JPH06292326A - 磁気スイッチの初期状態設定用直流電源 - Google Patents

磁気スイッチの初期状態設定用直流電源

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JPH06292326A
JPH06292326A JP5078406A JP7840693A JPH06292326A JP H06292326 A JPH06292326 A JP H06292326A JP 5078406 A JP5078406 A JP 5078406A JP 7840693 A JP7840693 A JP 7840693A JP H06292326 A JPH06292326 A JP H06292326A
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裕 稲富
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気スイッチへのリセット電流を高インダク
タンスで供給し、しかも装置の小形化を図る。 【構成】 可飽和リアクトルや可飽和トランスになる磁
気スイッチのリセット巻線に直流電源から直流電流を供
給することにより該磁気スイッチの磁気回路を一方向に
直流磁化する初期状態設定用直流電源において、一対の
アモルファスカットコア1A、1BがギャップGを持つ
ようその両端面を支持板2A、2Bで支持し、この上か
ら巻線を施してDCリアクトルとし、このDCリアクト
ルを直流電源とリセット巻線の間に挿入して磁気スイッ
チから直流電源への漏れ電流を高いインダクタンスで抑
制する。ギャップ付きコアとすることで磁気飽和を起こ
すことなくリセット電流を供給し、アモルファスコアと
することで小形化を図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、パルスレーザやパルス
プラズマ発生器、パルス脱硝装置等の電源として高電圧
・大電流パルスを発生するためのパルス電源に係り、特
に磁気スイッチの初期状態設定用直流電源に関する。
【0002】
【従来の技術】パルスレーザ励起やパルスプラズマ発生
用のパルス電源には、サイラトロンやトリガトロンスイ
ッチ等の放電スイッチを用いて直接に高電圧・大電流を
スイッチすることでパルスを発生させる方法のほかに、
半導体スイッチと可飽和リアクトルや可飽和トランス等
の磁気スイッチを組み合わせた図5に示す構成のものが
ある。
【0003】同図中、半導体スイッチSWは、GTOサ
イリスタ,SIサイリスタ,IGBT等の半導体素子の
複数個直列接続で構成された初段スイッチにされる。
【0004】可飽和リアクトルSI1と初段エネルギー
蓄積用コンデンサC0及びパルストランスPTの一次巻
線は、半導体スイッチSWに直列接続され、コンデンサ
0が高圧直流電源HDCで予備充電された状態で半導
体スイッチSWをオンすることでパルストランスPTに
高電圧パルスを得る。
【0005】パルストランスPTの二次巻線には可飽和
トランスSTが直列接続され、このトランスSTの二次
巻線にはコンデンサC1を介してコンデンサC2とレーザ
ヘッドLH及び可飽和リアクトルSI2の並列回路が直
列接続される。
【0006】パルストランスPTで昇圧したパルス電圧
は、可飽和トランスSTによって設定電圧まではトラン
スとして動作してコンデンサC1、C2を充電し、可飽和
トランスSTの飽和動作時には二次巻線が低インピーダ
ンスになってコンデンサC1を逆極性に倍電圧充電し、
レーザヘッドLHに高圧大電流の放電を得る。
【0007】ここで、可飽和リアクトルSI1は、半導
体スイッチSWのスイッチング損失を低減させスイッチ
寿命を長くするための磁気アシスト動作を得るよう、初
期状態設定用直流電源DC1から初段パルス電流と逆に
バイアス電流を流し、リセットをかける。
【0008】また、可飽和リアクトルSI2は、直流電
源DC2からコンデンサC2を充電する方向にリセット電
流を流す。これにより、コンデンサC2の充電電流には
飽和領域での動作になって小さいインダクタになり、レ
ーザーヘッドLHへの放電になる逆方向電流に対しては
非飽和領域となってインダクタを大きくしてレーザーヘ
ッドLHへのエネルギー移行を効率良くするブロッキン
グリアクトルとして動作する。
【0009】また、可飽和トランスSTは、磁気スイッ
チとして機能するために直流電源DC3からの電流で飽
和動作が設定される。さらに、パルストランスPTは、
磁気スイッチ動作を得るために直流電源DC4からの充
電電流が供給される。
【0010】これらの磁気スイッチ動作のための初期状
態設定用直流電源DC1〜DC4は、各磁気スイッチを貫
通又は巻回したリセット巻線に設定される直流電流を流
すことでトランスやリアクトルの磁気回路を一方向に飽
和領域まで直流磁化する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】磁気スイッチになるト
ランスST、リアクトルSI1、SI2、パルストランス
PTは、各直流電源DC1〜DC4からの電流供給のため
のリセット巻線にも磁気結合が存在するため、磁化過程
においてリセット巻線に電圧が誘起し、電流を発生す
る。
【0012】このため、アンペアターンの法則で直流電
源側にも電流が流れ、磁気スイッチのスイッチング特性
を悪くし、装置の全体的な性能の低下になる。
【0013】この問題を解決する従来装置としては、直
流電源とリセット巻線の間にフェライトコアに巻線を施
した高インダクタンスのDCリアクトルを挿入するもの
であった。
【0014】しかし、一般にパルス電流は非常に周波数
が高いこと及び巻線をフェライトコアに完全にソレノイ
ド状に多数回巻くのが難しいことから、渦電流により高
インダクタンスの実現が難しく、磁気スイッチの特性へ
の影響を少なくするのを難しくしていた。
【0015】また、パルスの繰り返し発生動作のために
は、リセット巻線には常に直流電流を流しているため、
DCリアクトルのコアの巻き回数を多くする高インダク
タンス化には磁化レベルが高くなる。このことは、DC
リアクトルが少しの電流で磁気飽和を起こし易くなるこ
とを意味し、その設計が難しくなる。
【0016】また、各磁気スイッチには夫々初期状態設
定用直流電源を必要とすると共に、夫々に大形のDCリ
アクトルを必要とすることから、装置全体の大形化とコ
ストアップを招く問題があった。
【0017】本発明の目的は、磁気スイッチへのリセッ
ト電流を高インダクタンスで供給し、しかも装置の小形
化を図ることができる初期状態設定用直流電源を提供す
ることにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するため、可飽和リアクトルや可飽和トランスになる
磁気スイッチのリセット巻線に直流電源から直流電流を
供給することにより該磁気スイッチの磁気回路を一方向
に直流磁化する初期状態設定用直流電源において、ギャ
ップ付きアモルファスカットコアに巻線した構成のDC
リアクトルを前記直流電源とリセット巻線間に直列に設
けた構成を特徴とする。
【0019】また、前記DCリアクトルは1つの直流電
源から複数の磁気スイッチのリセット巻線の直列回路と
の間に共通に設けた構成を特徴とする。
【0020】
【作用】ギャップを持つコアとすることで直流電流によ
る磁化レベルが高くなるのを抑制し、コイル巻回数を高
くすること又は高い直流電流を供給するにもDCリアク
トルに磁気飽和を無くして高インダクタンス化を可能に
する。また、アモルファスをコアとすることで高磁束密
度磁化設定を可能にすることでコイル巻回数を少なくし
て所期の高いインダクタンスを得ると共にコンパクト化
を図る。
【0021】また、1つの直流電源とDCリアクトルを
共通にして複数の磁気スイッチのリセット巻線に直流電
流を供給することにより、複数の磁気スイッチを備える
装置の初期状態設定用直流電源のコンパクト化を可能に
する。
【0022】
【実施例】図1は、本発明の一実施例を示すDCリアク
トルのコア構造を示す分解斜視図である。
【0023】コア1は、ギャップ付きアモルファスカッ
トコアに構成さ、一対のコア1A、1Bに分割されたも
のをギャップGを有して組み立てた構造にされる。
【0024】コア1A,1Bは、そのギャップGを形成
するのにその両側面から支持板2A,2Bで挾持され
る。
【0025】コア1と支持板2A、2Bのサンドイッチ
構造体には、図2に示すように、巻線3が巻かれてDC
リアクトルとして構成される。そして、該DCリアクト
ルは、図3に示すように、直流電源DCから磁気スイッ
チMSのリセット巻線への直流電流の供給路に介装され
るDCリアクトルCCになり、高周波電流を阻止する。
【0026】本実施例のDCリアクトルは、磁気スイッ
チのリセット線と直流電源との間に設けられ、高周波の
パルス電流に対して高インダクタンスを呈し、磁気スイ
ッチからの漏れ電流を抑制する。
【0027】ここで、本実施例のDCリアクトルは、ギ
ャップを設けたコア構造により、図4に示すように、磁
気特性が緩やかな傾斜を持つて飽和する特性Aを得るこ
とができ、従来のフェライトコアによる急峻な磁気特性
Bに比べて直流電源からの電流による磁化レベルを抑制
できる。
【0028】即ち、DCリアクトルのコイル巻回数を高
くすること又は高い直流電流を流そうとすると、従来の
特性Bでは少しの磁界発生で直ちに磁気飽和レベルB1
又はB2に達してしまい、インダクタンス機能を喪失し
てその高インダクタンス化を難しくする。
【0029】この点、本実施例では、特性Aになるギャ
ップ付きコアとすることにより磁化レベルを抑制でき、
コイルの巻回数を高くすること又は高い直流電流にもD
Cリアクトルに磁気飽和を無くして高インダクタンス化
を可能にする。
【0030】また、本実施例ではアモルファスコアとす
ることでフェライトコアに比べて高磁束密度の磁化設定
が可能となり、比較的にコイル巻回数を少なくして所期
の高いインダクタンスを得ることができ、DCリアクト
ルのコンパクト化を図ることができる。
【0031】図5は本発明の他の実施例を示し、1つの
初期状態設定用直流電源から複数の磁気スイッチに直流
リセット電流を共通に供給できるようにしたものであ
る。即ち、各磁気スイッチMS1〜MS4のリセット巻
線は直列接続され、これに1つの直列電源DCから1つ
のDCリアクトルCCを介して直列電流を供給する。
【0032】このDCリアクトルCCは、前記実施例と
同じに、ギャップ付きのアモルファスカットコアに巻線
した構造のものが使用される。
【0033】本実施例によれば、DCリアクトルが高イ
ンダクタンスを確保できることから直列電源と共にDC
リアクトルを共通にしてその低コスト化及びコンパクト
化を図ることができる。
【0034】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、初期状
態設定用直流電源において、ギャップ付きアモルファス
カットコアに巻線した構成のDCリアクトルで高インダ
クタンスを得る構成としたため、ギャップを持つコアと
することで直流電流による磁化レベルを抑制してコイル
巻回数を高くすることを可能にし、またアモルファスを
コアとすることで高磁束密度磁化設定を可能にし、小形
でコンパクトな高インダクタンスのDCリアクトルを得
ることができ、ひいては初期設定用直流電源及び磁気ス
イッチを備える装置のコンパクト化を図ることができ
る。
【0035】また、本発明のDCリアクトルは、1つの
直流電源から複数の磁気スイッチのリセット巻線の直列
回路との間に共通に設けた構成とするため、1つの直流
電源とDCリアクトルを共通にして複数の磁気スイッチ
のリセット巻線に直流電流を供給することにより、複数
の磁気スイッチを備える装置に適用してそのコンパクト
化及び低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例のコア構造を示す分解斜視図。
【図2】実施例の組立構成図。
【図3】実施例の回路図。
【図4】実施例の磁気特性を説明するための図。
【図5】他の実施例を示す回路図。
【図6】パルス電源の回路例を示す図。
【符号の説明】
1…アモルファスカットコア 2A、2B…支持板 3…巻線

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 可飽和リアクトルや可飽和トランスにな
    る磁気スイッチのリセット巻線に直流電源から直流電流
    を供給することにより該磁気スイッチの磁気回路を一方
    向に直流磁化する初期状態設定用直流電源において、 ギャップ付きアモルファスカットコアに巻線した構成の
    DCリアクトルを前記直流電源とリセット巻線間に直列
    に設けた構成を特徴とする磁気スイッチの初期状態設定
    用直流電源。
  2. 【請求項2】 前記DCリアクトルは1つの直流電源か
    ら複数の磁気スイッチのリセット巻線の直列回路との間
    に共通に設けた構成を特徴とする請求項1に記載の磁気
    スイッチの初期状態設定用直流電源。
JP07840693A 1993-04-06 1993-04-06 磁気スイッチの初期状態設定用直流電源 Ceased JP3278966B2 (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100913692B1 (ko) * 2009-03-27 2009-08-24 우진전기 주식회사 프레임 부착형 비정질 코어 및 이의 제조방법
US7821177B2 (en) 2007-03-20 2010-10-26 Nippon Soken, Inc. Laminated core
CN104112582A (zh) * 2014-07-21 2014-10-22 上海交通大学 高能量密度感应取电电源磁芯的设计方法
CN104112583A (zh) * 2014-07-21 2014-10-22 上海载物能源科技有限公司 一种高能量密度感应取电电源磁芯的设计方法
CN106205967A (zh) * 2016-06-21 2016-12-07 广东电网有限责任公司电力科学研究院 一种铁心结构、饱和式限流器及饱和电抗器

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