JPH03226113A - パルス発生回路 - Google Patents
パルス発生回路Info
- Publication number
- JPH03226113A JPH03226113A JP2067790A JP2067790A JPH03226113A JP H03226113 A JPH03226113 A JP H03226113A JP 2067790 A JP2067790 A JP 2067790A JP 2067790 A JP2067790 A JP 2067790A JP H03226113 A JPH03226113 A JP H03226113A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- impedance
- series
- elements
- generating circuit
- 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.)
- Pending
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000021174 kaiseki Nutrition 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/097—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping by gas discharge of a gas laser
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
- Lasers (AREA)
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。
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〕
この発明は例えばパルスレーザ等に使用されるパルス発
生回路に関するものである。
生回路に関するものである。
第３図は例えばコツパー ベーパ レーザズ カム オ
ブ エージ （ＣＯＰＰＥＲＶＡＰＯＲＬＡＳＥＲ５Ｃ
ＯＭＥ ＯＦ ＡＧＥ） レーザ フォーカス
７月 １９８２ （ＬＡＳＥＲＦＯＣＵＳ、ＪＵＬＹ、
１９８２）に記載された従来の銅蒸気レーザ用のパルス
発生回路を示す図であり、図において、１は高圧電源、
２は充電用リアクトル、３は充電用ダイオード、４は充
放電を行う主コンデンサ、５は充電用抵抗、６はサイラ
トロンスイッチ、７はガス放電によって内部に収容した
金属（例えば銅）を加熱、気化させてレーザ出力を得る
放電管（レーザチューブ）である。
ブ エージ （ＣＯＰＰＥＲＶＡＰＯＲＬＡＳＥＲ５Ｃ
ＯＭＥ ＯＦ ＡＧＥ） レーザ フォーカス
７月 １９８２ （ＬＡＳＥＲＦＯＣＵＳ、ＪＵＬＹ、
１９８２）に記載された従来の銅蒸気レーザ用のパルス
発生回路を示す図であり、図において、１は高圧電源、
２は充電用リアクトル、３は充電用ダイオード、４は充
放電を行う主コンデンサ、５は充電用抵抗、６はサイラ
トロンスイッチ、７はガス放電によって内部に収容した
金属（例えば銅）を加熱、気化させてレーザ出力を得る
放電管（レーザチューブ）である。
次に動作について説明する。高圧電源１から発生される
高圧電圧（数ＫＶ〜数＋ＫＶ）は、リアクトル２．ダイ
オード３、充電用抵抗５を介して主コンデンサ４に充電
される。
高圧電圧（数ＫＶ〜数＋ＫＶ）は、リアクトル２．ダイ
オード３、充電用抵抗５を介して主コンデンサ４に充電
される。
この充電状態において、サイラトロンスイッチ６が導通
すると、主コンデンサ４に蓄えられていた電荷は、サイ
ライトロンスイッチ６を通り放電管７に印加され、放電
管７の中にガス放電を形成する。その際、放電管７のイ
ンピーダンスは充電用抵抗５の抵抗値より大幅に／１１
さくなるため、サイラトロンスイッチ６に流れる電流は
主として放電管７に流れることで、放電管７は励起され
てレーザ発振を生ずる。しかしながら、このようなパル
ス発生回路は以上のように、より急峻なパルス電圧を放
電管７に印加して、より高いレーザ出力を得るために、
大電力用で数１０ｎｓｅｃでスイッチングオンが可能な
サイラトロンスイッチ６が必要であり、一方、このよう
なサイラトロンスイッチ６は真空管であるため寿命が短
く、頻繁に交換する必要があった。また、サイラトロン
スイッチ６はレーザ効率に影響する電流の立ち上がりや
スイッチング時間にバラツキがある等、品質の安定性に
問題があった。
すると、主コンデンサ４に蓄えられていた電荷は、サイ
ライトロンスイッチ６を通り放電管７に印加され、放電
管７の中にガス放電を形成する。その際、放電管７のイ
ンピーダンスは充電用抵抗５の抵抗値より大幅に／１１
さくなるため、サイラトロンスイッチ６に流れる電流は
主として放電管７に流れることで、放電管７は励起され
てレーザ発振を生ずる。しかしながら、このようなパル
ス発生回路は以上のように、より急峻なパルス電圧を放
電管７に印加して、より高いレーザ出力を得るために、
大電力用で数１０ｎｓｅｃでスイッチングオンが可能な
サイラトロンスイッチ６が必要であり、一方、このよう
なサイラトロンスイッチ６は真空管であるため寿命が短
く、頻繁に交換する必要があった。また、サイラトロン
スイッチ６はレーザ効率に影響する電流の立ち上がりや
スイッチング時間にバラツキがある等、品質の安定性に
問題があった。
一方、このようなサイラトロンスイッチの問題に対処す
るため、固体スイッチ素子を使った第４図に示すような
パルス発生回路を１本出願人は提案している。これにつ
いて説明すると、８はパルス発生用スイッチで、固体ス
イッチ素子としての複数個のＦＥＴを並列接続したもの
を、さらに多段にわたって直列接続したものからなる。
るため、固体スイッチ素子を使った第４図に示すような
パルス発生回路を１本出願人は提案している。これにつ
いて説明すると、８はパルス発生用スイッチで、固体ス
イッチ素子としての複数個のＦＥＴを並列接続したもの
を、さらに多段にわたって直列接続したものからなる。
そして、これによれば全体として数ＫＶ〜数１０ＫＶお
よび数１００Ａ〜数ＫＡの電圧、電流のスイッチングが
可能になり、レーザチューブである放電管７を励起する
に充分なパルスエネルギを発生することができる。
よび数１００Ａ〜数ＫＡの電圧、電流のスイッチングが
可能になり、レーザチューブである放電管７を励起する
に充分なパルスエネルギを発生することができる。
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、例えば第５図に示すような固体スイッチ素子である
ＦＥＴを複数個直列接続した回路を考えると、各ＦＥＴ
の直列接続点ａｘ＋ ａｚｔ・・・ａｏとアースとの間
に浮遊容量Ｃが存在するため、直列分担電圧Ｖ、、Ｖ、
、・・・Ｖ、にばらつきが生ずる。従って、各直列接続
点ａ工、ａ２．・・・ａゎ間における直列分担電圧Ｖ１
．Ｖ２．・・・Ｖゎは、パルス発生用スイッチの全体に
流れる電流を■。、各ＦＥＴに並列に加わるインピーダ
ンス分を同一のＺ、各充電電流をΔＩｌｌ ΔＬｔ・・
・Δ工ゎとすると。
で、例えば第５図に示すような固体スイッチ素子である
ＦＥＴを複数個直列接続した回路を考えると、各ＦＥＴ
の直列接続点ａｘ＋ ａｚｔ・・・ａｏとアースとの間
に浮遊容量Ｃが存在するため、直列分担電圧Ｖ、、Ｖ、
、・・・Ｖ、にばらつきが生ずる。従って、各直列接続
点ａ工、ａ２．・・・ａゎ間における直列分担電圧Ｖ１
．Ｖ２．・・・Ｖゎは、パルス発生用スイッチの全体に
流れる電流を■。、各ＦＥＴに並列に加わるインピーダ
ンス分を同一のＺ、各充電電流をΔＩｌｌ ΔＬｔ・・
・Δ工ゎとすると。
Ｖ１＝Ｚ−Ｉ。
ｖ２＝Ｚ・（Ｉ、、−Δ１１）
Ｖ、＝Ｚ−（Ｉ、−Δ１１−ΔＬ）
Ｖ−＝Ｚ ・ （Ｉｏ−ＡＩｚ＝・ Ａ Ｉ−１）とな
る。このため、Ｖ、＞ｖ、＞ｖ、・・・Ｖ −＞ Ｖ
、、＋１となり、かかるＦＥＴの直列接続点数に応じて
、各直列接続点ａ工、ａ３．・・・ａ、における電圧は
、第６図に示すように、非直線特性となる。つまり、上
記のような浮遊容量によって直列分担電圧が均等になら
ず、これらの各固体スイッチング素子に得られる電流の
アンバランスによって、これらの固体スイッチ素子の全
体からなるスイッチ手段の電流容量を、放電管７に対し
て最大限発揮することができなくなるなどの課題があっ
た。
る。このため、Ｖ、＞ｖ、＞ｖ、・・・Ｖ −＞ Ｖ
、、＋１となり、かかるＦＥＴの直列接続点数に応じて
、各直列接続点ａ工、ａ３．・・・ａ、における電圧は
、第６図に示すように、非直線特性となる。つまり、上
記のような浮遊容量によって直列分担電圧が均等になら
ず、これらの各固体スイッチング素子に得られる電流の
アンバランスによって、これらの固体スイッチ素子の全
体からなるスイッチ手段の電流容量を、放電管７に対し
て最大限発揮することができなくなるなどの課題があっ
た。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、スイッチ手段を構成する直並列接続された固体
スイッチ素子の直列分担電圧を均等にできるパルス発生
回路を得ることを目的とする。
もので、スイッチ手段を構成する直並列接続された固体
スイッチ素子の直列分担電圧を均等にできるパルス発生
回路を得ることを目的とする。
請求項１記載の発明に係るパルス発生回路は。
高電圧電源からの高圧電圧を主コンデンサに充電し、こ
の主コンデンサの電圧を、直列接続された複数の固体ス
イッチ素子からなるスイッチ手段の切り換えによって所
定のタイミングで負荷に供給するようにし、さらに上記
並列接続された各固体スイッチ素子の群ごとに、直列分
担電圧を均等化するインピーダンス素子を接続したもの
である。
の主コンデンサの電圧を、直列接続された複数の固体ス
イッチ素子からなるスイッチ手段の切り換えによって所
定のタイミングで負荷に供給するようにし、さらに上記
並列接続された各固体スイッチ素子の群ごとに、直列分
担電圧を均等化するインピーダンス素子を接続したもの
である。
請求項２記載の発明に係るパルス発生回路は、請求項１
記載の発明に係るパルス発生回路において、インピーダ
ンス素子を、それぞれ異なる抵抗値を有する抵抗で構成
したものである。
記載の発明に係るパルス発生回路において、インピーダ
ンス素子を、それぞれ異なる抵抗値を有する抵抗で構成
したものである。
請求項３記載の発明に係るパルス発生回路は。
請求項１記載の発明に係るパルス発生回路において、イ
ンピーダンス素子を、それぞれ異なるインピーダンスを
有する抵抗とコンデンサとの直列回路で構成したもので
ある。
ンピーダンス素子を、それぞれ異なるインピーダンスを
有する抵抗とコンデンサとの直列回路で構成したもので
ある。
この発明におけるインピーダンス素子は、並列接続され
た各固体スイッチ素子の群ごとに設けられて、固体スイ
ッチ素子の各直列接続点における電圧の非直線性を補償
するため、これらの直列接続点から浮遊容量を介して大
地に漏れることがあっても、その直列接続点における電
圧分担が均等化され、従って、レーザ効率に影響する放
電管に対する電流の立ち上がりを効率化し、信頼性の高
いレーザ出力などの動作を行えるようにする。
た各固体スイッチ素子の群ごとに設けられて、固体スイ
ッチ素子の各直列接続点における電圧の非直線性を補償
するため、これらの直列接続点から浮遊容量を介して大
地に漏れることがあっても、その直列接続点における電
圧分担が均等化され、従って、レーザ効率に影響する放
電管に対する電流の立ち上がりを効率化し、信頼性の高
いレーザ出力などの動作を行えるようにする。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、１は高圧電源、２は充電用リアクトル、３
は充電用ダイオード、４は充放電用の主コンデンサ、５
は充電用抵抗、７はガス放電によって内部に収容した金
属（例えば銅）を加熱、気化させてレーザ出力を得る負
荷としての放電管（レーザチューブ）、８はパルス発生
用スイッチとしてのスイッチ手段で、これが固体スイッ
チ素子としてのＦＥＴを複数個並列接続したものを、さ
らに多段にわたって直列接続したものからなる。また、
２１．２２．・・・ｚｆｉは並列接続された上記各固体
スイッチ素子の群ごとに接続されたインピーダンス素子
であり、これらの各インピーダンス素子Ｚ工、Ｚ２．・
・・Ｚ、は、第６図に示す非直線の電圧特性を直線補償
する大きさ、すなわち、第２図に示す対称形状の非直線
のインピーダンス値に選定される。
図において、１は高圧電源、２は充電用リアクトル、３
は充電用ダイオード、４は充放電用の主コンデンサ、５
は充電用抵抗、７はガス放電によって内部に収容した金
属（例えば銅）を加熱、気化させてレーザ出力を得る負
荷としての放電管（レーザチューブ）、８はパルス発生
用スイッチとしてのスイッチ手段で、これが固体スイッ
チ素子としてのＦＥＴを複数個並列接続したものを、さ
らに多段にわたって直列接続したものからなる。また、
２１．２２．・・・ｚｆｉは並列接続された上記各固体
スイッチ素子の群ごとに接続されたインピーダンス素子
であり、これらの各インピーダンス素子Ｚ工、Ｚ２．・
・・Ｚ、は、第６図に示す非直線の電圧特性を直線補償
する大きさ、すなわち、第２図に示す対称形状の非直線
のインピーダンス値に選定される。
すなわち、直列接続点ａｃｔ ａ２＋・・・８０間の電
圧ｖ１．■２．・・・Ｖ、は、 Ｖ□＝Ｚ ・工。
圧ｖ１．■２．・・・Ｖ、は、 Ｖ□＝Ｚ ・工。
Ｖ２＝Ｚ、 （Ｉ、−ΔＬ）＝ＶｔＶ３ ＝Ｚｚ
’ （Ｉａ−Δ工、−Δｒｚ）ｖｔＶ、＝Ｚ、
（Ｉ。−ΔＩ、−ＡＩ２−・・−ΔＩ−１，） ＝
Ｖｌ となり、すべて■１に等しくすることができるインピー
ダンス値に各インピーダンス素子Ｚ１ｔＺ２Ｔ・・・Ｚ
、、を選択する。つまり、これらのインピーダンス素子
ｚ１． Ｚ２．・・・Ｚｏによって、直列分担電圧を均
等化することができる。
’ （Ｉａ−Δ工、−Δｒｚ）ｖｔＶ、＝Ｚ、
（Ｉ。−ΔＩ、−ＡＩ２−・・−ΔＩ−１，） ＝
Ｖｌ となり、すべて■１に等しくすることができるインピー
ダンス値に各インピーダンス素子Ｚ１ｔＺ２Ｔ・・・Ｚ
、、を選択する。つまり、これらのインピーダンス素子
ｚ１． Ｚ２．・・・Ｚｏによって、直列分担電圧を均
等化することができる。
なお、上記実施例におけるインピーダンス素子Ｚ、、Ｚ
２．・・・ｚｏは、上記直列分担電圧を均等化するもの
を用いればよいので、抵抗値の異なる抵抗（Ｚｎ＝Ｒｎ
）を用いたり、インピーダンス値の異なるコンデンサと
抵抗の直列インピーダンス（Ｚｎ＝Ｒ＋ （１／ｊ ｃ
、＋ｃｎ））を用いたりすることもできる。
２．・・・ｚｏは、上記直列分担電圧を均等化するもの
を用いればよいので、抵抗値の異なる抵抗（Ｚｎ＝Ｒｎ
）を用いたり、インピーダンス値の異なるコンデンサと
抵抗の直列インピーダンス（Ｚｎ＝Ｒ＋ （１／ｊ ｃ
、＋ｃｎ））を用いたりすることもできる。
以上のように、この発明によれば、高電圧電源からの高
圧電圧を主コンデンサに充電し、この主コンデンサの電
圧を、直列接続された複数の固体スイッチ素子からなる
スイッチ手段の切り換えによって所定のタイミングで負
荷に供給するようにし、さらに上記並列接続された各固
体スイッチ素子の群ごとに、直列分担電圧を均等化する
インピーダンス素子を接続するように構成したので、固
体スイッチ素子の群ごとの耐アース浮遊容量が異なる場
合であっても、直列分担電圧の均等化を実現でき、これ
によって各固体スイッチ素子の群ごとのスイッチ電圧を
等しくして、スイッチ手段全体としてのスイッチング電
圧および電流を最大限に設定できるとともに、放電管な
どの負荷に対するパルス供給を効率化できるものが得ら
れる効果がある。
圧電圧を主コンデンサに充電し、この主コンデンサの電
圧を、直列接続された複数の固体スイッチ素子からなる
スイッチ手段の切り換えによって所定のタイミングで負
荷に供給するようにし、さらに上記並列接続された各固
体スイッチ素子の群ごとに、直列分担電圧を均等化する
インピーダンス素子を接続するように構成したので、固
体スイッチ素子の群ごとの耐アース浮遊容量が異なる場
合であっても、直列分担電圧の均等化を実現でき、これ
によって各固体スイッチ素子の群ごとのスイッチ電圧を
等しくして、スイッチ手段全体としてのスイッチング電
圧および電流を最大限に設定できるとともに、放電管な
どの負荷に対するパルス供給を効率化できるものが得ら
れる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例によるパルス発生回路を示
す回路図、第２図は第１図に示すインピーダンス素子の
インピーダンス特性図、第３図は従来のパルス発生回路
を示す回路図、第４図は従来の他のパルス発生回路を示
す回路図、第５図は第４図に示す回路の一部の詳細を示
す等価回路図、第６図は第５図に示す回路の直列接続点
の電圧を示す電圧特性図である。 １は高圧電源、４は主コンデンサ、７は負荷（放電管）
、８はスイッチ手段（パルス発生用スイッチ）。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 （介２石Ｊ 第 ２ 図 直列数 第 図
す回路図、第２図は第１図に示すインピーダンス素子の
インピーダンス特性図、第３図は従来のパルス発生回路
を示す回路図、第４図は従来の他のパルス発生回路を示
す回路図、第５図は第４図に示す回路の一部の詳細を示
す等価回路図、第６図は第５図に示す回路の直列接続点
の電圧を示す電圧特性図である。 １は高圧電源、４は主コンデンサ、７は負荷（放電管）
、８はスイッチ手段（パルス発生用スイッチ）。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。 （介２石Ｊ 第 ２ 図 直列数 第 図
Claims (3)
- （１）高圧電源からの高圧電圧を充電する主コンデンサ
と、この主コンデンサの電圧を所定のタイミングで負荷
に供給する、直並列接続された複数の固体スイッチ素子
からなるスイッチ手段と、並列接続された上記各固体ス
イッチ素子の群ごとに接続されて、直列分担電圧を均等
化するインピーダンス素子とを備えたパルス発生回路。 - （２）インピーダンス素子は、それぞれ異なる抵抗値を
有する抵抗である請求項１記載のパルス発生回路。 - （３）インピーダンス素子は、それぞれ異なるインピー
ダンスを有する抵抗とコンデンサとの直列回路である請
求項１記載のパルス発生回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067790A JPH03226113A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | パルス発生回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2067790A JPH03226113A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | パルス発生回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03226113A true JPH03226113A (ja) | 1991-10-07 |
Family
ID=12033818
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2067790A Pending JPH03226113A (ja) | 1990-01-31 | 1990-01-31 | パルス発生回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03226113A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000004059A (ja) * | 1998-06-16 | 2000-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ用電源装置 |
| JP2007300732A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Nichicon Corp | パルス電源 |
-
1990
- 1990-01-31 JP JP2067790A patent/JPH03226113A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000004059A (ja) * | 1998-06-16 | 2000-01-07 | Mitsubishi Electric Corp | レーザ用電源装置 |
| JP2007300732A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Nichicon Corp | パルス電源 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5914974A (en) | Method and apparatus for eliminating reflected energy due to stage mismatch in nonlinear magnetic compression modules | |
| US7596006B1 (en) | Reducing output ripple from a switched mode power converter | |
| US2895080A (en) | Pulse generator | |
| JPH03226113A (ja) | パルス発生回路 | |
| US4176310A (en) | Device comprising a transformer for step-wise varying voltages | |
| US9927638B2 (en) | Operating a pockels cell | |
| US5805015A (en) | Current generator stage used with integrated analog circuits | |
| KR101633748B1 (ko) | 펄스발생장치 | |
| JPH03237813A (ja) | パルス発生回路 | |
| Harchandani et al. | Pulse forming network for Marx generator with boosting operation | |
| JPH03226117A (ja) | 固体スイッチ装置 | |
| JP3724359B2 (ja) | 高電圧発生用スイッチング回路 | |
| EP0637133B1 (en) | Apparatus and method for generating repetitive pulses | |
| US4631501A (en) | Voltage controlled oscillator | |
| JPH0316414A (ja) | パルス発生回路 | |
| JP2744736B2 (ja) | 高電圧スイッチ | |
| US4346306A (en) | Method and apparatus for generating high current impulses | |
| JPH11205098A (ja) | パルス電源装置 | |
| JP3561144B2 (ja) | 送信装置用高電圧パルス発生回路 | |
| US5399910A (en) | High voltage/current pulse generator using spark gaps | |
| US4358688A (en) | Controllable voltage converter system having a high switching speed | |
| JPS59225610A (ja) | パルス変調器 | |
| JPH10215151A (ja) | 高電圧パルス電源装置 | |
| EP0735634A1 (en) | Pulse generator circuit | |
| JPH03236623A (ja) | パルス発生回路 |