JPH04326808A - Pulse generator - Google Patents

Pulse generator

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Publication number
JPH04326808A
JPH04326808A JP9752991A JP9752991A JPH04326808A JP H04326808 A JPH04326808 A JP H04326808A JP 9752991 A JP9752991 A JP 9752991A JP 9752991 A JP9752991 A JP 9752991A JP H04326808 A JPH04326808 A JP H04326808A
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JP
Japan
Prior art keywords
pulse
pulse generator
power source
voltage
charging power
Prior art date
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Pending
Application number
JP9752991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Nojima
健一 野嶋
Shigeru Mogi
茂木 茂
Tsuneji Teranishi
常治 寺西
Hiroshi Murase
洋 村瀬
Iwao Oshima
巖 大島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP9752991A priority Critical patent/JPH04326808A/en
Publication of JPH04326808A publication Critical patent/JPH04326808A/en
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  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Abstract

PURPOSE:To supply a high-voltage, rectangular wave pulse having a sharp rise characteristic, short pulse width and gentle fluctuation of its pulse height value. CONSTITUTION:A bloom line 7 and a saturatable reactle 8 are connected to a charging power source 1, a load 5 is connected to this bloom line 7 and therefore, the pulse generator is constituted to generate the rectangular wave pulse at the load 5. The charging power source 1 and the input side terminal of the coaxial bloom line 7 are connected through a variable inductance 10. By changing the size of the variable inductance 10, an output waveform is adjusted and the fluctuation of the waveheight value is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】[発明の目的][Object of the invention]

【0002】0002

【産業上の利用分野】本発明は、電子銃やクライストロ
ンなどに高電圧矩形波パルスを供給するパルス発生装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse generator for supplying high-voltage rectangular wave pulses to electron guns, klystrons, and the like.

【0003】0003

【従来の技術】従来から、高電圧のパルス発生装置とし
ては、キャパシタンス素子とインダクタンス素子及びサ
イラトロンとを組み合わせた矩形波パルス発生装置が使
用されることが多かった。図2は、サイラトロンを用い
た矩形波パルス発生装置の一例である。この装置におい
ては、充電電源1によってパルス発生回路2を一定電圧
に充電しておき、次にサイラトロン3をオンすることに
よって、矩形波パルスを負荷5に発生させることができ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, a rectangular wave pulse generator that combines a capacitance element, an inductance element, and a thyratron has often been used as a high voltage pulse generator. FIG. 2 is an example of a rectangular wave pulse generator using a thyratron. In this device, a rectangular wave pulse can be generated in a load 5 by charging a pulse generating circuit 2 to a constant voltage using a charging power source 1 and then turning on a thyratron 3.

【0004】この場合、サイラトロン3の耐電圧は通常
数10kVであり、それ以上の電圧を発生させる場合は
、図2のようにパルストランス4を用いて昇圧する。 パルス形成回路2を用いた場合、回路のインピーダンス
は負荷5のインピーダンスに等しくしておく必要があり
、出力電圧はパルストランスの一時側で充電電圧の1/
2になる。
In this case, the withstand voltage of the thyratron 3 is usually several tens of kV, and if a higher voltage is to be generated, a pulse transformer 4 is used to boost the voltage as shown in FIG. When using the pulse forming circuit 2, the impedance of the circuit needs to be equal to the impedance of the load 5, and the output voltage is 1/1 of the charging voltage on the temporary side of the pulse transformer.
It becomes 2.

【0005】出力電圧を高電圧にするには、パルストラ
ンスを用いる以外に、ブルームライン形、スタックライ
ン形などのパルス形成線路を直列化する方法がある。図
3は、ブルームライン6を使用した矩形波パルス発生装
置を示すもので、この装置ではスイッチング素子として
サイラトロン3を用いている。この様なブルームライン
を使用した場合、第1の導体61と第2の導体62との
間のサージインピーダンスをZ1 、第2の導体62と
第3の導体63との間のサージインピーダンスをZ2 
とし、負荷5のインピーダンスをRとしたとき、R/2
=Z1 =Z2 としておけば、出力には充電電圧と等
しい電圧の矩形波パルスが得られる。
In order to increase the output voltage to a high voltage, there is a method other than using a pulse transformer, in which pulse forming lines such as Blumlein type and stack line type are connected in series. FIG. 3 shows a rectangular wave pulse generator using Blumlein 6, and this device uses thyratron 3 as a switching element. When such a Blumlein is used, the surge impedance between the first conductor 61 and the second conductor 62 is Z1, and the surge impedance between the second conductor 62 and the third conductor 63 is Z2.
and when the impedance of load 5 is R, R/2
If =Z1 =Z2, a rectangular wave pulse with a voltage equal to the charging voltage is obtained as the output.

【0006】更に、サイラトロンの耐電圧を越える出力
電圧が必要な場合には、スイッチング素子として、図3
のサイラトロンの代わりに、可飽和リアクトルのインダ
クタンスの非直線形性を利用した磁気スイッチを使用す
る方法も考えられている。この方法では、所望の電圧に
応じて鉄心断面積を大きくすれば、可飽和リアクトルの
飽和電圧を高くできるので、高電圧でのスイッチングが
可能である。
Furthermore, if an output voltage exceeding the withstand voltage of the thyratron is required, the switching element shown in FIG.
Instead of the thyratron, a method of using a magnetic switch that takes advantage of the nonlinearity of the inductance of a saturable reactor is also being considered. In this method, by increasing the core cross-sectional area according to the desired voltage, the saturation voltage of the saturable reactor can be increased, so switching at high voltage is possible.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、自由
電子レーザに用いる粒子加速電源や、クライストロンな
どを用いた高周波による粒子加速装置においては、粒子
加速効率を上げるために、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、矩形波パルスの質が問題
となっている。
[Problems to be Solved by the Invention] In recent years, in particle acceleration power sources used in free electron lasers and particle acceleration devices using high frequency waves such as klystrons, in order to increase particle acceleration efficiency, fluctuations in the peak value have been reduced by 1. %, and the quality of the rectangular wave pulse has become a problem.

【0008】同時に、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
部には大きな電圧が印加されるようになっている。この
様な状況においては、加速部の絶縁破壊を防止するため
、極めて幅の短い、しかも立ち上がりの急峻なパルスが
要求されている。
At the same time, the accelerating voltage of the particle beam is becoming higher and higher, and accordingly, the voltage of the pulse power source is also becoming higher, and a large voltage is being applied to the accelerating section. In such a situation, in order to prevent dielectric breakdown in the accelerating section, a pulse with an extremely short width and a steep rise is required.

【0009】そこで、図2のような従来技術では、パル
ス形成線路2を構成するインダクタンス素子のインダク
タンスの値を可変とし、これを調整することで波高値の
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。しかし、この従来技術は、集中定数素子を用い
てパルス形成線路を構成しているため、立上がりの急峻
度やパルス幅に制限があり、前記の課題を満足すること
はできなかった。
Therefore, in the conventional technology shown in FIG. 2, the inductance value of the inductance element constituting the pulse forming line 2 is made variable, and by adjusting this, fluctuations in the peak value are reduced, and a high-quality rectangular wave is produced. Attempts are being made to obtain However, in this conventional technique, since the pulse forming line is constructed using lumped constant elements, there are limitations on the steepness of the rise and the pulse width, and the above-mentioned problem could not be satisfied.

【0010】また、図3のブルームライン線路を使用す
る従来技術では、高電圧装置には適するが、線路の定数
を調整することがむずかしく、波高値の変動を調整する
手段に大きな制約があった。特に、負荷5のインダクタ
ンスの時間的変動や、負荷5に接続されるヒータ電流の
ブロッキングコイルあるいは磁気スイッチとして用いる
可飽和リアクトルの漂遊キャパシタンスの影響があるた
め、波高値の変動を少なくすることは必ずしも容易では
なかった。
Furthermore, although the conventional technology using the Blumlein line shown in FIG. 3 is suitable for high-voltage equipment, it is difficult to adjust the constants of the line, and there are major restrictions on the means for adjusting fluctuations in peak values. . In particular, it is not always possible to reduce fluctuations in the peak value due to the effects of temporal fluctuations in the inductance of the load 5 and the stray capacitance of the saturable reactor used as a heater current blocking coil or magnetic switch connected to the load 5. It wasn't easy.

【0011】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決するために提案されたものである。即ち、本発明
の目的は、高電圧で急峻な立ち上がり特性を有しパルス
幅が短く、しかも波高値の変動の少ない矩形波パルスを
供給することができるパルス発生装置を提供することに
ある。
The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art as described above. That is, an object of the present invention is to provide a pulse generator capable of supplying a rectangular wave pulse having a high voltage, a steep rise characteristic, a short pulse width, and a small fluctuation in the peak value.

【0012】[発明の構成][Configuration of the invention]

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの手段として、本発明は、充電電源に接続されたブル
ームライン線路とスイッチング素子とを備え、このブル
ームライン線路に接続された負荷に対して矩形波パルス
を発生させるパルス発生装置において、充電電源とブル
ームライン線路の入力側端子とを、可変インダクタンス
を介して接続したことを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] As a means for achieving the above object, the present invention includes a Blumlein line connected to a charging power source and a switching element, and a load connected to the Blumlein line. On the other hand, a pulse generator for generating rectangular wave pulses is characterized in that a charging power source and an input terminal of a Blumlein line are connected via a variable inductance.

【0014】[0014]

【作用】上記のような構成を有する本発明のパルス発生
装置においては、可変インダクタンスの大きさを変える
ことにより、出力波形を調整し、波高値の変動を抑制す
ることができる。
[Operation] In the pulse generator of the present invention having the above configuration, by changing the magnitude of the variable inductance, the output waveform can be adjusted and fluctuations in the peak value can be suppressed.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1により具体的
に説明する。なお、図2及び図3に示した従来技術と同
一の部材には同一の符号を付し、説明は省略する。
[Embodiment] Hereinafter, one embodiment of the present invention will be explained in detail with reference to FIG. Note that the same members as those in the prior art shown in FIGS. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals, and explanations thereof will be omitted.

【0016】本実施例においては、図1に示すように、
円筒状の第1の導体71と第2の導体72とが、第3の
導体73の内部に配設されて、同軸ブルームライン線路
7が形成されている。スイッチング素子としては、漂遊
キャパシタンス9を有する可飽和リアクトル8が使用さ
れている。
In this embodiment, as shown in FIG.
A cylindrical first conductor 71 and a second conductor 72 are arranged inside a third conductor 73 to form a coaxial Blumlein line 7. A saturable reactor 8 with a stray capacitance 9 is used as a switching element.

【0017】また、充電電源1はコンデンサやパルスト
ランスによって構成されている。この充電電源1とスイ
ッチング素子8との間には、可変インダクタンス10が
設けられている。
Further, the charging power source 1 is composed of a capacitor and a pulse transformer. A variable inductance 10 is provided between the charging power source 1 and the switching element 8.

【0018】このような構成を有する本実施例のパルス
発生装置では、充電電源1によって可変インダクタンス
10を通して充電された第2の導体72を、可飽和リア
クトル8によって接地する。すると、第3の導体73と
第2の導体72とから構成される分布定数線路へ、前記
可飽和リアクトル8のスイッチング特性で決まる立ち上
がり特性を有するステップ波が入力される。
In the pulse generator of this embodiment having such a configuration, the second conductor 72 charged through the variable inductance 10 by the charging power source 1 is grounded by the saturable reactor 8. Then, a step wave having a rising characteristic determined by the switching characteristic of the saturable reactor 8 is input to the distributed constant line constituted by the third conductor 73 and the second conductor 72.

【0019】この時、可飽和リアクトル8の持つ漂遊キ
ャパシタンス9と残留インダクタンスとによる共振が発
生する。この共振による振動は、ブルームライン線路の
出力波形に重畳して出力波形を変歪させる。この共振に
よる振動がブルームラインの出力波形に変動を与えない
ようにするためには、この振動を打ち消す必要がある。
At this time, resonance occurs due to the stray capacitance 9 and residual inductance of the saturable reactor 8. The vibrations caused by this resonance are superimposed on the output waveform of the Blumlein line and distort the output waveform. In order to prevent vibrations caused by this resonance from causing fluctuations in the output waveform of the Blumlein, it is necessary to cancel this vibration.

【0020】本実施例では、充電電源1とブルームライ
ン線路との間に設置した可変インダクタンス10の値を
変化させることにより、充電電源1のインダクタンスと
可変インダクタンス10とから成る回路の共振周波数を
変化させることができる。そこで、この共振周波数を適
切に調整することにより、前記の可飽和リアクトル8の
残留インダクタンスと漂遊キャパシタンスと共振するこ
とによって生じる振動を打ち消すことができる。この結
果、出力波形の波高値の振動を抑制することができる。
In this embodiment, by changing the value of the variable inductance 10 installed between the charging power source 1 and the Blumlein line, the resonant frequency of the circuit consisting of the inductance of the charging power source 1 and the variable inductance 10 is changed. can be done. Therefore, by appropriately adjusting this resonant frequency, vibrations caused by resonance with the residual inductance and stray capacitance of the saturable reactor 8 can be canceled out. As a result, it is possible to suppress vibrations in the peak value of the output waveform.

【0021】なお、本発明は、上記の実施例に限定され
るものではなく、例えば、スイッチング素子を可飽和リ
アクトル以外のスイッチ、例えばサイラトロンによって
構成することもできる。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and for example, the switching element may be constructed of a switch other than a saturable reactor, such as a thyratron.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、充電電源
とブルームライン線路の入力側端子とを、可変インダク
タンスを介して接続するという簡単な手段により、高電
圧で急峻な立ち上がり特性を有しパルス幅が短く、波高
値の変動の少ない矩形波パルスを供給することができる
パルス発生装置を提供することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, by simply connecting the charging power source and the input side terminal of the Blumlein line through a variable inductance, a steep rise characteristic can be achieved at high voltage. Therefore, it is possible to provide a pulse generator that can supply a rectangular wave pulse with a short pulse width and little variation in peak value.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明のパルス発生装置の一実施例を示す斜視
図。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a pulse generator of the present invention.

【図2】パルストランスを使用した従来のパルス発生装
置の回路図。
FIG. 2 is a circuit diagram of a conventional pulse generator using a pulse transformer.

【図3】ブルームラインを使用した従来のパルス発生装
置の回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram of a conventional pulse generator using Blumlein.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…充電電源 7…同軸ブルームライン線路 71…第1の導体 72…第2の導体 73…第3の導体 8…可飽和リアクトル 9…漂遊キャパシタンス 10…可変インダクタンス 1...Charging power source 7...Coaxial Blumlein line 71...First conductor 72...Second conductor 73...Third conductor 8...Saturable reactor 9... Stray capacitance 10...Variable inductance

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  充電電源に接続されたブルームライン
線路とスイッチング素子とを備え、このブルームライン
線路に接続された負荷に対して矩形波パルスを発生させ
るパルス発生装置において、充電電源とブルームライン
線路の入力側端子とを、可変インダクタンスを介して接
続したことを特徴とするパルス発生装置。
1. A pulse generator comprising a Blumlein line connected to a charging power source and a switching element, the pulse generator generating a rectangular wave pulse to a load connected to the Blumlein line, comprising: a charging power source and a Blumlein line connected to the Blumlein line; A pulse generator characterized in that the input side terminal of the pulse generator is connected via a variable inductance.
JP9752991A 1991-04-26 1991-04-26 Pulse generator Pending JPH04326808A (en)

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JP9752991A JPH04326808A (en) 1991-04-26 1991-04-26 Pulse generator

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JP9752991A JPH04326808A (en) 1991-04-26 1991-04-26 Pulse generator

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06224573A (en) * 1993-01-26 1994-08-12 Mitsubishi Electric Corp Live wire insertion/separation circuit

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JPS6096180A (en) * 1983-10-29 1985-05-29 Nichicon Capacitor Ltd Waveform forming line
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