JPH04189022A

JPH04189022A - パルス発生装置

Info

Publication number: JPH04189022A
Application number: JP31617190A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Mogi; 茂木　茂; Tsuneji Teranishi; 常治寺西; Kenichi Nojima; 健一野嶋; Hiroshi Murase; 洋村瀬; Iwao Oshima; 巖大島
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-11-22
Filing date: 1990-11-22
Publication date: 1992-07-07
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JP2667574B2

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、粒子加速器や高周波パルス発生器等の電源を
用途とした、高速の立ち上がりを有し、波高値の変動の
少ない矩形波パルスを発生することのできるパルス発生
装置に関するものである。

（従来の技術）従来、矩形波パルスを発生する装置として、第２図に示
した様なコイルとコンデンサをはしこ形に接続したパル
ス成形回路（Ｐ　Ｆ　Ｎ）が主に用いられてきた。また
、近年、自由電子レーザに用いる粒子加速電源や高周波
による粒子加速装置においては、質の良い粒子ビームを
得るため、波高値の変動が１％程度であることが要求さ
れてきており、矩形波パルスの質の向上が要求されてい
る。

しかしなから、負荷６の値の時間的変動や、高電圧パル
ストランス４、他の特性及び高電圧部の浮遊容量や浮遊
インダクタンスにより、必ずしも波高値の変動を少なく
することは容易でない。そこで、第２図に示した様に、
パルス成形回路を構成するコイルを可変コイル１とする
ことで、コイルのインダクタンスの値を微調整して、波
高値の変動を少なくし、高品質な矩形波を得ることが試
みられている。

ところで、最近、粒子ビームの加速電圧がますます高く
なり、それに伴いパルス電源も高電圧化し、加速部には
大きな電圧（例えば、５００ｋｖ以上）が印加されるよ
うになった。それに伴い、パルス発生装置のパルス成形
部の高電圧化が必要となる。この様な状況においては、
パルス成形部の絶縁破壊を防止する方法及び構成を考慮
しなければならない。第２図に示したパルス成形回路に
おいては、前述した様に、パルス波形の微調整のために
可変コイル１を常に調整する必要があるため、一般に空
気絶縁方式を採用している。しかし、この方法では、高
電圧化に限界がある（空気絶縁方式では、２００ｋｖ程
度までと考えられる）。

そこで、上記パルス成形回路に代わって、高電圧化が可
能であり、しかも急峻なパルス波形か得られ、波高値の
変動の少ない矩形波パルスを発生できる方法として、分
布定数線路を利用する方法が用いられるようになった。

即ち、第３図に示した様に、接地タンク（外導体）７内
に中心導体９と中間導体８が同軸状に配設され、分布定
数線路２４が形成されている。また、この線路の一端に
は、高電圧パルスを供給するためのパルストランス３と
スイッチ５が配設され、他端には負荷側接地タンク１０
内に収納された負荷６が、出力導体１７を介して前記中
心導体９に接続されている。そして、これらの周囲には
、絶縁耐力を向上させるため、例えは変圧器油等の絶縁
油１９か充填されている。なお、分布定数線路の接地タ
ンク７と負荷側接地タンク１０は、フランジｌｌａ、ｌ
ｌｂによって接合されている。

これにより、空気絶縁方式に比べ、５〜１０倍の絶縁強
度が得られ、高電圧化が可能となる。

（発明が解決しようとする課題）ところで、上述した柿な分布定数線路を利用したパルス
発生装置においては、その出力電流のｆｆ１１１定は、
負荷側の出力導体１７の周囲に貫通型変流器２１を設置
して行われている。この場合、前記貫通型変流器２１は
、絶縁支え１３によって負荷側接地タンク１０に支持固
定されている。

しかし、この方法には、以下に述べる様な解決すべき課
題があった。即ち、前記貫通型変流器２］においては、
出力導体１７との絶縁距離を確保するために、その貫通
穴を大きくする必要があり、それに伴って変流器は大形
化し、その重量も重くなっていた。また、上記の様に大
形化し重量の増した貫通型変流器２１を支持するために
は、強固な絶縁支え１３が必要となり、絶縁支え１３の
形状も太きくしなけれはならなかった。

ところが、分布定数線路の高周波出力を正確に負荷に伝
達する必要性から、出力導体１７の線路インダクタンス
を少なくすることができるように、出力導体１７をでき
るだけ短くする必要がある。

従って、分布定数線路２４と負荷６の間隔は短くなり、
両者間の空間は狭いものとなるため、この狭い空間に、
大形化した貫通型変流器２１及び絶縁支え１３を配設す
ることは、構造的に非常に困難であった。

また、第３図に示した様に、出力導体１７の中間部に貫
通型変流器２１を設置した場合には、出力導体１７の線
路インダクタンスが影響して、分布定数線路の出力端電
圧が正確に負荷６に伝達されないため、パルス発生装置
としては満足できるものではなかった。

本発明は、上記の様な従来技術の欠点を解消するために
提案されたものであり、その目的は、極めて急峻な立ち
」二がりを有し、波高値の変動の少ない高電圧矩形波パ
ルスを発生でき、正確な出力電流測定の可能なパルス発
生装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、接地タンク内に導体を同軸状に配設すると共
に、絶縁冷却用の絶縁媒体を充填して分布定数線路を形
成し、この分布定数線路の一端にスイッチ素子を接続し
、他端に接地タンクに収納した負荷を接続して成るパル
ス発生装置において、前記分布定数線路の出力導体の周
囲に同軸状に、且つ、分布定数線路を収納した接地タン
クと負荷を収納した接地タンクとの間に位置する様に、
貫通型変流器を配設したことを特徴とするものである。

（作用）以上の構成を有する本発明のパルス発生装置によれば、
貫通型変流器を互いに隣接する２つの接地タンクのフラ
ンジによって挟持して固定することにより、強固に支持
することができ、また、貫通型変流器の接地電位の安定
化が図れる。さらに、負荷側タンク内に貫通型変流器を
設置しないため、負荷側タンクの縮小化が可能となり、
その結果、出力導体の短縮化を実現できる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図に基づいて具体的に説
明する。なお、第３図に示した従来型と同一の部材には
同一の符号を付して、説明は省略する。

本実施例においては、第１図に示した様に、出力導体１
７の周囲に、それと同軸状であって、且つ、分布定数線
路を収納した接地タンク７と負荷６を収納した負荷側接
地タンク１０との間に位置する様に、貫通型変流器２１
が配設されている。

また、この貫通型変流器２１は、接地タンク７のフラン
ジｌｌａと負荷側接地タンク１０のフランジｌｌｂに挟
持され、ボルト、ナツトによって固定されている。さら
に、前記貫通型変流器２１の出力電流は、出力端子２２
から引き出されたリード線２３を介して、接地タンク１
０の外側で測定されるように構成されている。

なお、前記貫通型変流器２１の貫通穴は、分布定数線路
に影響を与えないような大きさに形成されている。

この様な構成を有する本実施例のパルス発生装置におい
ては、貫通型変流器２１を接地タンク７のフランジｌｌ
ａと負荷側接地タンク１０のフランジｌｌｂで挟持して
固定するので、その支持強度は大幅に向上する。また、
前記両フランジ１１ａ、ｌｌｂによって貫通型変流器２
１の接地電位を固定しているため、出力導体１７以外の
電位の誘導障害を受けにくくなり、安定した電流測定を
行なうことができる。さらに、従来、負荷側接地タンク
１０内に収納されていた貫通型変流器２１を、接地タン
ク７と負荷側接地タンク１０の接合部に配置したことに
より、負荷側接地タンク１０内のスペースを大幅に縮小
することができる。その結果、出力導体１７の長さを短
縮することができるので、分布定数線路の急峻波出力を
正確に負荷６に伝達することができる。

この様に、本実施例によれば、出力導体の電流測定用貫
通型変流器を強固に支持固定することができ、また、貫
通型変流器を接地タンクに固定することで接地電位の安
定化が図れる。さらに、負荷側タンクの縮小化が可能と
なり、出力導体の短縮化を実現できる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、貫通型変流器の大きさは、分布定数線路に影響を与
えないものであれば良い。また、絶縁媒体は上記の絶縁
油の他、ＳＦ６ガス、フロロカーボン等でも良い。さら
に、分布定数線路を形成する場合、同軸に重ねる数は特
に限定されない。また、両接地タンク７．１０のフラン
ジ１１ａ、ｌｌｂの形状は特に限定されず、このフラン
ジへの貫通型変流器の固定手段も、ボルト、ナツトを用
いる方法に限定されるものではない。

［発明の効果コ以上説明した様に、本発明によれば、分布定数線路の出
力導体の周囲に同軸状に、また、分布定数線路を収納し
た接地タンクと負荷を収納した接地タンクとの間に位置
する様に、貫通型変流器を配設することによって、極め
て急峻な立ち上がりを有し、波高値の変動の少ない高電
圧矩形波パルスを発生でき、正確な出力電流測定の可能
なパルス発生装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパルス発生装置の一実施例を示す構成
図、第２図は従来のパルス成形回路を示す回路図、第３
図は分布定数線路を用いた従来のパルス発生装置の一例
を示す構成図である。１・・・可変コイル、２・・・コンデンサ、３．４・・
・パルストランス、５・・・スイッチ、６・・・負荷、
７・・・接地タンク、８・・・中間導体、９・・・中心
導体、１０・・・負荷側接地タンク、ｌｌａ、ｌｌｂ・
・・フランジ、１３・・・絶縁支え、１７・・・出力導
体、１９・・・絶縁油、２１・・・貫通型変流器、２２
・・・出力端子、２３・・・リード線、２４・・・分布
定数線路。第　２　図

Claims

【特許請求の範囲】接地タンク内に導体を同軸状に配設すると共に、絶縁冷
却用の絶縁媒体を充填して分布定数線路を形成し、この
分布定数線路の一端にスイッチ素子を接続し、他端に接
地タンクに収納した負荷を接続して成るパルス発生装置
において、前記分布定数線路の出力導体の周囲に同軸状に、且つ、
分布定数線路を収納した接地タンクと負荷を収納した接
地タンクとの間に位置する様に、貫通型変流器を配設し
たことを特徴とするパルス発生装置。