JPH05327090A - パルス充電回路 - Google Patents
パルス充電回路Info
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- JPH05327090A JPH05327090A JP4132980A JP13298092A JPH05327090A JP H05327090 A JPH05327090 A JP H05327090A JP 4132980 A JP4132980 A JP 4132980A JP 13298092 A JP13298092 A JP 13298092A JP H05327090 A JPH05327090 A JP H05327090A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、インバ―タの出力を昇圧した後整
流した直流電源によって並列に充電される第1のコンデ
ンサと第2のコンデンサを備え、前記第1のコンデンサ
と並列に第1のリアクトルと反転スイッチから成る直列
共振回路が接続され前記第1,第2のコンデンサの充電
完了後前記反転スイッチをオンし回路共振を起こすこと
により前記第1のコンデンサの電圧を反転し、前記第1
のコンデンサと前記第2のコンデンサの直列加算電圧が
前記第1及び第2のコンデンサの初期充電電圧の2倍に
なるようにしたパルス充電回路において、コンデンサC
2 に再充電される余剰エネルギを再利用することを目的
とする。 【構成】 コンデンサC2 に並列にトランスTr2 を接
続し、その2次側出力にダイオ―ドDRとコンデンサC
Rを接続し、コンデンサCRは直流電源1と直列に接続
したことを特徴とするパルス充電回路。
流した直流電源によって並列に充電される第1のコンデ
ンサと第2のコンデンサを備え、前記第1のコンデンサ
と並列に第1のリアクトルと反転スイッチから成る直列
共振回路が接続され前記第1,第2のコンデンサの充電
完了後前記反転スイッチをオンし回路共振を起こすこと
により前記第1のコンデンサの電圧を反転し、前記第1
のコンデンサと前記第2のコンデンサの直列加算電圧が
前記第1及び第2のコンデンサの初期充電電圧の2倍に
なるようにしたパルス充電回路において、コンデンサC
2 に再充電される余剰エネルギを再利用することを目的
とする。 【構成】 コンデンサC2 に並列にトランスTr2 を接
続し、その2次側出力にダイオ―ドDRとコンデンサC
Rを接続し、コンデンサCRは直流電源1と直列に接続
したことを特徴とするパルス充電回路。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は放電励起レ―ザ装置の高
電圧パルス電源に使用されるパルス充電回路に関する。
電圧パルス電源に使用されるパルス充電回路に関する。
【0002】
【従来の技術】放電励起レ―ザ用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2のよう
な倍電圧方式の充電回路が用いられることがある。図2
の回路動作を図3の波形を用いて説明する。
は、スイッチの電圧責務を軽減する目的から図2のよう
な倍電圧方式の充電回路が用いられることがある。図2
の回路動作を図3の波形を用いて説明する。
【0003】図2において、インバ―タ2は直流電源1
の電圧を高周波電圧に変換する。この高周波電圧はトラ
ンスTr1 によって昇圧されさらに整流器3によって直
流に変換される。コンデンサC1 とC2 はともにリアク
トルL2 を介して整流器3に接続され、又、コンデンサ
C2 の他端はリアクトルL1 によって等価的に接地され
ているため両方のコンデンサは並列に直流電圧Eに充電
される(t1 まで)。充電が完了した後、時刻t1 で反
転スイッチSWがオンすると、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SW→コンデンサC1 の経路で流れ、コンデン
サC1 の電圧は反転する(t=t1 からt2 の間)。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、同時にレ―ザ放電部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
はレ―ザ放電部10に注入され、消費される(t=t2
からt3 の間)。
の電圧を高周波電圧に変換する。この高周波電圧はトラ
ンスTr1 によって昇圧されさらに整流器3によって直
流に変換される。コンデンサC1 とC2 はともにリアク
トルL2 を介して整流器3に接続され、又、コンデンサ
C2 の他端はリアクトルL1 によって等価的に接地され
ているため両方のコンデンサは並列に直流電圧Eに充電
される(t1 まで)。充電が完了した後、時刻t1 で反
転スイッチSWがオンすると、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SW→コンデンサC1 の経路で流れ、コンデン
サC1 の電圧は反転する(t=t1 からt2 の間)。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、同時にレ―ザ放電部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
はレ―ザ放電部10に注入され、消費される(t=t2
からt3 の間)。
【0004】
【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 からレ
―ザ放電部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、レ―ザ放電部1
0に注入されるエネルギは完全に消費される。しかし、
実際は放電抵抗に比べ回路インピ―ダンスが大きくマッ
チングがとれていないため、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 ,C2 に蓄積された余剰エネルギ
は、可飽和リアクトルSRによりいったんはブロックさ
れるものの可飽和リアクトルSRが再度飽和するとピ―
キングコンデンサCp に移行され、レ―ザ放電部10の
電圧が上昇する。この事後電圧はア―ク放電を引き起こ
す原因となる等、回路動作を不安定とする原因となって
いた。また、この余剰エネルギによって流れる事後電流
のためレ―ザ放電部10や反転スイッチSWにロスが発
生し、回路部品に無用な負担がかかっていた。
式充電回路において、ピ―キングコンデンサCp からレ
―ザ放電部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、レ―ザ放電部1
0に注入されるエネルギは完全に消費される。しかし、
実際は放電抵抗に比べ回路インピ―ダンスが大きくマッ
チングがとれていないため、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 ,C2 に蓄積された余剰エネルギ
は、可飽和リアクトルSRによりいったんはブロックさ
れるものの可飽和リアクトルSRが再度飽和するとピ―
キングコンデンサCp に移行され、レ―ザ放電部10の
電圧が上昇する。この事後電圧はア―ク放電を引き起こ
す原因となる等、回路動作を不安定とする原因となって
いた。また、この余剰エネルギによって流れる事後電流
のためレ―ザ放電部10や反転スイッチSWにロスが発
生し、回路部品に無用な負担がかかっていた。
【0005】本発明は、かかる従来の欠点に鑑み、コン
デンサC2 に再充電された余剰エネルギを電源に回生す
ることにより、安定した回路動作が得られ、かつ余剰エ
ネルギの有効利用が可能となるパルス充電回路を提供す
ることを目的とする。
デンサC2 に再充電された余剰エネルギを電源に回生す
ることにより、安定した回路動作が得られ、かつ余剰エ
ネルギの有効利用が可能となるパルス充電回路を提供す
ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、図1に示すように、コンデンサC2 に並列
にトランスTr2 を接続し、その2次側出力にダイオ―
ドDRとコンデンサCRを接続し、コンデンサCRは直
流電源1と直列に接続したことを特徴とするものであ
る。
するために、図1に示すように、コンデンサC2 に並列
にトランスTr2 を接続し、その2次側出力にダイオ―
ドDRとコンデンサCRを接続し、コンデンサCRは直
流電源1と直列に接続したことを特徴とするものであ
る。
【0007】
【作用】本発明は、エネルギ回生回路を具備することに
より、コンデンサC2 に逆電圧の形で再充電された余剰
エネルギはエルギ回生トランスTr2 によって変圧さ
れ、ダイオ―ドDRによって整流されてコンデンサCR
に充電される。そのため、負荷に事後電圧が印加される
ことがない。さらに、そのエネルギは次回の充電に利用
されるため電源効率を高めることができる。
より、コンデンサC2 に逆電圧の形で再充電された余剰
エネルギはエルギ回生トランスTr2 によって変圧さ
れ、ダイオ―ドDRによって整流されてコンデンサCR
に充電される。そのため、負荷に事後電圧が印加される
ことがない。さらに、そのエネルギは次回の充電に利用
されるため電源効率を高めることができる。
【0008】
【実施例】以下本発明の一実施例を図2と同一部に同一
符号を付して示す図1の構成図を参照して説明する。
符号を付して示す図1の構成図を参照して説明する。
【0009】図1において、コンデンサC2 と並列にエ
ネルギ回生用のトランスTr2 が接続される。トランス
Tr2 のつ1次側にはダイオ―ドDRを介してエネルギ
回生コンデンサCRが接続される。コンデンサCRの静
電容量はトランスTr2 の高圧側からみたときコンデン
サC1 と等しくなるようにする。ダイオ―ドDRの接続
極性はコンデンサC2 が正常に充電されたときには電流
を流さずコンデンサC2 が逆極性に充電されたときには
電流を流すようにする。エネルギ回生コンデンサCRは
直流電源1と直列に接続する。又、エネルギ回生コンデ
ンサCRと並列に過電圧保護用のツエナ―ダイオ―ドZ
Dを接続する。
ネルギ回生用のトランスTr2 が接続される。トランス
Tr2 のつ1次側にはダイオ―ドDRを介してエネルギ
回生コンデンサCRが接続される。コンデンサCRの静
電容量はトランスTr2 の高圧側からみたときコンデン
サC1 と等しくなるようにする。ダイオ―ドDRの接続
極性はコンデンサC2 が正常に充電されたときには電流
を流さずコンデンサC2 が逆極性に充電されたときには
電流を流すようにする。エネルギ回生コンデンサCRは
直流電源1と直列に接続する。又、エネルギ回生コンデ
ンサCRと並列に過電圧保護用のツエナ―ダイオ―ドZ
Dを接続する。
【0010】インバ―タ2は直流電源1とエネルギ回生
コンデンサCRの合成電圧を高周波電圧に変換する。こ
の高周波電圧はトランスTr1 によって昇圧されさらに
整流器3によって直流に変換とれる。コンデンサC1 と
C2 はともにリアクトルL2を介して整流器3に接続さ
れ、また、コンデンサC2 の他端はリアクトルL1 によ
って等価的に接地されているため両方のコンデンサは並
列に直流充電される。インバ―タ2はコンデンサC1 と
C2 が所定の電圧に充電された後停止する。
コンデンサCRの合成電圧を高周波電圧に変換する。こ
の高周波電圧はトランスTr1 によって昇圧されさらに
整流器3によって直流に変換とれる。コンデンサC1 と
C2 はともにリアクトルL2を介して整流器3に接続さ
れ、また、コンデンサC2 の他端はリアクトルL1 によ
って等価的に接地されているため両方のコンデンサは並
列に直流充電される。インバ―タ2はコンデンサC1 と
C2 が所定の電圧に充電された後停止する。
【0011】この時、ダイオ―ドDRの向はコンデンサ
C2 を放電しない方向に接続されているため、エネルギ
回生回路は動作しない。コンデンサC1 とC2 の充電が
完了した後、反転スイッチSWがオンとなりコンデンサ
C1 と反転リアクトルL2 反転スイッチとから成る閉回
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、コンデンサC1 ,C2 に蓄積された
電荷の一部はピ―キングコンデンサCp に移行され、レ
―ザ放電装置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C1 ,C2
,Cp に蓄積された電荷はレ―ザ放電部10に注入さ
れるが、放電インピ―ダンスが回路インピ―ダンスより
も小さいため、レ―ザ放電部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。ここまでの経過は従来例と同様である。この逆
電圧は、ダイオ―ドDRを順バイアスする方向であるた
め、コンデンサC2 に蓄えられた余剰エネルギはコンデ
ンサC2 とトランスTr2 と回生用コンデンサCRとか
らなる直列共振回路により速やかに回生用コンデンサC
Rに放電される。回生用コンデンサCRに蓄積された電
力は次回の充電においてインバ―タ2によって高周波電
圧に変換され、再利用される。
C2 を放電しない方向に接続されているため、エネルギ
回生回路は動作しない。コンデンサC1 とC2 の充電が
完了した後、反転スイッチSWがオンとなりコンデンサ
C1 と反転リアクトルL2 反転スイッチとから成る閉回
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、コンデンサC1 ,C2 に蓄積された
電荷の一部はピ―キングコンデンサCp に移行され、レ
―ザ放電装置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C1 ,C2
,Cp に蓄積された電荷はレ―ザ放電部10に注入さ
れるが、放電インピ―ダンスが回路インピ―ダンスより
も小さいため、レ―ザ放電部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。ここまでの経過は従来例と同様である。この逆
電圧は、ダイオ―ドDRを順バイアスする方向であるた
め、コンデンサC2 に蓄えられた余剰エネルギはコンデ
ンサC2 とトランスTr2 と回生用コンデンサCRとか
らなる直列共振回路により速やかに回生用コンデンサC
Rに放電される。回生用コンデンサCRに蓄積された電
力は次回の充電においてインバ―タ2によって高周波電
圧に変換され、再利用される。
【0012】よって、本実施例によれば、コンデンサC
2 に蓄えられた余剰エネルギは速やかに放電され、事後
電圧が負荷に印加されることはなく、又、余剰エネルギ
を再利用することができる。
2 に蓄えられた余剰エネルギは速やかに放電され、事後
電圧が負荷に印加されることはなく、又、余剰エネルギ
を再利用することができる。
【0013】以上説明の実施例によれは、余剰エネルギ
はエネルギ回生コンデンサに回生されるので、負荷に対
し事後電圧を発生されることはないばかりではなく、余
剰エネルギを有効に利用することができる。
はエネルギ回生コンデンサに回生されるので、負荷に対
し事後電圧を発生されることはないばかりではなく、余
剰エネルギを有効に利用することができる。
【0014】図1の実施例では、直流電源を外部からの
エネルギ供給によらないもののように示したが、これは
交流電源を整流、平滑して得る方式のものであっても本
発明の効果には何等差支えないのは勿論である。又、エ
ネルギ回生用のトランスの巻数比は回生用コンデンサに
過電圧を発生させない範囲で小さい方が有利である。そ
の理由は、巻数比が小さい方が高圧側即ちレ―ザ回路側
からみた低圧回路の配線インダクタンスが小さくなりエ
ネルギ回生回路の共振周波数が高くなりエネルギ回生効
率が高まるからである。
エネルギ供給によらないもののように示したが、これは
交流電源を整流、平滑して得る方式のものであっても本
発明の効果には何等差支えないのは勿論である。又、エ
ネルギ回生用のトランスの巻数比は回生用コンデンサに
過電圧を発生させない範囲で小さい方が有利である。そ
の理由は、巻数比が小さい方が高圧側即ちレ―ザ回路側
からみた低圧回路の配線インダクタンスが小さくなりエ
ネルギ回生回路の共振周波数が高くなりエネルギ回生効
率が高まるからである。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、コ
ンデンサC2 に逆電圧の形で再充電された余剰エネルギ
を速やかに放電し、電源に回生するエネルギ回生回路を
設けたことにより、負荷に事後電圧を発生させることな
く安定した放電をひ得られるばかりではなく、余剰エネ
ルギの有効利用が図れるため、回路のエネルギ効率を向
上することができる。
ンデンサC2 に逆電圧の形で再充電された余剰エネルギ
を速やかに放電し、電源に回生するエネルギ回生回路を
設けたことにより、負荷に事後電圧を発生させることな
く安定した放電をひ得られるばかりではなく、余剰エネ
ルギの有効利用が図れるため、回路のエネルギ効率を向
上することができる。
【図1】本発明の一実施例を示すパルス充電回路の構成
図。
図。
【図2】従来のパルス充電回路の構成図。
【図3】倍電圧方式パルス充電回路の動作波形図。
1 …直流電源 2
…インバ―タ 3 …整流器 10
…レ―ザ放電部 20 …エネルギ回生回路 C1,C2
…コンデンサ Cp …ピ―キングコンデンサ SW
…反転スイッチ L1 …接地リアクトル L2
…反転リアクトル SR …可飽和リアクトル Tr1
…トランス Tr2 …回生用トランス DR
…回生用ダイオ―ド CR …回生コンデンサ
…インバ―タ 3 …整流器 10
…レ―ザ放電部 20 …エネルギ回生回路 C1,C2
…コンデンサ Cp …ピ―キングコンデンサ SW
…反転スイッチ L1 …接地リアクトル L2
…反転リアクトル SR …可飽和リアクトル Tr1
…トランス Tr2 …回生用トランス DR
…回生用ダイオ―ド CR …回生コンデンサ
Claims (4)
- 【請求項1】 直流電源の出力をインバータで高周
波電力に変換しその出力を昇圧した後整流した直流充電
回路によって並列に充電される第1のコンデンサと第2
のコンデンサを備え、前記第1のコンデンサと並列に第
1のリアクトルと反転スイッチから成る直列共振回路が
接続され前記第1,第2のコンデンサの充電完了後前記
反転スイッチをオンし回路共振を起こすことにより前記
第1のコンデンサの電圧を反転し、前記第1のコンデン
サと前記第2のコンデンサの直列加算電圧が前記第1及
び第2のコンデンサの初期充電電圧の2倍になるように
したパルス充電回路において、前記第2のコンデンサと
並列に回生用トランスを接続し、該トランスの2次側を
整流して前記第2のコンデンサの電圧が反転したときに
は前記直流電源に直列接続される回生用コンデンサにエ
ネルギを回生することを特徴とするパルス充電回路。 - 【請求項2】 前記第2のコンデンサと回生用コン
デンサの静電容量はエネルギ回生を行うトランスの巻数
比に換算して概略等しくなるようにしたことを特徴とす
る請求項1に記載のパルス充電回路。 - 【請求項3】 前記回生用トランスの巻数比はイン
バ―タの出力を昇圧するトランスの巻数比と比較して等
しいか又は小さくしたことを特徴とする請求項1又は請
求項2に記載のパルス充電回路。 - 【請求項4】 前記回生用コンデンサと並列にツェ
ナ―ダイオ―ドを接続し、インバ―タの入力電圧が過電
圧にならないようにしたことを特徴とする請求項1又は
請求項2或いは請求項3に記載のパルス充電回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4132980A JP3001724B2 (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | パルス充電回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4132980A JP3001724B2 (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | パルス充電回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05327090A true JPH05327090A (ja) | 1993-12-10 |
JP3001724B2 JP3001724B2 (ja) | 2000-01-24 |
Family
ID=15093981
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4132980A Expired - Lifetime JP3001724B2 (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | パルス充電回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3001724B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI114071B (fi) | 2003-01-13 | 2004-07-30 | Nokia Corp | Kuvien käsitteleminen rajoitetulla bittimäärällä |
-
1992
- 1992-05-26 JP JP4132980A patent/JP3001724B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3001724B2 (ja) | 2000-01-24 |
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