替える第２のスイッチ回路と、を有しても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The switching unit is
The input voltage is converted into a first voltage, and the first voltage is output as a voltage between the first terminal and the second terminal. The first side in which the input side and the output side are electrically insulated An insulated DC / DC converter;
A first switch circuit that switches whether to apply the first voltage between the control terminal of the first active element and the other end in response to the pulse signal;
The input voltage is converted into a second voltage, and the second voltage is output as a voltage between the third terminal and the fourth terminal, and the input side and the output side are electrically insulated. An isolated DC / DC converter,
In response to the pulse signal, the second switching circuit switches whether to apply the second voltage between the control terminal and the other end of the second active element in a complementary manner to the first switch circuit. 2 switch circuits.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記第１のスイッチ回路は、前記第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第１端子と、前記第１の能動素子の前記制御端子との間に接続され、
前記第１の能動素子の前記他端は、前記第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第２端子に接続され、
前記第２のスイッチ回路は、前記第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第３端子と、前記第２の能動素子の前記制御端子との間に接続され、
前記第２の能動素子の前記他端は、前記第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第４端子に接続されていても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The first switch circuit is connected between the first terminal of the first insulation type DC / DC converter and the control terminal of the first active element,
The other end of the first active element is connected to the second terminal of the first isolated DC / DC converter;
The second switch circuit is connected between the third terminal of the second insulation type DC / DC converter and the control terminal of the second active element,
The other end of the second active element may be connected to the fourth terminal of the second insulation type DC / DC converter.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記第１の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に接続された第１の抵抗と、
前記第２の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に接続された第２の抵抗と、をさらに備えても良い。 In the high-pressure pulse generator,
A first resistor connected between the control terminal of the first active element and the other end;
A second resistor connected between the control terminal of the second active element and the other end may be further provided.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記第１の電圧と前記第２の電圧は等しくても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The first voltage and the second voltage may be equal.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記第１の能動素子と前記第２の能動素子は、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴであっても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The first active element and the second active element may be a bipolar transistor, a MOSFET, or an IGBT.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記第１のスイッチ回路と前記第２のスイッチ回路は、フォトカプラまたはフォトＭＯＳであっても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The first switch circuit and the second switch circuit may be photocouplers or photoMOSs.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記入力電圧を第３の電圧に変換して、前記第３の電圧を第５端子と第６端子との間の電圧として出力する、入力側と出力側とが電気的に絶縁された第３の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記高圧側電源と前記第１の能動素子の前記一端との間に一端と他端とが接続され、制御端子と前記他端との間に加えられる電圧に応じてオンまたはオフに制御される第３の能動素子と、
前記パルス信号に応じて、前記第３の電圧を前記第３の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に加えるか否かを切り替える第３のスイッチ回路と、
前記入力電圧を第４の電圧に変換して、前記第４の電圧を第７端子と第８端子との間の電圧として出力する、入力側と出力側とが電気的に絶縁された第４の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第２の能動素子の前記他端と前記低圧側電源との間に一端と他端とが接続され、制御端子と前記他端との間に加えられる電圧に応じてオンまたはオフに制御される第４の能動素子と、
前記パルス信号に応じて、前記第１のスイッチ回路とは相補的に、前記第４の電圧を前記第４の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に加えるか否かを切り替える第４のスイッチ回路と、をさらに備えても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The input voltage is converted into a third voltage, and the third voltage is output as a voltage between the fifth terminal and the sixth terminal, and the input side and the output side are electrically insulated. An isolated DC / DC converter,
One end and the other end are connected between the high-voltage power supply and the one end of the first active element, and are controlled to be turned on or off according to a voltage applied between a control terminal and the other end. A third active element;
A third switch circuit for switching whether to apply the third voltage between the control terminal and the other end of the third active element according to the pulse signal;
The input voltage is converted into a fourth voltage, and the fourth voltage is output as a voltage between the seventh terminal and the eighth terminal, and the input side and the output side are electrically insulated. An isolated DC / DC converter,
One end and the other end are connected between the other end of the second active element and the low-voltage power source, and are controlled to be turned on or off according to a voltage applied between a control terminal and the other end. A fourth active element;
In response to the pulse signal, complementary to the first switch circuit, whether to apply the fourth voltage between the control terminal of the fourth active element and the other end is switched. 4 switch circuits.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記第１のスイッチ回路は、前記第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第１端子と、前記第１の能動素子の前記制御端子との間に接続され、
前記第１の能動素子の前記他端は、前記第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第２端子に接続され、
前記第２のスイッチ回路は、前記第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第３端子と、前記第２の能動素子の前記制御端子との間に接続され、
前記第２の能動素子の前記他端は、前記第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第４端子に接続され、
前記第３のスイッチ回路は、前記第３の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第５端子と、前記第３の能動素子の前記制御端子との間に接続され、
前記第３の能動素子の前記他端は、前記第３の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第６端子に接続され、
前記第４のスイッチ回路は、前記第４の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第７端子と、前記第４の能動素子の前記制御端子との間に接続され、
前記第４の能動素子の前記他端は、前記第４の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第８端子に接続されていても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The first switch circuit is connected between the first terminal of the first insulation type DC / DC converter and the control terminal of the first active element,
The other end of the first active element is connected to the second terminal of the first isolated DC / DC converter;
The second switch circuit is connected between the third terminal of the second insulation type DC / DC converter and the control terminal of the second active element,
The other end of the second active element is connected to the fourth terminal of the second isolated DC / DC converter;
The third switch circuit is connected between the fifth terminal of the third insulation type DC / DC converter and the control terminal of the third active element,
The other end of the third active element is connected to the sixth terminal of the third isolated DC / DC converter;
The fourth switch circuit is connected between the seventh terminal of the fourth insulation type DC / DC converter and the control terminal of the fourth active element,
The other end of the fourth active element may be connected to the eighth terminal of the fourth insulation type DC / DC converter.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記第１の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に接続された第１の抵抗と、
前記第２の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に接続された第２の抵抗と、
前記第３の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に接続された第３の抵抗と、
前記第４の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に接続された第４の抵抗と、をさらに備えても良い。 In the high-pressure pulse generator,
A first resistor connected between the control terminal of the first active element and the other end;
A second resistor connected between the control terminal of the second active element and the other end;
A third resistor connected between the control terminal and the other end of the third active element;
A fourth resistor connected between the control terminal of the fourth active element and the other end may further be provided.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記第１の電圧と、前記第２の電圧と、前記第３の電圧と、前記第４の電圧とは等しくても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The first voltage, the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage may be equal.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記第１の能動素子と、前記第２の能動素子と、前記第３の能動素子と、前記第４の能動素子とは、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴであっても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The first active element, the second active element, the third active element, and the fourth active element may be bipolar transistors, MOSFETs, or IGBTs.

また、前記高圧パルス発生装置において、
前記第１のスイッチ回路と、前記第２のスイッチ回路と、前記第３のスイッチ回路と、前記第４のスイッチ回路とは、フォトカプラまたはフォトＭＯＳであっても良い。 In the high-pressure pulse generator,
The first switch circuit, the second switch circuit, the third switch circuit, and the fourth switch circuit may be a photocoupler or a photoMOS.

本発明の一態様に係る高圧パルス発生装置によれば、スイッチング部が、パルス発生部で発生されたパルス信号に応じて、高圧側電源からの高圧側電圧と低圧側電源からの低圧側電圧とを何れか一方ずつ交互に出力端子から出力するようにしている。従って、出力端子から出力される高圧パルス信号の電圧は、パルス発生部で発生されたパルス信号の電圧には依存せず、高圧側電圧と低圧側電圧とになる。よって、パルス発生部はパルス信号の周波数を決めるだけで良く、パルス信号の電圧の精度は低くても良い。これにより、パルス発生部を単純な構成とすることができるので、パルス発生部を小型且つ低価格にできる。また、パルス信号を増幅せずに高圧パルス信号を出力できるので、大型且つ高価格の高電圧広帯域アンプが不要になる。これらにより、高圧パルス発生装置を小型化且つ低価格化できる。   According to the high voltage pulse generator according to one aspect of the present invention, the switching unit includes the high voltage side voltage from the high voltage side power supply and the low voltage side voltage from the low voltage side power supply in accordance with the pulse signal generated by the pulse generation unit. Are alternately output from the output terminal one by one. Therefore, the voltage of the high voltage pulse signal output from the output terminal does not depend on the voltage of the pulse signal generated by the pulse generator, and becomes a high voltage and a low voltage. Therefore, the pulse generator only needs to determine the frequency of the pulse signal, and the accuracy of the voltage of the pulse signal may be low. As a result, the pulse generation unit can be configured simply, so that the pulse generation unit can be reduced in size and cost. In addition, since a high-voltage pulse signal can be output without amplifying the pulse signal, a large-sized and expensive high-voltage broadband amplifier is not necessary. As a result, the high-pressure pulse generator can be reduced in size and price.

さらに、高圧側電源及び低圧側電源として高効率な電源を用いることができるので、高圧パルス発生装置の電力効率を高めることができる。さらに、制御部がパルス信号の周波数と高圧側電圧と低圧側電圧とを制御するようにしたので、簡単な構成で任意の周波数および電圧の高圧パルス信号を出力できる。   Furthermore, since a highly efficient power source can be used as the high voltage side power source and the low voltage side power source, the power efficiency of the high voltage pulse generator can be increased. Further, since the control unit controls the frequency of the pulse signal, the high voltage side voltage, and the low voltage side voltage, a high voltage pulse signal having an arbitrary frequency and voltage can be output with a simple configuration.

図１は、本発明の実施例１に係る高圧パルス発生装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of a high-voltage pulse generator according to Embodiment 1 of the present invention. 図２は、本発明の実施例１に係る高圧パルス発生装置のスイッチング部のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the switching unit of the high-voltage pulse generator according to Embodiment 1 of the present invention. 図３は、本発明の実施例１に係る高圧パルス発生装置のスイッチ回路の等価回路図である。FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the switch circuit of the high-voltage pulse generator according to Embodiment 1 of the present invention. 図４は、本発明の実施例２に係る高圧パルス発生装置のスイッチング部のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a switching unit of the high voltage pulse generator according to the second embodiment of the present invention. 図５は、従来の高圧パルス発生装置の回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram of a conventional high voltage pulse generator.

以下、本発明に係る各実施例について図面に基づいて説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施例１に係る高圧パルス発生装置のブロック図である。図１に示すように、高圧パルス発生装置は、パルス発生部１と、高圧側電源２と、低圧側電源３と、スイッチング部４と、制御部５と、を備える。   FIG. 1 is a block diagram of a high-voltage pulse generator according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the high voltage pulse generator includes a pulse generator 1, a high voltage side power source 2, a low voltage side power source 3, a switching unit 4, and a control unit 5.

パルス発生部１は、パルス信号を発生する。パルス信号は、第１の電圧と第２の電圧とを交互に繰り返し有する。   The pulse generator 1 generates a pulse signal. The pulse signal repeatedly has a first voltage and a second voltage alternately.

高圧側電源２は、高圧側電圧ＶＤＤを生成する。低圧側電源３は、低圧側電圧ＶＳＳを生成する。高圧側電源２と低圧側電源３は、例えば、スイッチング電源である。   The high voltage side power supply 2 generates a high voltage side voltage VDD. The low voltage side power supply 3 generates a low voltage side voltage VSS. The high-voltage power supply 2 and the low-voltage power supply 3 are switching power supplies, for example.

スイッチング部４は、パルス発生部１から入力されたパルス信号が第１の電圧の時に、高圧側電源２から入力された高圧側電圧ＶＤＤを出力端子Ｏ１から出力し、パルス信号が第２の電圧の時に、低圧側電源３から入力された低圧側電圧ＶＳＳを出力端子Ｏ１から出力する。つまり、スイッチング部４は、パルス信号に応じて、高圧側電圧ＶＤＤと低圧側電圧ＶＳＳとを何れか一方ずつ交互に出力端子Ｏ１から出力する。これにより、高圧側電圧ＶＤＤと低圧側電圧ＶＳＳとを交互に繰り返し有する高圧パルス信号が、出力端子Ｏ１から出力される。高圧パルス信号の周波数は、パルス信号の周波数と等しい。なお、出力端子Ｏ２は接地されている。   When the pulse signal input from the pulse generation unit 1 is the first voltage, the switching unit 4 outputs the high voltage side voltage VDD input from the high voltage side power supply 2 from the output terminal O1, and the pulse signal is the second voltage. At this time, the low-voltage side voltage VSS inputted from the low-voltage side power source 3 is outputted from the output terminal O1. That is, the switching unit 4 alternately outputs either the high-voltage side voltage VDD or the low-voltage side voltage VSS from the output terminal O1 according to the pulse signal. As a result, a high voltage pulse signal that alternately and repeatedly includes the high voltage side voltage VDD and the low voltage side voltage VSS is output from the output terminal O1. The frequency of the high voltage pulse signal is equal to the frequency of the pulse signal. The output terminal O2 is grounded.

制御部５は、パルス発生部１と高圧側電源２と低圧側電源３とに制御信号を出力して、パルス信号の周波数と、高圧側電圧ＶＤＤと、低圧側電圧ＶＳＳとを制御する。   The control unit 5 outputs control signals to the pulse generation unit 1, the high voltage side power source 2, and the low voltage side power source 3 to control the frequency of the pulse signal, the high voltage side voltage VDD, and the low voltage side voltage VSS.

これにより、高圧パルス発生装置は、任意の周波数で、任意の電圧を有する高圧パルス信号を出力できる。   Thereby, the high voltage pulse generator can output a high voltage pulse signal having an arbitrary voltage at an arbitrary frequency.

例えば、高圧側電圧ＶＤＤは正の電圧であり、低圧側電圧ＶＳＳは負の電圧である。このとき、高圧側電圧ＶＤＤと低圧側電圧ＶＳＳは、絶対値が等しくても良く、絶対値が異なっても良い。   For example, the high-voltage side voltage VDD is a positive voltage, and the low-voltage side voltage VSS is a negative voltage. At this time, the high voltage side voltage VDD and the low voltage side voltage VSS may have the same absolute value or different absolute values.

また、高圧側電圧ＶＤＤは正の電圧であり、低圧側電圧ＶＳＳは高圧側電圧より低い正の電圧でも良い。   The high-voltage side voltage VDD may be a positive voltage, and the low-voltage side voltage VSS may be a positive voltage lower than the high-voltage side voltage.

また、高圧側電圧ＶＤＤは負の電圧であり、低圧側電圧ＶＳＳは高圧側電圧より低い負の電圧でも良い。   Further, the high voltage side voltage VDD may be a negative voltage, and the low voltage side voltage VSS may be a negative voltage lower than the high voltage side voltage.

出力端子Ｏ１には、例えば、容量性負荷が接続可能となっている。この場合、容量性負荷には直流電流が流れず、過渡的な電流のみが流れる。そのため、スイッチング部４を構成している能動素子（スイッチング素子）に直流電流が流れないので、能動素子において直流の電圧降下が発生しない。よって、高圧パルス信号において、正確な高圧側電圧ＶＤＤと低圧側電圧ＶＳＳとが得られる。   For example, a capacitive load can be connected to the output terminal O1. In this case, no direct current flows through the capacitive load, and only a transient current flows. For this reason, no direct current flows through the active elements (switching elements) constituting the switching unit 4, so that no direct current voltage drop occurs in the active elements. Therefore, accurate high-voltage side voltage VDD and low-voltage side voltage VSS are obtained in the high-voltage pulse signal.

次に、スイッチング部４の構成の一例について説明する。   Next, an example of the configuration of the switching unit 4 will be described.

図２は、本発明の実施例１に係る高圧パルス発生装置のスイッチング部のブロック図である。図２に示すように、スイッチング部４は、第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ１と、第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ２と、第１のスイッチ回路Ｃ１と、第２のスイッチ回路Ｃ２と、第１の能動素子Ａ１と、第２の能動素子Ａ２と、第１の抵抗Ｒ１と、第２の抵抗Ｒ２と、インバーター１０と、を備える。   FIG. 2 is a block diagram of the switching unit of the high-voltage pulse generator according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 2, the switching unit 4 includes a first insulation type DC / DC converter B1, a second insulation type DC / DC converter B2, a first switch circuit C1, and a second switch circuit C2. A first active element A1, a second active element A2, a first resistor R1, a second resistor R2, and an inverter 10.

第１のスイッチ回路Ｃ１及び第２のスイッチ回路Ｃ２は、例えば、フォトカプラ又はフォトＭＯＳである。   The first switch circuit C1 and the second switch circuit C2 are, for example, photocouplers or photoMOSs.

第１の能動素子Ａ１及び第２の能動素子Ａ２は、例えば、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。   The first active element A1 and the second active element A2 are, for example, bipolar transistors, MOSFETs, or IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistors).

第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ１は、入力端子Ｂ１ａと入力端子Ｂ１ｂとの間に入力された入力電圧を第１の電圧に変換して、第１の電圧を第１端子Ｂ１ｃと第２端子Ｂ１ｄとの間の電圧として出力する。第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ１は、入力側と出力側とが電気的に絶縁されている。   The first insulation type DC / DC converter B1 converts the input voltage input between the input terminal B1a and the input terminal B1b into a first voltage, and converts the first voltage to the first terminal B1c and the second voltage. Output as a voltage between the terminal B1d. In the first insulation type DC / DC converter B1, the input side and the output side are electrically insulated.

第１のスイッチ回路Ｃ１は、端子Ｃ１ｃと端子Ｃ１ｄとが、第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ１の第１端子Ｂ１ｃと、第１の能動素子Ａ１の制御端子Ａ１ｃとの間に接続されている。   In the first switch circuit C1, a terminal C1c and a terminal C1d are connected between a first terminal B1c of the first isolated DC / DC converter B1 and a control terminal A1c of the first active element A1. Yes.

第１の能動素子Ａ１は、高圧側電源２に一端Ａ１ａが接続されて高圧側電圧ＶＤＤが供給され、出力端子Ｏ１に他端Ａ１ｂが接続されている。第１の能動素子Ａ１の他端Ａ１ｂは、第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ１の第２端子Ｂ１ｄにも接続されている。   The first active element A1 has one end A1a connected to the high-voltage side power supply 2 to be supplied with the high-voltage side voltage VDD, and the other end A1b connected to the output terminal O1. The other end A1b of the first active element A1 is also connected to the second terminal B1d of the first insulation type DC / DC converter B1.

例えば、第１の能動素子Ａ１としてＮ型ＭＯＳＦＥＴが用いられている場合、一端Ａ１ａはドレインに対応し、他端Ａ１ｂはソースに対応し、制御端子Ａ１ｃはゲートに対応する。   For example, when an N-type MOSFET is used as the first active element A1, one end A1a corresponds to the drain, the other end A1b corresponds to the source, and the control terminal A1c corresponds to the gate.

第１の抵抗Ｒ１は、第１の能動素子Ａ１の制御端子Ａ１ｃと他端Ａ１ｂとの間に接続されている。   The first resistor R1 is connected between the control terminal A1c and the other end A1b of the first active element A1.

パルス信号は、インバーター１０の入力端子に入力される。インバーター１０の出力端子は、第１のスイッチ回路Ｃ１の制御端子Ｃ１ａに接続されている。第１のスイッチ回路Ｃ１の制御端子Ｃ１ｂは接地されている。第１のスイッチ回路Ｃ１の制御端子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂと、端子Ｃ１ｃ，Ｃ１ｄとの間は、電気的に絶縁されている。   The pulse signal is input to the input terminal of the inverter 10. The output terminal of the inverter 10 is connected to the control terminal C1a of the first switch circuit C1. The control terminal C1b of the first switch circuit C1 is grounded. The control terminals C1a and C1b of the first switch circuit C1 are electrically insulated from the terminals C1c and C1d.

第１のスイッチ回路Ｃ１は、パルス信号に応じて、第１の電圧を第１の能動素子Ａ１の制御端子Ａ１ｃと他端Ａ１ｂとの間に加えるか否かを切り替える。これにより、第１の能動素子Ａ１は、パルス信号に応じて、一端Ａ１ａと他端Ａ１ｂとの間の経路がオンまたはオフに制御される。   The first switch circuit C1 switches whether to apply the first voltage between the control terminal A1c of the first active element A1 and the other end A1b according to the pulse signal. Thus, in the first active element A1, the path between the one end A1a and the other end A1b is controlled to be on or off according to the pulse signal.

第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ２は、入力端子Ｂ２ａと入力端子Ｂ２ｂとの間に入力された入力電圧を第２の電圧に変換して、第２の電圧を第３端子Ｂ２ｃと第４端子Ｂ２ｄとの間の電圧として出力する。第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ２は、入力側と出力側とが電気的に絶縁されている。例えば、第２の電圧は第１の電圧と等しい。   The second insulation type DC / DC converter B2 converts the input voltage input between the input terminal B2a and the input terminal B2b into a second voltage, and converts the second voltage to the third terminal B2c and the fourth voltage. Output as a voltage between the terminal B2d. In the second insulation type DC / DC converter B2, the input side and the output side are electrically insulated. For example, the second voltage is equal to the first voltage.

第２のスイッチ回路Ｃ２は、端子Ｃ２ｃと端子Ｃ２ｄとが、第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ２の第３端子Ｂ２ｃと、第２の能動素子Ａ２の制御端子Ａ２ｃとの間に接続されている。   In the second switch circuit C2, a terminal C2c and a terminal C2d are connected between the third terminal B2c of the second insulated DC / DC converter B2 and the control terminal A2c of the second active element A2. Yes.

第２の能動素子Ａ２は、出力端子Ｏ１に一端Ａ２ａが接続され、低圧側電源３に他端Ａ２ｂが接続されて低圧側電圧ＶＳＳが供給されている。第２の能動素子Ａ２の他端Ａ２ｂは、第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ２の第４端子Ｂ２ｄにも接続されている。   In the second active element A2, one end A2a is connected to the output terminal O1, and the other end A2b is connected to the low voltage side power source 3, and the low voltage side voltage VSS is supplied. The other end A2b of the second active element A2 is also connected to the fourth terminal B2d of the second insulation type DC / DC converter B2.

第２の抵抗Ｒ２は、第２の能動素子Ａ２の制御端子Ａ２ｃと他端Ａ２ｂとの間に接続されている。   The second resistor R2 is connected between the control terminal A2c and the other end A2b of the second active element A2.

パルス信号は、第２のスイッチ回路Ｃ２の制御端子Ｃ２ａに入力される。第２のスイッチ回路Ｃ２の制御端子Ｃ２ｂは接地されている。第２のスイッチ回路Ｃ２の制御端子Ｃ２ａ，Ｃ２ｂと、端子Ｃ２ｃ，Ｃ２ｄとの間は、電気的に絶縁されている。   The pulse signal is input to the control terminal C2a of the second switch circuit C2. The control terminal C2b of the second switch circuit C2 is grounded. The control terminals C2a and C2b of the second switch circuit C2 and the terminals C2c and C2d are electrically insulated.

第２のスイッチ回路Ｃ２は、パルス信号に応じて、第１のスイッチ回路Ｃ１とは相補的に、第２の電圧を第２の能動素子Ａ２の制御端子Ａ２ｃと他端Ａ２ｂとの間に加えるか否かを切り替える。これにより、第２の能動素子Ａ２は、パルス信号に応じて、第１の能動素子Ａ１とは相補的に一端Ａ２ａと他端Ａ２ｂとの間の経路がオンまたはオフに制御される。   The second switch circuit C2 applies a second voltage between the control terminal A2c and the other end A2b of the second active element A2 in a complementary manner to the first switch circuit C1 in response to the pulse signal. Switch whether or not. Thereby, the path between the one end A2a and the other end A2b of the second active element A2 is controlled to be on or off in a complementary manner to the first active element A1 according to the pulse signal.

図３は、本発明の実施例１に係る高圧パルス発生装置のスイッチ回路の等価回路図である。図３に示すように、第１のスイッチ回路Ｃ１及び第２のスイッチ回路Ｃ２は、それぞれ発光ダイオード２０とトランジスタ２１とを有する。   FIG. 3 is an equivalent circuit diagram of the switch circuit of the high-voltage pulse generator according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 3, the first switch circuit C1 and the second switch circuit C2 each include a light emitting diode 20 and a transistor 21.

発光ダイオード２０は、制御端子Ｃ１ａ，Ｃ２ａを介してアノードに制御信号が入力され、制御端子Ｃ１ｂ，Ｃ２ｂを介してカソードが接地されている。   In the light emitting diode 20, a control signal is input to the anode via the control terminals C1a and C2a, and the cathode is grounded via the control terminals C1b and C2b.

発光ダイオード２０は、制御信号が加えられると発光する。トランジスタ２１は、この光を受けると、端子Ｃ１ｃ，Ｃ２ｃと端子Ｃ１ｄ，Ｃ２ｄとの間が導通する。   The light emitting diode 20 emits light when a control signal is applied. Upon receiving this light, the transistor 21 conducts between the terminals C1c and C2c and the terminals C1d and C2d.

次に、スイッチング部４の動作を説明する。   Next, the operation of the switching unit 4 will be described.

（１）パルス信号がローレベルの時
第１のスイッチ回路Ｃ１の制御端子Ｃ１ａには、インバーター１０からパルス信号の反転信号（ハイレベルの信号）が加えられる。これにより、第１のスイッチ回路Ｃ１の端子Ｃ１ｃと端子Ｃ１ｄとの間は導通する。すると、第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ１から出力される第１の電圧が、第１の能動素子Ａ１の制御端子Ａ１ｃと他端Ａ１ｂとの間に加えられる。これにより、第１の能動素子Ａ１はオンする。 (1) When the pulse signal is at the low level The inverted signal (high level signal) of the pulse signal is applied from the inverter 10 to the control terminal C1a of the first switch circuit C1. As a result, the terminals C1c and C1d of the first switch circuit C1 are electrically connected. Then, the first voltage output from the first insulation type DC / DC converter B1 is applied between the control terminal A1c and the other end A1b of the first active element A1. As a result, the first active element A1 is turned on.

一方、第２のスイッチ回路Ｃ２の制御端子Ｃ２ａには、ローレベルのパルス信号が加えられる。これにより、第２のスイッチ回路Ｃ２の端子Ｃ２ｃと端子Ｃ２ｄとの間は導通しない。すると、第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ２から出力される第２の電圧は、第２の能動素子Ａ２の制御端子Ａ２ｃと他端Ａ２ｂとの間に加えられない。第２の能動素子Ａ２の制御端子Ａ２ｃには、第２の抵抗Ｒ２を介して他端Ａ２ｂと同一の低圧側電圧ＶＳＳが加えられる。これにより、第２の能動素子Ａ２はオフとなる。   On the other hand, a low level pulse signal is applied to the control terminal C2a of the second switch circuit C2. As a result, the terminals C2c and C2d of the second switch circuit C2 are not electrically connected. Then, the second voltage output from the second insulation type DC / DC converter B2 is not applied between the control terminal A2c and the other end A2b of the second active element A2. The same low voltage side voltage VSS as the other end A2b is applied to the control terminal A2c of the second active element A2 via the second resistor R2. As a result, the second active element A2 is turned off.

このように、第１の能動素子Ａ１はオンであり、第２の能動素子Ａ２はオフであるため、出力端子Ｏ１から高圧側電圧ＶＤＤが出力される。   Thus, since the first active element A1 is on and the second active element A2 is off, the high-voltage side voltage VDD is output from the output terminal O1.

（２）パルス信号がハイレベルの時
上記（１）とは反対に、第１のスイッチ回路Ｃ１の端子Ｃ１ｃと端子Ｃ１ｄとの間は導通しない。すると、第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ１から出力される第１の電圧は、第１の能動素子Ａ１の制御端子Ａ１ｃと他端Ａ１ｂとの間に加えられない。第１の能動素子Ａ１の制御端子Ａ１ｃには、第１の抵抗Ｒ１を介して他端Ａ１ｂと同じ電圧が加えられる。これにより、第１の能動素子Ａ１はオフとなる。 (2) When the pulse signal is at a high level Contrary to the above (1), the terminal C1c and the terminal C1d of the first switch circuit C1 are not electrically connected. Then, the first voltage output from the first insulation type DC / DC converter B1 is not applied between the control terminal A1c and the other end A1b of the first active element A1. The same voltage as the other end A1b is applied to the control terminal A1c of the first active element A1 through the first resistor R1. Thereby, the first active element A1 is turned off.

一方、第２のスイッチ回路Ｃ２の端子Ｃ２ｃと端子Ｃ２ｄとの間は導通する。すると、第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ２から出力される第２の電圧が、第２の能動素子Ａ２の制御端子Ａ２ｃと他端Ａ２ｂとの間に加えられる。これにより、第２の能動素子Ａ２はオンする。   On the other hand, the terminals C2c and C2d of the second switch circuit C2 are electrically connected. Then, the second voltage output from the second insulation type DC / DC converter B2 is applied between the control terminal A2c and the other end A2b of the second active element A2. As a result, the second active element A2 is turned on.

このように、第１の能動素子Ａ１はオフであり、第２の能動素子Ａ２はオンであるため、出力端子Ｏ１から低圧側電圧ＶＳＳが出力される。   Thus, since the first active element A1 is off and the second active element A2 is on, the low-voltage side voltage VSS is output from the output terminal O1.

パルス信号の状態が上記（１）と（２）を交互に繰り返すことにより、スイッチング部４は、出力端子Ｏ１から高圧側電圧ＶＤＤと低圧側電圧ＶＳＳとを交互に繰り返し出力する。   When the state of the pulse signal alternately repeats the above (1) and (2), the switching unit 4 repeatedly outputs the high-voltage side voltage VDD and the low-voltage side voltage VSS from the output terminal O1.

なお、出力端子Ｏ１の電圧は高圧側電圧ＶＤＤと低圧側電圧ＶＳＳとの間で変化するので、第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ１の端子Ｂ１ｄの電圧も高圧側電圧ＶＤＤと低圧側電圧ＶＳＳとの間で変化する。しかし、前述のように第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ１は入力側と出力側とが電気的に絶縁されているので、端子Ｂ１ｄの電圧が入力電圧より高く又は低くなっても第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ１の動作に影響はない。同様に、第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ２の端子Ｂ２ｄの電圧は低圧側電圧ＶＳＳであるが、低圧側電圧ＶＳＳが負電圧等であったとしても第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ２の動作に影響はない。   Since the voltage at the output terminal O1 varies between the high-voltage side voltage VDD and the low-voltage side voltage VSS, the voltage at the terminal B1d of the first isolated DC / DC converter B1 is also high-voltage side voltage VDD and low-voltage side voltage VSS. And change between. However, as described above, since the first isolated DC / DC converter B1 is electrically insulated from the input side and the output side, even if the voltage at the terminal B1d is higher or lower than the input voltage, There is no influence on the operation of the insulation type DC / DC converter B1. Similarly, the voltage of the terminal B2d of the second insulation type DC / DC converter B2 is the low voltage side voltage VSS. Even if the low voltage side voltage VSS is a negative voltage or the like, the second insulation type DC / DC converter B2 There is no effect on the operation.

また、第１のスイッチ回路Ｃ１についても、前述のように制御端子Ｃ１ａ，Ｃ１ｂと、端子Ｃ１ｃ，Ｃ１ｄとが電気的に絶縁されているので、端子Ｃ１ｃ，Ｃ１ｄの電圧は第１のスイッチ回路Ｃ１の動作に影響しない。第２のスイッチ回路Ｃ２についても同様である。   As for the first switch circuit C1, since the control terminals C1a and C1b and the terminals C1c and C1d are electrically insulated as described above, the voltage at the terminals C1c and C1d is the first switch circuit C1. Does not affect the operation. The same applies to the second switch circuit C2.

以上で説明した様に、本実施例によれば、スイッチング部４が、パルス発生部１で発生されたパルス信号に応じて、高圧側電源２からの高圧側電圧ＶＤＤと低圧側電源３からの低圧側電圧ＶＳＳとを何れか一方ずつ交互に出力端子Ｏ１から出力するようにしている。従って、出力端子Ｏ１から出力される高圧パルス信号の電圧は、パルス発生部１で発生されたパルス信号の電圧には依存せず、高圧側電圧ＶＤＤと低圧側電圧ＶＳＳとの何れかになる。よって、パルス発生部１はパルス信号の周波数を決めるだけで良く、パルス信号の電圧の精度は低くても良い。これにより、パルス発生部１を単純な構成とすることができるので、パルス発生部１を小型且つ低価格にできる。また、パルス信号を増幅せずに高圧パルス信号を出力できるので、大型且つ高価格の高電圧広帯域アンプが不要になる。これらにより、高圧パルス発生装置を小型化且つ低価格化できる。   As described above, according to the present embodiment, the switching unit 4 causes the high voltage side voltage VDD from the high voltage side power source 2 and the low voltage side power source 3 to respond to the pulse signal generated by the pulse generation unit 1. Either one of the low-voltage side voltage VSS is alternately output from the output terminal O1. Accordingly, the voltage of the high voltage pulse signal output from the output terminal O1 does not depend on the voltage of the pulse signal generated by the pulse generator 1, and is either the high voltage VDD or the low voltage VSS. Therefore, the pulse generator 1 only needs to determine the frequency of the pulse signal, and the accuracy of the voltage of the pulse signal may be low. As a result, the pulse generator 1 can have a simple configuration, so that the pulse generator 1 can be made small and inexpensive. In addition, since a high-voltage pulse signal can be output without amplifying the pulse signal, a large-sized and expensive high-voltage broadband amplifier is not necessary. As a result, the high-pressure pulse generator can be reduced in size and price.

さらに、高圧側電源２及び低圧側電源３として高効率な電源を用いることができるので、高圧パルス発生装置の電力効率を高めることができる。また、制御部５がパルス信号の周波数と高圧側電圧ＶＤＤと低圧側電圧ＶＳＳとを制御するようにしたので、簡単な構成で任意の周波数および電圧の高圧パルス信号を出力できる。   Further, since a high-efficiency power source can be used as the high-voltage side power source 2 and the low-voltage side power source 3, the power efficiency of the high-voltage pulse generator can be increased. In addition, since the control unit 5 controls the frequency of the pulse signal, the high voltage side voltage VDD, and the low voltage side voltage VSS, a high voltage pulse signal having an arbitrary frequency and voltage can be output with a simple configuration.

さらに、本実施例によれば、スイッチング回路４において、第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ１の出力電圧を第１の能動素子Ａ１の制御端子Ａ１ｃと他端Ａ１ｂとの間に加えるか否かを第１のスイッチ回路Ｃ１で切り替えて、第１の能動素子Ａ１をオン又はオフさせるようにしている。また、同様の構成で第２の能動素子Ａ２をオン又はオフさせるようにしている。第１および第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ１，Ｂ２の出力インピーダンスは低インピーダンスであるため、この構成により第１および第２の能動素子Ａ１，Ａ２の制御端子Ａ１ｃ，Ａ２ｃを低インピーダンスで駆動できる。また、高圧側電源２及び低圧側電源３には第１および第２の能動素子Ａ１，Ａ２のみが接続されるので、これら電源の電力容量は、第１および第２の能動素子Ａ１，Ａ２のスイッチング動作でパルス信号を出力するのに必要な容量で良い。これらにより、スイッチング回路４を、電力効率を低下させずに高速化できる。従って、高圧パルス発生装置の電力効率を高めた上で、高い周波数の高圧パルス信号を出力できる。   Further, according to the present embodiment, whether or not the switching circuit 4 applies the output voltage of the first insulation type DC / DC converter B1 between the control terminal A1c of the first active element A1 and the other end A1b. Is switched by the first switch circuit C1 so that the first active element A1 is turned on or off. Further, the second active element A2 is turned on or off with the same configuration. Since the output impedances of the first and second isolated DC / DC converters B1 and B2 are low impedance, this configuration drives the control terminals A1c and A2c of the first and second active elements A1 and A2 with low impedance. it can. Since only the first and second active elements A1 and A2 are connected to the high-voltage side power source 2 and the low-voltage side power source 3, the power capacity of these power sources is the same as that of the first and second active elements A1 and A2. The capacity required for outputting a pulse signal in the switching operation is sufficient. As a result, the switching circuit 4 can be speeded up without reducing the power efficiency. Therefore, it is possible to output a high-frequency pulse signal having a high frequency while increasing the power efficiency of the high-voltage pulse generator.

本実施例は、スイッチング部４の構成が実施例１と異なる高圧パルス発生装置に関する。そこで、スイッチング部４の構成についてのみ説明する。   The present embodiment relates to a high-voltage pulse generator in which the configuration of the switching unit 4 is different from that of the first embodiment. Therefore, only the configuration of the switching unit 4 will be described.

図４は、本発明の実施例２に係る高圧パルス発生装置のスイッチング部のブロック図である。図４に示すように、スイッチング部４は、図２の実施例１の構成に加え、第３の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ３と、第４の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ４と、第３のスイッチ回路Ｃ３と、第４のスイッチ回路Ｃ４と、第３の能動素子Ａ３と、第４の能動素子Ａ４と、第３の抵抗Ｒ３と、第４の抵抗Ｒ４と、をさらに備える。   FIG. 4 is a block diagram of a switching unit of the high voltage pulse generator according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 4, in addition to the configuration of the first embodiment shown in FIG. 2, the switching unit 4 includes a third insulation type DC / DC converter B3, a fourth insulation type DC / DC converter B4, A switch circuit C3, a fourth switch circuit C4, a third active element A3, a fourth active element A4, a third resistor R3, and a fourth resistor R4 are further provided.

これら以外の構成は、図２の実施例１の構成と同一であるため、同一の構成要素に同一の符号を付し、説明を省略する。   Since the configuration other than these is the same as the configuration of the first embodiment in FIG. 2, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

第３の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ３は、入力端子Ｂ３ａと入力端子Ｂ３ｂとの間に入力された入力電圧を第３の電圧に変換して、第３の電圧を第５端子Ｂ３ｃと第６端子Ｂ３ｄとの間の電圧として出力する。第３の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ３は、入力側と出力側とが電気的に絶縁されている。例えば、第３の電圧は第１の電圧と等しい。   The third insulation type DC / DC converter B3 converts the input voltage input between the input terminal B3a and the input terminal B3b into a third voltage, and converts the third voltage to the fifth terminal B3c and the sixth voltage. Output as a voltage between the terminal B3d. In the third insulation type DC / DC converter B3, the input side and the output side are electrically insulated. For example, the third voltage is equal to the first voltage.

第３のスイッチ回路Ｃ３は、端子Ｃ３ｃと端子Ｃ３ｄとが、第３の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ３の第５端子Ｂ３ｃと、第３の能動素子Ａ３の制御端子Ａ３ｃとの間に接続されている。   In the third switch circuit C3, the terminal C3c and the terminal C3d are connected between the fifth terminal B3c of the third insulation type DC / DC converter B3 and the control terminal A3c of the third active element A3. Yes.

第３の能動素子Ａ３は、高圧側電源２と第１の能動素子Ａ１の一端Ａ１ａとの間に一端Ａ３ａと他端Ａ３ｂとが接続され、一端Ａ３ａに高圧側電圧ＶＤＤが供給されている。第３の能動素子Ａ３の他端Ａ３ｂは、第３の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ３の第６端子Ｂ３ｄにも接続されている。   In the third active element A3, one end A3a and the other end A3b are connected between the high-voltage side power supply 2 and one end A1a of the first active element A1, and the high-voltage side voltage VDD is supplied to the one end A3a. The other end A3b of the third active element A3 is also connected to a sixth terminal B3d of the third insulation type DC / DC converter B3.

第３の抵抗Ｒ３は、第３の能動素子Ａ３の制御端子Ａ３ｃと他端Ａ３ｂとの間に接続されている。   The third resistor R3 is connected between the control terminal A3c and the other end A3b of the third active element A3.

インバーター１０の出力端子は、第３のスイッチ回路Ｃ３の制御端子Ｃ３ａに接続されている。第３のスイッチ回路Ｃ３の制御端子Ｃ３ｂは接地されている。   The output terminal of the inverter 10 is connected to the control terminal C3a of the third switch circuit C3. The control terminal C3b of the third switch circuit C3 is grounded.

第３のスイッチ回路Ｃ３は、パルス信号に応じて、第１のスイッチ回路Ｃ１と同じタイミングで、第３の電圧を第３の能動素子Ａ３の制御端子Ａ３ｃと他端Ａ３ｂとの間に加えるか否かを切り替える。これにより、第３の能動素子Ａ３は、パルス信号に応じて、第１の能動素子Ａ１と同じタイミングで一端Ａ３ａと他端Ａ３ｂとの間の経路がオンまたはオフに制御される。   Whether the third switch circuit C3 applies a third voltage between the control terminal A3c of the third active element A3 and the other end A3b at the same timing as the first switch circuit C1 according to the pulse signal. Switch between no. Thereby, in the third active element A3, the path between the one end A3a and the other end A3b is controlled to be turned on or off at the same timing as the first active element A1 in accordance with the pulse signal.

第４の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ４は、入力端子Ｂ４ａと入力端子Ｂ４ｂとの間に入力された入力電圧を第４の電圧に変換して、第４の電圧を第７端子Ｂ４ｃと第８端子Ｂ４ｄとの間の電圧として出力する。第４の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ４は、入力側と出力側とが電気的に絶縁されている。例えば、第４の電圧は第１の電圧と等しい。   The fourth insulation type DC / DC converter B4 converts the input voltage input between the input terminal B4a and the input terminal B4b into a fourth voltage, and converts the fourth voltage to the seventh terminal B4c and the eighth voltage. Output as a voltage between the terminal B4d. In the fourth insulation type DC / DC converter B4, the input side and the output side are electrically insulated. For example, the fourth voltage is equal to the first voltage.

第４のスイッチ回路Ｃ４は、端子Ｃ４ｃと端子Ｃ４ｄとが、第４の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ４の第７端子Ｂ４ｃと、第４の能動素子Ａ４の制御端子Ａ４ｃとの間に接続されている。   In the fourth switch circuit C4, the terminal C4c and the terminal C4d are connected between the seventh terminal B4c of the fourth insulation type DC / DC converter B4 and the control terminal A4c of the fourth active element A4. Yes.

第４の能動素子Ａ４は、第２の能動素子Ａ２の他端Ａ２ｂと低圧側電源３との間に一端Ａ４ａと他端Ａ４ｂとが接続され、他端Ａ４ｂに低圧側電圧ＶＳＳが供給されている。第４の能動素子Ａ４の他端Ａ４ｂは、第４の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ４の第８端子Ｂ４ｄにも接続されている。   In the fourth active element A4, one end A4a and the other end A4b are connected between the other end A2b of the second active element A2 and the low-voltage side power source 3, and the other end A4b is supplied with the low-voltage side voltage VSS. Yes. The other end A4b of the fourth active element A4 is also connected to the eighth terminal B4d of the fourth insulation type DC / DC converter B4.

第４の抵抗Ｒ４は、第４の能動素子Ａ４の制御端子Ａ４ｃと他端Ａ４ｂとの間に接続されている。   The fourth resistor R4 is connected between the control terminal A4c of the fourth active element A4 and the other end A4b.

パルス信号は、第４のスイッチ回路Ｃ４の制御端子Ｃ４ａに入力される。第４のスイッチ回路Ｃ４の制御端子Ｃ４ｂは接地されている。   The pulse signal is input to the control terminal C4a of the fourth switch circuit C4. The control terminal C4b of the fourth switch circuit C4 is grounded.

第４のスイッチ回路Ｃ４は、パルス信号に応じて、第１のスイッチ回路Ｃ１とは相補的に、第４の電圧を第４の能動素子Ａ４の制御端子Ａ４ｃと他端Ａ４ｂとの間に加えるか否かを切り替える。これにより、第４の能動素子Ａ４は、パルス信号に応じて、第１の能動素子Ａ１とは相補的に一端Ａ４ａと他端Ａ４ｂとの間の経路がオンまたはオフに制御される。   The fourth switch circuit C4 applies a fourth voltage between the control terminal A4c and the other end A4b of the fourth active element A4 in a complementary manner to the first switch circuit C1 in response to the pulse signal. Switch whether or not. Thereby, the path between the one end A4a and the other end A4b of the fourth active element A4 is controlled to be on or off in a complementary manner to the first active element A1 in accordance with the pulse signal.

このように、第１の能動素子Ａ１、第２の能動素子Ａ２、第３の能動素子Ａ３および第４の能動素子Ａ４が高圧側電源２と低圧側電源３との間に直列接続されているので、これらの能動素子として実施例１より耐圧が低い能動素子を用いることができる。   In this way, the first active element A1, the second active element A2, the third active element A3, and the fourth active element A4 are connected in series between the high-voltage side power supply 2 and the low-voltage side power supply 3. Therefore, active elements having a withstand voltage lower than that of the first embodiment can be used as these active elements.

次に、スイッチング部４の動作を説明する。   Next, the operation of the switching unit 4 will be described.

（１）パルス信号がローレベルの時
第１のスイッチ回路Ｃ１の制御端子Ｃ１ａおよび第３のスイッチ回路Ｃ３の制御端子Ｃ３ａには、インバーター１０からハイレベルの信号が加えられる。これにより、第１のスイッチ回路Ｃ１の端子Ｃ１ｃと端子Ｃ１ｄとの間、および、第３のスイッチ回路Ｃ３の端子Ｃ３ｃと端子Ｃ３ｄとの間は導通する。すると、第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ１から出力される第１の電圧が、第１の能動素子Ａ１の制御端子Ａ１ｃと他端Ａ１ｂとの間に加えられる。また、第３の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ３から出力される第３の電圧が、第３の能動素子Ａ３の制御端子Ａ３ｃと他端Ａ３ｂとの間に加えられる。これにより、第１の能動素子Ａ１及び第３の能動素子Ａ３はオンする。 (1) When the pulse signal is at a low level A high level signal is applied from the inverter 10 to the control terminal C1a of the first switch circuit C1 and the control terminal C3a of the third switch circuit C3. As a result, the terminals C1c and C1d of the first switch circuit C1 and the terminals C3c and C3d of the third switch circuit C3 are electrically connected. Then, the first voltage output from the first insulation type DC / DC converter B1 is applied between the control terminal A1c and the other end A1b of the first active element A1. Further, the third voltage output from the third insulation type DC / DC converter B3 is applied between the control terminal A3c and the other end A3b of the third active element A3. As a result, the first active element A1 and the third active element A3 are turned on.

一方、第２のスイッチ回路Ｃ２の制御端子Ｃ２ａおよび第４のスイッチ回路Ｃ４の制御端子Ｃ４ａには、ローレベルのパルス信号が加えられる。これにより、第２のスイッチ回路Ｃ２の端子Ｃ２ｃと端子Ｃ２ｄとの間、および、第４のスイッチ回路Ｃ４の端子Ｃ４ｃと端子Ｃ４ｄとの間は導通しない。また、第２の能動素子Ａ２の制御端子Ａ２ｃには、第２の抵抗Ｒ２を介して他端Ａ２ｂと同一の電圧が加えられる。また、第４の能動素子Ａ４の制御端子Ａ４ｃには、第４の抵抗Ｒ４を介して他端Ａ４ｂと同一の低圧側電圧ＶＳＳが加えられる。これにより、第２の能動素子Ａ２及び第４の能動素子Ａ４はオフとなる。   On the other hand, a low-level pulse signal is applied to the control terminal C2a of the second switch circuit C2 and the control terminal C4a of the fourth switch circuit C4. As a result, the terminals C2c and C2d of the second switch circuit C2 and the terminals C4c and C4d of the fourth switch circuit C4 are not electrically connected. The same voltage as the other end A2b is applied to the control terminal A2c of the second active element A2 via the second resistor R2. Further, the same low voltage side voltage VSS as that of the other end A4b is applied to the control terminal A4c of the fourth active element A4 via the fourth resistor R4. As a result, the second active element A2 and the fourth active element A4 are turned off.

このように、第１の能動素子Ａ１及び第３の能動素子Ａ３はオンであり、第２の能動素子Ａ２及び第４の能動素子Ａ４はオフであるため、出力端子Ｏ１から高圧側電圧ＶＤＤが出力される。   Thus, since the first active element A1 and the third active element A3 are on and the second active element A2 and the fourth active element A4 are off, the high voltage side voltage VDD is output from the output terminal O1. Is output.

（２）パルス信号がハイレベルの時
上記（１）とは反対に、第１のスイッチ回路Ｃ１の端子Ｃ１ｃと端子Ｃ１ｄとの間、および、第３のスイッチ回路Ｃ３の端子Ｃ３ｃと端子Ｃ３ｄとの間は導通しない。また、第１の能動素子Ａ１の制御端子Ａ１ｃには、第１の抵抗Ｒ１を介して他端Ａ１ｂと同じ電圧が加えられる。また、第３の能動素子Ａ３の制御端子Ａ３ｃには、第３の抵抗Ｒ３を介して他端Ａ３ｂと同じ電圧が加えられる。これにより、第１の能動素子Ａ１及び第３の能動素子Ａ３はオフとなる。 (2) When the pulse signal is at a high level Contrary to (1) above, between the terminals C1c and C1d of the first switch circuit C1 and between the terminals C3c and C3d of the third switch circuit C3, There is no conduction between. Further, the same voltage as the other end A1b is applied to the control terminal A1c of the first active element A1 via the first resistor R1. Further, the same voltage as the other end A3b is applied to the control terminal A3c of the third active element A3 via the third resistor R3. As a result, the first active element A1 and the third active element A3 are turned off.

一方、第２のスイッチ回路Ｃ２の端子Ｃ２ｃと端子Ｃ２ｄとの間、および、第４のスイッチ回路Ｃ４の端子Ｃ４ｃと端子Ｃ４ｄとの間は導通する。すると、第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ２から出力される第２の電圧が、第２の能動素子Ａ２の制御端子Ａ２ｃと他端Ａ２ｂとの間に加えられる。また、第４の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ４から出力される第４の電圧が、第４の能動素子Ａ４の制御端子Ａ４ｃと他端Ａ４ｂとの間に加えられる。これにより、第２の能動素子Ａ２及び第４の能動素子Ａ４はオンする。   On the other hand, the terminals C2c and C2d of the second switch circuit C2 and the terminals C4c and C4d of the fourth switch circuit C4 are electrically connected. Then, the second voltage output from the second insulation type DC / DC converter B2 is applied between the control terminal A2c and the other end A2b of the second active element A2. Further, the fourth voltage output from the fourth insulation type DC / DC converter B4 is applied between the control terminal A4c and the other end A4b of the fourth active element A4. As a result, the second active element A2 and the fourth active element A4 are turned on.

このように、第１の能動素子Ａ１及び第３の能動素子Ａ３はオフであり、第２の能動素子Ａ２及び第４の能動素子Ａ４はオンであるため、出力端子Ｏ１から低圧側電圧ＶＳＳが出力される。   Thus, since the first active element A1 and the third active element A3 are off and the second active element A2 and the fourth active element A4 are on, the low-voltage side voltage VSS is output from the output terminal O1. Is output.

パルス信号の状態が上記（１）と（２）を交互に繰り返すことにより、スイッチング部４は、出力端子Ｏ１から高圧側電圧ＶＤＤと低圧側電圧ＶＳＳとを交互に繰り返し出力する。   When the state of the pulse signal alternately repeats the above (1) and (2), the switching unit 4 repeatedly outputs the high-voltage side voltage VDD and the low-voltage side voltage VSS from the output terminal O1.

以上で説明した様に、本実施例によれば、スイッチング回路４において、直列接続された４つの能動素子Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の各制御端子に、対応する絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４の出力電圧を加えるようにしたので、各能動素子Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を等しい低インピーダンスで駆動できる。これにより、各能動素子Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４のスイッチングのタイミングを等しくできるので、スイッチング回路４を高速化できる。従って、各能動素子Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４の耐圧が低い場合であっても、高速に動作可能なスイッチング回路４を構成できるので、高圧パルス発生装置は高い周波数の高圧パルス信号を出力できる。   As described above, according to the present embodiment, in the switching circuit 4, each of the control terminals of the four active elements A1, A2, A3, A4 connected in series is connected to the corresponding isolated DC / DC converter B1, Since the output voltages of B2, B3 and B4 are applied, each active element A1, A2, A3 and A4 can be driven with equal low impedance. As a result, the switching timings of the active elements A1, A2, A3, A4 can be made equal, so that the switching circuit 4 can be speeded up. Therefore, even when the withstand voltages of the active elements A1, A2, A3, and A4 are low, the switching circuit 4 that can operate at high speed can be configured, so that the high-voltage pulse generator can output a high-frequency high-voltage pulse signal.

さらに、実施例１と同様の効果も得られる。   Furthermore, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

なお、実施例２では４つの能動素子Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４を直列接続する一例について説明したが、より多くの能動素子を直列接続しても良い。   In the second embodiment, an example in which four active elements A1, A2, A3, and A4 are connected in series has been described. However, more active elements may be connected in series.

１ パルス発生部
２ 高圧側電源
３ 低圧側電源
４ スイッチング部
５ 制御部
Ｂ１ 第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｂ２ 第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｃ１ 第１のスイッチ回路
Ｃ２ 第２のスイッチ回路
Ａ１ 第１の能動素子
Ａ２ 第２の能動素子
Ｒ１ 第１の抵抗
Ｒ２ 第２の抵抗
１０ インバーター
Ｂ３ 第３の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｂ４ 第４の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータ
Ｃ３ 第３のスイッチ回路
Ｃ４ 第４のスイッチ回路
Ａ３ 第３の能動素子
Ａ４ 第４の能動素子
Ｒ３ 第３の抵抗
Ｒ４ 第４の抵抗 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Pulse generation part 2 High voltage side power supply 3 Low voltage side power supply 4 Switching part 5 Control part B1 1st insulation type DC / DC converter B2 2nd insulation type DC / DC converter C1 1st switch circuit C2 2nd switch circuit A1 1st active element A2 2nd active element R1 1st resistance R2 2nd resistance 10 Inverter B3 3rd insulation type DC / DC converter B4 4th insulation type DC / DC converter C3 3rd switch circuit C4 Fourth switch circuit A3 Third active element A4 Fourth active element R3 Third resistor R4 Fourth resistor

Claims (19)

パルス信号を発生するパルス発生部と、
高圧側電圧を生成する高圧側電源と、
低圧側電圧を生成する低圧側電源と、
前記パルス信号に応じて、入力された前記高圧側電圧と前記低圧側電圧とを何れか一方ずつ交互に出力端子から出力するスイッチング部と、
前記パルス信号の周波数と、前記高圧側電圧と、前記低圧側電圧とを制御する制御部と、を備え、
前記スイッチング部は、
前記高圧側電源に一端が接続され、前記出力端子に他端が接続され、前記パルス信号に応じて、前記一端と前記他端との間の経路がオンまたはオフに制御される第１の能動素子と、
前記出力端子に一端が接続され、前記低圧側電源に他端が接続され、前記パルス信号に応じて、前記第１の能動素子とは相補的に前記一端と前記他端との間の経路がオンまたはオフに制御される第２の能動素子と、
入力電圧を第１の電圧に変換して、前記第１の電圧を第１端子と第２端子との間の電圧として出力する、入力側と出力側とが電気的に絶縁された第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記パルス信号に応じて、前記第１の電圧を前記第１の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に加えるか否かを切り替える第１のスイッチ回路と、
前記入力電圧を第２の電圧に変換して、前記第２の電圧を第３端子と第４端子との間の電圧として出力する、入力側と出力側とが電気的に絶縁された第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記パルス信号に応じて、前記第１のスイッチ回路とは相補的に、前記第２の電圧を前記第２の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に加えるか否かを切り替える第２のスイッチ回路と、を有する
ことを特徴とする高圧パルス発生装置。 A pulse generator for generating a pulse signal;
A high-voltage side power source for generating a high-voltage side voltage;
A low-voltage side power source for generating a low-voltage side voltage;
In accordance with the pulse signal, the switching unit that outputs the input high-voltage side voltage and the low-voltage side voltage alternately from the output terminal one by one;
A control unit for controlling the frequency of the pulse signal, the high-voltage side voltage, and the low-voltage side voltage ;
The switching unit is
A first active terminal having one end connected to the high-voltage power supply, the other end connected to the output terminal, and a path between the one end and the other end controlled to be turned on or off according to the pulse signal Elements,
One end is connected to the output terminal, the other end is connected to the low-voltage power supply, and a path between the one end and the other end is complementarily complemented with the first active element according to the pulse signal. A second active element controlled on or off;
The input voltage is converted into a first voltage, and the first voltage is output as a voltage between the first terminal and the second terminal. The first side in which the input side and the output side are electrically insulated An insulated DC / DC converter;
A first switch circuit that switches whether to apply the first voltage between the control terminal of the first active element and the other end in response to the pulse signal;
The input voltage is converted into a second voltage, and the second voltage is output as a voltage between the third terminal and the fourth terminal, and the input side and the output side are electrically insulated. An isolated DC / DC converter,
In response to the pulse signal, the second switching circuit switches whether to apply the second voltage between the control terminal and the other end of the second active element in a complementary manner to the first switch circuit. high voltage pulse generating device, characterized in that it comprises a second switching circuit. 前記出力端子に容量性負荷が接続される
ことを特徴とする請求項１に記載の高圧パルス発生装置。 The high-voltage pulse generator according to claim 1, wherein a capacitive load is connected to the output terminal. 前記パルス信号は第１の電圧と第２の電圧とを有し、
前記スイッチング部は、前記パルス信号が前記第１の電圧の時に前記高圧側電圧を出力し、前記パルス信号が前記第２の電圧の時に前記低圧側電圧を出力する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の高圧パルス発生装置。 The pulse signal has a first voltage and a second voltage;
The switching unit outputs the high-voltage side voltage when the pulse signal is the first voltage, and outputs the low-voltage side voltage when the pulse signal is the second voltage. Or the high voltage | pressure pulse generator of Claim 2. 前記高圧側電圧は正の電圧であり、前記低圧側電圧は負の電圧である
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の高圧パルス発生装置。 The high-voltage pulse generator according to any one of claims 1 to 3, wherein the high-voltage side voltage is a positive voltage and the low-voltage side voltage is a negative voltage. 前記高圧側電圧と前記低圧側電圧は、絶対値が等しい
ことを特徴とする請求項４に記載の高圧パルス発生装置。 The high voltage pulse generator according to claim 4, wherein the high voltage side voltage and the low voltage side voltage have the same absolute value. 前記高圧側電圧と前記低圧側電圧は、絶対値が異なる
ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の高圧パルス発生装置。 The high voltage pulse generator according to any one of claims 1 to 4, wherein the high voltage side voltage and the low voltage side voltage have different absolute values. 前記高圧側電圧は正の電圧であり、前記低圧側電圧は前記高圧側電圧より低い正の電圧である、
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の高圧パルス発生装置。 The high-voltage side voltage is a positive voltage, and the low-voltage side voltage is a positive voltage lower than the high-voltage side voltage.
The high-pressure pulse generator according to any one of claims 1 to 3, wherein 前記高圧側電源と前記低圧側電源はスイッチング電源である
ことを特徴とする請求項１から請求項７の何れかに記載の高圧パルス発生装置。 The high-voltage pulse generator according to any one of claims 1 to 7, wherein the high-voltage power supply and the low-voltage power supply are switching power supplies. 前記第１のスイッチ回路は、前記第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第１端子と、前記第１の能動素子の前記制御端子との間に接続され、
前記第１の能動素子の前記他端は、前記第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第２端子に接続され、
前記第２のスイッチ回路は、前記第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第３端子と、前記第２の能動素子の前記制御端子との間に接続され、
前記第２の能動素子の前記他端は、前記第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第４端子に接続されている
ことを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の高圧パルス発生装置。 The first switch circuit is connected between the first terminal of the first insulation type DC / DC converter and the control terminal of the first active element,
The other end of the first active element is connected to the second terminal of the first isolated DC / DC converter;
The second switch circuit is connected between the third terminal of the second insulation type DC / DC converter and the control terminal of the second active element,
The said other end of the said 2nd active element is connected to the said 4th terminal of the said 2nd insulation type DC / DC converter. The any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned. High-pressure pulse generator. 前記第１の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に接続された第１の抵抗と、
前記第２の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に接続された第２の抵抗と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項９に記載の高圧パルス発生装置。 A first resistor connected between the control terminal of the first active element and the other end;
The high-voltage pulse generator according to claim 9 , further comprising a second resistor connected between the control terminal of the second active element and the other end. 前記第１の電圧と前記第２の電圧は等しい
ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れかに記載の高圧パルス発生装置。 High voltage pulse generating device according to any one of claims 1 to 10, wherein the first voltage and the second voltage are equal. 前記第１の能動素子と前記第２の能動素子は、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴである
ことを特徴とする請求項１から請求項１１の何れかに記載の高圧パルス発生装置。 Wherein the first active element and the second active device, high-voltage pulse generator according to any one of claims 1 to 11, wherein the bipolar transistor is a MOSFET or IGBT. 前記第１のスイッチ回路と前記第２のスイッチ回路は、フォトカプラまたはフォトＭＯＳである
ことを特徴とする請求項１から請求項１２の何れかに記載の高圧パルス発生装置。 Wherein the first switching circuit the second switch circuit, high-voltage pulse generator according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the photo-coupler or a photo MOS. 前記入力電圧を第３の電圧に変換して、前記第３の電圧を第５端子と第６端子との間の電圧として出力する、入力側と出力側とが電気的に絶縁された第３の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記高圧側電源と前記第１の能動素子の前記一端との間に一端と他端とが接続され、制御端子と前記他端との間に加えられる電圧に応じてオンまたはオフに制御される第３の能動素子と、
前記パルス信号に応じて、前記第３の電圧を前記第３の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に加えるか否かを切り替える第３のスイッチ回路と、
前記入力電圧を第４の電圧に変換して、前記第４の電圧を第７端子と第８端子との間の電圧として出力する、入力側と出力側とが電気的に絶縁された第４の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータと、
前記第２の能動素子の前記他端と前記低圧側電源との間に一端と他端とが接続され、制御端子と前記他端との間に加えられる電圧に応じてオンまたはオフに制御される第４の能動素子と、
前記パルス信号に応じて、前記第１のスイッチ回路とは相補的に、前記第４の電圧を前記第４の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に加えるか否かを切り替える第４のスイッチ回路と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項１から請求項８の何れかに記載の高圧パルス発生装置。 The input voltage is converted into a third voltage, and the third voltage is output as a voltage between the fifth terminal and the sixth terminal, and the input side and the output side are electrically insulated. An isolated DC / DC converter,
One end and the other end are connected between the high-voltage power supply and the one end of the first active element, and are controlled to be turned on or off according to a voltage applied between a control terminal and the other end. A third active element;
A third switch circuit for switching whether to apply the third voltage between the control terminal and the other end of the third active element according to the pulse signal;
The input voltage is converted into a fourth voltage, and the fourth voltage is output as a voltage between the seventh terminal and the eighth terminal, and the input side and the output side are electrically insulated. An isolated DC / DC converter,
One end and the other end are connected between the other end of the second active element and the low-voltage power source, and are controlled to be turned on or off according to a voltage applied between a control terminal and the other end. A fourth active element;
In response to the pulse signal, complementary to the first switch circuit, whether to apply the fourth voltage between the control terminal of the fourth active element and the other end is switched. The high-voltage pulse generator according to any one of claims 1 to 8, further comprising a switch circuit (4). 前記第１のスイッチ回路は、前記第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第１端子と、前記第１の能動素子の前記制御端子との間に接続され、
前記第１の能動素子の前記他端は、前記第１の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第２端子に接続され、
前記第２のスイッチ回路は、前記第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第３端子と、前記第２の能動素子の前記制御端子との間に接続され、
前記第２の能動素子の前記他端は、前記第２の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第４端子に接続され、
前記第３のスイッチ回路は、前記第３の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第５端子と、前記第３の能動素子の前記制御端子との間に接続され、
前記第３の能動素子の前記他端は、前記第３の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第６端子に接続され、
前記第４のスイッチ回路は、前記第４の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第７端子と、前記第４の能動素子の前記制御端子との間に接続され、
前記第４の能動素子の前記他端は、前記第４の絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータの前記第８端子に接続されている
ことを特徴とする請求項１４に記載の高圧パルス発生装置。 The first switch circuit is connected between the first terminal of the first insulation type DC / DC converter and the control terminal of the first active element,
The other end of the first active element is connected to the second terminal of the first isolated DC / DC converter;
The second switch circuit is connected between the third terminal of the second insulation type DC / DC converter and the control terminal of the second active element,
The other end of the second active element is connected to the fourth terminal of the second isolated DC / DC converter;
The third switch circuit is connected between the fifth terminal of the third insulation type DC / DC converter and the control terminal of the third active element,
The other end of the third active element is connected to the sixth terminal of the third isolated DC / DC converter;
The fourth switch circuit is connected between the seventh terminal of the fourth insulation type DC / DC converter and the control terminal of the fourth active element,
The high voltage pulse generator according to claim 14 , wherein the other end of the fourth active element is connected to the eighth terminal of the fourth insulation type DC / DC converter. 前記第１の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に接続された第１の抵抗と、
前記第２の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に接続された第２の抵抗と、
前記第３の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に接続された第３の抵抗と、
前記第４の能動素子の前記制御端子と前記他端との間に接続された第４の抵抗と、をさらに備える
ことを特徴とする請求項１５に記載の高圧パルス発生装置。 A first resistor connected between the control terminal of the first active element and the other end;
A second resistor connected between the control terminal of the second active element and the other end;
A third resistor connected between the control terminal and the other end of the third active element;
The high-voltage pulse generator according to claim 15 , further comprising a fourth resistor connected between the control terminal of the fourth active element and the other end. 前記第１の電圧と、前記第２の電圧と、前記第３の電圧と、前記第４の電圧とは等しい
ことを特徴とする請求項１４から請求項１６の何れかに記載の高圧パルス発生装置。 The high-voltage pulse generation according to any one of claims 14 to 16 , wherein the first voltage, the second voltage, the third voltage, and the fourth voltage are equal to each other. apparatus. 前記第１の能動素子と、前記第２の能動素子と、前記第３の能動素子と、前記第４の能動素子とは、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴである
ことを特徴とする請求項１４から請求項１７の何れかに記載の高圧パルス発生装置。 Said first active element, and the second active element, and the third active element, wherein the fourth active element, claim 14, wherein the bipolar transistor is a MOSFET or IGBT The high-pressure pulse generator according to claim 17 . 前記第１のスイッチ回路と、前記第２のスイッチ回路と、前記第３のスイッチ回路と、前記第４のスイッチ回路とは、フォトカプラまたはフォトＭＯＳである
ことを特徴とする請求項１４から請求項１８の何れかに記載の高圧パルス発生装置。 Said first switch circuit, the second switch circuit, the third switch circuit, said fourth switch circuit, according claim 14, characterized in that the photo-coupler or a photo MOS Item 19. The high-pressure pulse generator according to any one of Items 18 .
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