JPH02271707A - パルス発生回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はスイッチ回路とパルストランスを組み合わせ
て高速で高圧のパルスを発生するパルス発生回路におい
て、高速で電流をスイッチする素子の電流に対するスト
レスの低減化と、パルス発生器の効率化に関するもので
ある。

〔従来の技術〕

第３図は従来のパルス発生回路の構成図であシ。

（１）はサイリスタ、（２）はパルストランス、（３）
は可飽和リアクトル、（４）はコンデンサ、（５）は抵
抗、端子Ａはサイリスタ（１）のゲート入力端子、端子
Ｂはコンデンサ（４）の充電入力端子である。

図の構成において、コンデンサ（４）は抵抗（５）を通
して外部電源により所定の電圧に充電される。その後サ
イリスタ（１）のゲート入力端子（Ａ）Ｋ信号が加えら
れると、サイリスタ（１）はオフ状態からオン状態に移
行する。このため、コンデンサ（４）に蓄積されていた
電荷はパルストランス（２）の１次巻線、可飽和リアク
トル（３）、サイリスタ（１１のアノードそしてカソー
ドへと流れようとする。このとき、電荷すなわち電流の
流れ始めは可飽和リアクトル（３）のインピーダンスが
大きく、電流の値は非常に小さな値となる。しかし、サ
イリスタ（１１がオンして一定時間後可飽和すアクドル
（３）は磁束の飽和を生じ。

可飽和リアクトル（３）のインピーダンスは急速に小さ
な値となる、このため、コンデンサ（４）の蓄積エネル
ギはパルストランス（２）を通り、サイリスタ（１）の
アノード側へと放出される。このとき、パルストランス
（２）の２次巻線には誘導電圧が発生し、立上りの速い
高圧のパルス電圧を発生する。このとき、パルストラン
ス（２）の１次巻線に誘起する電圧ｖＬ１は ＶＬｌ　＝　Ｌｌ　ｄｉ　／　ｄｔ　　　　　　　・・
・・・・・・・・・・・・・　（１）となる。ここでＬ
ｌ　　はパルストランス（２）の１次巻線のインダクタ
ンスｄｉ／ｄｔは１次巻線を流れる電流の時間変化率で
ある。また、パルストランス（２）の２次巻線に誘起さ
れる電圧ＶＬ２は。

ｖＬ２　＝　Ｎ　−ｖＬｌ　　　　　　　・・・・・・
・・・・・・・・・・・・　（２）となる。ここでＮは
１次巻線数と２次巻線数の比である。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来のパルス発生回路は以上のように構成されているの
でパルストランス（２）を流れる電流の時間変化率はサ
イリスタ（１）の性能に左右されるため。

可飽和リアクトル（３）を用いて、サイリスタ（１）が
オンしてから大きなパルス電流が流れるまでの時間を多
くシ、かつ飽和の飽和インダクタンスを大きくすること
から可飽和リアクトル（３）が大型化するとともに、サ
イリスタ（１）の電流が素子に均等に分布しないためサ
イリスタ（１）を破損することがあるなどの問題点があ
った。

この発明は上記のような課題を解決するためになされた
もので、サイリスタ（１）のオン直後は、補助エネルギ
源よシミ流を流し、サイリスタ（１）の素子内の電流分
布の均等化を図るとともに、可飽和リアクトル（３）の
磁束のリセットを行うことにより。

等測的に可飽和リアクトル（３）のセット効果を高め。

可飽和リアクトル（３）の小型化を行うことを目的とす
る。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係るパルス発生回路は、サイリスタ（１）を
流れる電流の均一化と電流の時間変化率をサイリスタ（
１）の定格内にするために、サイリスタ（１）のオン直
後は補助エネルギ源から、わずかの電流を流し、サイリ
スタ（１）の素子内の電流の均一化を行うとともに、可
飽和リアクトル（３）の磁束をパルストランス（２）の
フライホイールエネルギを使用してリセットを行う回路
を付加したものである。

〔作用〕

この発明においてはサイリスタｆｌ）がオンした直後は
、可飽和リアクトル（３）のインピーダンスは大きく、
可飽和リアクトル（３）を通しての電流は小さく、補助
エネルギ源から、わずかの電流を流してサイリスタ（１
）の素子内の電流の均一化を図るとともに、可飽和リア
クトル（３）の磁束が飽和して動作が完了後、パルスト
ランス（２）のフライホイールエネルギを可飽和リアク
トル（３）とトランス結合させて可飽和リアクトル（３
）の磁束のリセットを行うものである。

〔実施例〕 第１図はこの発明の一実施例であり（１）及び（４）〜
（５）は上記従来装置と同−又は相当するもので、（６
）はこの発明のパルストランス、（７）はダイオード。

（８）はこの発明の可飽和リアクトル、（９）はチョー
クコイル、　　（８ａ）　、　（８ｂ）は可飽和リアク
トル（６）の１次巻線、２次巻線を表わす。

上記のように構成されたパルス発生回路において、（１
）及び（４）〜（５）は上記従来装置の例で述べた動作
と同じである。

第１図に示す構成において、端子（４）に信号が加わる
と、サイリスタ（１）がオンし始め、コンデンサ（４）
からエネルギが放出される。このとき、チョークコイル
（９）ト、可飽和リアクトル（８）には同一の電圧が加
わる。この電圧の加わった直後は可飽和すアクドル（８
）のインピーダンスは高く、可飽和リアクトル（８）に
は電流が流れない。しかし、チョークコイル（９）には
次に示す電流ＩＬが流れる。

ΔｉＩ、＝　（Ｖｃ　−Ｖｅ（ｔ）　）　／　Ｌ　・Δ
ｔここでＶｅはコンデンサ（４）の充電電圧、　Ｖ（ｔ
）はサイリスタ（１）のオン後の順方向電圧、Ｌはチョ
ークコイル（９）のインダクタンスである。

この電流ｌＩ、によりサイリスタ（１）は素子内の電流
の広がシが十分な値となシ、サイリスタ（１）のｄｉ／
ｄｔの耐量も大きくなる。また、　ｔＲ，ｉｂ　が増加
して所定の値となる時間τ１　で、可飽和リアクトル（
８）が飽和するように可飽和リアクトル（８）のコア材
１巻線数を選んでおけば、可飽和リアクトル（８）は飽
和し、サイリスタ（１）には可飽和リアクトル（８）の
飽和インダクタンスのみで決まる急峻な電流’　Ｌ　Ｂ
　電流れることになる。このときパルストランス（６）
の１次巻線には上記従来装置の場合と同様につぎの式で
示す電圧ｖ１　誘起されるＶＬｌ　＝　Ｌｌ　ｄ　ｉｌ
、８　／　ｄ　ｔなお、コンデンサ（４）からの電流が
可飽和リアクトル（８）の方向に流れるとき、パルスト
ランス（６）の２次巻線（６Ｃ）に電圧が誘起されるが
、ダイオード（７）によりミ流の流れは阻止される。よ
って、可飽和リアクトル（８）は電流がパルストランス
（６）側からサイリスタ（１）側に流れて飽和したまま
である。ここでパルストランス（６）の２次巻線に流れ
るエネルギを利用し、このエネルギでダイオード（７）
の順方向に２次巻線（６ｃ　ＩＣ電圧を誘起させ、可飽
和リアクトル（８）の磁束をリセットするものである。

〔実施例〕

第２図はこの発明の他の実施例であ！Ｄ、（１）〜（８
）までは第１図に示すものと同で又は相当するもので、
鵠はチョークコイル、　（１１）はコンデンサである。

第１図に示す場合と同様にサイリスタ（１）のゲート端
子囚に信号が加わるとサイリスタ（１）がオンし。

可飽和リアクトル（８）にはコンデンサ（４）の充電電
圧にほぼ等しい電圧が加わる。この電圧の加わった直後
は可飽和リアクトル（８）のインピーダンスは高く可飽
和リアクトル（８）Ｋは電流が流れない。

しかし、サイリスタ（りがオンした直後には、コンデン
サ（１１）に蓄えられて込るエネルギにより、チョーク
コイルａｌを通して、サイリスタフ１）に電流が流れる
。このコンデンサ（１）からの電流により、サイリスタ
（１）の素子内の電流の広がシを大きくなる。

このタイミングで可飽和リアクトル（８）は飽和し。

急峻な電流がコンデンサ（４）、パルストランス（６）
。

可飽和リアクトル（８）、サイリスタ（１）のアノード
の方向に流れる。この電流により、パルストランス（６
）の２次側には大きなパルス電圧が発生する。可飽和リ
アクトル（８）の磁束のリセット動作は第１図の場合と
同じである。

なお、上記実施例ではサイリスタ（１）の素子内の電流
の広がシを早めるためにコンデンサ（４）又は（Ｉｌｌ
の蓄積エネルギを使用したが、他の電源からのエネルギ
を利用しても同様の効果を期待できる。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、サイリスタ（１）がオ
ンしてもすぐには急峻な電流の流れを可飽和リアクトル
（８）により阻止し、この阻止している期間は他のエネ
ルギ源よシサイリスタ（１）にわずかの電流を流し、サ
イリスタ（１）の素子内の電流の広がりを大きくしてお
き、所定のタイミングで、可飽和リアクトル（８）が飽
和して、急峻な電流の流れを可能にするとともに、パル
ストランス（６）のエネルギにより、可飽和リアクトル
（８）の磁束のリセットも可能とし、装置を小型に出来
る効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例によるパルス発生回路の構
成図、第２図はこの発明の他の実施例によるパルス発生
回路の構成図、第３図は従来のパルス発生回路の実施例
を示す構成図である。 図中、（１）はサイリスタ、（２）はパルストランス。 （３）は可飽和リアクトル、（４）はコンデンサ、（５
）は抵Ｌｆ６）はパルストランス、（７）はダイオード
、（８）は可飽和リアクトル、（９）はチョークコイル
、　（ＩＩはチョークコイル、ａｌ）はコンデンサであ
る。 なお、各図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）エネルギを蓄積するコンデンサと、前記コンデン
   サに１次巻線が直列に接続されたパルストランスと、前
   記コンデンサと１次巻線が直列に接続され、２次巻線が
   前記パルストランスの２次巻線と接続された可飽和リア
   クトルと、ゲートに信号が加えられてオフ状態からオン
   状態になることにより前記コンデンサからのエネルギに
   より前記パルストランスの１次巻線に電流を流すための
   サイリスタと、前記可飽和リアクトルに並列に接続され
   たチョークコイルからなるパルス発生回路。
2. （２）エネルギを蓄積する第１のコンデンサと、前記第
   １のコンデンサに１次巻線が直列に接続されたパルスト
   ランスと、前記第１のコンデンサと１次巻線が直列に接
   続され、２次巻線が、前記パルストランスの２次巻線と
   接続された可飽和リアクトルと、ゲートに信号を加えて
   オフ状態からオン状態にし、前記第１のコンデンサから
   のエネルギにより、前記パルストランスの１次巻線に電
   流を流すサイリスタと、前記サイリスタと並列され、か
   つ互に直列に接続された第２のチョークコイル及び第２
   のコンデンサからなるパルス発生回路。