JPH04367291A - パルス電源 - Google Patents
パルス電源Info
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- JPH04367291A JPH04367291A JP14288191A JP14288191A JPH04367291A JP H04367291 A JPH04367291 A JP H04367291A JP 14288191 A JP14288191 A JP 14288191A JP 14288191 A JP14288191 A JP 14288191A JP H04367291 A JPH04367291 A JP H04367291A
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- Japan
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- capacitors
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- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 68
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 claims description 2
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 abstract description 12
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 abstract description 12
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 5
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
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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
[発明の目的]
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はコンデンサの残留電荷に
よる悪影響を除去したパルス電源に関する。
よる悪影響を除去したパルス電源に関する。
【0002】
【従来の技術】放電励起レ―ザ等に用いられる高電圧パ
ルス電源では、スイッチの電圧責務を軽減する目的から
図3のような倍電圧方式の充電回路が用いられる。図3
の回路動作を図4の波形を用いて説明する。
ルス電源では、スイッチの電圧責務を軽減する目的から
図3のような倍電圧方式の充電回路が用いられる。図3
の回路動作を図4の波形を用いて説明する。
【0003】図3において、交流電源1の交流電力は整
流器3により全波整流され、平滑コンデンサCs に充
電される。ここで、平滑コンデンサCs の端子電圧の
変動を抑制するため、平滑コンデンサCs の容量は充
分大きな値となっている。充電スイッチSW1をオンす
ることにより、コンデンサC1、C2はトランスTr1
を介して並列に共振充電される。この時、コンデンサC
1、C2はトランスTr1の2次電圧Eの約2倍の電圧
に充電される(図4のt1 まで)。ここで、トランス
Tr1の洩れインダクタンス、リアクトルL1、リアク
トルL2の各インダクタンスをそれぞれL0 、L1、
L2 とすると、
流器3により全波整流され、平滑コンデンサCs に充
電される。ここで、平滑コンデンサCs の端子電圧の
変動を抑制するため、平滑コンデンサCs の容量は充
分大きな値となっている。充電スイッチSW1をオンす
ることにより、コンデンサC1、C2はトランスTr1
を介して並列に共振充電される。この時、コンデンサC
1、C2はトランスTr1の2次電圧Eの約2倍の電圧
に充電される(図4のt1 まで)。ここで、トランス
Tr1の洩れインダクタンス、リアクトルL1、リアク
トルL2の各インダクタンスをそれぞれL0 、L1、
L2 とすると、
【0004】充電が完了した後、時刻t1 で反転スイ
ッチSW2をオンすると、コンデンサC1に蓄積された
電荷はコンデンサC1―反転リアクトルL2―反転スイ
ッチSW2―コンデンサC1の経路で流れ、コンデンサ
C1の電圧は反転し、(t=t1 からt2 の間)C
1、C2の和電圧は−4Eまで倍充電される。可飽和リ
アクトルSRは、コンデンサC1の電圧反転が完了する
t=t2 の時点、つまりコンデンサC1とC2の直列
加算電圧がピ―クに達する時点で飽和するように予め設
定されており、この時点で可飽和リアクトルSRが導通
し、コンデンサC1、C2の電荷はピ―キングコンデン
サCp に移行され、同時に放電負荷10の電圧が上昇
する。この電圧が放電開始電圧以上になると放電が開始
し、コンデンサC1、C2に蓄積されていた電荷は放電
負荷に10に注入され、消費される(t=t2 からt
3 の間)。
ッチSW2をオンすると、コンデンサC1に蓄積された
電荷はコンデンサC1―反転リアクトルL2―反転スイ
ッチSW2―コンデンサC1の経路で流れ、コンデンサ
C1の電圧は反転し、(t=t1 からt2 の間)C
1、C2の和電圧は−4Eまで倍充電される。可飽和リ
アクトルSRは、コンデンサC1の電圧反転が完了する
t=t2 の時点、つまりコンデンサC1とC2の直列
加算電圧がピ―クに達する時点で飽和するように予め設
定されており、この時点で可飽和リアクトルSRが導通
し、コンデンサC1、C2の電荷はピ―キングコンデン
サCp に移行され、同時に放電負荷10の電圧が上昇
する。この電圧が放電開始電圧以上になると放電が開始
し、コンデンサC1、C2に蓄積されていた電荷は放電
負荷に10に注入され、消費される(t=t2 からt
3 の間)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の倍電圧方
式充電回路において、ピ―キングコンデンサCp から
放電負荷10にいたる回路インピ―ダンスと放電抵抗の
マッチングが完全にとれている場合、放電負荷10に注
入されるエネルギは完全に消費される。しかし、実際は
放電負荷10は非線形であり等価な放電抵抗に比べ回路
インピ―ダンスはマッチングをとるのが困難であるため
、コンデンサC1、C2から注入されるエネルギが完全
には消費されず、この余剰エネルギはコンデンサC1、
C2に逆電圧の形で再充電される。コンデンサC1、C
2に蓄積された余剰エネルギは、可飽和リアクトルSR
により一旦はブロックされるものの可飽和リアクトルS
Rが再度飽和すると再びピ―キングコンデンサCp に
移行され、放電負荷10の電圧が上昇する。この事後電
圧はア―ク放電を引起す原因となる等、回路動作を不安
定にする要因となっていた。又、この余剰エネルギによ
って流れる事後電流のため放電負荷10や反転スイッチ
SW2にロスが発生し、回路部品に無用な負担がかかっ
てた。
式充電回路において、ピ―キングコンデンサCp から
放電負荷10にいたる回路インピ―ダンスと放電抵抗の
マッチングが完全にとれている場合、放電負荷10に注
入されるエネルギは完全に消費される。しかし、実際は
放電負荷10は非線形であり等価な放電抵抗に比べ回路
インピ―ダンスはマッチングをとるのが困難であるため
、コンデンサC1、C2から注入されるエネルギが完全
には消費されず、この余剰エネルギはコンデンサC1、
C2に逆電圧の形で再充電される。コンデンサC1、C
2に蓄積された余剰エネルギは、可飽和リアクトルSR
により一旦はブロックされるものの可飽和リアクトルS
Rが再度飽和すると再びピ―キングコンデンサCp に
移行され、放電負荷10の電圧が上昇する。この事後電
圧はア―ク放電を引起す原因となる等、回路動作を不安
定にする要因となっていた。又、この余剰エネルギによ
って流れる事後電流のため放電負荷10や反転スイッチ
SW2にロスが発生し、回路部品に無用な負担がかかっ
てた。
【0006】本発明はかかる従来の欠点に鑑み、コンデ
ンサC1、C2に再充電された余剰エネルギを放電する
ことにより、安定した回路動作が得られるパルス電源を
提供することを目的とする。 [発明の構成]
ンサC1、C2に再充電された余剰エネルギを放電する
ことにより、安定した回路動作が得られるパルス電源を
提供することを目的とする。 [発明の構成]
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、直列接続される第1及び第2のコンデン
サからなる直列回路と、前記第1のコンデンサに並列接
続される第1のリアクトルと第1のスイッチからなる直
列回路と、前記第1のスイッチに並列接続される直流電
源と、前記第1及び第2のコンデンサの直列回路に並列
接続されるリアクトルトランスの1次巻線と、この1次
巻線に並列接続される可飽和リアクトルとピ―キングコ
ンデンサからなる直列回路と、前記リアクトルトランス
の2次巻線にエネルギ回収回路又はエネルギ消費回路を
接続したことを特徴とするものである。
成するために、直列接続される第1及び第2のコンデン
サからなる直列回路と、前記第1のコンデンサに並列接
続される第1のリアクトルと第1のスイッチからなる直
列回路と、前記第1のスイッチに並列接続される直流電
源と、前記第1及び第2のコンデンサの直列回路に並列
接続されるリアクトルトランスの1次巻線と、この1次
巻線に並列接続される可飽和リアクトルとピ―キングコ
ンデンサからなる直列回路と、前記リアクトルトランス
の2次巻線にエネルギ回収回路又はエネルギ消費回路を
接続したことを特徴とするものである。
【0008】
【作用】前述のように構成することにより、残留電荷は
前記リアクトルトランスの2次巻線を介してエネルギ回
収で回収されるか、又はエネルギ消費回路にて速かに放
電することができるため、負荷に事後電圧が印加される
ことがなく、又、余剰エネルギを有効に利用することか
できる。
前記リアクトルトランスの2次巻線を介してエネルギ回
収で回収されるか、又はエネルギ消費回路にて速かに放
電することができるため、負荷に事後電圧が印加される
ことがなく、又、余剰エネルギを有効に利用することか
できる。
【0009】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す構成図で図3
と同一記号のものは同一機能を有するもので、その説明
は省略する。
と同一記号のものは同一機能を有するもので、その説明
は省略する。
【0010】図1において、リアクトルトランスLt
はコンデンサC1とコンデンサC2からなる直列回路に
並列に接続され、回生スイッチSW3と回生用コンデン
サCrからなる直列回路がリアクトルトランスLt
の2次巻線に接続され、回生用コンデンサCr に並列
にインバ―タ22が接続され、前記インバ―タ22の出
力は交流電源1の出力に接続されている。ここでは回生
スイッチSW3の一例としてサイリスタを用いている。 Vd はコンデンサC1とコンデンサC2の電圧を検出
する電圧検出器で、20は電圧検出器Vdの電圧極性を
判定し回生スイッチWS3にオン指令を出力する比較器
で、21は比較器20に電圧極性を判定するための基準
を与える設定器である。
はコンデンサC1とコンデンサC2からなる直列回路に
並列に接続され、回生スイッチSW3と回生用コンデン
サCrからなる直列回路がリアクトルトランスLt
の2次巻線に接続され、回生用コンデンサCr に並列
にインバ―タ22が接続され、前記インバ―タ22の出
力は交流電源1の出力に接続されている。ここでは回生
スイッチSW3の一例としてサイリスタを用いている。 Vd はコンデンサC1とコンデンサC2の電圧を検出
する電圧検出器で、20は電圧検出器Vdの電圧極性を
判定し回生スイッチWS3にオン指令を出力する比較器
で、21は比較器20に電圧極性を判定するための基準
を与える設定器である。
【0011】コンデンサC1とコンデンサC2は、直流
電源2により並列に共振充電される。この時、回生スイ
ッチSW3はオフ状態でありリアクトルトランスLt
の2次巻線に流れる電流を阻止するので、コンデンサC
2の充電動作に影響しない。コンデンサC1とC2の充
電が完了した後、反転スイッチSW2がオンとなりコン
デンサC1と反転リアクトルL2と反転スイッチSW2
とからなる閉回路において回路共振が起こり、コンデン
サC1の電圧が反転する。この電圧反転が完了した時点
で可飽和リアクトルSRは導通し、コンンデンサC1、
C2に蓄積された電荷はピ―キングコンデンサCp に
移行され、放電負荷10の電圧が放電開始電圧以上にな
ると放電が開始する。放電が開始すると、コンデンサC
1、C2に蓄積された電荷は放電負荷10に注入される
が、回路インピ―ダンスと負荷インピ―ダンスのマッチ
ングがとれていないため、放電負荷10で消費されなか
った余剰エネルギがコンデンサC1とC2に逆電圧の形
で充電される。ここまでの過程は従来例と同様である。 この逆電圧を、電圧検出器Vd により検出したコンデ
ンサC1とC2の直列電圧と、設定器21の値を比較器
20で比較することにより判定し、回生スイッチSW3
をオンすると、コンデンサC1、C2に蓄えられた余剰
エネルギはコンデンサC1、C2とリアクトルトランス
Lt と回生用コンデンサCr とから成る直列共振回
路により速かに回生用コンデンサCr に放電される。 回生用コンデンサCr に蓄積された電力はインバ
―タ21によって交流電力に変換され、交流電源1に回
生される。
電源2により並列に共振充電される。この時、回生スイ
ッチSW3はオフ状態でありリアクトルトランスLt
の2次巻線に流れる電流を阻止するので、コンデンサC
2の充電動作に影響しない。コンデンサC1とC2の充
電が完了した後、反転スイッチSW2がオンとなりコン
デンサC1と反転リアクトルL2と反転スイッチSW2
とからなる閉回路において回路共振が起こり、コンデン
サC1の電圧が反転する。この電圧反転が完了した時点
で可飽和リアクトルSRは導通し、コンンデンサC1、
C2に蓄積された電荷はピ―キングコンデンサCp に
移行され、放電負荷10の電圧が放電開始電圧以上にな
ると放電が開始する。放電が開始すると、コンデンサC
1、C2に蓄積された電荷は放電負荷10に注入される
が、回路インピ―ダンスと負荷インピ―ダンスのマッチ
ングがとれていないため、放電負荷10で消費されなか
った余剰エネルギがコンデンサC1とC2に逆電圧の形
で充電される。ここまでの過程は従来例と同様である。 この逆電圧を、電圧検出器Vd により検出したコンデ
ンサC1とC2の直列電圧と、設定器21の値を比較器
20で比較することにより判定し、回生スイッチSW3
をオンすると、コンデンサC1、C2に蓄えられた余剰
エネルギはコンデンサC1、C2とリアクトルトランス
Lt と回生用コンデンサCr とから成る直列共振回
路により速かに回生用コンデンサCr に放電される。 回生用コンデンサCr に蓄積された電力はインバ
―タ21によって交流電力に変換され、交流電源1に回
生される。
【0012】よって、本実施例によれば、回生用コンデ
ンサCr に蓄えられた余剰エネルギは速かに放電され
、そのエネルギは交流電源1に回生されるため、事後電
圧が負荷に印加されることはない。
ンサCr に蓄えられた余剰エネルギは速かに放電され
、そのエネルギは交流電源1に回生されるため、事後電
圧が負荷に印加されることはない。
【0013】図2は本発明の他の実施例を示す構成図で
、回生スイッチSW3と抵抗23から成る直列回路をリ
アクトルトランスLt の2次巻線に接続したもので、
このように構成することによって、コンデンサC1、C
2の残留電荷はリアクトルトランスLt を通して抵抗
23に放電される。
、回生スイッチSW3と抵抗23から成る直列回路をリ
アクトルトランスLt の2次巻線に接続したもので、
このように構成することによって、コンデンサC1、C
2の残留電荷はリアクトルトランスLt を通して抵抗
23に放電される。
【0014】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、コ
ンデンサC1、C2に逆電圧に形で再充電された余剰エ
ネルギを速かに放電し、又、電源に回生出来るため、負
荷に事後放電を発生させることなく安定した放電と安定
した回路動作を得ることができるパルス電源を提供でき
る。
ンデンサC1、C2に逆電圧に形で再充電された余剰エ
ネルギを速かに放電し、又、電源に回生出来るため、負
荷に事後放電を発生させることなく安定した放電と安定
した回路動作を得ることができるパルス電源を提供でき
る。
【図1】本発明の一実施例を示すパルス電源の回路構成
図。
図。
【図2】本発明の他の実施例を示すパルス電源の回路構
成図。
成図。
【図3】従来のパルス電源の回路構成図。
【図4】パルス電源の回路動作を説明するための波形図
。
。
1 …交流電源、 2
…直流電源、 3…整流器、10
…放電負荷、 20…比較器、
21…設定器、22 …インバ
―タ、 Ls …平滑リアクトル、
Tr1…トランス、Cs …平滑コンデンサ、
D1 …ダイオ―ド、 C1…
コンデンサ、C2 …コンデンサ、
Cp …ピ―キングコンデンサ、L2 …反転
リアクトル、 Vd …電圧検出器、SR
…可飽和リアクトル Lt …リアクトル
トランス、SW3…回生スイッチ、 C
r …回生用コンデンサ、SW1…充電スイッチ、
SW2…反転スイッチ。
…直流電源、 3…整流器、10
…放電負荷、 20…比較器、
21…設定器、22 …インバ
―タ、 Ls …平滑リアクトル、
Tr1…トランス、Cs …平滑コンデンサ、
D1 …ダイオ―ド、 C1…
コンデンサ、C2 …コンデンサ、
Cp …ピ―キングコンデンサ、L2 …反転
リアクトル、 Vd …電圧検出器、SR
…可飽和リアクトル Lt …リアクトル
トランス、SW3…回生スイッチ、 C
r …回生用コンデンサ、SW1…充電スイッチ、
SW2…反転スイッチ。
Claims (1)
- 【請求項1】 直列接続される第1及び第2
のコンデンサからなる直列回路と、前記第1のコンデン
サに並列接続される第1のリアクトルと第1のスイッチ
からなる直列回路と、前記第1のスイッチに並列接続さ
れる直流電源と、前記第1及び第2のコンデンサの直列
回路に並列接続されるリアクトルトランスの1次巻線と
、この1次巻線に並列接続される可飽和リアクトルとピ
―キングコンデンサからなる直列回路と、前記リアクト
ルトランスの2次巻線にエネルギ回収回路又はエネルギ
消費回路を接続したことを特徴とするパルス電源。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14288191A JPH04367291A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | パルス電源 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14288191A JPH04367291A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | パルス電源 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04367291A true JPH04367291A (ja) | 1992-12-18 |
Family
ID=15325769
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14288191A Pending JPH04367291A (ja) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | パルス電源 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04367291A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010073947A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Gigaphoton Inc | パルスレーザ用電源装置 |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP14288191A patent/JPH04367291A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010073947A (ja) * | 2008-09-19 | 2010-04-02 | Gigaphoton Inc | パルスレーザ用電源装置 |
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