JPH0711479Y2 - パルス発生装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案はレーザ、加速器等に使用されるパルス発生装置
に関する。

（従来の技術） レーザ、加速器等の応用分野では高速・高圧・大電流の
パルス発生装置が使用される。これらパルス発生装置に
おいては充放電用のコンデンサ、コンデンサに充電した
電圧を高速に放電させるスイッチング用半導体素子及び
高電圧に昇圧するパルストランスが使用される。

第６図に半導体素子を使ったパルス発生装置の回路を示
す。この回路は第６図に示すような極性で他の回路より
所定電圧をコンデンサ１に印加し、この電圧を半導体ス
イッチ２によって高速にオン、オフさせて、パルストラ
ンス３のｕ−ｖ端子間に高電圧、大電流のパルスを発生
させるものである。

レーザや加速器等に使用されるパルス発生装置では負荷
に通電する電流のパルス幅として数十nsec〜数μsec位
の短パルスの波形が要求される。この為、第６図に示す
開閉回路４のインダクタンス分を極めて小さくする必要
が有る。

これらのインダクタンスを小さくするには、コンデンサ
１のインダクタンスならびに配線、半導体スイッチ２お
よびパルストランス３のリーケージインダクタンスをそ
れぞれ小さくする必要が有り、特に前述したそれぞれの
機器間の配線インダクタンスの低減が必要である。

以下従来のパルス発生装置を図面を参照して説明する。

第４図および第５図は従来のパルス発生装置の正面図お
よび側面図を示す。符号３はパルストランスであって低
電圧を高電圧に昇圧させるもので、低圧側（一次側）端
子5a,5bおよび高圧側（二次側）端子6a,6bが平行して近
接されて取付けられる。

符号７は半導体スタックであって半導体素子８およびこ
の半導体素子８が発生する熱を放散するヒートシンク９
を交互に積層させ、更にその両端に電極導体10a,10bと
絶縁座11を当て、押え板12a,12b,12c、締付ボルト13、
皿ばね14およびナット15から成る加圧装置によって締付
加圧して構成されている。

このように構成された半導体スタック７が絶縁体16を介
してパルストランス３の上に設置される。

符号１は充放電用のコンデンサで複数個（第５図では４
個）並設されている。符号17a,17bは複数個のコンデン
サ１を並列接続する導体であり絶縁体18を介挿して電気
的に絶縁されて一体形成され、コンデンサ端子19a,19b
の中心に配置される。

符号20は半導体スタック７の一方の電極導体10aとパル
ストランス３の一方の端子5aを接続する導体、符号21は
スタックの他方の電極導体10bとコンデンサ１の一方の
接続導体17aに接続する導体であり、また符号22はコン
デンサ１の他方の接続導体17bとパルストランス３の他
方の端子5bを接続する導体であってインダクタンスを小
さくするために近接して向い合せて接続されている。

（考案が解決しようとする課題） このように従来の装置では、半導体スタック７の素子数
及びコンデンサ１の並列数が増加した場合に配線インダ
クタンスが大きくなるとともに、各コンデンサの配線長
が異なることにより各コンデンサの放電電流に電流不平
衡が発生し、所望のパルスが得られないという問題が発
生する。

本考案は上記問題点を考慮してなされたものであって、
良好なパルス発生特性を得ることのできるパルス発生装
置を提供することを目的とする。

〔考案の構成〕

（課題を解決するための手段） 本考案によるパルス発生装置は、パルストランスの一次
側端子を中心導体と外側導体とからなる同軸導体で形成
し、この同軸導体の外側導体の周囲に複数個の充放電用
のコンデンサをほぼ等間隔に配置して取付け、入出力導
体が同軸構造をなす半導体スタックを同軸導体と同一軸
となるように同軸導体の鉛直方向の端部に配置してパル
ストランスの同軸導体の外側導体に固設される支え部に
絶縁体を介して取付け、半導体スタックの中心導体とパ
ルストランスの中心導体を接続し、また充放電用コンデ
ンサの一方の端子を半導体スタックの外側導体に接続す
るとともに他方の端子をパルストランスの外側導体に接
続したことを特徴とする。

（作用） このように構成された本考案によるパルス発生装置によ
れば、パルストランスの一次側端子である同軸導体の外
側導体の周囲に複数個のコンデンサがほぼ等間隔に配置
される。そして入出力導体が同軸構造をなす半導体スタ
ックがパルストランスの同軸導体と同一軸となるように
上記パルストランスの同軸導体の鉛直方向に端部に取付
けられる。また、上記半導体スタックの中心導体とパル
ストランスの中心導体が接続され、コンデンサの一方の
端子が半導体スタックの外側導体に接続されるととも
に、他方の端子がパルストランスの外側導体に接続され
る。これにより半導体スタックの素子数およびコンデン
サの個数が多くなっても、回路のインダクタンスを可及
的に小さくすることが可能となるとともに各コンデンサ
の配線長のバラツキを小さくすることが可能となり、良
好なパルス発生特性を得ることができる。

（実施例） 第１図乃至第３図に本考案によるパルス発生装置の実施
例を示す。

第１図は上記実施例の正面図、第３図および第４図はそ
れぞれ第２図に示すＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線によるＡ−
Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図である。

第１図乃至第３図において第４図、第５図と同一符号の
ものは同一部品であるからそれらの説明は省略する。

第２図においてパルストランス３の端子は中心導体23a
と外側導体23bが同軸となるように構成されている。そ
してこの導体23a,23bの周囲に複数個のコンデンサ１が
等間隔に設置される。半導体スタック７は一方の電極導
体24aが押え板12cの中心を貫通し中心導体として形成さ
れ、又、他方の電極導体24bを複数個放射状に配置して
中心導体24aまで延設させて中心導体24aをとりまく導体
で収束させ外側導体として形成し同軸構成される。

符号25は取付板でありパルストランス３の外側導体23b
の鉛直方向の端部から周方向に複数個固設される。半導
体スタック７は、取付板25に絶縁体16を介して取付けら
れる。

符号27は、半導体スタック７の中心導体24aとパルスト
ランスの中心導体23aを接続する導体、符号28はコンデ
ンサ１の一方の端子19aと半導体スタック７の外側導体2
4bを接続する導体であり又、符号29はコンデンサ１の他
方の端子19bとパルストランス３の外側導体23bを接続す
る導体である。導体28と29はそれぞれ近接させ、絶縁体
30を介して取付けられる。

なお符号31a,31bはパルストランスの二次側端子を示
す。これらの端子は同軸となるように構成されている。

本実施例のパルス発生装置によれば、パルストランス３
の同軸導体23a,23bを中心としコンデンサ１を等間隔に
配置し、かつ鉛直上に設置することで同軸構成が保てる
と共に配線長が最短されることによりインダクタンスを
大幅に低減できるとともにコンデンサの配線長を等しく
することができ充放電電流のアンバランスを防止するこ
とが可能となる。これにより良好なパルス発生特性を得
ることができる。

〔考案の効果〕

本考案のパルス発生装置によれば半導体スタックの素子
数およびコンデンサの個数によらずインダクタンスを小
さく抑えることができるとともに、各コンデンサへの配
線長によるインダクタンスのアンバランスを小さくする
ことができ、これにより良好なパルス発生特性を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるパルス発生装置の実施例の正面
図、第２図は第１図に示すＡ−Ａ線によるＡ−Ａ断面
図、第３図は第１図に示すＢ−Ｂ線によるＢ−Ｂ断面
図、第４図は従来のパルス発生装置の正面図、第５図は
従来のパルス発生装置の側面図、第６図はパルス発生装
置の回路図である。 １…コンデンサ、３…パルストランス、７…半導体スタ
ック、８…半導体素子、９…ヒートシンク、11…絶縁
座、12a,12b,12c…押え板、13…締付ボルト、14…皿バ
ネ、15…ナット、16…絶縁体、19a,19b…コンデンサの
端子、23a…中心導体、23b…外側導体、24a…中心導
体、24b…外側導体、25…取付板、27,28,29…導体、30
…絶縁体、31a,31b…二次側端子。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】パルストランスの一次側端子を中心導体と
   外側導体とからなる同軸導体で形成し、この同軸導体の
   外側導体の周囲に複数個の充放電用のコンデンサをほぼ
   等間隔に配置して取付け、更に入出力導体が同軸構造を
   なす半導体スタックを前記同軸導体と同一軸となるよう
   に前記同軸導体の鉛直方向の端部に配置して前記パルス
   トランスの同軸導体の外側導体に固設される支え部に絶
   縁体を介して取付け、前記半導体スタックの中心導体と
   前記パルストランスの中心導体を接続し、また前記充放
   電用コンデンサの一方の端子を前記半導体スタックの外
   側導体に接続するとともに他方の端子を前記パルストラ
   ンスの外側導体に接続したことを特徴とするパルス発生
   装置。