JPH0684474A - 電子ビーム装置 - Google Patents
電子ビーム装置Info
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- JPH0684474A JPH0684474A JP5069530A JP6953093A JPH0684474A JP H0684474 A JPH0684474 A JP H0684474A JP 5069530 A JP5069530 A JP 5069530A JP 6953093 A JP6953093 A JP 6953093A JP H0684474 A JPH0684474 A JP H0684474A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/145—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/155—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M7/19—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only arranged for operation in series, e.g. for voltage multiplication
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J23/00—Details of transit-time tubes of the types covered by group H01J25/00
- H01J23/02—Electrodes; Magnetic control means; Screens
- H01J23/027—Collectors
- H01J23/0275—Multistage collectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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- H01J23/34—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the tube and not otherwise provided for
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H5/00—Direct voltage accelerators; Accelerators using single pulses
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- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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- Microwave Tubes (AREA)
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 電子ビーム装置において、技術的に僅かなコ
ストで作用効率を改善し、信頼性と安全性を高める。 【構成】 コレクタ４はビーム軸線方向に相前後して配
置された複数のコレクタ段６を有し、当該コレクタ段は
段毎にそれぞれ低減される電位にあり、給電部は高電圧
直流給電部１３を有し、該高電圧直流給電部は複数の同
型式のスイッチ段Ｓ１，…，Ｓ６からなり、当該スイッ
チ段はそれぞれ切換可能な中程度の電圧源として構成さ
れており、その出力側は直列に接続されており、コレク
タ段６の段階付けられた電位は、高電圧直流給電部１３
のスイッチ段Ｓ１，…，Ｓ６の間にある相応のタップに
より形成されるようにする。
ストで作用効率を改善し、信頼性と安全性を高める。 【構成】 コレクタ４はビーム軸線方向に相前後して配
置された複数のコレクタ段６を有し、当該コレクタ段は
段毎にそれぞれ低減される電位にあり、給電部は高電圧
直流給電部１３を有し、該高電圧直流給電部は複数の同
型式のスイッチ段Ｓ１，…，Ｓ６からなり、当該スイッ
チ段はそれぞれ切換可能な中程度の電圧源として構成さ
れており、その出力側は直列に接続されており、コレク
タ段６の段階付けられた電位は、高電圧直流給電部１３
のスイッチ段Ｓ１，…，Ｓ６の間にある相応のタップに
より形成されるようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ａ）カソード電位にあ
るカソード（１）と、 ｂ）ビーム軸線（５）方向で前記カソード（１）の後方
に配置されたアノード（３）と、 ｃ）ビーム軸線（５）方向で前記アノード（３）の後方
に配置されたコレクタと、 ｄ）カソード（１）、アノード（３）およびコレクタ
（４）に対して個々の電位を生成するための給電部とを
有する電子ビーム装置であって、前記カソード（１）に
てビーム軸線（５）に沿って伝播する高出力電子ビーム
が形成され、前記アノード（３）はカソード電位に対し
て高められたアノード電位にあり、かつ電子ビームの電
子を加速するものであり、前記コレクタ（４）はアノー
ド電位に対して低下されたコレクタ電位にあり、かつ電
子ビームの電子を制動するものである電子ビーム装置に
関する。
るカソード（１）と、 ｂ）ビーム軸線（５）方向で前記カソード（１）の後方
に配置されたアノード（３）と、 ｃ）ビーム軸線（５）方向で前記アノード（３）の後方
に配置されたコレクタと、 ｄ）カソード（１）、アノード（３）およびコレクタ
（４）に対して個々の電位を生成するための給電部とを
有する電子ビーム装置であって、前記カソード（１）に
てビーム軸線（５）に沿って伝播する高出力電子ビーム
が形成され、前記アノード（３）はカソード電位に対し
て高められたアノード電位にあり、かつ電子ビームの電
子を加速するものであり、前記コレクタ（４）はアノー
ド電位に対して低下されたコレクタ電位にあり、かつ電
子ビームの電子を制動するものである電子ビーム装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】このような電子ビーム装置は例えば、
“ｄｅｐｒｅｓｓｅｓ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ”を有する
擬似光学的ジャイロトロンとして、Ｈ．−Ｇ．Ｍａｔｈ
ｅｗｓ，Ｊ．ｄｅ Ｐｈｙｓｉｑｕｅ著、Ｃｏｌｌｐｑ
ｕｅ Ｃ１，ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ ａｕ ｎ°１，Ｔ
ｏｍｅ ５０，１９８９年１月、Ｃ１−６４３〜Ｃ１−
６５８頁から公知である（特にその１１図参照）。
“ｄｅｐｒｅｓｓｅｓ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ”を有する
擬似光学的ジャイロトロンとして、Ｈ．−Ｇ．Ｍａｔｈ
ｅｗｓ，Ｊ．ｄｅ Ｐｈｙｓｉｑｕｅ著、Ｃｏｌｌｐｑ
ｕｅ Ｃ１，ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ ａｕ ｎ°１，Ｔ
ｏｍｅ ５０，１９８９年１月、Ｃ１−６４３〜Ｃ１−
６５８頁から公知である（特にその１１図参照）。
【０００３】例えばプラズマ溶融実験（ＥＣＲＨ＝Ｅｌ
ｅｃｔｒｏｎ ＣｙｃｌｏｔｒｏｎＲｅｓｏｎａｎｃｅ
Ｈｅａｔｉｎｇ）でのプラズマ加熱に使用されるよう
な高出力ジャイロトロンに対する給電は現在のところ専
ら、高電圧変成器、整流器、変調管およびコンデンサバ
ンクからなる装置によって動作する。ジャイロトロンを
保護するためにさらにクロウバーとしてイグニトロンの
直列回路が使用される。このイグニトロン直列回路は装
置に蓄積されるエネルギーを制限ないし消滅させる。そ
の際、スイッチおよび制御管として高出力４極管が適し
ている。この４極管は例えばＡｓｅａ Ｂｒｏｗｎ Ｂ
ｏｖｅｒｉ株式会社から型式番号ＣＱＫ２００−４によ
り市場に提供されている。
ｅｃｔｒｏｎ ＣｙｃｌｏｔｒｏｎＲｅｓｏｎａｎｃｅ
Ｈｅａｔｉｎｇ）でのプラズマ加熱に使用されるよう
な高出力ジャイロトロンに対する給電は現在のところ専
ら、高電圧変成器、整流器、変調管およびコンデンサバ
ンクからなる装置によって動作する。ジャイロトロンを
保護するためにさらにクロウバーとしてイグニトロンの
直列回路が使用される。このイグニトロン直列回路は装
置に蓄積されるエネルギーを制限ないし消滅させる。そ
の際、スイッチおよび制御管として高出力４極管が適し
ている。この４極管は例えばＡｓｅａ Ｂｒｏｗｎ Ｂ
ｏｖｅｒｉ株式会社から型式番号ＣＱＫ２００−４によ
り市場に提供されている。
【０００４】現在通常のジャイロトロン管（例えば同様
にＡｓｅａ Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ株式会社から型
式番号ＧＴ９２−５ｐで提供されている）は−９０ｋＶ
までのカソード電圧と５０Ａまでの電流で動作する。こ
の電圧と電流が給電部から供給されなければならない。
３つまでのジャイロトロン管に同時に給電する個々の給
電部も使用される。
にＡｓｅａ Ｂｒｏｗｎ Ｂｏｖｅｒｉ株式会社から型
式番号ＧＴ９２−５ｐで提供されている）は−９０ｋＶ
までのカソード電圧と５０Ａまでの電流で動作する。こ
の電圧と電流が給電部から供給されなければならない。
３つまでのジャイロトロン管に同時に給電する個々の給
電部も使用される。
【０００５】ジャイロトロン管を阻止ないし導通接続す
るために従来の技術では、別個の低出力変調管が使用さ
れている。この変調管は補助または変調アノードをカソ
ード電位に関して０と約＋３０ｋＶの間で切り換える。
補助アノードのないジャイロトロン管も使用される。こ
の場合変調は、高出力カソード変調器のスイッチング速
度に制限される。
るために従来の技術では、別個の低出力変調管が使用さ
れている。この変調管は補助または変調アノードをカソ
ード電位に関して０と約＋３０ｋＶの間で切り換える。
補助アノードのないジャイロトロン管も使用される。こ
の場合変調は、高出力カソード変調器のスイッチング速
度に制限される。
【０００６】次世代のジャイロトロン管には作用効率を
高めるために、冒頭の刊行物に記載されているいわゆる
“ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ”が装備さ
れている。このコレクタはアノードに対して電位が低減
されており、電子捕獲器として高出力電子ビームの電子
をその消滅前に制動する。
高めるために、冒頭の刊行物に記載されているいわゆる
“ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ ｃｏｌｌｅｃｔｏｒ”が装備さ
れている。このコレクタはアノードに対して電位が低減
されており、電子捕獲器として高出力電子ビームの電子
をその消滅前に制動する。
【０００７】その際作用効率に鑑み、コレクタを連続し
て配置された複数のコレクタ段に分割することが所望さ
れる。このコレクタ段はそれぞれ段毎に低下された電位
にあるべきとなる。しかしこのことは、個々のコレクタ
段を給電するための高出力高電圧給電部を要求すること
となり、このような給電部は従来技術で使用されている
高電圧変調管を用いたのでは大きなコストをかけないと
実現されない。
て配置された複数のコレクタ段に分割することが所望さ
れる。このコレクタ段はそれぞれ段毎に低下された電位
にあるべきとなる。しかしこのことは、個々のコレクタ
段を給電するための高出力高電圧給電部を要求すること
となり、このような給電部は従来技術で使用されている
高電圧変調管を用いたのでは大きなコストをかけないと
実現されない。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は冒頭に
述べた形式の電子ビーム装置において、技術的に僅かな
コストで作用効率を改善し、信頼性と安全性を高めるこ
とである。
述べた形式の電子ビーム装置において、技術的に僅かな
コストで作用効率を改善し、信頼性と安全性を高めるこ
とである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によ
り、ｅ）コレクタはビーム軸線方向に相前後して配置さ
れた複数のコレクタ段を有し、当該コレクタ段は段毎に
それぞれ低減される電位にあり、ｆ）給電部は高電圧直
流給電部を有し、該高電圧直流給電部は複数の同型式の
スイッチ段からなり、当該スイッチ段はそれぞれ切換可
能な中程度の電圧源として構成されており、その出力側
は直列に接続されており、ｇ）前記コレクタ段の段階付
けられた電位は、高電圧直流給電部のスイッチ段の間に
ある相応のタップにより形成されるように構成して解決
される。
り、ｅ）コレクタはビーム軸線方向に相前後して配置さ
れた複数のコレクタ段を有し、当該コレクタ段は段毎に
それぞれ低減される電位にあり、ｆ）給電部は高電圧直
流給電部を有し、該高電圧直流給電部は複数の同型式の
スイッチ段からなり、当該スイッチ段はそれぞれ切換可
能な中程度の電圧源として構成されており、その出力側
は直列に接続されており、ｇ）前記コレクタ段の段階付
けられた電位は、高電圧直流給電部のスイッチ段の間に
ある相応のタップにより形成されるように構成して解決
される。
【００１０】本発明の要旨は、コレクタ段に対する給電
部として切換可能な中程度の電圧源の直列回路を設ける
ことである。この中程度の電圧源は一方では半導体技術
により容易に構成することができ、他方では段間のタッ
プにより簡単に種々異なる電位を形成する。さらに個々
の段が切換可能であることにより、付加的なクロウバー
回路を必要とすることなく非常時に全給電部を迅速に遮
断することができる。
部として切換可能な中程度の電圧源の直列回路を設ける
ことである。この中程度の電圧源は一方では半導体技術
により容易に構成することができ、他方では段間のタッ
プにより簡単に種々異なる電位を形成する。さらに個々
の段が切換可能であることにより、付加的なクロウバー
回路を必要とすることなく非常時に全給電部を迅速に遮
断することができる。
【００１１】本発明の有利な実施例では、ａ）スイッチ
段のそれぞれは、電源変成器の二次巻線、該二次巻線に
接続されたスイッチ段整流器、整流された電圧を平滑化
するため後置接続された手段、および出力側に配置さ
れ、段制御部により制御されるスイッチ段スイッチを有
し、ｂ）各スイッチ段の出力側の間には、阻止方向に極
性付けられたカスケードダイオードが配置されている。
段のそれぞれは、電源変成器の二次巻線、該二次巻線に
接続されたスイッチ段整流器、整流された電圧を平滑化
するため後置接続された手段、および出力側に配置さ
れ、段制御部により制御されるスイッチ段スイッチを有
し、ｂ）各スイッチ段の出力側の間には、阻止方向に極
性付けられたカスケードダイオードが配置されている。
【００１２】これにより、他の構成および作用の点で、
プラズマ実験の際の中性子インジェクションに対する高
電圧直流給電部として、また放送送信機でのパルス段変
調器（ＰＳＭ）として適している給電部が得られる。
プラズマ実験の際の中性子インジェクションに対する高
電圧直流給電部として、また放送送信機でのパルス段変
調器（ＰＳＭ）として適している給電部が得られる。
【００１３】別の実施例は従属請求項に記載されてい
る。
る。
【００１４】
【実施例】本発明を以下、一般性の制限なしでジャイロ
トロンと関連して説明する。しかし本発明は一般的に、
高出力電子ビームが形成され、ビーム軸線に沿って放射
され、コレクタで再び制動され消滅されるすべての装置
に適用することができる。従い本発明はその他の高出力
マイクロ波管、例えばクライストリン（Ｋｌｙｓｔｒｏ
ｎ）および自由電子レーザＦＥＬにも適用することがで
きる。
トロンと関連して説明する。しかし本発明は一般的に、
高出力電子ビームが形成され、ビーム軸線に沿って放射
され、コレクタで再び制動され消滅されるすべての装置
に適用することができる。従い本発明はその他の高出力
マイクロ波管、例えばクライストリン（Ｋｌｙｓｔｒｏ
ｎ）および自由電子レーザＦＥＬにも適用することがで
きる。
【００１５】従来の形式のジャイロトロンでは、図１
ａ，ｂに模式的に示したように、排気空間内をビーム軸
線５に沿って、カソード１（例えばリングカソードの形
態）、アノード３（メインアノードとして）およびコレ
クタ４（電子捕獲器として）が連続して配置されてい
る。カソード１まで連続するアノード３（図１ｂ）の代
わりに、アノード３をカソード側で短縮し、別個の補助
アノード２により補充する（図１ａ）こともできる。両
方の変形形態は別の図１ｃ〜ｅにおいても点線で示され
ている。
ａ，ｂに模式的に示したように、排気空間内をビーム軸
線５に沿って、カソード１（例えばリングカソードの形
態）、アノード３（メインアノードとして）およびコレ
クタ４（電子捕獲器として）が連続して配置されてい
る。カソード１まで連続するアノード３（図１ｂ）の代
わりに、アノード３をカソード側で短縮し、別個の補助
アノード２により補充する（図１ａ）こともできる。両
方の変形形態は別の図１ｃ〜ｅにおいても点線で示され
ている。
【００１６】個々の電極の例としての接続負荷値、すな
わち電圧と電流は図１の所属のブロック内に記入されて
いる。図１ａ（変調アノードとして補助アノード２を有
する）ではカソード１は、５０Ａの電流の際に−８０ｋ
Ｖの電位にある。補助アノードは−８０ｋＶと−５０ｋ
Ｖ（約１０ｍＡの電流の際）の電位の間で切換可能であ
り、アノード３はコレクタ４と同様に電位ゼロにある。
ここでアノードは約５０ｍＡ、コレクタはこれに対して
５０Ａの電流を引き込む。図１ｂによる補助アノードな
しのジャイロトロンの場合、もちろんこの電極の接続負
荷値はない。その他の電極の接続負荷値は変化しない。
わち電圧と電流は図１の所属のブロック内に記入されて
いる。図１ａ（変調アノードとして補助アノード２を有
する）ではカソード１は、５０Ａの電流の際に−８０ｋ
Ｖの電位にある。補助アノードは−８０ｋＶと−５０ｋ
Ｖ（約１０ｍＡの電流の際）の電位の間で切換可能であ
り、アノード３はコレクタ４と同様に電位ゼロにある。
ここでアノードは約５０ｍＡ、コレクタはこれに対して
５０Ａの電流を引き込む。図１ｂによる補助アノードな
しのジャイロトロンの場合、もちろんこの電極の接続負
荷値はない。その他の電極の接続負荷値は変化しない。
【００１７】図１ｃのジャイロトロン構成では、冒頭に
述べた刊行物の図１１からも公知のように、カソード１
とアノード３との間の電位差は８０ｋＶである。しかし
（１段）コレクタ４はこの場合アノード電位ではなく、
アノードとカソードの間の電位にある。これによりコレ
クタは電子ビーム内の電子を制動する。このコレクタは
その電位低下のため、“ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ ｃｏｌｌ
ｅｃｔｏｒ”と称される。
述べた刊行物の図１１からも公知のように、カソード１
とアノード３との間の電位差は８０ｋＶである。しかし
（１段）コレクタ４はこの場合アノード電位ではなく、
アノードとカソードの間の電位にある。これによりコレ
クタは電子ビーム内の電子を制動する。このコレクタは
その電位低下のため、“ｄｅｐｒｅｓｓｅｄ ｃｏｌｌ
ｅｃｔｏｒ”と称される。
【００１８】本発明のジャイロトロンに対する実施例は
図１ｄ，ｅに示されている。ここで２つの図は個々の電
極において（図１のａおよびｃと同じように）接続負荷
値が異なるだけである。ここではコレクタ４は１段では
なく、複数の（この場合は４つ）のコレクタ段６を有し
ている。コレクタ段は一部はリングとして、一部は円錐
状の捕獲器として構成されている。コレクタ段６は図１
ｄの場合、段階付けられた接続負荷値Ａ１，Ａ２，Ａ
３，Ａ４を有している。これらは例えば、−４０、−５
０、−６０、−８０ｋＶの電位と１５、２０、１０、５
Ａの電流である。図１ｅの場合、相応して段階付けられ
た接続負荷値はＡ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８により示されて
おり、０、−１０、−２０、−４０ｋＶの電位と１５、
２０、１０、５Ａの電流が接続される。
図１ｄ，ｅに示されている。ここで２つの図は個々の電
極において（図１のａおよびｃと同じように）接続負荷
値が異なるだけである。ここではコレクタ４は１段では
なく、複数の（この場合は４つ）のコレクタ段６を有し
ている。コレクタ段は一部はリングとして、一部は円錐
状の捕獲器として構成されている。コレクタ段６は図１
ｄの場合、段階付けられた接続負荷値Ａ１，Ａ２，Ａ
３，Ａ４を有している。これらは例えば、−４０、−５
０、−６０、−８０ｋＶの電位と１５、２０、１０、５
Ａの電流である。図１ｅの場合、相応して段階付けられ
た接続負荷値はＡ５，Ａ６，Ａ７，Ａ８により示されて
おり、０、−１０、−２０、−４０ｋＶの電位と１５、
２０、１０、５Ａの電流が接続される。
【００１９】所属の給電部を有する図１ｅのジャイロト
ロン形態での本発明の有利な実施例は図２に示されてい
る。電極１、２、３および（コレクタ段６を備える）４
に給電するための給電部は一方で従来の給電装置１４を
有する。この給電装置は、電源に接続された電源変成器
８、後置接続された整流器９および平滑化のためのコン
デンサＣからなる。この従来の給電装置１４は定直流電
圧を送出する。この定直流電圧は、４つのコレクタ段６
のうちのアースに接続された第１の段（接続負荷値Ａ
５）とアノード３（接続負荷値；図１ｅによれば＋４０
ｋＶ，５０ｍＡ）との間にあり、アノード３はコレクタ
４に対して正にバイアスされている。その際抵抗Ｒ２は
アノード電流を制限する。
ロン形態での本発明の有利な実施例は図２に示されてい
る。電極１、２、３および（コレクタ段６を備える）４
に給電するための給電部は一方で従来の給電装置１４を
有する。この給電装置は、電源に接続された電源変成器
８、後置接続された整流器９および平滑化のためのコン
デンサＣからなる。この従来の給電装置１４は定直流電
圧を送出する。この定直流電圧は、４つのコレクタ段６
のうちのアースに接続された第１の段（接続負荷値Ａ
５）とアノード３（接続負荷値；図１ｅによれば＋４０
ｋＶ，５０ｍＡ）との間にあり、アノード３はコレクタ
４に対して正にバイアスされている。その際抵抗Ｒ２は
アノード電流を制限する。
【００２０】給電部は他方では高電圧直流給電部１３を
有する。この直流給電部は同形式の複数のスイッチ段Ｓ
１，…，Ｓ６からなる。これらのスイッチ段はそれぞれ
切換可能な中程度の電圧源として構成されており、その
出力側は直列に接続されている。この高電圧直流給電部
は、コレクタ段６に必要な段階付けられた電位を、その
固有の出力側とそのスイッチ段Ｓ１，…，Ｓ６間の相応
のタップにより形成する。その際、高電圧直流源１３の
正の出力側は、アースに基準電位として接続される従来
給電装置の負の出力側と接続される。高電圧直流源１３
の負の出力側はカソード１および４つのコレクタ段６の
最後（−４０ｋＶ，５０Ａに相応する接続負荷値Ａ９お
よび−４０ｋＶ，５Ａに相応するＡ８）と同時に接続さ
れる。
有する。この直流給電部は同形式の複数のスイッチ段Ｓ
１，…，Ｓ６からなる。これらのスイッチ段はそれぞれ
切換可能な中程度の電圧源として構成されており、その
出力側は直列に接続されている。この高電圧直流給電部
は、コレクタ段６に必要な段階付けられた電位を、その
固有の出力側とそのスイッチ段Ｓ１，…，Ｓ６間の相応
のタップにより形成する。その際、高電圧直流源１３の
正の出力側は、アースに基準電位として接続される従来
給電装置の負の出力側と接続される。高電圧直流源１３
の負の出力側はカソード１および４つのコレクタ段６の
最後（−４０ｋＶ，５０Ａに相応する接続負荷値Ａ９お
よび−４０ｋＶ，５Ａに相応するＡ８）と同時に接続さ
れる。
【００２１】コレクタ段の２つの中程度コレクタ段に対
するその間にある接続負荷値Ａ６およびＡ７（−１０ｋ
Ｖ，２０Ａおよび−２０ｋＶ，１０Ａ）は２つのタップ
を介して得られる。このタップは高電圧直流給電部１３
内に、例えばスイッチ段Ｓ２とＳ３の間ないしＳ４とＳ
５の間に設けられている。補助アノード２は電流制限抵
抗Ｒ１を介して、第１のコレクタ段ないし高電圧直流給
電部１３の正の出力側の基準電位（アース）に保持され
る。付加的にスイッチ管７を設けることができる。この
スイッチ管は導通接続の際に補助アノード２の電位をカ
ソード電位に吸い寄せる。
するその間にある接続負荷値Ａ６およびＡ７（−１０ｋ
Ｖ，２０Ａおよび−２０ｋＶ，１０Ａ）は２つのタップ
を介して得られる。このタップは高電圧直流給電部１３
内に、例えばスイッチ段Ｓ２とＳ３の間ないしＳ４とＳ
５の間に設けられている。補助アノード２は電流制限抵
抗Ｒ１を介して、第１のコレクタ段ないし高電圧直流給
電部１３の正の出力側の基準電位（アース）に保持され
る。付加的にスイッチ管７を設けることができる。この
スイッチ管は導通接続の際に補助アノード２の電位をカ
ソード電位に吸い寄せる。
【００２２】高電圧直流給電部１３は僅かな回路技術的
コストにより、コレクタ段に対して必要な種々異なる電
位（接続負荷値）を形成し、必要な場合には迅速に投入
接続および遮断することができる。そのため付加的なク
ロウバー回路も変調管も省略できる。図２の高電圧直流
給電部１３の内部構成に対する有利な実施例は図３に示
されている。個々のスイッチ段Ｓ１，…，Ｓ６は切換可
能な中程度の電圧源であり、この電圧源は１つの交流電
圧源１１（電源）から、１つの一次巻線および複数の二
次巻線を有する電源変成器１２を介して給電される。
コストにより、コレクタ段に対して必要な種々異なる電
位（接続負荷値）を形成し、必要な場合には迅速に投入
接続および遮断することができる。そのため付加的なク
ロウバー回路も変調管も省略できる。図２の高電圧直流
給電部１３の内部構成に対する有利な実施例は図３に示
されている。個々のスイッチ段Ｓ１，…，Ｓ６は切換可
能な中程度の電圧源であり、この電圧源は１つの交流電
圧源１１（電源）から、１つの一次巻線および複数の二
次巻線を有する電源変成器１２を介して給電される。
【００２３】同形式のスイッチ段Ｓ１，…Ｓ６のそれぞ
れは所属の二次巻線に接続されたスイッチ段整流器ＧＳ
を有する。この整流器には平滑化手段、例えば直列に接
続されたスイッチ段チョークＬＳおよび並列に接続され
たスイッチ段コンデンサＣＳが後置接続されている。直
流電圧出力側の少なくとも１つには制御可能なスイッチ
段スイッチＳＳ、有利にはＧＴＯまたはＩＧＢＴの形の
電力半導体が設けられている。スイッチ段スイッチＳＳ
の全体は段制御部１０により制御される。
れは所属の二次巻線に接続されたスイッチ段整流器ＧＳ
を有する。この整流器には平滑化手段、例えば直列に接
続されたスイッチ段チョークＬＳおよび並列に接続され
たスイッチ段コンデンサＣＳが後置接続されている。直
流電圧出力側の少なくとも１つには制御可能なスイッチ
段スイッチＳＳ、有利にはＧＴＯまたはＩＧＢＴの形の
電力半導体が設けられている。スイッチ段スイッチＳＳ
の全体は段制御部１０により制御される。
【００２４】個々のスイッチ段Ｓ１，…，Ｓ６はその直
流電圧出力側が直列に接続されている。ここでスイッチ
段の出力側の間には阻止方向に極性付けられたカスケー
ドダイオードがフリーホイールダイオードとしてそれぞ
れ１つ配置されている。個々のスイッチ段Ｓ１，…，Ｓ
６の直流電圧（例えば１〜１０ｋＶ）は全体出力電圧
（例えば４０ｋＶ）に加算される。種々のスイッチ段を
選択的に投入接続することにより時間的に変化する種々
の電圧を中間タップの出力側に送出することができる。
安全で迅速な遮断は、すべてのスイッチ段Ｓ１，…，Ｓ
６におけるスイッチ段スイッチＳＳを段制御部１０によ
り同時に開放することにより達成される。
流電圧出力側が直列に接続されている。ここでスイッチ
段の出力側の間には阻止方向に極性付けられたカスケー
ドダイオードがフリーホイールダイオードとしてそれぞ
れ１つ配置されている。個々のスイッチ段Ｓ１，…，Ｓ
６の直流電圧（例えば１〜１０ｋＶ）は全体出力電圧
（例えば４０ｋＶ）に加算される。種々のスイッチ段を
選択的に投入接続することにより時間的に変化する種々
の電圧を中間タップの出力側に送出することができる。
安全で迅速な遮断は、すべてのスイッチ段Ｓ１，…，Ｓ
６におけるスイッチ段スイッチＳＳを段制御部１０によ
り同時に開放することにより達成される。
【００２５】図２の給電装置１４はもちろん省略するこ
とができることを述べておく。その場合、高電圧直流給
電部１３の正の出力側はアノード３に直接接続され、同
時にアース電位に接続される。
とができることを述べておく。その場合、高電圧直流給
電部１３の正の出力側はアノード３に直接接続され、同
時にアース電位に接続される。
【００２６】
【発明の効果】本発明の装置により次のような利点が得
られる。
られる。
【００２７】非常時に安全に遮断するために付加的なク
ロウバー回路を必要としない。
ロウバー回路を必要としない。
【００２８】高電圧直流給電部は数μｓ（≒２０）ない
での迅速な付加接続および遮断を可能にする。
での迅速な付加接続および遮断を可能にする。
【００２９】高電圧直流給電部は導電的に分離されてい
るため電位をフロートできる。
るため電位をフロートできる。
【００３０】装置の作用効率が非常に高い。
【００３１】回路技術的構成がモジュール項性であり、
比較的簡単である。
比較的簡単である。
【図１】ａ，ｂ，ｃは従来技術の電極の模式図、ｄ，ｅ
は本発明による多段コレクタを有する電極の模式図であ
る。
は本発明による多段コレクタを有する電極の模式図であ
る。
【図２】本発明による装置の実施例の回路図である。
【図３】図２のコレクタ段に対する給電部の実施例の模
式図である。
式図である。
１ カソード ２ 補助アノード ３ アノード ４ コレクタ ５ ビーム軸線 ６ コレクタ段 ７ スイッチ管 ８、１２ 電源変成器 ９ 整流器 １０ 段制御部 １１ 交流電圧源 １３ 高電圧直流給電部 １４ 給電装置
Claims (8)
- 【請求項１】 ａ）カソード電位にあるカソード（１）
と、 ｂ）ビーム軸線（５）方向で前記カソード（１）の後方
に配置されたアノード（３）と、 ｃ）ビーム軸線（５）方向で前記アノード（３）の後方
に配置されたコレクタと、 ｄ）カソード（１）、アノード（３）およびコレクタ
（４）に対して個々の電位を生成するための給電部とを
有する電子ビーム装置であって、 前記カソード（１）にてビーム軸線（５）に沿って伝播
する高出力電子ビームが形成され、 前記アノード（３）はカソード電位に対して高められた
アノード電位にあり、かつ電子ビームの電子を加速する
ものであり、 前記コレクタ（４）はアノード電位に対して低下された
コレクタ電位にあり、かつ電子ビームの電子を制動する
ものである電子ビーム装置において、 ｅ）前記コレクタ（４）はビーム軸線方向に相前後して
配置された複数のコレクタ段（６）を有し、当該コレク
タ段は段毎にそれぞれ低減される電位にあり、 ｆ）前記給電部は高電圧直流給電部（１３）を有し、該
高電圧直流給電部は複数の同型式のスイッチ段（Ｓ１，
…，Ｓ６）からなり、当該スイッチ段はそれぞれ切換可
能な中程度の電圧源として構成されており、その出力側
は直列に接続されており、 ｇ）前記コレクタ段（６）の段階付けられた電位は、高
電圧直流給電部（１３）のスイッチ段（Ｓ１，…，Ｓ
６）の間にある相応のタップにより形成されることを特
徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項２】 ａ）スイッチ段（Ｓ１，…，Ｓ６）のそ
れぞれは、電源変成器（１２）の二次巻線、該二次巻線
に接続されたスイッチ段整流器（ＧＳ）、整流された電
圧を平滑化するため後置接続された手段（ＣＳ，Ｌ
Ｓ）、および出力側に配置され、段制御部（１０）によ
り制御されるスイッチ段スイッチ（ＳＳ）を有し、 ｂ）各スイッチ段（Ｓ１，…，Ｓ６）の出力側の間に
は、阻止方向に極性付けられたカスケードダイオード
（ＤＫ）が配置されている請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 スイッチ段スイッチ（ＳＳ）として、遮
断可能な電力半導体構成素子、例えばＧＴＯまたはＩＧ
ＢＴが使用される請求項２記載の装置。 - 【請求項４】 ａ）高電圧直流給電部（１３）の負出力
側は、最も低い電位にあるコレクタ段およびカソード
（１）と接続されており、 ｂ）高電圧直流給電部（１３）の正出力側は、アノード
（３）に対して低下された基準電位に保持され、 ｃ）基準電位とアノードとの間の電位差は別の直流電圧
源（８、９、Ｃ）により形成される請求項１から３まで
のいずれか１記載の装置。 - 【請求項５】 ａ）高電圧直流給電部（１３）の負出力
側は、最も低い電位にあるコレクタ段およびカソード
（１）と接続されており、 ｂ）高電圧直流給電部（１３）の正出力側はアノード
（３）と接続され、アース電位に保持される請求項１か
ら３までのいずれか１記載の装置。 - 【請求項６】 高電圧直流給電部（１３）は最大出力電
圧約数１０ｋＶ、有利には４０ｋＶである請求項１から
５までのいずれか１記載の装置。 - 【請求項７】 コレクタ段（６）の電位は、その高さに
おいてカソード電位とアノード電位の間にある請求項１
から６までのいずれか１記載の装置。 - 【請求項８】 当該装置はジャイロトロン（Ｇｙｒｏｔ
ｒｏｎ）、クライストリン（Ｋｌｙｓｔｒｏｎ）、自由
電子レーザＦＥＬまたはその他の高出力マイクロ波管で
ある請求項１から７までのいずれか１記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4210294A DE4210294A1 (de) | 1992-03-28 | 1992-03-28 | Elektronenstrahl-Vorrichtung |
| DE4210294.4 | 1992-03-28 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0684474A true JPH0684474A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=6455360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5069530A Pending JPH0684474A (ja) | 1992-03-28 | 1993-03-29 | 電子ビーム装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5440202A (ja) |
| EP (1) | EP0563543B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0684474A (ja) |
| CN (1) | CN1079335A (ja) |
| CA (1) | CA2090391A1 (ja) |
| DE (2) | DE4210294A1 (ja) |
| ES (1) | ES2090724T3 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0656491A1 (en) * | 1993-12-02 | 1995-06-07 | Tai-Her Yang | Double acting dynamic backlash compensation driving system |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6380803B2 (en) | 1993-09-03 | 2002-04-30 | Litton Systems, Inc. | Linear amplifier having discrete resonant circuit elements and providing near-constant efficiency across a wide range of output power |
| GB2281656B (en) * | 1993-09-03 | 1997-04-02 | Litton Systems Inc | Radio frequency power amplification |
| US5780970A (en) * | 1996-10-28 | 1998-07-14 | University Of Maryland | Multi-stage depressed collector for small orbit gyrotrons |
| EP0905872B1 (de) * | 1997-09-29 | 2002-05-15 | Thomcast Ag | Steuerbare Hochspannungs-Gleichstromversorgung sowie deren Anwendung |
| US6262536B1 (en) | 2000-02-18 | 2001-07-17 | Litton Systems, Inc. | Crowbar circuit for linear beam device having multi-stage depressed collector |
| US6462474B1 (en) * | 2000-03-21 | 2002-10-08 | Northrop Grumman Corp. | Grooved multi-stage depressed collector for secondary electron suppression |
| US6601641B1 (en) | 2000-03-31 | 2003-08-05 | Thomcast Communications, Inc. | Oil cooled multistage depressed collector high power amplifier |
| US6617791B2 (en) | 2001-05-31 | 2003-09-09 | L-3 Communications Corporation | Inductive output tube with multi-staged depressed collector having improved efficiency |
| CN101453824B (zh) * | 2007-11-30 | 2011-05-04 | 核工业西南物理研究院 | 电子回旋管阳极高压电源 |
| WO2011117796A1 (en) | 2010-03-24 | 2011-09-29 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Switching circuit for switching electric potentials |
| EP2437386A1 (en) * | 2010-10-04 | 2012-04-04 | PL Technologies AG | Stabilized high-voltage power supply |
| US9041288B2 (en) * | 2012-10-09 | 2015-05-26 | Ampegon Ag | Stabilized high-voltage power supply |
| US9177748B2 (en) * | 2013-02-07 | 2015-11-03 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Pulsed depressed collector |
| CN105813366A (zh) * | 2014-12-29 | 2016-07-27 | 核工业西南物理研究院 | 具有阳极的高功率速调管的新型运行方法及阳极供电装置 |
| CN105185676B (zh) * | 2015-08-12 | 2017-05-31 | 安徽华东光电技术研究所 | 三级降压收集级结构 |
| CN106300989B (zh) * | 2016-09-05 | 2018-11-13 | 南华大学 | 一种全范围可变可调制波形前沿可变的直流高压高频开关电源及其控制方法 |
| CN110225641B (zh) * | 2018-03-01 | 2023-09-05 | 郑州大学 | 基于等离子体喷射触发的多间隙真空开关 |
| CN113130276A (zh) * | 2021-04-20 | 2021-07-16 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 一种多级降压收集极 |
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|---|---|---|---|---|
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| US3526805A (en) * | 1967-04-27 | 1970-09-01 | Tokyo Shibaura Electric Co | Microwave electron tube device |
| FR1590167A (ja) * | 1968-09-27 | 1970-04-13 | ||
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| SE399987B (sv) * | 1976-06-23 | 1978-03-06 | Ericsson Telefon Ab L M | Hogspenningsaggregat for ett pulsat vandringsvagror |
| JPS6046850B2 (ja) * | 1977-03-18 | 1985-10-18 | 日本電気株式会社 | マイクロ波電子管用電源装置 |
| JPS55113239A (en) * | 1979-02-23 | 1980-09-01 | Nec Corp | Power source device for traveling-wave tube |
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-
1991
- 1991-07-30 CA CA002090391A patent/CA2090391A1/en not_active Abandoned
-
1992
- 1992-03-28 DE DE4210294A patent/DE4210294A1/de not_active Ceased
-
1993
- 1993-02-06 ES ES93101880T patent/ES2090724T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1993-02-06 DE DE59303531T patent/DE59303531D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-02-06 EP EP93101880A patent/EP0563543B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-12 US US08/030,889 patent/US5440202A/en not_active Expired - Lifetime
- 1993-03-27 CN CN93103626A patent/CN1079335A/zh active Pending
- 1993-03-29 JP JP5069530A patent/JPH0684474A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2090724T3 (es) | 1996-10-16 |
| CA2090391A1 (en) | 1992-02-19 |
| DE59303531D1 (de) | 1996-10-02 |
| EP0563543A1 (de) | 1993-10-06 |
| CN1079335A (zh) | 1993-12-08 |
| US5440202A (en) | 1995-08-08 |
| EP0563543B1 (de) | 1996-08-28 |
| DE4210294A1 (de) | 1993-09-30 |
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