JPH066526Y2 - パルス圧縮回路 - Google Patents
パルス圧縮回路Info
- Publication number
- JPH066526Y2 JPH066526Y2 JP2105786U JP2105786U JPH066526Y2 JP H066526 Y2 JPH066526 Y2 JP H066526Y2 JP 2105786 U JP2105786 U JP 2105786U JP 2105786 U JP2105786 U JP 2105786U JP H066526 Y2 JPH066526 Y2 JP H066526Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- capacitor
- winding
- magnetic flux
- compression circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Lasers (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はパルス圧縮回路に係り、特に立ち上がりの遅い
高電圧パルスから立ち上がりの速い高電圧パルスを発生
させるパルス圧縮回路に関する。
高電圧パルスから立ち上がりの速い高電圧パルスを発生
させるパルス圧縮回路に関する。
（従来技術とその問題点） 一般に、パルスガスレーザ等のように、効率良くレーザ
出力を得るために立ち上がりが速くかつピーク値の高い
高電圧パルスを必要とする装置においては、パルス圧縮
回路が用いられる。
出力を得るために立ち上がりが速くかつピーク値の高い
高電圧パルスを必要とする装置においては、パルス圧縮
回路が用いられる。
従来のパルス圧縮回路をパルスガスレーザに用いた例に
ついては、ドイツの雑誌「レーザ アンド オプトエレ
クトロニック(Laser und Optoelektronik)」１９８４年
第２巻第１２８〜第１３１頁に示されている。
ついては、ドイツの雑誌「レーザ アンド オプトエレ
クトロニック(Laser und Optoelektronik)」１９８４年
第２巻第１２８〜第１３１頁に示されている。
この従来のパルス圧縮回路を第５図に示す。パルス圧縮
回路は、可飽和インダクタ１、インダクタ８、コンデン
サ５から成る。また、可飽和インダクタ１は、可飽和磁
性体から成る円筒状のコア３とこのコア３に巻かれた順
巻巻線２とから構成されている。なお、６，７はコンデ
ンサ、９はインダクタ、１０はレーザ電極、１１はサイ
ラトロン、１２は高圧電源である。パルスガスレーザに
おいて、効率良くレーザ出力を得るためにはレーザ電極
10間に立ち上がりの速い高電圧パルスを印加する必要が
ある。すなわち、第５図におけるコンデンサ７の端子間
電圧Ｖ3の立ち上がりを速くし、かつピーク値を大きく
することが必要である。
回路は、可飽和インダクタ１、インダクタ８、コンデン
サ５から成る。また、可飽和インダクタ１は、可飽和磁
性体から成る円筒状のコア３とこのコア３に巻かれた順
巻巻線２とから構成されている。なお、６，７はコンデ
ンサ、９はインダクタ、１０はレーザ電極、１１はサイ
ラトロン、１２は高圧電源である。パルスガスレーザに
おいて、効率良くレーザ出力を得るためにはレーザ電極
10間に立ち上がりの速い高電圧パルスを印加する必要が
ある。すなわち、第５図におけるコンデンサ７の端子間
電圧Ｖ3の立ち上がりを速くし、かつピーク値を大きく
することが必要である。
第５図の回路においては、Ｖ3は次式のように表わされ
る。
る。
Ｃ5，Ｃ7；コンデンサ５，７の容量 ｔ；時間 Ｌs：コア３内の磁束密度が飽和した時の可飽和インダ
クタ１のインダクタンス Ｖp2：コア３内の磁束密度が非飽和の状態から飽和の状
態に変わる時のコンデンサ５の電圧Ｖ2 上記(1)式中のＶp2は次式のように表わされる。
クタ１のインダクタンス Ｖp2：コア３内の磁束密度が非飽和の状態から飽和の状
態に変わる時のコンデンサ５の電圧Ｖ2 上記(1)式中のＶp2は次式のように表わされる。
Ｖp2∝Ａ・Ｎ・ΔＢ………… (2) Ａ：第２図に示したように、コア３内の磁束が横切るコ
ア３の断面積 Ｎ：順巻巻線２の巻数 ΔＢ：第３図に示したコア３のＢ−Ｈカーブにおけるそ
のコアの飽和磁束密度Ｂsと順巻巻線２に流れる電流が
零の時の磁束密度Ｂoの差 さらに、上記(1)式中の飽和インダクタンスＬsは次式の
ように表わされる。
ア３の断面積 Ｎ：順巻巻線２の巻数 ΔＢ：第３図に示したコア３のＢ−Ｈカーブにおけるそ
のコアの飽和磁束密度Ｂsと順巻巻線２に流れる電流が
零の時の磁束密度Ｂoの差 さらに、上記(1)式中の飽和インダクタンスＬsは次式の
ように表わされる。
Ｌs＝μs・Ｎ2・Ａ／………… (3) μs：コア３内の磁束密度が飽和した時のそのコアの透
磁率 ：第２図に示したようにコア３の磁路長 ここで、Ｖ3の立ち上がりを速くするためには、(1)式か
らＬsを小さくする必要があり、またＬsを小さくするた
めには上記(3)式からμs，Ｎ，Ａを小さくしかつを大
きくする必要がある。一方Ｖ3のピーク値を高めるため
には(1)式からＶp2を大きくする必要がある。上記(2)式
からＶp2を大きくするためには、Ｎ，Ａ，ΔＢを大きく
する必要があるが、ΔＢの大きさにも限度があるため
Ａ，Ｎを大きくする必要がある。
磁率 ：第２図に示したようにコア３の磁路長 ここで、Ｖ3の立ち上がりを速くするためには、(1)式か
らＬsを小さくする必要があり、またＬsを小さくするた
めには上記(3)式からμs，Ｎ，Ａを小さくしかつを大
きくする必要がある。一方Ｖ3のピーク値を高めるため
には(1)式からＶp2を大きくする必要がある。上記(2)式
からＶp2を大きくするためには、Ｎ，Ａ，ΔＢを大きく
する必要があるが、ΔＢの大きさにも限度があるため
Ａ，Ｎを大きくする必要がある。
従ってＶ3の立ち上がりを速くしかつピーク値を大きく
するためにはコア３の断面積Ａを大きくし、更に断面積
Ａを大きくする以上に磁路長を大きくする必要があ
る。従って、従来の可飽和インダクタではＶ3の立ち上
がりを速くし、ピーク値を大きくするためにはコア３の
形状を大きくする必要があり、その結果可飽和インダク
タ１の大形化、パルス圧縮回路の大形化を招く、という
欠点があった。
するためにはコア３の断面積Ａを大きくし、更に断面積
Ａを大きくする以上に磁路長を大きくする必要があ
る。従って、従来の可飽和インダクタではＶ3の立ち上
がりを速くし、ピーク値を大きくするためにはコア３の
形状を大きくする必要があり、その結果可飽和インダク
タ１の大形化、パルス圧縮回路の大形化を招く、という
欠点があった。
そこで、本考案の目的は、従来の欠点を解決して立ち上
がりが速くかつピーク値の高い高電圧パルスを得ること
ができるばかりではなくコンデンサを含め全体を小形に
できるパルス圧縮回路を提供することにある。
がりが速くかつピーク値の高い高電圧パルスを得ること
ができるばかりではなくコンデンサを含め全体を小形に
できるパルス圧縮回路を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 前述の問題点を解決するために本考案が提供するパルス
圧縮回路においては、可飽和インダクタは、第５図の従
来例に加えて、コアに巻いた順巻巻線に流れる電流が作
る磁束と反対方向の磁束を作る逆巻巻線をコアに巻きコ
ンデンサの充電電流が逆巻巻線を経由して流れるように
してあることを特徴とする。
圧縮回路においては、可飽和インダクタは、第５図の従
来例に加えて、コアに巻いた順巻巻線に流れる電流が作
る磁束と反対方向の磁束を作る逆巻巻線をコアに巻きコ
ンデンサの充電電流が逆巻巻線を経由して流れるように
してあることを特徴とする。
（考案の作用・原理） 以下に本考案の作用・原理について説明する。
第４図に本考案のパルス圧縮回路を用いたパルスガスレ
ーザの励起回路の等価回路を示す。
ーザの励起回路の等価回路を示す。
図において、逆巻巻線をコンデンサＣ2に接続し、かつ
コンデンサＣ2の充電電流ｉ′により発生する磁束の告
きを順巻巻線に流れる電流ｉにより発生する磁束と逆方
向になるように逆巻巻線を巻いてある。
コンデンサＣ2の充電電流ｉ′により発生する磁束の告
きを順巻巻線に流れる電流ｉにより発生する磁束と逆方
向になるように逆巻巻線を巻いてある。
まず、スイッチを導通にすると、コンデンサＣ1が放電
し順巻巻線及び逆巻巻線を通してコンデンサＣ3，Ｃ2に
充電電流ｉ及びｉ′が流れる。コアが非飽和の時逆巻巻
線、順巻巻線に発生するインダクタンスをＬUn′，
ＬUn、インダクタのインダクタンスをＬ1とすると、Ｌ
Un≫Ｌ1＞ＬUn′であればｉ′≫ｉとなりコンデンサＣ1
に蓄えられたエネルギの大部分をコンデンサＣ2に移行
させることができる。
し順巻巻線及び逆巻巻線を通してコンデンサＣ3，Ｃ2に
充電電流ｉ及びｉ′が流れる。コアが非飽和の時逆巻巻
線、順巻巻線に発生するインダクタンスをＬUn′，
ＬUn、インダクタのインダクタンスをＬ1とすると、Ｌ
Un≫Ｌ1＞ＬUn′であればｉ′≫ｉとなりコンデンサＣ1
に蓄えられたエネルギの大部分をコンデンサＣ2に移行
させることができる。
この時、逆巻巻線に流れる充電電流ｉ′によりコア中に
発生する磁束密度Ｂ′は、次式のように表わされる。
発生する磁束密度Ｂ′は、次式のように表わされる。
Ｂ′＝−μ・Ｎ′・ｉ′／……… (4) μ：非飽和時のコアの透磁率 Ｎ：逆巻巻線の巻数 また、順巻巻線によりコア中に発生する磁束密度をＢと
すると電流ｉ′がコンデンサＣ2に流れ込む間、磁束密
度ＢとＢ′とは互いに逆方向になるからコア中の磁束密
度はＢ−Ｂ′となる。すなわち、充電電流ｉ′によりコ
ア中の磁束密度がＢからＢ−Ｂ′に低下したことにな
る。このことは、(2)式から考えて、等価的にコアの断
面積Ａが大きくなったことを示している。従ってｉ′を
流すことで、小形なコアの使用が可能となる。ところ
で、Ｖ2がＶp2近くまで立ち上がりコンデンサＣ2の充電
が終了すると電流ｉ′が零になる。このとき順巻巻線に
流れる電流ｉによりコア中の磁束密度が飽和するように
作られているのでコアの透磁率が大幅に低下し、真空中
に透磁率μsに近付く。コアの飽和時に、逆巻巻線に発
生するインダクタンスＬs′と順巻巻線に発生するイン
ダクタンスＬsは(3)式より非常に小さく、さらにインダ
クタのインダクタンスＬ1をＬ1≫Ｌsに選んであるので
逆巻巻線と順巻巻線を通してコンデンサＣ2からコンデ
ンサＣ3に急速に電流が流れコンデンサＣ3の端子間に立
ち上がりの早いパルス電圧が発生する。
すると電流ｉ′がコンデンサＣ2に流れ込む間、磁束密
度ＢとＢ′とは互いに逆方向になるからコア中の磁束密
度はＢ−Ｂ′となる。すなわち、充電電流ｉ′によりコ
ア中の磁束密度がＢからＢ−Ｂ′に低下したことにな
る。このことは、(2)式から考えて、等価的にコアの断
面積Ａが大きくなったことを示している。従ってｉ′を
流すことで、小形なコアの使用が可能となる。ところ
で、Ｖ2がＶp2近くまで立ち上がりコンデンサＣ2の充電
が終了すると電流ｉ′が零になる。このとき順巻巻線に
流れる電流ｉによりコア中の磁束密度が飽和するように
作られているのでコアの透磁率が大幅に低下し、真空中
に透磁率μsに近付く。コアの飽和時に、逆巻巻線に発
生するインダクタンスＬs′と順巻巻線に発生するイン
ダクタンスＬsは(3)式より非常に小さく、さらにインダ
クタのインダクタンスＬ1をＬ1≫Ｌsに選んであるので
逆巻巻線と順巻巻線を通してコンデンサＣ2からコンデ
ンサＣ3に急速に電流が流れコンデンサＣ3の端子間に立
ち上がりの早いパルス電圧が発生する。
以上詳述したように、本考案を用いれば小さい寸法のコ
アを用いても立ち上がりが速くピーク値の高い高電圧パ
ルスを得ることができる。さらに、コア寸法が小さくて
も差し支えないから可飽和インダクタの小形化及びコン
デンサを含め小形コンパクトな実装が可能となりパルス
圧縮回路の小形化が図れる。
アを用いても立ち上がりが速くピーク値の高い高電圧パ
ルスを得ることができる。さらに、コア寸法が小さくて
も差し支えないから可飽和インダクタの小形化及びコン
デンサを含め小形コンパクトな実装が可能となりパルス
圧縮回路の小形化が図れる。
（実施例） 次に、図面を参照して本考案の実施例を説明する。
第１図は、本考案の一実施例のパルス圧縮回路を備えた
パルスガスレーザの励起回路の回路図、である。
パルスガスレーザの励起回路の回路図、である。
この実施例が従来の第５図の励起回路と異なる点は、可
飽和磁性体のコア３に巻いた順巻巻線２の他に逆巻巻線
４をコア３に巻いたことと、逆巻巻線４とコンデンサ５
を接続したことである。ここで、逆巻巻線４に発生する
磁束は、コンデンサ５に電流が流れ込む間、順巻巻線２
に流れる電流で発生する磁束と逆向きになるように逆巻
巻線４が巻かれている。
飽和磁性体のコア３に巻いた順巻巻線２の他に逆巻巻線
４をコア３に巻いたことと、逆巻巻線４とコンデンサ５
を接続したことである。ここで、逆巻巻線４に発生する
磁束は、コンデンサ５に電流が流れ込む間、順巻巻線２
に流れる電流で発生する磁束と逆向きになるように逆巻
巻線４が巻かれている。
以下、上記実施例の作用について説明する。順巻巻線２
に流れる電流ｉによって発生する磁束密度Ｂと、逆巻巻
線４に流れる電流ｉ′によって発生する磁束密度Ｂ′と
は、コンデンサ５に電流ｉ′が流れ込む間、互いに反対
方向に発生するからコア３中の磁束密度は初期状態の磁
束密度Ｂo（第３図）からＢ−Ｂ′になる。このこと
は、コンデンサ５に電流ｉ′が流れ込んでいる間、Ａが
(2)式より等価的に大きくなっていることを意味し、断
面積Ａの小さいコアを用いても高いＶ2のピーク値Ｖp2
が得られることを示している。また、コアの断面積Ａが
小さいので(3)式よりインダクタンスＬsが小さくなり立
ち上がりが速くピーク値の高い高電圧パルスを得ること
ができる。さらに、コアの寸法が小さくて良いから、可
飽和インダクタの小形化及びコンデンサを含め小形な実
装が可能となりパルス圧縮回路の小形化が図れる。
に流れる電流ｉによって発生する磁束密度Ｂと、逆巻巻
線４に流れる電流ｉ′によって発生する磁束密度Ｂ′と
は、コンデンサ５に電流ｉ′が流れ込む間、互いに反対
方向に発生するからコア３中の磁束密度は初期状態の磁
束密度Ｂo（第３図）からＢ−Ｂ′になる。このこと
は、コンデンサ５に電流ｉ′が流れ込んでいる間、Ａが
(2)式より等価的に大きくなっていることを意味し、断
面積Ａの小さいコアを用いても高いＶ2のピーク値Ｖp2
が得られることを示している。また、コアの断面積Ａが
小さいので(3)式よりインダクタンスＬsが小さくなり立
ち上がりが速くピーク値の高い高電圧パルスを得ること
ができる。さらに、コアの寸法が小さくて良いから、可
飽和インダクタの小形化及びコンデンサを含め小形な実
装が可能となりパルス圧縮回路の小形化が図れる。
（考案の効果） 以上述べたように本考案によれば、立ち上がりが速くか
つピーク値の高い高電圧パルスを得ることができ、その
うえ小形なパルス圧縮回路が得られる。
つピーク値の高い高電圧パルスを得ることができ、その
うえ小形なパルス圧縮回路が得られる。
第１図は本考案の一実施例のパルス圧縮回路を用いたパ
ルスガスレーザの励起回路を示す回路図、第２図はコア
の斜視図、第３図はコアとして用いる可飽和磁性体のＢ
−Ｈカーブを示す線図、第４図は本考案のパルス圧縮回
路を用いたパルスガスレーザの励起回路の等価回路図、
第５図は従来のパルス圧縮回路を用いたパルスガスレー
ザの励起回路を示す回路図である。 １……可飽和インダクタ、２……順巻巻線、３……コ
ア、４……逆巻巻線、５，６，７……コンデンサ、８，
９……インダクタ、１０……レーザ電極、１１……サイ
ラトロン、１２……高圧電源。
ルスガスレーザの励起回路を示す回路図、第２図はコア
の斜視図、第３図はコアとして用いる可飽和磁性体のＢ
−Ｈカーブを示す線図、第４図は本考案のパルス圧縮回
路を用いたパルスガスレーザの励起回路の等価回路図、
第５図は従来のパルス圧縮回路を用いたパルスガスレー
ザの励起回路を示す回路図である。 １……可飽和インダクタ、２……順巻巻線、３……コ
ア、４……逆巻巻線、５，６，７……コンデンサ、８，
９……インダクタ、１０……レーザ電極、１１……サイ
ラトロン、１２……高圧電源。
Claims (1)
- 【請求項１】可飽和磁性体のコアに順巻巻線を巻いた可
飽和インダクタの一端とコンデンサの一端とが接続端で
接続され、前記接続端と前記コンデンサの他端とを入力
端とし、前記可飽和インダクタの他端と前記コンデンサ
の他端とを出力端とする３端子回路のパルス圧縮回路に
おいて、前記コンデンサの充放電電流が流れる逆巻巻線
が前記コアに巻いてあり、前記逆巻巻線は前記コンデン
サの充電電流が流れるとき前記順巻巻線に流れる電流で
発生する磁束とは反対方向の磁束を発生させることを特
徴とする磁気パルス圧縮回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2105786U JPH066526Y2 (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | パルス圧縮回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2105786U JPH066526Y2 (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | パルス圧縮回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62134269U JPS62134269U (ja) | 1987-08-24 |
| JPH066526Y2 true JPH066526Y2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=30817149
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2105786U Expired - Lifetime JPH066526Y2 (ja) | 1986-02-17 | 1986-02-17 | パルス圧縮回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH066526Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2560215B2 (ja) * | 1988-06-06 | 1996-12-04 | 工業技術院長 | 磁気パルス圧縮回路 |
-
1986
- 1986-02-17 JP JP2105786U patent/JPH066526Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62134269U (ja) | 1987-08-24 |
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