JPH0241209B2 - - Google Patents
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- JPH0241209B2 JPH0241209B2 JP59146696A JP14669684A JPH0241209B2 JP H0241209 B2 JPH0241209 B2 JP H0241209B2 JP 59146696 A JP59146696 A JP 59146696A JP 14669684 A JP14669684 A JP 14669684A JP H0241209 B2 JPH0241209 B2 JP H0241209B2
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- JP
- Japan
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- capacitor
- circuit
- thyratron
- current
- anode
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- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
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- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
- H03K3/55—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a gas-filled tube having a control electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
- H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
- H01F7/18—Circuit arrangements for obtaining desired operating characteristics, e.g. for slow operation, for sequential energisation of windings, for high-speed energisation of windings
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
- H03K3/57—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a semiconductor device
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H7/00—Details of devices of the types covered by groups H05H9/00, H05H11/00, H05H13/00
- H05H7/04—Magnet systems, e.g. undulators, wigglers; Energisation thereof
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Amplifiers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、第1コンデンサを経て、好ましくは
第1抵抗を介して、回路網部分(DC電源ユニツ
ト)に接続された、負荷としての第1インダクタ
ンスと、該第1コンデンサと該回路網部分との間
に陽極が接続された、制御可能な電気的弁と、第
1コンデンサと並列に接続された再充電チヨーク
及び再充電ダイオードとを備えた、パルス電流装
置用の駆動回路に関する。
第1抵抗を介して、回路網部分(DC電源ユニツ
ト)に接続された、負荷としての第1インダクタ
ンスと、該第1コンデンサと該回路網部分との間
に陽極が接続された、制御可能な電気的弁と、第
1コンデンサと並列に接続された再充電チヨーク
及び再充電ダイオードとを備えた、パルス電流装
置用の駆動回路に関する。
この回路は、環状走行する電子束又は陽子束に
加速リングに出入する際の所望方向を与える電子
又は陽子の加速装置として役立つキツカー磁石を
駆動するために、例えば電子又は陽子加速装置
(例えばDESY社、ハンブルク、又はフエルミナ
シヨナル アクセレータ ラボラトリ、バタヴイ
ア、シカゴ)に用いられる。
加速リングに出入する際の所望方向を与える電子
又は陽子の加速装置として役立つキツカー磁石を
駆動するために、例えば電子又は陽子加速装置
(例えばDESY社、ハンブルク、又はフエルミナ
シヨナル アクセレータ ラボラトリ、バタヴイ
ア、シカゴ)に用いられる。
これは特に主要軌道への投入及びそれからの取
出し個所では必要である。それは、ビーム案内磁
石の配置のため、電子流又は陽子流を正確な接線
方向に出入するように偏向させることはできず、
この出入は、軌道の接線に対するわずかな残留角
度(2〜4゜)においてのみ行ない得るためであ
る。このわずかな残留角度は、キツカー磁石を回
路に挿入すること(トリガー)によつて除くこと
ができるが、このキツカー磁石は電子束又は陽子
束が投入点従つてキツカー磁石を正しく通つて流
れる場合にのみ動作しうる。加速装置において
は、電子は、光速度で別々の不同の速として軌道
上を走行し個々の別々の束にとじこめられている
ため、通過する電子束に所望の方向を与えるため
の正確な時点でキツカー磁石を励磁することは不
可欠になる。このために従来は、例えばイングリ
ツシユ・エレクトリツク・バルブ・カンパニー製
CX1154又はCX1174型サイラトロンを冒頭に述べ
た形式の回路に用いることによつていた。この公
知回路の欠点は、メーカーが限定された範囲内の
みにおいて許容するサイラトロンの消去時(クエ
ンチングタイム)の高い逆方向遮断電圧が、パル
ス電流の終了時点において電子管の使用電流範囲
及び使用寿命を相当に制限することにある。更に
別の欠点は、所望のパルス電流の終了後もサイラ
トロンに自由な電荷担体がなおも保持され、それ
が消去電流を最初負値に降下させ、次に急激に零
にさせることにある。この電荷の消失は、約
2000A/μs程度のdi/dtの急速な電流の減少も惹
起させることにより、急速なインダクタンスコイ
ルの遮断と同様な作用を生じ、逆向きのスイツチ
ング電圧がパルス電流装置に誘起される。しかし
遮断電圧は、例えば前述したCX1154型又は
CX1174型サイラトロンについて陽極パルス後の
最初の25μ秒について、或る所定の最高値、例え
ば10kVを超過すべきではなく。さもないと、フ
ラツシユオーバーと逆アークとによつて電流弁に
じよう乱が起こる。限界値の異なる複数のサイリ
スタを用いた場合についても同様である。
出し個所では必要である。それは、ビーム案内磁
石の配置のため、電子流又は陽子流を正確な接線
方向に出入するように偏向させることはできず、
この出入は、軌道の接線に対するわずかな残留角
度(2〜4゜)においてのみ行ない得るためであ
る。このわずかな残留角度は、キツカー磁石を回
路に挿入すること(トリガー)によつて除くこと
ができるが、このキツカー磁石は電子束又は陽子
束が投入点従つてキツカー磁石を正しく通つて流
れる場合にのみ動作しうる。加速装置において
は、電子は、光速度で別々の不同の速として軌道
上を走行し個々の別々の束にとじこめられている
ため、通過する電子束に所望の方向を与えるため
の正確な時点でキツカー磁石を励磁することは不
可欠になる。このために従来は、例えばイングリ
ツシユ・エレクトリツク・バルブ・カンパニー製
CX1154又はCX1174型サイラトロンを冒頭に述べ
た形式の回路に用いることによつていた。この公
知回路の欠点は、メーカーが限定された範囲内の
みにおいて許容するサイラトロンの消去時(クエ
ンチングタイム)の高い逆方向遮断電圧が、パル
ス電流の終了時点において電子管の使用電流範囲
及び使用寿命を相当に制限することにある。更に
別の欠点は、所望のパルス電流の終了後もサイラ
トロンに自由な電荷担体がなおも保持され、それ
が消去電流を最初負値に降下させ、次に急激に零
にさせることにある。この電荷の消失は、約
2000A/μs程度のdi/dtの急速な電流の減少も惹
起させることにより、急速なインダクタンスコイ
ルの遮断と同様な作用を生じ、逆向きのスイツチ
ング電圧がパルス電流装置に誘起される。しかし
遮断電圧は、例えば前述したCX1154型又は
CX1174型サイラトロンについて陽極パルス後の
最初の25μ秒について、或る所定の最高値、例え
ば10kVを超過すべきではなく。さもないと、フ
ラツシユオーバーと逆アークとによつて電流弁に
じよう乱が起こる。限界値の異なる複数のサイリ
スタを用いた場合についても同様である。
既知のサイラトロンは、このように、10kVよ
りも高い逆方向遮断電圧にかけることができない
ので、その陽極電圧もこの値を超過しないように
する必要があり、公知回路の場合に、前記サイラ
トロンが専ら陽極の順方向電圧9kVで駆動される
ようにしていた(順方向電圧は、最大で40kVま
で許容されるにもかかわらず)。
りも高い逆方向遮断電圧にかけることができない
ので、その陽極電圧もこの値を超過しないように
する必要があり、公知回路の場合に、前記サイラ
トロンが専ら陽極の順方向電圧9kVで駆動される
ようにしていた(順方向電圧は、最大で40kVま
で許容されるにもかかわらず)。
従つて本発明の目的は、従来よりも高い順方向
電圧を実際の作動時に電流弁にかけ得るように、
パルス電流装置の駆動回路を改良することにあ
る。
電圧を実際の作動時に電流弁にかけ得るように、
パルス電流装置の駆動回路を改良することにあ
る。
この目的は、本発明によれば、冒頭に記載した
タイプのパルス電流装置用駆動回路において、電
気的弁の陽極と第1コンデンサの電源回路N側端
子とを結ぶ回路を囲む環状鉄心を配設したこと
と、第2の抵抗とこの第2の抵抗に直列に接続さ
れた第2コンデンサとを、該第2の抵抗の一端が
電気的弁の陽極に接続されその他端が第2コンデ
ンサの一端に接続されるように、電気的弁と並列
に接続したこととによつて解決される。
タイプのパルス電流装置用駆動回路において、電
気的弁の陽極と第1コンデンサの電源回路N側端
子とを結ぶ回路を囲む環状鉄心を配設したこと
と、第2の抵抗とこの第2の抵抗に直列に接続さ
れた第2コンデンサとを、該第2の抵抗の一端が
電気的弁の陽極に接続されその他端が第2コンデ
ンサの一端に接続されるように、電気的弁と並列
に接続したこととによつて解決される。
矩形のヒステリシス曲線を有する1以上の環状
鉄心の使用によつて、環状鉄心の磁気的飽和の前
に、環状鉄心に囲まれた回路部分に大きな電圧降
下が起こり、これにより、電流弁と並列に接続さ
れた抵抗と共に、分圧器を形成する。この分圧器
は、直列に接続された第2コンデンサと共に、消
去電流の電流を増大をおそくすることによつて、
消去特性曲線の負部分を減衰させる。その結果と
して、逆方向電圧に配慮して、電流弁の陽極に印
加可能な順方向電圧を高くすることができる。し
かし順方向電圧をより高くすると、第1コンデン
サの電荷が大きく、従つてパルス電流も大きくな
るので、本発明による駆動回路は、負荷インダク
タンスコイル例えばキツカー磁石又はセプタ磁石
の同一パルス値に対して、一層小形の電流弁特に
サイラトロンを用いて作動させることができる。
鉄心の使用によつて、環状鉄心の磁気的飽和の前
に、環状鉄心に囲まれた回路部分に大きな電圧降
下が起こり、これにより、電流弁と並列に接続さ
れた抵抗と共に、分圧器を形成する。この分圧器
は、直列に接続された第2コンデンサと共に、消
去電流の電流を増大をおそくすることによつて、
消去特性曲線の負部分を減衰させる。その結果と
して、逆方向電圧に配慮して、電流弁の陽極に印
加可能な順方向電圧を高くすることができる。し
かし順方向電圧をより高くすると、第1コンデン
サの電荷が大きく、従つてパルス電流も大きくな
るので、本発明による駆動回路は、負荷インダク
タンスコイル例えばキツカー磁石又はセプタ磁石
の同一パルス値に対して、一層小形の電流弁特に
サイラトロンを用いて作動させることができる。
電流弁としてサイリスターを用いた場合にも同
じ利点が得られ、この場合には単に限界値が変更
されるだけである。
じ利点が得られ、この場合には単に限界値が変更
されるだけである。
なお、第2コンデンサC2の他端は通例電気的
弁の陰極と同様にアースされ、第1コンデンサC
1と電源回路Nとは好ましくは抵抗R1を介して
接続される。
弁の陰極と同様にアースされ、第1コンデンサC
1と電源回路Nとは好ましくは抵抗R1を介して
接続される。
次に本発明を添付図面に従つて一層詳細に説明
する。
する。
第1図に示した電源回路Nは、再充電抵抗R1
及び第1コンデンサC1を経て負荷インダクタン
スLmに接続されている。負荷インダクタンス
Lmは、電子又は陽子加速装置において粒子束の
迅速な軌道修正を行なうために用いられる。例え
ばパルス磁石である。第1コンデンサC1に接続
されていない負荷インダクタンスLmの端子は、
駆動回路Nの他の端子と同様に接地されている。
測定用変換器Mは負荷抵抗Lmと接地点との間の
回路部分を囲んでいる。しかし変換器Mは本発明
にとつて重要ではない。
及び第1コンデンサC1を経て負荷インダクタン
スLmに接続されている。負荷インダクタンス
Lmは、電子又は陽子加速装置において粒子束の
迅速な軌道修正を行なうために用いられる。例え
ばパルス磁石である。第1コンデンサC1に接続
されていない負荷インダクタンスLmの端子は、
駆動回路Nの他の端子と同様に接地されている。
測定用変換器Mは負荷抵抗Lmと接地点との間の
回路部分を囲んでいる。しかし変換器Mは本発明
にとつて重要ではない。
第1コンデンサC1と並列に、再充電チヨーク
Lr及び再充電ダイオードDrが接続してあり、再
充電ダイオードDrの陰極は、再充電抵抗C1と
第1コンデンサC1との間の接続端子Aに接続さ
れている。再充電ダイオードDrの陽極は、再充
電チヨークLrの一端に接続してあり、再充電チ
ヨークLrの他端は、第1コンデンサC1と第1
インダクタンスLmとの間の接続端子Bに接続さ
れている。第1コンデンサC1と再充電チヨーク
Lrとは、接地されたサイラトロンTを経て第1
コンデンサC1が充電された後に第1コンデンサ
C1を再充電するため、ゆつくりした動作の振動
性回路を形成している。
Lr及び再充電ダイオードDrが接続してあり、再
充電ダイオードDrの陰極は、再充電抵抗C1と
第1コンデンサC1との間の接続端子Aに接続さ
れている。再充電ダイオードDrの陽極は、再充
電チヨークLrの一端に接続してあり、再充電チ
ヨークLrの他端は、第1コンデンサC1と第1
インダクタンスLmとの間の接続端子Bに接続さ
れている。第1コンデンサC1と再充電チヨーク
Lrとは、接地されたサイラトロンTを経て第1
コンデンサC1が充電された後に第1コンデンサ
C1を再充電するため、ゆつくりした動作の振動
性回路を形成している。
サイラトロンTの陽極は接続端子Aに接続して
あり、サイラトロンTの陽極と接続端子Aとの間
の回路部分は、環状鉄心LBにより囲まれている。
環状鉄心LBの形状及び作用を、第2図について
詳細に説明する。第2抵抗R2及び第2コンデン
サC2は、サイラトロンTと並列に接続されて、
接地され、第2抵抗R2の一端は、サイラトロン
Tの陽極に接続され、その他端は、第2コンデン
サC2に接続されている。
あり、サイラトロンTの陽極と接続端子Aとの間
の回路部分は、環状鉄心LBにより囲まれている。
環状鉄心LBの形状及び作用を、第2図について
詳細に説明する。第2抵抗R2及び第2コンデン
サC2は、サイラトロンTと並列に接続されて、
接地され、第2抵抗R2の一端は、サイラトロン
Tの陽極に接続され、その他端は、第2コンデン
サC2に接続されている。
第2図には、例えば高性能Z鉄から製造された
本発明による環状鉄心LBのヒステリシス曲線が
図示されている。環状鉄心LBは、らせん状に巻
回された軟鉄帯片であり、この軟鉄帯片の別々の
層は互に対し絶縁されている。この鉄心のヒステ
リシス曲線は矩形であり、所定のわずかな飽和電
流(例えば2アンペア)を達した後に急激に飽和
Bに到達することが理解されよう。環状鉄心LB
は、飽和Bに到達するまでに、サイラトロンTの
陽極に流れる電流の磁界Hによつて、逆方向に磁
化されることにより、誘導性抵抗として作用し、
この誘導性抵抗と第2抵抗R2とによつて、分圧
器が形成される。この分圧器は、遮断の過程にお
いて高周波振動を減衰させるRC回路を、第2コ
ンデンサC2と共に形成する。環状鉄心は、飽和
後には電気的に作用しないが、飽和までは、高イ
ンダクタンスとして作用する。第2コンデンサC
2の充電電流は、1個又は場合によつては複数の
環状鉄心LBを飽和に追込み、有効パルスないし
はパルス電流の方向は、充電電流の方向と同一で
ある。1個以上の環状鉄心LBの飽和状態は、有
効パルスによつては変更されず、パルス電流は影
響を受けない。サイラトロンTが数ナノ秒間導通
する間に高電流が流れるため、環状鉄心LBは、
前に印加された充電電流により既に飽和してお
り、パルス波形の推移に影響をもたなくなる。し
かしサイラトロンTの遮断後は、わずかな再充電
電流が流れるのみであり、それによつて環状鉄心
LBの極性が逆になり、環状鉄心LBは不飽和にな
り、再び高インダクタンスとして作用する。
本発明による環状鉄心LBのヒステリシス曲線が
図示されている。環状鉄心LBは、らせん状に巻
回された軟鉄帯片であり、この軟鉄帯片の別々の
層は互に対し絶縁されている。この鉄心のヒステ
リシス曲線は矩形であり、所定のわずかな飽和電
流(例えば2アンペア)を達した後に急激に飽和
Bに到達することが理解されよう。環状鉄心LB
は、飽和Bに到達するまでに、サイラトロンTの
陽極に流れる電流の磁界Hによつて、逆方向に磁
化されることにより、誘導性抵抗として作用し、
この誘導性抵抗と第2抵抗R2とによつて、分圧
器が形成される。この分圧器は、遮断の過程にお
いて高周波振動を減衰させるRC回路を、第2コ
ンデンサC2と共に形成する。環状鉄心は、飽和
後には電気的に作用しないが、飽和までは、高イ
ンダクタンスとして作用する。第2コンデンサC
2の充電電流は、1個又は場合によつては複数の
環状鉄心LBを飽和に追込み、有効パルスないし
はパルス電流の方向は、充電電流の方向と同一で
ある。1個以上の環状鉄心LBの飽和状態は、有
効パルスによつては変更されず、パルス電流は影
響を受けない。サイラトロンTが数ナノ秒間導通
する間に高電流が流れるため、環状鉄心LBは、
前に印加された充電電流により既に飽和してお
り、パルス波形の推移に影響をもたなくなる。し
かしサイラトロンTの遮断後は、わずかな再充電
電流が流れるのみであり、それによつて環状鉄心
LBの極性が逆になり、環状鉄心LBは不飽和にな
り、再び高インダクタンスとして作用する。
第3図の電流−電圧線図において、遮断電圧
は、実線の曲線により示され、インダクタンス
Lmの電流パルスは、一点鎖線により示されてい
る。
は、実線の曲線により示され、インダクタンス
Lmの電流パルスは、一点鎖線により示されてい
る。
曲線aは、環状鉄心LBのない、サイラトロン
TのRC回路のみの場合の、高遮断電圧を表わし
ている。曲線bは、サイラトロンTにおける消去
特性曲線を減衰させる環状鉄心LBの影響を表わ
している。
TのRC回路のみの場合の、高遮断電圧を表わし
ている。曲線bは、サイラトロンTにおける消去
特性曲線を減衰させる環状鉄心LBの影響を表わ
している。
曲線c,dは、第2抵抗R2、第2コンデンサ
C2及び環状鉄心LBの値を比較的高い値に定め
ることによつて得られたより好ましい特性曲線を
表わしている。
C2及び環状鉄心LBの値を比較的高い値に定め
ることによつて得られたより好ましい特性曲線を
表わしている。
第1図は、駆動回路の一実施例を示す略回路
図、第2図は、第1図の駆動回路に使用された環
状鉄心のヒステリシス特性を示す線図、第3図
は、第1図の駆動回路において達せられる電流−
電圧線図である。 符合の説明、C1……第1コンデンサ。N……
電源回路。Lm……第1インダクタンス(負荷イ
ンダクタンス)。T……サイラトロン(電気的
弁)。Lr……逆充電チヨーク。Dr……逆充電ダイ
オード。LB……環状鉄心。R2……第2抵抗。
C2……第2コンデンサ。
図、第2図は、第1図の駆動回路に使用された環
状鉄心のヒステリシス特性を示す線図、第3図
は、第1図の駆動回路において達せられる電流−
電圧線図である。 符合の説明、C1……第1コンデンサ。N……
電源回路。Lm……第1インダクタンス(負荷イ
ンダクタンス)。T……サイラトロン(電気的
弁)。Lr……逆充電チヨーク。Dr……逆充電ダイ
オード。LB……環状鉄心。R2……第2抵抗。
C2……第2コンデンサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 第1コンデンサC1を介して電源回路Nに接
続された、負荷としての第1インダクタンスLm
と、第1コンデンサC1と電源回路Nとの間に陽
極が接続された制御可能な電気的弁Tと、第1コ
ンデンサC1と並列に接続された再充電チヨーク
Lr及び再充電ダイオードDrとを備えたパルス電
流装置用の駆動回路において、電気的弁Tの陽極
と第1コンデンサの電源回路N側端子とを結ぶ回
路を囲む環状鉄心LBを配設したことと、抵抗R
2と、この抵抗R2に直列に接続された第2コン
デンサC2とを、抵抗R2の一端が電気的弁Tの
陽極に接続され、その他端が第2コンデンサC2
の一端に接続されるように、電気的弁Tと並列に
接続したことを特徴とするパルス電流装置用の駆
動回路。 2 電気的弁Tをサイラトロンとしたことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のパルス電流装
置用の駆動回路。 3 電気的弁Tをサイリスタとしたことを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のパルス電流装置
用の駆動回路。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3325502.4 | 1983-07-15 | ||
DE3325502A DE3325502C1 (de) | 1983-07-15 | 1983-07-15 | Ansteuerungsschaltung für Pulsstromgeräte |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6039915A JPS6039915A (ja) | 1985-03-02 |
JPH0241209B2 true JPH0241209B2 (ja) | 1990-09-17 |
Family
ID=6204013
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59146696A Granted JPS6039915A (ja) | 1983-07-15 | 1984-07-14 | パルス電流装置用の駆動回路 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4577118A (ja) |
EP (1) | EP0134433B1 (ja) |
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