JPH08162912A - 誘導加算装置 - Google Patents
誘導加算装置Info
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- JPH08162912A JPH08162912A JP29440794A JP29440794A JPH08162912A JP H08162912 A JPH08162912 A JP H08162912A JP 29440794 A JP29440794 A JP 29440794A JP 29440794 A JP29440794 A JP 29440794A JP H08162912 A JPH08162912 A JP H08162912A
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- pulse
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コア材料の使用量が少ないにもかかわらず、
立上がり時間の短いパルスを生成する能力を維持できる
誘導加算装置を設計する。 【構成】 複数のトロイダル磁気コアと、前記各コアの
まわりを流れる電流を生成する一次巻線と、磁気コアの
開口部を通る電気ケーブルからなる二次巻線とを含み、
出力電圧パルスを前記電気ケーブル内に誘導することに
よって、持続時間が短く立上がり時間が早い出力電圧パ
ルスを生成する誘導加算装置。
立上がり時間の短いパルスを生成する能力を維持できる
誘導加算装置を設計する。 【構成】 複数のトロイダル磁気コアと、前記各コアの
まわりを流れる電流を生成する一次巻線と、磁気コアの
開口部を通る電気ケーブルからなる二次巻線とを含み、
出力電圧パルスを前記電気ケーブル内に誘導することに
よって、持続時間が短く立上がり時間が早い出力電圧パ
ルスを生成する誘導加算装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、パルスシステム用誘導
加算装置に関し、より詳しくは立上がり時間が短くかつ
パルス幅の狭い高電圧パルスを生成するためのパルスシ
ステム用誘導加算装置に関する。
加算装置に関し、より詳しくは立上がり時間が短くかつ
パルス幅の狭い高電圧パルスを生成するためのパルスシ
ステム用誘導加算装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、マイクロ波パルス発生装置ま
たはパルス磁石を駆動するための多くの高電力パルスシ
ステムでは、立上がり時間が短くかつパルス幅が小さい
高電圧パルスが必要とされる。このようなパルスを生成
する一般的な方法は、パルス形成のための回路を充電
し、その後エネルギーをこの回路から負荷に直接切り換
えることによるものである。電圧レベルがあまり高くな
く、またパルスの立上がり時間を極端に早くする必要が
ない場合は、このような従来方法で十分である。しかし
ながら、立上がり時間が短くかつパルス幅の小さい高電
圧パルスを必要とする場合には、システム設計者の増大
する要求を適切に満たすような、高電圧パルス出力変圧
器を設計するために多くの努力が払われてきた。
たはパルス磁石を駆動するための多くの高電力パルスシ
ステムでは、立上がり時間が短くかつパルス幅が小さい
高電圧パルスが必要とされる。このようなパルスを生成
する一般的な方法は、パルス形成のための回路を充電
し、その後エネルギーをこの回路から負荷に直接切り換
えることによるものである。電圧レベルがあまり高くな
く、またパルスの立上がり時間を極端に早くする必要が
ない場合は、このような従来方法で十分である。しかし
ながら、立上がり時間が短くかつパルス幅の小さい高電
圧パルスを必要とする場合には、システム設計者の増大
する要求を適切に満たすような、高電圧パルス出力変圧
器を設計するために多くの努力が払われてきた。
【０００３】このような変圧器では、パルスの立上がり
時間を最小にするために、変圧器の巻線数も同様に最小
限に抑えることが必要である。しかしながら、変圧器に
使用する巻線数を少なくした場合、同じ誘導効果を達成
するためには磁気コアの面積を大きくしなければならな
い。本発明の主な目的は、コア材料の量を減少させるに
もかかわらず立上がり時間の短いパルスを生成する能力
を維持できる変圧器を設計することである。
時間を最小にするために、変圧器の巻線数も同様に最小
限に抑えることが必要である。しかしながら、変圧器に
使用する巻線数を少なくした場合、同じ誘導効果を達成
するためには磁気コアの面積を大きくしなければならな
い。本発明の主な目的は、コア材料の量を減少させるに
もかかわらず立上がり時間の短いパルスを生成する能力
を維持できる変圧器を設計することである。
【０００４】荷電粒子ビームを形成する装置において
は、長い間、ビームを加速するために強い磁界が使用さ
れて来た。一般に、この磁界は、磁気コアのまわりを流
れる電流が磁気コア内の開口部に強い磁界を発生する変
圧器によって形成されていた。これは、磁気コアのまわ
りを流れる電流の誘導効果によって、高（または低）電
圧が形成されると言う、従来の変圧器理論を応用したも
のである。いわゆるリニア誘導加速器は、高磁界を形成
して荷電粒子ビームを加速する型の装置として比較的良
く知られている。
は、長い間、ビームを加速するために強い磁界が使用さ
れて来た。一般に、この磁界は、磁気コアのまわりを流
れる電流が磁気コア内の開口部に強い磁界を発生する変
圧器によって形成されていた。これは、磁気コアのまわ
りを流れる電流の誘導効果によって、高（または低）電
圧が形成されると言う、従来の変圧器理論を応用したも
のである。いわゆるリニア誘導加速器は、高磁界を形成
して荷電粒子ビームを加速する型の装置として比較的良
く知られている。
【０００５】この装置は、一個またはそれ以上の磁気コ
アを使用し、各磁気コアはそれ自体に結合したパルス電
源によって駆動される一次巻線を有している。荷電粒子
ビームは、事実上変圧器の二次巻線となる。これらのコ
アでは、その開口部が、荷電粒子が伝播するラインに沿
って配列されている。本発明では、リニア誘導加速器の
背景理論を、立上がり時間が短い所望の高電圧パルスを
作成するために適用したものである。さらに、使用する
磁気コア材料のサイズおよび量を最小限に抑えるため
の、本発明の他の実施例も合わせて記載する。
アを使用し、各磁気コアはそれ自体に結合したパルス電
源によって駆動される一次巻線を有している。荷電粒子
ビームは、事実上変圧器の二次巻線となる。これらのコ
アでは、その開口部が、荷電粒子が伝播するラインに沿
って配列されている。本発明では、リニア誘導加速器の
背景理論を、立上がり時間が短い所望の高電圧パルスを
作成するために適用したものである。さらに、使用する
磁気コア材料のサイズおよび量を最小限に抑えるため
の、本発明の他の実施例も合わせて記載する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
コア材料の使用量を減少させるにもかかわらず立上がり
時間の短いパルスを生成する能力を維持できる誘導加算
装置を設計することである。
コア材料の使用量を減少させるにもかかわらず立上がり
時間の短いパルスを生成する能力を維持できる誘導加算
装置を設計することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題は、第１に、数
百ナノセカンドの比較的短い持続時間と、数十ナノセカ
ンドの比較的早い立上がり時間を有する数百ＫＶの比較
的高い出力電圧パルスを生成する誘導加算装置であっ
て、該誘導加算装置は、開口部を有する複数の磁気コア
と、前記開口部内に磁界を形成するために、前記各磁気
コアのまわりを流れる電流を生成する一次巻線を含む手
段と、前記開口部を通る電気ケーブルから成る二次巻線
とから構成され、前記出力電圧パルスは前記電気ケーブ
ル内に誘導されることを特徴とする誘導加算装置によっ
て達成される。
百ナノセカンドの比較的短い持続時間と、数十ナノセカ
ンドの比較的早い立上がり時間を有する数百ＫＶの比較
的高い出力電圧パルスを生成する誘導加算装置であっ
て、該誘導加算装置は、開口部を有する複数の磁気コア
と、前記開口部内に磁界を形成するために、前記各磁気
コアのまわりを流れる電流を生成する一次巻線を含む手
段と、前記開口部を通る電気ケーブルから成る二次巻線
とから構成され、前記出力電圧パルスは前記電気ケーブ
ル内に誘導されることを特徴とする誘導加算装置によっ
て達成される。
【０００８】上記課題はまた、前記複数の磁気コアはト
ロイド形状であり、その中央の開口部は１列に配列さ
れ、前記電気ケーブルは前記開口部を通る１本の直線部
材として形成されていることを特徴とする第１の発明に
記載の誘導加算装置によって達成される。上記課題はま
た、前記磁気コアはトロイド形状で、それぞれの磁気コ
アは軸を平行にして互いに隣接して配列され、前記電気
ケーブルは、前記開口部を通ってジグザグ状に配置され
ていることを特徴とする第１の発明に記載の誘導加算装
置によって達成される。
ロイド形状であり、その中央の開口部は１列に配列さ
れ、前記電気ケーブルは前記開口部を通る１本の直線部
材として形成されていることを特徴とする第１の発明に
記載の誘導加算装置によって達成される。上記課題はま
た、前記磁気コアはトロイド形状で、それぞれの磁気コ
アは軸を平行にして互いに隣接して配列され、前記電気
ケーブルは、前記開口部を通ってジグザグ状に配置され
ていることを特徴とする第１の発明に記載の誘導加算装
置によって達成される。
【０００９】上記課題はまた、前記磁気コアの前記一次
巻線は、極性を互い違いにして直列に接続されているこ
とを特徴とする第１の発明に記載の誘導加算装置によっ
て達成される。上記課題はまた、前記電気ケーブルの前
記ジグザグ状の各支部は、前記コアの外径よりも大きい
高さを有する１個またはそれ以上のコアを通ることを特
徴とする第３の発明に記載の誘導加算装置によって達成
される。
巻線は、極性を互い違いにして直列に接続されているこ
とを特徴とする第１の発明に記載の誘導加算装置によっ
て達成される。上記課題はまた、前記電気ケーブルの前
記ジグザグ状の各支部は、前記コアの外径よりも大きい
高さを有する１個またはそれ以上のコアを通ることを特
徴とする第３の発明に記載の誘導加算装置によって達成
される。
【００１０】上記課題はまた、前記磁気コアの各々のま
わりを流れる電流を生成する前記手段は、複数のパルス
形成回路と、前記複数のパルス形成回路を前記一次巻線
に同時に接続するスイッチとを含むことを特徴とする第
１の発明に記載の誘導加算装置によって達成される。上
記課題はまた、前記磁気コアの各々のまわりの前記一次
巻線は、１回巻であることを特徴とする第１の発明に記
載の誘導加算装置によって達成される。
わりを流れる電流を生成する前記手段は、複数のパルス
形成回路と、前記複数のパルス形成回路を前記一次巻線
に同時に接続するスイッチとを含むことを特徴とする第
１の発明に記載の誘導加算装置によって達成される。上
記課題はまた、前記磁気コアの各々のまわりの前記一次
巻線は、１回巻であることを特徴とする第１の発明に記
載の誘導加算装置によって達成される。
【００１１】上記課題はまた、前記磁気コアは積み重ね
られて、比較的小さい外径で比較的大きい高さを有する
トロイドを形成し、該トロイドは２個あるいはそれ以上
の部分に分離されかつジグザグ形状に折り返されている
ことを特徴とする第１の発明に記載の誘導加算装置によ
って達成される。上記課題はまた、さらに複数のパルス
電源を含み、該パルス電源はそれぞれ前記磁気コアのう
ちの１個の一次巻線に接続され、前記パルス電源は前記
磁気コアのまわりを流れる電流を生成するための前記手
段の構成要素であることを特徴とする第８の発明に記載
の誘導加算装置によって達成される。
られて、比較的小さい外径で比較的大きい高さを有する
トロイドを形成し、該トロイドは２個あるいはそれ以上
の部分に分離されかつジグザグ形状に折り返されている
ことを特徴とする第１の発明に記載の誘導加算装置によ
って達成される。上記課題はまた、さらに複数のパルス
電源を含み、該パルス電源はそれぞれ前記磁気コアのう
ちの１個の一次巻線に接続され、前記パルス電源は前記
磁気コアのまわりを流れる電流を生成するための前記手
段の構成要素であることを特徴とする第８の発明に記載
の誘導加算装置によって達成される。
【００１２】
【作用】本発明の誘導加算装置の構成は、リニア誘導加
速器の設計を参考にしている。また一次電流を供給する
ために、一次巻線と個々に駆動されるパルス発生器とに
接続された、一個またはそれ以上の磁気コアを使用す
る。電気ケーブルが磁気コアの開口部あるいは複数の開
口部を通り、磁気コア変圧器の事実上の二次巻線とな
る。磁気コア材料のサイズおよび量を必要な程度に最小
化するためには、第１に、磁気コア材料を直径が小さく
比較的長いトロイド形状に設計することが必要である。
さらに、複数の磁気コアを各軸を平行にして配列するこ
とによって、サイズおよび重量を小型化することができ
る。
速器の設計を参考にしている。また一次電流を供給する
ために、一次巻線と個々に駆動されるパルス発生器とに
接続された、一個またはそれ以上の磁気コアを使用す
る。電気ケーブルが磁気コアの開口部あるいは複数の開
口部を通り、磁気コア変圧器の事実上の二次巻線とな
る。磁気コア材料のサイズおよび量を必要な程度に最小
化するためには、第１に、磁気コア材料を直径が小さく
比較的長いトロイド形状に設計することが必要である。
さらに、複数の磁気コアを各軸を平行にして配列するこ
とによって、サイズおよび重量を小型化することができ
る。
【００１３】次に、電気ケーブルは、磁気コアの開口部
を経由してジグザグパターン中を通過する。このジグザ
グの各部分は個々に一次巻線を駆動するパルス電源を有
する。各パルス電源の極性は、出力がすべての電源出力
の合計となるように、互い違いとされている。添付の図
面と共に、以下の好ましい実施例の記載を参照すること
によって、その他の目的、特徴および効果と共に本発明
をより良く理解することができる。
を経由してジグザグパターン中を通過する。このジグザ
グの各部分は個々に一次巻線を駆動するパルス電源を有
する。各パルス電源の極性は、出力がすべての電源出力
の合計となるように、互い違いとされている。添付の図
面と共に、以下の好ましい実施例の記載を参照すること
によって、その他の目的、特徴および効果と共に本発明
をより良く理解することができる。
【００１４】
【実施例】図６は、中央の開口部が中心軸に沿って一列
に並んだトロイダル磁気コア部材１２、１４、１６およ
び１８を含む、前述の型式のリニア誘導加速器を示す。
中央の開口部を、矢印１９で表した荷電粒子ビームが通
過する。コア１２、１４、１６および１８の周りには、
それぞれ一次コイル２２、２４、２６および２８が巻か
れている。二次巻線は、実際には固体材料ではなく、荷
電粒子ビーム１９からなる。一次巻線の極性は、正
（＋）と負（−）の記号で示す通りである。各一次巻線
は、これらに接続された各パルス電源によって駆動され
る。すなわち、電源３２によって巻線２２が、電源３４
によって巻線２４が、電源３６によって巻線２６が、そ
して電源３８によって巻線２８が駆動される。パルス電
圧の段階により４個の電源の合計電圧が高くなり、各コ
アのまわりを流れる電流によって開口部内に強い磁界が
形成されて、ビーム１９を矢印方向に加速する。
に並んだトロイダル磁気コア部材１２、１４、１６およ
び１８を含む、前述の型式のリニア誘導加速器を示す。
中央の開口部を、矢印１９で表した荷電粒子ビームが通
過する。コア１２、１４、１６および１８の周りには、
それぞれ一次コイル２２、２４、２６および２８が巻か
れている。二次巻線は、実際には固体材料ではなく、荷
電粒子ビーム１９からなる。一次巻線の極性は、正
（＋）と負（−）の記号で示す通りである。各一次巻線
は、これらに接続された各パルス電源によって駆動され
る。すなわち、電源３２によって巻線２２が、電源３４
によって巻線２４が、電源３６によって巻線２６が、そ
して電源３８によって巻線２８が駆動される。パルス電
圧の段階により４個の電源の合計電圧が高くなり、各コ
アのまわりを流れる電流によって開口部内に強い磁界が
形成されて、ビーム１９を矢印方向に加速する。
【００１５】図１に、同様のコア１２、１４、１６およ
び１８と、それと関連した一次巻線２２、２４、２６お
よび２８を示す。また、図６と同じ目的で同様に、パル
ス電源３２、３４、３６および３８が使用されている
が、簡略化のためこの図では示していない。しかしなが
ら、図１の実施例においては、二次巻線として、荷電粒
子ビームではなくケーブル２９を用いている。このケー
ブルは、たとえば誘電科学社（Dielectric Sciences,In
c.,88 Turnpike Road,Chelmsford,Massachusetts）で販
売されている高電圧ケーブルＮｏ．２１３４のような、
高電圧ケーブルが望ましい。この構成によって、立上が
りが極めて早くかつパルス幅の小さい高電圧パルスが生
成される。
び１８と、それと関連した一次巻線２２、２４、２６お
よび２８を示す。また、図６と同じ目的で同様に、パル
ス電源３２、３４、３６および３８が使用されている
が、簡略化のためこの図では示していない。しかしなが
ら、図１の実施例においては、二次巻線として、荷電粒
子ビームではなくケーブル２９を用いている。このケー
ブルは、たとえば誘電科学社（Dielectric Sciences,In
c.,88 Turnpike Road,Chelmsford,Massachusetts）で販
売されている高電圧ケーブルＮｏ．２１３４のような、
高電圧ケーブルが望ましい。この構成によって、立上が
りが極めて早くかつパルス幅の小さい高電圧パルスが生
成される。
【００１６】図２に、本発明の好ましい実施例を示す。
この実施例は図１に示すシステムを変更したものであ
る。本実施例の、磁気コア４２、４４、４６および４８
は、それらの軸が平行になるように配列される。また後
述する理由により、これらの磁気コアは、図１に示す磁
気コアよりも大きな高さを有し、かつ幅が狭いトロイド
形状に構成される。
この実施例は図１に示すシステムを変更したものであ
る。本実施例の、磁気コア４２、４４、４６および４８
は、それらの軸が平行になるように配列される。また後
述する理由により、これらの磁気コアは、図１に示す磁
気コアよりも大きな高さを有し、かつ幅が狭いトロイド
形状に構成される。
【００１７】コア４２の周囲に一次巻線５２が巻かれて
いる。この一次巻線５２は１回巻でもよい。同様の一次
巻線５４、５６および５８がそれぞれ、磁気コア４４、
４６および４８の周囲に形成されている。一次巻線の極
性を、正（＋）と負（−）の記号で示す。各一次巻線
は、図６に示しかつ図１の実施例に関連して説明したも
のと同様に、それぞれに接続されたパルス電源（不図
示）によって駆動される。１本の電気ケーブル３９であ
る二次巻線は、まず磁気コア４２を通り、次に磁気コア
４４、４６、４８を順に通ってジグザグ状に巻かれてい
る。各電源からの入力パルス電圧の極性は、出力電圧が
各電源からのすべての入力電圧の合計となるように、互
い違いとされている。
いる。この一次巻線５２は１回巻でもよい。同様の一次
巻線５４、５６および５８がそれぞれ、磁気コア４４、
４６および４８の周囲に形成されている。一次巻線の極
性を、正（＋）と負（−）の記号で示す。各一次巻線
は、図６に示しかつ図１の実施例に関連して説明したも
のと同様に、それぞれに接続されたパルス電源（不図
示）によって駆動される。１本の電気ケーブル３９であ
る二次巻線は、まず磁気コア４２を通り、次に磁気コア
４４、４６、４８を順に通ってジグザグ状に巻かれてい
る。各電源からの入力パルス電圧の極性は、出力電圧が
各電源からのすべての入力電圧の合計となるように、互
い違いとされている。
【００１８】図２に示したシステムは、実質的に折返し
トロイダル構造を構成する。また、トロイドそれ自体
は、従来の直線的な構造で使用されていたものに比べて
比較的長くかつ薄い。図３および図４を参照することに
よって、本発明により、磁気コアにおけるコア材の必要
最小限の体積をいかに小さく抑られるかを理解すること
ができる。コア材の節約のためには、基本的には直径が
小さくかつ長いコアを製作する。図示する各コアは、内
径ＲI、外径Ｒ0、厚さＬのトロイド形状を有する。コア
の断面積Ａ、およびコアの体積Ｖは、次の式で表され
る。
トロイダル構造を構成する。また、トロイドそれ自体
は、従来の直線的な構造で使用されていたものに比べて
比較的長くかつ薄い。図３および図４を参照することに
よって、本発明により、磁気コアにおけるコア材の必要
最小限の体積をいかに小さく抑られるかを理解すること
ができる。コア材の節約のためには、基本的には直径が
小さくかつ長いコアを製作する。図示する各コアは、内
径ＲI、外径Ｒ0、厚さＬのトロイド形状を有する。コア
の断面積Ａ、およびコアの体積Ｖは、次の式で表され
る。
【００１９】Ａ＝（Ｒ0 −Ｒi）×Ｌ Ｖ＝π×（Ｒ0 2−Ｒi 2 ）×Ｌ 断面積は、生成されるパルス出力の電気特性、すなわち
所望の電圧とパルス幅よって決定されるので、固定され
た値となる。したがって、Ｒ0−ＲiおよびＬをそれぞれ
を変化させることはできるが、（Ｒ0 −Ｒi）×Ｌを変
化させることはできない。面積Ａは外径と内径の差Ｒ0
−Ｒiで決まり、体積はこれらの量の２乗の差Ｒ0 2−Ｒ
i 2 で決まり、また面積Ａは（Ｒ0 −Ｒi）×Ｌに固定
されていて変えることができないので、Ｌの大きなトロ
イドを使用すると、体積Ｖは小さくなる。
所望の電圧とパルス幅よって決定されるので、固定され
た値となる。したがって、Ｒ0−ＲiおよびＬをそれぞれ
を変化させることはできるが、（Ｒ0 −Ｒi）×Ｌを変
化させることはできない。面積Ａは外径と内径の差Ｒ0
−Ｒiで決まり、体積はこれらの量の２乗の差Ｒ0 2−Ｒ
i 2 で決まり、また面積Ａは（Ｒ0 −Ｒi）×Ｌに固定
されていて変えることができないので、Ｌの大きなトロ
イドを使用すると、体積Ｖは小さくなる。
【００２０】通常、最小コア電圧と製造するのに最も都
合のよい長さとの間で、妥協が計られる。しかしながら
本発明においては、コアは、直径が小さい長トロイド形
状をとり、数個の部分に分離し、かつジグザグ状に折り
返すことによりサイズを最小限に抑えている。代表的な
磁気コアは、アライドシグナル社（Allied Signal Cor
p.,6 Eastman Road,Parsippany,New Jersey）によって
販売されている、外径76.2mm( 3インチ）、内径25.4mm
（ 1インチ）、高さ50.8mm( 2インチ）の材料、メトグ
ラス（ＭＥＴＧＬＡＳ）２６０５ＴＣＡＳによって製造
されることが好ましい。図２で示したように、各コア
は、それぞれが一次巻線を駆動するパルス電源を有す
る。各パルス電源の極性は、出力がすべての電源の合計
になるように、互い違いにされている。
合のよい長さとの間で、妥協が計られる。しかしながら
本発明においては、コアは、直径が小さい長トロイド形
状をとり、数個の部分に分離し、かつジグザグ状に折り
返すことによりサイズを最小限に抑えている。代表的な
磁気コアは、アライドシグナル社（Allied Signal Cor
p.,6 Eastman Road,Parsippany,New Jersey）によって
販売されている、外径76.2mm( 3インチ）、内径25.4mm
（ 1インチ）、高さ50.8mm( 2インチ）の材料、メトグ
ラス（ＭＥＴＧＬＡＳ）２６０５ＴＣＡＳによって製造
されることが好ましい。図２で示したように、各コア
は、それぞれが一次巻線を駆動するパルス電源を有す
る。各パルス電源の極性は、出力がすべての電源の合計
になるように、互い違いにされている。
【００２１】使用する磁気コアおよびパルス電源の数
は、希望する出力電圧によって決定され、誘導加算装置
の長さは、希望の出力電圧とパルス長および使用する磁
性材料の特性によって決定される。本発明の一実施例に
おいて、４個の一次巻線と１個の二次巻線とを有する折
返し誘導加算装置を使って高電圧パルス発生器を作成し
た。一次巻線は４個の別々のパルス形成ラインによって
駆動され、そのパルス形成ラインは、単一のスイッチに
よって、２５ｋＶ、ピーク電流１６ｋＡで切り換えられ
る。パルス発生器は、電圧１００ｋＶ、ピーク電流２ｋ
Ａ、立上り時間５０ｎｓｅｃで長さ１２０ｎｓｅｃの出
力パルスを生成することに成功した。
は、希望する出力電圧によって決定され、誘導加算装置
の長さは、希望の出力電圧とパルス長および使用する磁
性材料の特性によって決定される。本発明の一実施例に
おいて、４個の一次巻線と１個の二次巻線とを有する折
返し誘導加算装置を使って高電圧パルス発生器を作成し
た。一次巻線は４個の別々のパルス形成ラインによって
駆動され、そのパルス形成ラインは、単一のスイッチに
よって、２５ｋＶ、ピーク電流１６ｋＡで切り換えられ
る。パルス発生器は、電圧１００ｋＶ、ピーク電流２ｋ
Ａ、立上り時間５０ｎｓｅｃで長さ１２０ｎｓｅｃの出
力パルスを生成することに成功した。
【００２２】図５は、電圧５０ＫＶ２００ナノセカンド
の実質的な矩形パルスを、５０オームの負荷に加えるパ
ルス生成システムを示す。図５の下方に、４個の入力パ
ルス形成回路１３２、１３４、１３６および１３８を示
す。これらの回路は、水素サイラトロン・スイッチを介
して、個々の加算部１１０、１２０、１３０および１４
０にそれぞれ接続されている。加算部１１０の内側を、
説明のために露出している。この内部には、４個の磁気
コイル１１２、１１４、１１６および１１８が積み重ね
られている。ライン１１１は、パルス形成回路１３２の
接地されていない側を、磁気コア１１４と１１２の一次
巻線１１５と１１７にそれぞれ接続する。一次巻線１１
５と１１７はそれぞれに接地される１個の一次巻線であ
っても良い。クロスオーバー１１３を使用して、磁気コ
ア１１６と１１８の一次巻線に同様の接続を行う。クロ
スオーバー１１３を使用することによって、各巻線は互
い違いの極性を有するように接続される。
の実質的な矩形パルスを、５０オームの負荷に加えるパ
ルス生成システムを示す。図５の下方に、４個の入力パ
ルス形成回路１３２、１３４、１３６および１３８を示
す。これらの回路は、水素サイラトロン・スイッチを介
して、個々の加算部１１０、１２０、１３０および１４
０にそれぞれ接続されている。加算部１１０の内側を、
説明のために露出している。この内部には、４個の磁気
コイル１１２、１１４、１１６および１１８が積み重ね
られている。ライン１１１は、パルス形成回路１３２の
接地されていない側を、磁気コア１１４と１１２の一次
巻線１１５と１１７にそれぞれ接続する。一次巻線１１
５と１１７はそれぞれに接地される１個の一次巻線であ
っても良い。クロスオーバー１１３を使用して、磁気コ
ア１１６と１１８の一次巻線に同様の接続を行う。クロ
スオーバー１１３を使用することによって、各巻線は互
い違いの極性を有するように接続される。
【００２３】１本の電気ケーブル１２９が、加算装置の
各部分をジグザグ状に通過する。二次側のケーブルの一
端は、スタック・コア１１２、１１４、１１６および１
１８の開口部を通り接地端となる。図１に示したものと
同様に、ケーブルは、加算部１２０、１３０および１４
０を通り抜け出力端子１３１に達する。サイラトロン・
スイッチ１４２は、その陽極に、約２５ＫＶの最大電圧
が印加される。サイラトロンが駆動されると、約１２．
５オームのインピーダンスを有するラインへの入力とし
て、約２５ＫＶで長さ２００ナノセカンドのパルスが供
給される。この構成により、端子１３１において、５０
オームの負荷に対して、電圧約５０ＫＶで持続時間２０
０ナノセカンドの出力パルスが生成される。
各部分をジグザグ状に通過する。二次側のケーブルの一
端は、スタック・コア１１２、１１４、１１６および１
１８の開口部を通り接地端となる。図１に示したものと
同様に、ケーブルは、加算部１２０、１３０および１４
０を通り抜け出力端子１３１に達する。サイラトロン・
スイッチ１４２は、その陽極に、約２５ＫＶの最大電圧
が印加される。サイラトロンが駆動されると、約１２．
５オームのインピーダンスを有するラインへの入力とし
て、約２５ＫＶで長さ２００ナノセカンドのパルスが供
給される。この構成により、端子１３１において、５０
オームの負荷に対して、電圧約５０ＫＶで持続時間２０
０ナノセカンドの出力パルスが生成される。
【００２４】本実施例に示したように、それぞれの加算
部内に４個のコアを積み重ねる形状とすることによっ
て、背が高くかつ薄いコアの、コア材の使用量を最小限
に抑えることができる。各コアはそれぞれ、自身の高さ
よりも大きい外径を有するが、二次巻線の各部分が通る
４個のコアの合計の高さは、コアの外径よりも実質的に
大きくなる。
部内に４個のコアを積み重ねる形状とすることによっ
て、背が高くかつ薄いコアの、コア材の使用量を最小限
に抑えることができる。各コアはそれぞれ、自身の高さ
よりも大きい外径を有するが、二次巻線の各部分が通る
４個のコアの合計の高さは、コアの外径よりも実質的に
大きくなる。
【００２５】
【発明の効果】以上の構成によって、コア材料の使用量
が少ないにもかかわらず、立上がり時間の短いパルスを
生成することが可能な、誘導加算装置を得ることができ
る。
が少ないにもかかわらず、立上がり時間の短いパルスを
生成することが可能な、誘導加算装置を得ることができ
る。
【図１】リニア誘導加速器の設計にしたがった誘導加算
装置の概略図である。
装置の概略図である。
【図２】本発明において好ましい寸法および構造を有す
る磁気コアを使用した誘導加算変圧器を示す図である。
る磁気コアを使用した誘導加算変圧器を示す図である。
【図３】磁気コア素子とその寸法の関係を示す図であ
る。
る。
【図４】磁気コア素子とその寸法の関係を示す図であ
る。
る。
【図５】本発明の動作を示すための一部を切り欠き一部
を概略的に示した回路図である。
を概略的に示した回路図である。
【図６】従来技術のリニア誘導加速器の概略図である。
１２ トロイダル磁気コア部材 １４ トロイダル磁気コア部材 １６ トロイダル磁気コア部材 １８ トロイダル磁気コア部材 ２２ 一次巻線 ２４ 一次巻線 ２６ 一次巻線 ２８ 一次巻線 ２９ ケーブル ３２ 電源 ３４ 電源 ３６ 電源 ３８ 電源 ３９ ケーブル ４２ 磁気コア ４４ 磁気コア ４６ 磁気コア ４８ 磁気コア ５２ 一次巻線 ５４ 一次巻線 ５６ 一次巻線 ５８ 一次巻線 １１０ 加算部 １１２ 磁気コア １１３ クロスオーバー １１４ 磁気コア １１５ 一次巻線 １１６ 磁気コア １１７ 一次巻線 １１８ 磁気コア １２０ 加算部 １３０ 加算部 １３１ 出力端子 １３２ パルス形成回路 １３４ パルス形成回路 １３６ パルス形成回路 １３８ パルス形成回路 １４０ 加算部 １４２ サイラトロン・スイッチ
Claims (9)
- 【請求項１】 数百ナノセカンドの比較的短い持続時間
と、数十ナノセカンドの比較的早い立上がり時間を有す
る数百ＫＶの比較的高い出力電圧パルスを生成する誘導
加算装置であって、該誘導加算装置は、 開口部を有する複数の磁気コアと、 前記開口部内に磁界を形成するために、前記各磁気コア
のまわりを流れる電流を生成する一次巻線を含む手段
と、 前記開口部を通る電気ケーブルから成る二次巻線とから
構成され、 前記出力電圧パルスは前記電気ケーブル内に誘導される
ことを特徴とする誘導加算装置。 - 【請求項２】 前記複数の磁気コアはトロイド形状であ
り、その中央の開口部は１列に配列され、前記電気ケー
ブルは前記開口部を通る１本の直線部材として形成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の誘導加算装
置。 - 【請求項３】 前記磁気コアはトロイド形状で、それぞ
れの磁気コアは軸を平行にして互いに隣接して配列さ
れ、前記電気ケーブルは、前記開口部を通ってジグザグ
状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の
誘導加算装置。 - 【請求項４】 前記磁気コアの前記一次巻線は、極性を
互い違いにして直列に接続されていることを特徴とする
請求項１に記載の誘導加算装置。 - 【請求項５】 前記電気ケーブルの前記ジグザグ状の各
支部は、前記コアの外径よりも大きい高さを有する１個
またはそれ以上のコアを通ることを特徴とする請求項３
に記載の誘導加算装置。 - 【請求項６】 前記磁気コアの各々のまわりを流れる電
流を生成する前記手段は、複数のパルス形成回路と、前
記複数のパルス形成回路を前記一次巻線に同時に接続す
るスイッチとを含むことを特徴とする請求項１に記載の
誘導加算装置。 - 【請求項７】 前記磁気コアの各々のまわりの前記一次
巻線は、１回巻であることを特徴とする請求項１に記載
の誘導加算装置。 - 【請求項８】 前記磁気コアは積み重ねられて、比較的
小さい外径で比較的大きい高さを有するトロイドを形成
し、該トロイドは２個あるいはそれ以上の部分に分離さ
れかつジグザグ形状に折り返されていることを特徴とす
る請求項１に記載の誘導加算装置。 - 【請求項９】 さらに複数のパルス電源を含み、該パル
ス電源はそれぞれ前記磁気コアのうちの１個の一次巻線
に接続され、前記パルス電源は前記磁気コアのまわりを
流れる電流を生成するための前記手段の構成要素である
ことを特徴とする請求項８に記載の誘導加算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29440794A JPH08162912A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 誘導加算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29440794A JPH08162912A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 誘導加算装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162912A true JPH08162912A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=17807352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29440794A Pending JPH08162912A (ja) | 1994-11-29 | 1994-11-29 | 誘導加算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08162912A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016517237A (ja) * | 2013-04-18 | 2016-06-09 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 高電圧パルス発生装置及び高電圧パルス発生方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63171172A (ja) * | 1987-01-05 | 1988-07-14 | Toshiba Corp | 磁気パルス圧縮回路 |
| JPH0349202A (ja) * | 1989-07-17 | 1991-03-04 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 磁気スイッチコイル |
| JPH04180209A (ja) * | 1990-11-15 | 1992-06-26 | Toshiba Corp | 可飽和リアクトル |
| JPH0556843A (ja) * | 1991-08-29 | 1993-03-09 | Rinnai Corp | 炊飯器 |
| JPH06334492A (ja) * | 1993-05-24 | 1994-12-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁気スイッチ回路 |
| JPH06331659A (ja) * | 1993-05-21 | 1994-12-02 | Mitsubishi Electric Corp | パルス電流モニタ |
-
1994
- 1994-11-29 JP JP29440794A patent/JPH08162912A/ja active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63171172A (ja) * | 1987-01-05 | 1988-07-14 | Toshiba Corp | 磁気パルス圧縮回路 |
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| JPH06334492A (ja) * | 1993-05-24 | 1994-12-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 磁気スイッチ回路 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2016517237A (ja) * | 2013-04-18 | 2016-06-09 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフトＳｉｅｍｅｎｓ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | 高電圧パルス発生装置及び高電圧パルス発生方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970304 |