JPH0518050U - 高電圧パルス発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パルストランスと可飽和リアクトルの一体化
を図り、小形軽量な高電圧パルス発生装置を得る。 【構成】 高速スイッチＳＷを投入すると、充電電源１
０により充電されたコンデンサＣo のパルス電圧がパル
ストランスＳＴＲにより昇圧されてコンデンサＣ1 に充
電され、コンデンサＣ1 が充電完了するとともにパルス
トランスＳＴＲが飽和されてインダクタンスが激減し、
その結果、共振状態でコンデンサＣ1 の放電が行われ
て、負荷ＲＬに高電圧パルスを供給する。

Description

【考案の詳細な説明】

［考案の目的］

【０００１】

【産業上の利用分野】

本発明はレーザ装置や加速器等のパルス電源として使用される高電圧パルス発 生装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

放電励起レーザや加速器等に用いられる高電圧パルス発生装置では、高電圧（ 数１０ｋＶ以上）に充電されたコンデンサを高速スイッチにより放電させ電荷エ ネルギーを負荷装置に転送する、いわゆる容量移行型回路が最もよく用いられて いる。図２は容量移行型回路の一例である。初期に置いて直流充電電源１０によ ってコンデンサＣ０に充電された電荷は、高速スイッチＳＷの投入により放電リ アクトルＬＤを通じて共振放電され、第２のコンデンサＣ１に移行する。コンデ ンサＣ１の電圧は可飽和リアクトルＳＲをパルス励磁する。この励磁作用により 、可飽和リアクトルＳＲが飽和するとそのインダクタンス値が激減し、コンデン サＣ１の電荷エネルギーはピーキングコンデンサＣｐに移行され、負荷ＲＬに高 電圧パルスが供給される。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このような高電圧パルス発生装置は、高速スイッチとして半導体スイッチのよ うな耐電圧の低いスイッチ（半導体スイッチの定格電圧は数ｋＶ程度）を使用す るので、例えば半導体スイッチを数段直列に接続しなければならず、大型化、低 効率化の原因になっていた。

【０００４】 このため、例えば、特開平１−１３２１８５号に記載されているようなパルス 変圧器を用いる方法がある。これは、スイッチによって作り出されるパルス電圧 をパルス変圧器によって昇圧し、磁気パルス圧縮回路によってパルス幅を狭く、 電流値を増倍しようとするものである。しかしながら、電圧を昇圧する手段とな るパルス変圧器と、パルス幅を圧縮する手段となる可飽和リアクトルをそれぞれ 別個の鉄心に巻回した変圧器またはリアクトルによって構成しているため、装置 が大型化してしまう。 本発明の目的は、小型軽量の高電圧パルス発生装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本発明は、電源により充電された第１のコンデンサ のパルス電圧を昇圧するパルストランスと、パルストランスの二次側に接続され 昇圧された電圧を充電する第２のコンデンサと、第２のコンデンサに電源を断続 的に接続するスイッチ手段とを備え、スイッチ手段の投入により第１のコンデン サの充電電荷を第２のコンデンサへ移行してパルストランスの二次側に接続され る負荷へ高電圧パルスを供給する高電圧パルス発生装置において、パルストラン スを第２のコンデンサの充電完了時間で飽和する可飽和パルストランスで構成す る。

【０００６】

【作用】

このような構成において、スイッチ手段が投入されると、可飽和パルストラン スは第１のコンデンサのパルス電圧を昇圧して二次側の第２のコンデンサを充電 し、この第２のコンデンサの充電完了とともに可飽和パルストランスは飽和状態 となり、この状態のときに第２のコンデンサに充電されていたパルス電圧が放電 されて負荷に高電圧パルスを供給するので、パルストランスに可飽和リアクトル の作用をもたせ、小型軽量化が可能になる。

【０００７】

【実施例】

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

【０００８】 図１は本発明の高電圧パルス発生装置の構成図である。図１において、直流充 電電源１０の出力側には、コンデンサＣ０と可飽和パルストランスＳＴＲを直列 接続し、高速スイッチＳＷはコンデンサＣ０、可飽和パルストランスＳＴＲと直 列回路を成すように接続する。可飽和パルストランスの二次側には、コンデンサ Ｃ１と接地リアクトルＬｃを直列接続し、接地リアクトルＬｃと並列にピーキン グコンデンサＣｐ、負荷ＲＬを接続する。接地リアクトルＬｃのインダクタンス は可飽和パルストランスＳＴＲの漏れインダクタンスよりも十分小さくして、コ ンデンサＣ１への充電作用に影響を与えないようにする。可飽和パルストランス ＳＴＲは、コンデンサＣ１の充電完了時間ｔ１で飽和するように鉄心断面積と二 次巻線の巻線数を選定する。ここでｔ１は次のように表わされる。 但し、 ここで、Ｌs ：可飽和パルストランスＳＴＲの二次側からみた漏れインダクタ ンス Ｃo ´：可飽和パルストランスＳＴＲの二次側からみたコンデンサＣｏ
のキャパシタンス また、共振時にＣｏ の電荷がＣ1 に完全に移行するように となるように選定する。

【０００９】 次に作用について説明する。コンデンサＣo は直流充電電源１０により所定の 電圧まで充電される。次に、高速スイッチＳＷが投入されると、コンデンサＣ１ は可飽和パルストランスＳＴＲの漏れインダクタンス、接地リアクトルＬc を通 じて、その巻数比に応じて昇圧された電圧で共振充電される。充電完了と同時に 可飽和パルストランスＳＴＲが飽和して励磁インダクタンスが激減するため、コ ンデンサＣ１の電荷は共振的にピーキングコンデンサＣp に移行されるとともに 、負荷ＲＬに高電圧パルスが供給される。

【００１０】

【考案の効果】

以上のように、電源により充電された第１のコンデンサのパルス電圧を昇圧す るパルストランスと、パルストランスの二次側に接続され昇圧された電圧を充電 する第２のコンデンサと、第２のコンデンサに電源を断続的に接続するスイッチ 手段とを備え、スイッチ手段の投入により第１のコンデンサの充電電荷を第２の コンデンサへ移行してパルストランスの二次側に接続される負荷へ高電圧パルス を供給する高電圧パルス発生装置において、パルストランスを第２のコンデンサ の充電完了時間で飽和する可飽和パルストランスとしたので、パルストランスと 可飽和リアクトルが一体化され、小形軽量な高電圧パルス発生装置を得ることが できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案の高電圧パルス発生装置の構成図。

【図２】 従来の高電圧パルス発生装置の構成図。

【符号の説明】

Ｃo ，Ｃ1 …コンデンサ、ＳＴＲ…可飽和パルストラン
ス Ｌc …接地リアクトル、Ｃp …ピーキングコンデンサ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源により充電された第１のコンデンサ
   のパルス電圧を昇圧するパルストランスと、このパルス
   トランスの二次側に接続され前記昇圧された電圧を充電
   する第２のコンデンサと、この第２のコンデンサに前記
   電源を断続的に接続するスイッチ手段とを備え、このス
   イッチ手段の投入により前記第１のコンデンサの充電電
   荷を前記第２のコンデンサへ移行して前記パルストラン
   スの二次側に接続される負荷へ高電圧パルスを供給する
   高電圧パルス発生装置において、前記パルストランスを
   前記第２のコンデンサの充電完了時間で飽和する可飽和
   パルストランスとしたことを特徴とする高電圧パルス発
   生装置。