JPH03159218A - 高電圧パルス発生用磁性部品 - 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］ 本発明は、エキシマレーザ、銅蒸気レーザ等の放電励起
レーザ、加速器等に用いられる高電圧パルス発生回路に
使用される可飽和リアクトル、変圧器、チョークコイル
、アクセラレータ・セル等の磁性部品に関するものであ
る。

［従来の技術］ 放電励起レーザの１つであるエキシマレーザ用高電圧パ
ルス発生回路の１例を第３図に示す。第３図の回路は磁
気圧縮回路と呼ばれるものであり、入力端１１−１２間
には図示の極性で、直流電圧Ｖｉが印加されており、サ
イラトロン１４の非導通期間に主コンデンサ１６には図
示の極性に通常数１０ＫＶ程度の電圧Ｖｉが印加されて
いる。本回路における可飽和リアクトル１８は、サイラ
トロン１４が導通した後にコンデンサ１７の両端に印加
される電圧Ｖ、を、エキシマレーザの発振に必要な数１
００ｎｓ程度のパルス幅の電圧Ｖ、に圧縮するために使
用されるものであり、この意味から磁気スイッチとも呼
ばれる。

尚、前記コンデンサ１７の両端に印加される電圧■２の
パルス幅はキャパシタンス１６および１７と、インダク
タンス１５の時定数で定められる。また同図において、
１３．２２は主コンデンサ１６の充電用インダクタンス
、２１はエキシマレーザ主放電電極、１９は主放電電極
２１を効率良く放電させるためのピーキングコンデンサ
、２０は回路に残るインダクタンスである０本回路にお
いては、可飽和リアクトル１８を用いることでパルス圧
縮が可能なため、サイラトロン１４の導通時に生じるピ
ーク損失、アフタカレント及び反転電流による損失を抑
制することができ、エキシマレーザの高繰返化、高出力
化及び高寿命化が可能となる。

第４図はエキシマレーザ用高電圧パルス発生回路の別の
例であり、本回路は磁気アシスト回路と呼ばれるもので
ある。本回路における可飽和リアクトル１８の役割は、
図示電流１１の立上がりを遅らせることにより、サイラ
トロン１４のターンオン時に生ずるスイッチング損失を
低減させることにあり、第３図の回路と同様にエキシマ
レーザの高繰り返し化、高出力化及び高寿命化が可能と
なる。

上記用途における磁性部品としては、非晶質磁性薄帯を
用い絶縁耐圧を数１０ｋＶ程度以上とするため層間に絶
縁テープもしくは絶縁コーティングを施した巻磁心、或
いはフェライト磁心が使用されている。特に数１０Ｈｚ
以上の高繰返し用途で用いる場合には、圧縮空気、フレ
オンガス、絶縁油等の冷媒により冷却の可能な構造とす
ることが考えられる。

第２図は、高繰返し動作用の可飽和リアクトルの断面図
を示したものである。同図において、１は入力端或いは
出力端、２は巻線であり、磁心に直接巻付けるために、
絶縁被覆１１が施しである。

ここで、３は出力端或いは入力端、４は油入口、５は油
出口、６は磁心、７は冷却用の油をシールするためのケ
ースである。この可飽和リアクトルでは、油をポンプに
より循環することにより磁心の冷却を図っている。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の油冷式高電圧パルス発生装置用磁性部品において
は、巻線を磁心に直接巻くため、冷却用の絶縁油が磁心
に直接接しに＜クク、繰返し周波数を高めた場合（例え
ば１ｋＨｚ程度以上）、磁心における前記絶縁性油が接
しにくくなった部分には磁心損失によりヒートスポット
が発生し、磁性部品としての特性が、稼動開始後、短時
間で劣化するとともに、極端な場合にはヒートスポット
発生個所の磁気特性が大幅に劣化してしまい、動作停止
後、再稼動させた際に初期の特性を発揮し得なくなる場
合があった。このヒートスポットの発生による磁気特性
の劣化は、特に非晶質合金薄帯を用いた場合に顕著なこ
とはよく知られている。

本発明の目的はヒートスポットの発生が少なく、高繰返
し動作を行なっても特性劣化しにくい構造を有する高電
圧パルス発生用磁性部品を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は巻磁心と、巻磁心を内包しかつ巻磁心を冷却す
る冷媒の流路を形成する磁心ケースと、磁心ケースの外
側に巻かれた巻線よりなり、前記流路は磁心の端面を冷
却するように形成されていることを特徴とする高電圧パ
ルス発生用磁性部品である。

磁心ケースの外側に巻線を配することにより。

特殊な絶縁被覆した巻線を磁心に巻回し、冷媒中に保持
する必要がなくなる。

また、磁心表面に巻線を配さないため、巻線に起因する
冷媒の滞留がなくなり、ヒートスポットの発生を防止で
きる。

本発明において、磁心が非晶質合金で形成されている場
合、非晶質合金は温度変化に敏感であるためヒートスポ
ットの発生による部分的な磁気特性の劣化を防止できる
ことは特に有効である。

また、巻磁心の場合、巻磁心の各層間に絶縁材を挿入す
る必要があり、磁心の半径方向の熱伝導率は極めて悪い
ものとなるため磁心の端面に積極的に冷媒を流し冷却す
る構造とすることが望ましい。

［実施例］ 第１図は１本発明による高電圧パルス発生装置用可飽和
リアクトルの一実施例を示す断面図である０図中、１は
入力端若しくは出力端、２は巻磁心を励磁する為に施し
た巻線部、３は出力端若しくは入力端、４は油入口、５
は油出口、６はコバルト基非晶質合金薄帯を用い層間絶
縁にポリエステルフィルムチーブを用いて作成した巻磁
心、７は巻磁心と巻線の絶縁をとると共に、冷却用の油
をシールする機能を有する絶縁体のケース、８及び９は
冷却油の流れを遮断するとともに巻磁心６の端面を均一
に冷却し得るように冷却油の流れを導くためのリング状
絶縁体、１０は巻磁心６の一方の端面■から他方の端面
■へ冷却油を導くために前記リング状絶縁体９に施され
た空隙である。

磁心それ自体を直接冷却する構成としたのは、巻磁心、
特に本実施例のように層間絶縁した巻磁心の場合、磁心
の径方向への熱伝導率は磁心の径方向と垂直な方向への
熱伝導率に比べて極端に悪いため、冷却効率を高める上
では磁心の端面を均一に冷却し得るようにすることが有
効だからである。

冷却油をシールするケースを絶縁体とすることにより、
巻線には特殊な絶縁被覆を施す必要がなくなり、ケース
の構造を簡素化できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、磁心を効率的に冷
却することができるため巻磁心を用いて構成した強制冷
却式パルス発生装置用磁性部品において問題であった磁
心の温度上昇の抑制、及びヒートスポットの発生を防止
することが可能となる。

特に磁心として非晶質磁性薄帯のようにヒートショック
による特性変化が非可逆的な材質を用いた場合には、ヒ
ートスポットの発生による磁心の極部的な結晶化或いは
変質による特性劣化を防止できる等の効果もある。

また、高繰返し化による特性劣化が少ないため、従来用
いられていなかった高繰返し動作の必要な用途での利用
、或いはより一層の高繰返し化、及び長時間連続動作等
も可能である。

さらに、巻線を絶縁体の外側に施すことにより従来巻線
に施していた特殊な絶縁被覆を必要とせず、製作が著し
く簡素化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による高電圧パルス発生装置用可飽和リ
アクトルの実施例を示す構成断面図、第２図は従来方式
の高電圧パルス発生装置用可飽和リアクトルの構成断面
図、第３図は磁気圧縮高電圧パルス発生回路を有するエ
キシマレーザの励起回路構成図、第４図は磁気アシスト
型高電圧パルス発生回路を有するエキシマレーザの励起
回路構成図である。 悌１図 １．３：入力端もしくは出力端、２：巻線部、４：油入
口、５：油出口、６：巻磁心、７：磁心ケース、８．９
：リング状絶縁体、１０：空隙、ｌｌ：絶縁被覆第 ２ 図 ２ 第 図 埠 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）巻磁心と、巻磁心を内包しかつ巻磁心を冷却する
   冷媒の流路を形成する磁心ケースと、磁心ケースの外側
   に巻かれた巻線よりなり、前記流路は磁心の端面を冷却
   するように形成されていることを特徴とする高電圧パル
   ス発生用磁性部品。
2. （２）巻磁心は非晶質合金で形成されていることを特徴
   とする請求項１に記載の高電圧パルス発生用磁性部品。