JPH11136100A - Pulse power unit - Google Patents

Pulse power unit

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JPH11136100A
JPH11136100A JP30028897A JP30028897A JPH11136100A JP H11136100 A JPH11136100 A JP H11136100A JP 30028897 A JP30028897 A JP 30028897A JP 30028897 A JP30028897 A JP 30028897A JP H11136100 A JPH11136100 A JP H11136100A
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徳康 小林
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延忠 青木
Hironobu Kimura
博信 木村
Yosuke Baba
洋介 馬場
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pulse power unit which can supply high-voltage, large- current output pulses of high repetitive frequency rising fast without disordering rectangular waveform. SOLUTION: This unit is equipped with a pulse forming network 3 as a pulse forming circuit equipped with a series of stages of circuit elements which accumulate charging electric charges and use coils 2 and capacitors 3 and a magnetic switch 10 which is interposed between this network 3 and a load 12 and discharge the accumulated electric charges as output pulses P. Further, the unit is equipped with a charging power circuit 4 which accumulates electric charges in the circuit elements and parallel charging paths (7...7) which are connected from the circuit 4 to the charging ends of the respective stages of the circuit elements individually in parallel. A reverse current preventing element 7 which stops a current in the opposite direction from the charging current is inserted into each charging path. The circuit elements may be line elements obtained by equally dividing a distribution constant line of specific length.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、集中定数素子や分
布定数線路で形成されるパルス成形回路(パルスフォー
ミングネットワークまたはパルスフォーミングライン)
とパルス成形制御用の出力スイッチとを備えたパルス電
源装置に係り、特に高速充電回路を備え、出力スイッチ
として磁気スイッチを利用した、主に加速器用電源とし
て好適なパルス電源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pulse forming circuit (pulse forming network or pulse forming line) formed by a lumped element or a distributed constant line.
More particularly, the present invention relates to a pulse power supply device that includes a high-speed charging circuit, uses a magnetic switch as an output switch, and is suitable mainly as a power supply for an accelerator.

【0002】[0002]

【従来の技術】この種のパルス成形回路を備えたパルス
電源装置の従来例を図10および図11に示す。この電
源装置のパルス成形回路は、集中定数素子であるコイル
とコンデンサをはしご状に接続したパルスフォーミング
ネットワークを採用して構成しているが、必ずしもこの
構成に限定されるものではない。例えば、分布定数線路
であるパルスフォーミングラインを用いてパルス成形回
路を構成することもでき、これによっても集中定数素子
を用いたものと同様の特徴を有する。
2. Description of the Related Art FIGS. 10 and 11 show a conventional example of a pulse power supply device having a pulse shaping circuit of this kind. The pulse shaping circuit of this power supply device employs a ladder-like pulse forming network in which a coil and a capacitor, which are lumped constant elements, are connected, but is not necessarily limited to this configuration. For example, a pulse shaping circuit can be configured using a pulse forming line that is a distributed constant line, and this also has characteristics similar to those using a lumped constant element.

【0003】図10に示すパルス電源装置は、パルス成
形回路としてのパルスフォーミングネットワーク101
を有する(破線部参照)。このパルスフォーミングネッ
トワーク101は、コイル102とコンデンサ103を
n段、はしご状に接続した構成となっている。パルスフ
ォーミングネットワーク101は、その入力側の入力端
T1,T2および出力側の出力端T3,T4を備える。
入力端T1,T2は充電用電源回路104に接続され、
これにより充電側のループが完成している。出力端T
3,T4の内、最終段のコイル102に接続された出力
端T3が高圧側を成し、同じく最終段のコンデンサ10
3に接続された出力端T4が低圧側を成している。高圧
側出力端T3は出力用スイッチ105および負荷106
を直列に介して低圧側出力端T2に至る。これにより、
パルスフォーミングネットワーク101から矩形の出力
パルスPを負荷5に供給するループが形成されている。
A pulse power supply device shown in FIG. 10 has a pulse forming network 101 as a pulse shaping circuit.
(See broken line). This pulse forming network 101 has a configuration in which a coil 102 and a capacitor 103 are connected in an n-stage ladder shape. The pulse forming network 101 has input terminals T1, T2 on the input side and output terminals T3, T4 on the output side.
The input terminals T1 and T2 are connected to the charging power supply circuit 104,
This completes the charging-side loop. Output end T
3 and T4, the output terminal T3 connected to the final-stage coil 102 constitutes the high-voltage side, and
The output terminal T4 connected to the terminal 3 is on the low pressure side. The high-voltage output terminal T3 is connected to the output switch 105 and the load 106.
Are connected in series to the low voltage side output terminal T2. This allows
A loop for supplying a rectangular output pulse P from the pulse forming network 101 to the load 5 is formed.

【0004】パルスフォーミングネットワーク101の
各コンデンサ103が充電用電源回路104からの充電
電流11により全て同電位に充電された後、図示しない
制御回路により出力用スイッチ105がスイッチオン状
態に制御される。これにより、各コンデンサ103に充
電された電荷が各段のコイル102、コンデンサ103
間で共振を起こしながら出力パルスPに成形され、負荷
106に出力される。このとき出力パルスPのパルス幅
は、パルスフォーミングネットワーク101を構成する
コイル102のインダクタンス、コンデンサ103のキ
ャパシタンスおよびパルスフォーミングネットワーク1
01の段数により決まる。
After the capacitors 103 of the pulse forming network 101 are all charged to the same potential by the charging current 11 from the charging power supply circuit 104, the output switch 105 is controlled to a switch-on state by a control circuit (not shown). As a result, the electric charge charged in each capacitor 103 is transferred to the coil 102 and the capacitor 103 in each stage.
The pulse is shaped into an output pulse P while causing resonance therebetween, and is output to the load 106. At this time, the pulse width of the output pulse P depends on the inductance of the coil 102, the capacitance of the capacitor 103, and the pulse forming network 1 that constitute the pulse forming network 101.
01 is determined by the number of stages.

【0005】上記充電動作において、各コンデンサ10
3の電位を全て同電位にするためには、出力パルスPの
パルス幅τ2の4倍から5倍以上の時間をかけて各コン
デンサ103を充電する必要がある(図11の例はこの
条件よりも短い時間で充電した場合である)。各コンデ
ンサ103の充電時間τ1が出力パルス幅τ2の2倍程
度である場合のように、前記条件より短い時間幅の場
合、充電完了時の各コンデンサ103の電位が不均一で
あるため、出カパルスPは矩形波とはならない。図11
の電流波形図がその一例を示すもので、乱れた波形にな
っている。このような理由から、高精度の矩形パルス出
力を得るには、パルスフォーミングネットワーク101
を構成するコンデンサ103…103の充電時間を、出
力パルス幅τ2に比べて十分長く設定するという手法が
一般的に採用されている。
In the charging operation, each capacitor 10
In order to make all of the potentials 3 equal to each other, it is necessary to charge each capacitor 103 over a period of 4 to 5 times or more the pulse width τ2 of the output pulse P (the example of FIG. Even if it is charged in a short time). If the charging time τ1 of each capacitor 103 is shorter than the above condition, such as when the charging time τ1 of the capacitor 103 is about twice as large as the output pulse width τ2, the potential of each capacitor 103 at the time of completion of charging is not uniform. P is not a rectangular wave. FIG.
The current waveform diagram of FIG. 1 shows an example of this, and has a distorted waveform. For this reason, to obtain a highly accurate rectangular pulse output, the pulse forming network 101
Is generally set to a time sufficiently longer than the output pulse width τ2.

【0006】また、パルスフォーミングネットワーク1
01の各コンデンサ103を充電するとき、出力用スイ
ッチ105はホールドオフ状態に制御される。このた
め、出力用スイッチ105としては、長いホールドオフ
状態を保持できる、スパークギャップスイッチやサイラ
トロンに代表される放電型スイッチが主に採用されてい
る。
Further, the pulse forming network 1
01, the output switch 105 is controlled to a hold-off state. For this reason, as the output switch 105, a discharge type switch typified by a spark gap switch or a thyratron, which can hold a long hold-off state, is mainly employed.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、出力用
スイッチとして放電型スイッチを使用する上述した従来
の電源装置の場合、放電型スイッチは高いホールドオフ
電圧を維持しなければならないので、そのスイッチ本体
が大きくなり、スイッチインダクタンスも大きくなる。
しかも、放電型スイッチを使用する限り、高いホールド
オフ電圧、高い繰り返し周波数、および低いスイッチイ
ンダクタンスの全てを同時に満足させることは殆ど不可
能である。このため、従来のパルス成形回路を搭載した
電源装置の場合、要求されるニーズに応え得るほどに高
電圧および大電流で、しかも高速立ち上がりの出力パル
スを得ることは難しかった。一方、出力パルスに求めら
れる高電圧、大電流、高速立ち上がりの要求が厳しくな
るほど、放電型スイッチの消弧のための構成が大形化か
つ複雑化し、したがって出力パルスの繰り返し周波数に
も一定の限度があり、その値が制限されてしまってい
た。
However, in the case of the above-described conventional power supply device using a discharge switch as an output switch, the discharge switch must maintain a high hold-off voltage. And the switch inductance also increases.
Moreover, as long as a discharge switch is used, it is almost impossible to satisfy all of the high hold-off voltage, the high repetition frequency, and the low switch inductance at the same time. For this reason, in the case of a power supply device equipped with a conventional pulse shaping circuit, it has been difficult to obtain an output pulse with a high voltage and a large current and a fast rise so as to meet required needs. On the other hand, as the requirements for high voltage, large current, and high-speed rise required for output pulses become more severe, the configuration for extinguishing the discharge type switch becomes larger and more complicated, and therefore, the output pulse repetition frequency has a certain limit. And its value was restricted.

【0008】そこで、本発明は、矩形状の波形を乱すこ
となく、高電圧および大電流、高速立ち上がり、ならび
に高い繰り返し周波数の出力パルスを供給できる、パル
ス成形回路を用いたパルス電源装置を提供することであ
る。
Accordingly, the present invention provides a pulse power supply device using a pulse shaping circuit capable of supplying an output pulse having a high voltage and a large current, a high-speed rising, and a high repetition frequency without disturbing a rectangular waveform. That is.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明に係るパルス電源装置によれば、充電用
の電荷を蓄積する回路要素を有するパルス成形回路と、
このパルス成形回路と負荷との間に介挿され且つ前記回
路要素に蓄積された電荷を出力パルスとして放電する出
力スイッチとを備え、この出力スイッチを磁気スイッチ
で構成したことを特徴とする。これにより、磁気スイッ
チのコア断面積などの形状を適性化することで低いスイ
ッチインダクタンスを得ることができ、速いスイッチオ
フ制御が可能になる。したがって、高い繰り返し周波数
の要求を満足させることができ、矩形波形を乱すことな
く、高速立ち上がりの出力パルスを高繰り返し条件で負
荷に供給することができる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pulse power supply device comprising: a pulse shaping circuit having a circuit element for accumulating charge for charging;
An output switch interposed between the pulse shaping circuit and the load and discharging an electric charge accumulated in the circuit element as an output pulse, wherein the output switch is constituted by a magnetic switch. This makes it possible to obtain a low switch inductance by optimizing the shape of the magnetic switch such as the cross-sectional area of the core, thereby enabling fast switch-off control. Therefore, a demand for a high repetition frequency can be satisfied, and a high-speed rising output pulse can be supplied to a load under a high repetition condition without disturbing a rectangular waveform.

【0010】例えば、前記回路要素を集中定数素子を用
いて形成し、n(n≧2の整数)個の回路要素を直列に
多段接続して前記パルス形成回路を構成する。この場
合、好適には、前記パルス成形回路の回路要素に電荷を
蓄積する電源回路と、この電源回路から前記n個の回路
要素の内の少なくとも2個以上の回路要素の充電端に並
列且つ個別に接続した2以上n以下の充電パスとを備え
る。この構成により、回路要素への充電時間を短くする
ことができ、出力スイッチの高いホールドオフ電圧、低
いスイッチインダクタンス、および高い繰り返し周波数
の全ての要件を同時に満足させることができる。したが
って、矩形波形を乱すことなく、高電圧、大電流で、高
速立ち上がりの出力パルスを高繰り返し条件で負荷に供
給することができる。
For example, the pulse forming circuit is formed by forming the circuit elements using lumped constant elements, and connecting n (n ≧ 2 integer) circuit elements in multiple stages in series. In this case, preferably, a power supply circuit for accumulating electric charges in the circuit elements of the pulse shaping circuit, and the power supply circuit being connected in parallel and individually to the charging terminals of at least two or more of the n circuit elements. And at least two and no more than n charging paths. With this configuration, the charging time for the circuit element can be shortened, and all the requirements of the high hold-off voltage of the output switch, the low switch inductance, and the high repetition frequency can be satisfied simultaneously. Therefore, a high-voltage, large-current, high-speed rising output pulse can be supplied to the load under a high repetition condition without disturbing the rectangular waveform.

【0011】また上述した構成において、例えば、前記
2以上n以下の全充電パスまたはその全充電パスよりも
1個少ない任意の充電パスのそれぞれに前記各回路要素
から前記電源回路に流れる電流を阻止する電流阻止要素
を介挿することもできる。この構成により、回路要素へ
の充電時間を出力パルス幅以下まで短くすることがで
き、出力スイッチの高いホールドオフ電圧、低いスイッ
チインダクタンス、および高い繰り返し周波数の全ての
要件を同時に満足させることができる。したがって、矩
形波形を乱すことなく、高電圧、大電流で、高速立ち上
がりの出力パルスを高繰り返し条件で供給できる。
In the above-described configuration, for example, a current flowing from each of the circuit elements to the power supply circuit is prevented in each of the total charge paths of 2 or more and n or less or any charge path less by one than the total charge paths. A current blocking element may be inserted. With this configuration, the charging time for the circuit element can be shortened to the output pulse width or less, and all the requirements of a high hold-off voltage, a low switch inductance, and a high repetition frequency of the output switch can be simultaneously satisfied. Therefore, a high-voltage, large-current, high-speed rising output pulse can be supplied under a high repetition condition without disturbing the rectangular waveform.

【0012】また好適には、前記回路要素を分布定数線
路を用いて形成できる。この構成により、出力スイッチ
の低いスイッチインダクタンスと高い繰り返し周波数の
要件を同時に満足することが可能になるため、矩形波形
を乱すことなく、高速立ち上がりの出力パルスを高繰り
返し条件で得ることができる。
[0012] Preferably, the circuit element can be formed using a distributed constant line. With this configuration, it is possible to simultaneously satisfy the requirements of the low switch inductance of the output switch and the high repetition frequency, so that a high-speed rising output pulse can be obtained under a high repetition condition without disturbing the rectangular waveform.

【0013】この構成において、好適には、前記パルス
成形回路の回路要素に電荷を蓄積する電源回路と、この
電源回路から前記回路要素の両端の充電端に並列に接続
した充電パスと、この並列充電パスの少なくとも一方の
パスに介挿され且つその回路要素から前記電源回路に流
れる電流を阻止する電流阻止要素とを備えることができ
る。これにより、回路要素の充電時間を短くすることが
でき、出力スイッチの高いホールドオフ電圧、低いスイ
ッチインダクタンス、および高い繰り返し周波数の全て
の要件を同時に満足させる。このため、矩形波形を乱す
ことなく、高電圧、大電流で、高速立ち上がりの出力パ
ルスを高繰り返し条件で出力できる。
In this configuration, preferably, a power supply circuit for accumulating electric charges in a circuit element of the pulse shaping circuit, a charging path connected in parallel from the power supply circuit to charging terminals at both ends of the circuit element, A current blocking element interposed in at least one of the charging paths and blocking a current flowing from the circuit element to the power supply circuit. Thereby, the charging time of the circuit element can be shortened, and all the requirements of the high hold-off voltage of the output switch, the low switch inductance, and the high repetition frequency are simultaneously satisfied. Therefore, a high-voltage, large-current, high-speed rising output pulse can be output under a high repetition condition without disturbing the rectangular waveform.

【0014】また、前記回路要素を分布定数線路を用い
て形成し、n(n≧2の整数)個のその回路要素を直列
に多段接続して前記パルス成形回路を構成するととも
に、前記パルス成形回路の回路要素に電荷を蓄積する電
源回路と、この電源回路から前記n個の回路要素の内の
少なくとも2個以上の回路要素それぞれの両端の充電端
に並列に接続した2以上で「n+1」以下の充電パス
と、この全並列の充電パスまたは「全並列数−1」の充
電パスのそれぞれに介挿され且つ前記回路要素から前記
電源回路に流れる電流を阻止する電流阻止要素とを備え
ることもできる。この構成により、パルスフォーミング
ラインで形成された回路要素の充電時間を出力パルス幅
以下まで短くすることができ、出力スイッチの高いホー
ルドオフ電圧、低いスイッチインダクタンス、および高
い繰り返し周波数の全ての要件を同時に満足させる。こ
のため、矩形波形を乱すことなく、高電圧、大電流で、
高速立ち上がりの出力パルスを高繰り返し条件で供給で
きる。
Further, the circuit element is formed using a distributed constant line, and n (n ≧ 2 integer) circuit elements are connected in multiple stages in series to constitute the pulse shaping circuit. A power supply circuit for accumulating electric charges in circuit elements of the circuit, and two or more "n + 1" s connected in parallel to charging terminals at both ends of at least two or more of the n circuit elements from the power supply circuit The following charging path and a current blocking element interposed in each of the all-parallel charging path or the “all-parallel number−1” charging path and blocking a current flowing from the circuit element to the power supply circuit are provided. Can also. With this configuration, the charging time of the circuit element formed by the pulse forming line can be shortened to the output pulse width or less, and all the requirements of a high hold-off voltage of the output switch, a low switch inductance, and a high repetition frequency are simultaneously satisfied. Satisfy. Therefore, without disturbing the rectangular waveform, with high voltage and large current,
High-speed rising output pulses can be supplied under high repetition conditions.

【0015】この場合、とくに、前記n個の回路要素の
相互間それぞれに波形成形補償回路を介挿することが望
ましい。これにより、分割状態のパルスフォーミングラ
インである回路要素間で波形成形を行うことができ、精
度の高い矩形出力波形を得ることができる。
In this case, it is particularly desirable to interpose a waveform shaping compensation circuit between each of the n circuit elements. Thus, waveform shaping can be performed between circuit elements that are pulse forming lines in a divided state, and a highly accurate rectangular output waveform can be obtained.

【0016】さらに上述した各態様の構成において、前
記負荷又は前記負荷および出力スイッチの直列回路に並
列に接続され且つ前記出力パルスの波形立ち下がりを制
御するスイッチング手段を備えることも望ましい。この
ため、スイッチング手段により波形立ち下がり制御がで
きる。つまり、スイッチング手段のスイッチ要素をオン
状態とすることで負荷に電圧および電流が発生しなくな
るため、矩形出力波形の立ち下がり時間を制御すること
ができる。
Furthermore, in the configuration of each of the above-described embodiments, it is preferable that a switching means is connected in parallel to the load or the series circuit of the load and the output switch, and controls a falling edge of the output pulse. Therefore, the falling edge of the waveform can be controlled by the switching means. That is, since the voltage and current are not generated in the load by turning on the switch element of the switching means, the fall time of the rectangular output waveform can be controlled.

【0017】このスイッチング手段は、例えば、磁気ス
イッチを備えて構成される。この構成によれば、磁気ス
イッチによりスイッチインダクタンスが下がるので、高
速立ち下がりの矩形出力波形を得ることができる。
The switching means comprises, for example, a magnetic switch. According to this configuration, since the switch inductance is reduced by the magnetic switch, a rectangular output waveform with a high-speed fall can be obtained.

【0018】好適には、この磁気スイッチは、磁性体
と、この磁性体に巻装され且つ前記負荷又は前記負荷お
よび出力スイッチの直列回路に並列に接続される1次巻
線と、前記磁性体に巻装され且つ前記1次巻線に磁気的
に結合した2次巻線とを備えるとともに、前記スイッチ
ング手段は、この2次巻線に接続され且つ前記磁性体を
リセットするリセット回路を備える。これにより、低い
スイッチインダクタンスと確実な磁気スイッチのリセッ
トが可能になるため、高速立ち下がりの矩形出力波形を
高繰り返し条件で得ることができる。
Preferably, the magnetic switch comprises: a magnetic body; a primary winding wound on the magnetic body and connected in parallel to the load or a series circuit of the load and the output switch; And a secondary winding magnetically coupled to the primary winding, and the switching means includes a reset circuit connected to the secondary winding and resetting the magnetic material. As a result, a low switch inductance and reliable resetting of the magnetic switch become possible, so that a rectangular output waveform falling at a high speed can be obtained under a high repetition condition.

【0019】また第2の発明によれば、充電用の電荷を
蓄積する集中定数素子で形成された回路要素を複数個直
列に多段接続した回路網を有するパルス成形回路を備
え、このパルス成形回路から負荷に出力パルスを供給す
るパルス電源装置において、前記複数個の回路要素の内
の少なくとも2個以上の回路要素の充電端それぞれに並
列に充電パスを接続したことを特徴とする。これによ
り、パルスフォーミングネットワークの充電時間を短く
することが可能になるため、矩形出力波形を乱すことな
く、高電圧、大電流の出力パルスを高繰り返し条件で得
ることができる。
According to the second aspect of the present invention, there is provided a pulse shaping circuit having a circuit network in which a plurality of circuit elements formed of lumped constant elements for accumulating charge for charging are connected in multiple stages in series. A pulse power supply device for supplying an output pulse to a load, wherein a charging path is connected in parallel to each of charging ends of at least two or more of the plurality of circuit elements. This makes it possible to shorten the charging time of the pulse forming network, so that a high-voltage, large-current output pulse can be obtained under a high repetition condition without disturbing the rectangular output waveform.

【0020】さらに第3の発明によれば、充電用の電荷
を蓄積する複数n個の、集中定数素子で形成された回路
要素を直列に多段接続した回路網を有するパルス成形回
路を備え、このパルス成形回路から負荷に出力パルスを
供給するパルス電源装置において、前記パルス成形回路
の各回路要素に電荷を蓄積する電源回路と、この電源回
路から前記n個の回路要素の内の少なくとも2個以上の
回路要素の充電端に並列且つ個別に接続した2以上n以
下の充電パスと、この2以上n以下の全充電パスまたは
その全充電パスよりも1個少ない任意の充電パスのそれ
ぞれに介挿した前記各回路要素から前記電源回路に流れ
る電流を阻止する電流阻止要素とを備えたことを特徴と
する。これにより、パルスフォーミングネットワークの
充電時間を出力パルス幅以下まで短くすることができ、
矩形出力波形を乱すことなく、高電圧、大電流の出力パ
ルスを高繰り返し条件で得ることができる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a pulse shaping circuit having a circuit network in which a plurality of n circuit elements formed of lumped constant elements for storing charge for charging are connected in series in multiple stages. In a pulse power supply device for supplying an output pulse from a pulse shaping circuit to a load, a power supply circuit for accumulating electric charge in each circuit element of the pulse shaping circuit, and at least two or more of the n circuit elements from the power supply circuit And two or more and n or less charging paths connected in parallel and individually to the charging terminals of the circuit elements described above, and all of the two or more and n or less charging paths or an arbitrary charging path that is one less than the entire charging path. A current blocking element for blocking a current flowing from each of the circuit elements to the power supply circuit. Thereby, the charging time of the pulse forming network can be shortened to the output pulse width or less,
High-voltage, large-current output pulses can be obtained under high repetition conditions without disturbing the rectangular output waveform.

【0021】さらにまた第4の発明によれば、充電用の
電荷を蓄積する分布定数線路で形成された回路要素を複
数個直列に多段接続した回路網を有するパルス成形回路
を備え、このパルス成形回路から負荷に出力パルスを供
給するパルス電源装置において、前記パルス成形回路の
回路要素に電荷を蓄積する電源回路と、この電源回路か
ら前記回路要素の両端の充電端に並列に接続した充電パ
スと、この並列充電パスの少なくとも一方のパスに介挿
され且つその回路要素から前記電源回路に流れる電流を
阻止する電流阻止要素とを備えたことを特徴とする。こ
の場合、パルスフォーミングラインの充電時間を短くす
ることができ、矩形出力波形を乱すことなく、高電圧、
大電流の出力パルスを高繰り返し条件で供給できる。
Further, according to the fourth aspect of the present invention, there is provided a pulse shaping circuit having a circuit network in which a plurality of circuit elements formed of distributed constant lines for accumulating charge for charging are connected in series in multiple stages. In a pulse power supply device for supplying an output pulse from a circuit to a load, a power supply circuit for accumulating electric charge in a circuit element of the pulse shaping circuit, and a charging path connected in parallel to charging terminals at both ends of the circuit element from the power supply circuit. And a current blocking element interposed in at least one of the parallel charging paths and blocking a current flowing from the circuit element to the power supply circuit. In this case, the charging time of the pulse forming line can be shortened, and without disturbing the rectangular output waveform, high voltage,
A large current output pulse can be supplied under high repetition conditions.

【0022】さらに第5の発明によれば充電用の電荷を
蓄積する分布定数線路で形成された回路要素を複数個直
列に多段接続した回路網を有するパルス成形回路を備
え、このパルス成形回路から負荷に出力パルスを供給す
るパルス電源装置において、前記回路要素を分布定数線
路を用いて形成し、n(n≧2の整数)個のその回路要
素を直列に多段接続して前記パルス成形回路を構成する
とともに、前記パルス成形回路の回路要素に電荷を蓄積
する電源回路と、この電源回路から前記n個の回路要素
の内の少なくとも2個以上の回路要素それぞれの両端の
充電端に並列に接続した2以上で「n+1」以下の充電
パスと、この全並列の充電パスまたは「全並列数−1」
の充電パスのそれぞれに介挿され且つ前記回路要素から
前記電源回路に流れる電流を阻止する電流阻止要素とを
備えたことを特徴とする。これにより、パルスフォーミ
ングラインの充電時間を出力パルス幅以下まで短くする
ことができ、矩形出力波形を乱すことなく、高電圧、大
電流の出力パルスを高繰り返し条件で得ることができ
る。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a pulse shaping circuit having a circuit network in which a plurality of circuit elements formed of distributed constant lines for accumulating charge for charging are connected in series in multiple stages. In a pulse power supply device for supplying an output pulse to a load, the circuit element is formed using a distributed constant line, and n (n ≧ 2 integer) circuit elements are connected in series in multiple stages to form the pulse shaping circuit. A power supply circuit configured to store electric charge in a circuit element of the pulse shaping circuit; and a power supply circuit connected in parallel to charging terminals at both ends of at least two or more of the n circuit elements from the power supply circuit. The charging path of 2 or more and less than or equal to “n + 1” and the charging path of all parallels or “the number of all parallels−1”
And a current blocking element interposed in each of the charging paths and blocking a current flowing from the circuit element to the power supply circuit. As a result, the charging time of the pulse forming line can be reduced to the output pulse width or less, and a high-voltage, large-current output pulse can be obtained under a high repetition condition without disturbing the rectangular output waveform.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
添付図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0024】(第1の実施の形態)第1の実施形態に係
るパルス電源装置を図1〜図2を参照して説明する。な
お、この実施形態は請求項1〜4、12、13に記載の
電源装置に対応する。
(First Embodiment) A pulse power supply device according to a first embodiment will be described with reference to FIGS. This embodiment corresponds to the power supply according to claims 1 to 4, 12, and 13.

【0025】図1に示すパルス電源装置PSは、パルス
成形回路としてのパルスフォーミングネットワーク1
と、このネットワークを充電するための充電用電源回路
4とを備える。パルスフォーミングネットワーク1は、
充電用電源回路4に対して直列に接続されるコイル2
と、充電用電源回路4に対して並列に接続されるコンデ
ンサ3とを有する回路をn段、はしご状に接続したネッ
トワークで構成される。このパルスフォーミングネット
ワーク1のコイル各段の入力側(各段のコンデンサの高
電圧側)には、充電用の充電入力端Tin−1,…,n
が形成されている。また入力側の第1段目のコンデンサ
3の低圧側には、低圧側入力端T2が形成されている。
最終段の回路には高圧側出力端T3および低圧側出力端
T4が形成されている。低圧側出力端T4と低圧側入力
端T2は電位的に共通である。
The pulse power supply device PS shown in FIG. 1 has a pulse forming network 1 as a pulse shaping circuit.
And a charging power supply circuit 4 for charging the network. The pulse forming network 1
Coil 2 connected in series to charging power supply circuit 4
And a circuit having a capacitor 3 connected in parallel with the charging power supply circuit 4 in an n-stage, ladder-like configuration. At the input side of each stage of the coil of the pulse forming network 1 (the high voltage side of the capacitor of each stage), charging input terminals Tin-1,.
Are formed. On the low voltage side of the first-stage capacitor 3 on the input side, a low voltage side input terminal T2 is formed.
A high-voltage output terminal T3 and a low-voltage output terminal T4 are formed in the last stage circuit. The low voltage side output terminal T4 and the low voltage side input terminal T2 are common in terms of potential.

【0026】また充電用電源回路4は、パルスフォーミ
ングネットワーク1のコンデンサ103…103に電荷
蓄積を行うための直流電力を供給するように構成されて
いる。このため、充電用電源回路4は高圧側および低圧
側電源端Tc1,Tc2を有する。この内、低圧側電源
端Tc2はそのまま配線5を介してパルスフォーミング
ネットワーク1の低圧側入力端T2に接続されている。
The charging power supply circuit 4 is configured to supply DC power for storing charges to the capacitors 103... 103 of the pulse forming network 1. For this reason, the charging power supply circuit 4 has the high voltage side and the low voltage side power supply terminals Tc1 and Tc2. Among them, the low voltage side power supply terminal Tc2 is connected to the low voltage side input terminal T2 of the pulse forming network 1 via the wiring 5 as it is.

【0027】これに対して、充電用電源回路4の高圧側
電源端Tc1はn本の充電用配線6…6の各一端に並列
接続され、このn本の配線6…6の他端がパルスフォー
ミングネットワーク1のn個の充電入力端Tin−1,
…,Tin−nにそれぞれ1:1で接続されている。こ
のn本の配線のそれぞれの途中には逆電流防止用素子7
が介挿されている。この逆電流防止用素子は、スイッ
チ、ダイオードおよび可飽和磁性体などで構成される。
この素子の介挿により、充電用配線6…6を通って電源
回路2からパルスフォーミングネットワーク1には通電
されるが、その反対向きの電流は阻止されるようになっ
ている。
On the other hand, the high-voltage power supply terminal Tc1 of the charging power supply circuit 4 is connected in parallel to one end of each of the n charging wires 6... 6, and the other end of the n wirings 6. N charging input terminals Tin-1,
, Tin-n are connected 1: 1. In the middle of each of the n lines, a reverse current preventing element 7 is provided.
Is inserted. This reverse current prevention element is composed of a switch, a diode, a saturable magnetic body, and the like.
By the interposition of this element, the pulse forming network 1 is energized from the power supply circuit 2 through the charging wires 6... 6, but the current in the opposite direction is blocked.

【0028】なお、これらn個の逆電流防止用素子7…
7の数を1個減らしてn−1個にし、n本の並列の充電
用配線6の内、1本だけは逆電流防止用素子7を接続し
ていない配線を設けるようにしてもよい。この理由は、
逆電流防止用素子7を1個減らしただけでは、その該当
する配線に対応するコンデンサを電源とする、電流閉路
が形成されないからである。
The n reverse current preventing elements 7...
The number of 7 may be reduced by one to n−1, and only one of the n parallel charging wires 6 may be provided with a wire to which the reverse current preventing element 7 is not connected. The reason for this is
This is because reducing the reverse current preventing element 7 by one does not form a current closing circuit using a capacitor corresponding to the corresponding wiring as a power supply.

【0029】一方、パルスフォーミングネットワーク1
の高圧側出力端T3および低圧側出力端T4は配線8お
よび9を介して電源出力端T5およびT6にそれぞれ至
る。この内、高圧側の配線8には、磁気スイッチ10が
介挿されている。磁気スイッチ10は、高透磁率で閉磁
路のコアに巻線を施した可飽和リアクトル、磁気増幅器
などで構成され、飽和前の高インダクタンス状態(オフ
状態)と飽和後の低インダクタンス状態(オン状態)を
採る。この磁気スイッチは制御巻線を有し、スイッチ制
御回路11から制御巻線への制御信号に応答してスイッ
チオン状態とスイッチオフ状態とを採って、線路をオン
/オフスイングできるようになっている。なお、磁気ス
イッチ10のコア断面積は、充電設定電圧と高速な充電
時間とに基づき適値に予め設定されている。
On the other hand, the pulse forming network 1
The high-voltage side output terminal T3 and the low-voltage side output terminal T4 reach power supply output terminals T5 and T6 via wirings 8 and 9, respectively. The magnetic switch 10 is interposed in the wiring 8 on the high voltage side. The magnetic switch 10 is composed of a saturable reactor, a magnetic amplifier, etc. in which a core of a closed magnetic circuit is wound with high magnetic permeability, and has a high inductance state before saturation (off state) and a low inductance state after saturation (on state). ). The magnetic switch has a control winding, and takes a switch-on state and a switch-off state in response to a control signal from the switch control circuit 11 to the control winding, so that the line can be turned on / off. I have. The core cross-sectional area of the magnetic switch 10 is set to an appropriate value in advance based on the charging set voltage and the high-speed charging time.

【0030】電源出力端T5、T6は負荷12に接続さ
れ、これにより、パルスフォーミングネットワーク1の
出力端T3,T4から見た場合、磁気スイッチ10、負
荷12を直列に接続した閉ループが形成されている。
The power output terminals T5 and T6 are connected to the load 12, thereby forming a closed loop in which the magnetic switch 10 and the load 12 are connected in series when viewed from the output terminals T3 and T4 of the pulse forming network 1. I have.

【0031】このパルス電源装置PSの動作を説明す
る。
The operation of the pulse power supply PS will be described.

【0032】スイッチ制御回路11の制御動作を介して
出力用スイッチである磁気スイッチ12をホールドオフ
状態にする。この状態で充電用電源回路4からパルスフ
ォーミングネットワーク1の各コンデンサ3に対して充
電を行わせる。充電電流Icはn並列に接続された充電
用配線6…6を通りパルスフォーミングネットワーク1
の各コンデンサ3に流れ込み、電荷が各コンデンサ3に
蓄積される。このとき充電電流Icはコイル2…2を流
れることなく、コンデンサ3…3のそれぞれに同時にか
つ直接に流れ込む。このため、充電電流がコイルを通ら
ない分だけ、各コンデンサ3はその端子電位を同電位に
保ちながら設定電圧まで高速に充電される。
The magnetic switch 12, which is an output switch, is put into a hold-off state through the control operation of the switch control circuit 11. In this state, the charging power supply circuit 4 charges the respective capacitors 3 of the pulse forming network 1. The charging current Ic passes through the n-parallel charging wires 6... 6 and the pulse forming network 1
Flows into each capacitor 3, and the electric charge is accumulated in each capacitor 3. At this time, the charging current Ic flows into each of the capacitors 3... 3 simultaneously and directly without flowing through the coils 2. For this reason, each capacitor 3 is charged to the set voltage at a high speed while maintaining the terminal potential of the capacitor 3 as much as the charging current does not pass through the coil.

【0033】この充電設定電圧と高速な充電時間とに基
づき出力用磁気スイッチ10のコア断面積を設定してあ
るので、磁気スイッチ10は各コンデンサ3の充電完了
と同時にスイッチオン状態となる。この磁気スイッチ1
0のオン状態へのスイッチングにより、パルスフォーミ
ングネットワーク1の各コンデンサ3に蓄えらえれた電
荷の放電が開始される(図2参照)。この放電の際、逆
電流防止用素子7を介挿してあるために、放電電流が充
電用配線6を経由して流れることはなく、各段のコイル
2およびコンデンサ3に強制的に流され、共振によりパ
ルス成形がなされる。このため、パルスフォーミングネ
ットワーク1の最終段の出力である出力パルスPは矩形
波形に成形され、負荷12に供給される。
Since the core sectional area of the output magnetic switch 10 is set based on the charging set voltage and the high-speed charging time, the magnetic switch 10 is turned on at the same time when the charging of each capacitor 3 is completed. This magnetic switch 1
By switching to the ON state of 0, discharge of the electric charge stored in each capacitor 3 of the pulse forming network 1 is started (see FIG. 2). At the time of this discharging, since the reverse current preventing element 7 is interposed, the discharging current does not flow through the charging wiring 6 but is forced to flow through the coil 2 and the capacitor 3 of each stage. Pulse shaping is performed by resonance. For this reason, the output pulse P which is the output of the last stage of the pulse forming network 1 is shaped into a rectangular waveform and supplied to the load 12.

【0034】このとき、パルスフォーミングネットワー
ク1の充電時間は上述したように短時間(高速充電)で
済むので、磁気スイッチ10のコア断面積は必然的に小
さい設計値に帰着する。このため、磁気スイッチ10の
スイッチオン時のインダクタンスが低減する。したがっ
て、図2の電流波形図が示すように、出力パルスPの矩
形波形は乱されることなく、高電圧、大電流、高速立ち
上がり、かつ高繰り返し周波数の出力パルスになり、こ
の出力パルスPが負荷5に供給される。
At this time, since the charging time of the pulse forming network 1 is short (high-speed charging) as described above, the core sectional area of the magnetic switch 10 necessarily results in a small design value. For this reason, the inductance when the magnetic switch 10 is turned on is reduced. Therefore, as shown in the current waveform diagram of FIG. 2, the rectangular waveform of the output pulse P becomes an output pulse having a high voltage, a large current, a fast rise, and a high repetition frequency without being disturbed. The load 5 is supplied.

【0035】変形形態 図3に、第1の実施形態の変形形態を示す。 Modification FIG . 3 shows a modification of the first embodiment.

【0036】この変形形態に係るパルス電源装置PS
は、上述した図1の回路構成をより簡素化したもので、
かつ、従来回路に比べて高速充電の効果を持たせた装置
である。
The pulse power supply PS according to this modified embodiment
Is a simplified version of the circuit configuration of FIG.
In addition, the device has an effect of high-speed charging as compared with the conventional circuit.

【0037】図3において、パルスフォーミングネット
ワーク1の負荷側の回路構成は図1のものと同一であ
る。これに対して、パルスフォーミングネットワーク1
の充電側の回路構成が図1のものよりも著しく簡素化さ
れている。
In FIG. 3, the circuit configuration on the load side of the pulse forming network 1 is the same as that in FIG. In contrast, pulse forming network 1
The circuit configuration on the charging side is significantly simplified from that of FIG.

【0038】具体的には、パルスフォーミングネットワ
ーク1の高圧側には、その中間段に充電用入力端Tin
−mが1個のみ形成されている。この充電用入力端Ti
n−mは1本の充電用配線6を開して充電用電源回路4
の高圧側電源端Tc1に接続されている。この配線に逆
電流防止用素子は不要である。
Specifically, on the high voltage side of the pulse forming network 1, an input terminal Tin for charging is provided at an intermediate stage thereof.
Only one -m is formed. This charging input terminal Ti
nm open one charging wire 6 and charge power supply circuit 4
Is connected to the high-voltage side power supply end Tc1. No reverse current preventing element is required for this wiring.

【0039】そのほかの構成は図1のものと同一であ
る。
The other structure is the same as that of FIG.

【0040】このため、スイッチ制御回路11により磁
気スイッチ12をホールドオフ状態として、充電用電源
回路4からパルスフォーミングネットワーク1の各コン
デンサ3に対して充電を行う。充電電流Icはパルスフ
ォーミングネットワーク1の中間段Tin−mでその電
源側および負荷側に2方向に分流するから、n段のCL
回路全体が2並列に分けられて「n/2」段ずつ充電さ
れる。つまり、パルスフォーミングネットワーク1を構
成する各コンデンサ3の充電時間は従来回路の約1/2
の時間まで短縮することができる。
For this reason, the magnetic switch 12 is set to the hold-off state by the switch control circuit 11, and the capacitors 3 of the pulse forming network 1 are charged from the charging power supply circuit 4. Since the charging current Ic is divided into two directions at the intermediate stage Tin-m of the pulse forming network 1 toward its power supply side and load side, the n-stage CL
The entire circuit is divided into two parallel circuits and charged by "n / 2" stages. That is, the charging time of each capacitor 3 constituting the pulse forming network 1 is about 1/2 of that of the conventional circuit.
Time can be shortened.

【0041】この変形例によっても、パルスフォーミン
グネットワーク1の充電時間が従来回路に比べて短時間
で済むので、磁気スイッチ10のコア断面積を減少させ
た設計が可能となる。このため、磁気スイツチ10のス
イッチオン時のインダクタンスを減らすことができ、し
たがって、矩形出力波形を乱すことなく、高電圧、大電
流で、高速立ち上がりの出力パルスを高繰り返し条件
(高い繰り返し周波数)で負荷に供給することができ
る。
According to this modification, the charging time of the pulse forming network 1 is shorter than that of the conventional circuit, so that the magnetic switch 10 can be designed with a reduced core cross-sectional area. Therefore, the inductance of the magnetic switch 10 when the switch is turned on can be reduced, and therefore, a high-voltage, large-current, high-speed rising output pulse can be generated under a high repetition condition (high repetition frequency) without disturbing the rectangular output waveform. Can be supplied to the load.

【0042】なお、上述した本実施形態およびその変形
形態では、パルスフォーミングネットワークを構成する
集中定数素子としてコイルとコンデンサのみを組み合わ
せる回路を例示したが、パルスフォーミングネットワー
クを形成可能な他の集中定数素子またはそれらとの組み
合わせ回路についても、その作用、効果は上述したもの
と等価である。
In the above-described embodiment and its modifications, a circuit in which only a coil and a capacitor are combined as lumped constant elements constituting a pulse forming network has been described. However, other lumped constant elements capable of forming a pulse forming network are described. Also, the operation and effect of a combination circuit with them are equivalent to those described above.

【0043】(第2の実施の形態)本発明の第2の実施
の形態を図4〜図6を参照して説明する。この実施形態
は請求項5〜8、14、15記載の発明を実施するもの
である。なお、第1の実施形態と同一または同等の構成
要素については同一の符号を付してその説明を省略また
は簡略化する。この省略または簡略化の手法は、これ以
降の変形形態および実施形態においても同様とする。
(Second Embodiment) A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment embodies the invention described in claims 5 to 8, 14, and 15. Note that the same or equivalent components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted or simplified. This technique of omission or simplification is the same in the following modifications and embodiments.

【0044】この実施形態のパルス電源装置は、パルス
成形回路としてパルスフォーミングラインを用いたこと
を特徴とする。
The pulse power supply of this embodiment is characterized in that a pulse forming line is used as a pulse shaping circuit.

【0045】図4に示すように、このパルス電源装置P
Sは、そのパルス成形回路として同軸ケーブル、水コン
デンサ等の分布定数を利用したパルスフォーミングライ
ン17を備える。このパルスフォーミングライン17
は、その所定長さのものが長さ方向にn個に等分割さ
れ、これによりn個のパルスフォーミングライン素子1
7−1…17−nが電気的に直列接続された構成になっ
ている。具体的には、n個のパルスフォーミングライン
素子17−1…17−nの間で、その芯線同士および外
被同士が互いに接続されている。しかも各パルスフォー
ミングライン素子17−1(…17−n)の両端側には
充電入力端T1…Tn+1が設けられている。つまり全
体でn+1個の充電入力端が形成されている。また各パ
ルスフォーミングライン素子の外被がもう一方の端子で
ある共通端cを成す。
As shown in FIG. 4, the pulse power supply P
S has a pulse forming line 17 using a distributed constant of a coaxial cable, a water condenser or the like as a pulse shaping circuit. This pulse forming line 17
Has a predetermined length, which is equally divided into n pieces in the length direction, so that n pulse forming line elements 1
7-1... 17-n are electrically connected in series. Specifically, the core wires and the jackets are connected to each other among the n pulse forming line elements 17-1 to 17-n. Moreover, charging input terminals T1... Tn + 1 are provided at both ends of each pulse forming line element 17-1 (... 17-n). That is, a total of n + 1 charging input terminals are formed. In addition, the jacket of each pulse forming line element forms a common terminal c which is the other terminal.

【0046】このパルスフォーミングライン17に対し
て、その充電側のループにはn+1本の高圧側配線と1
本の低圧側配線が使用されている。n+1本の高圧側配
線18…18の各一端は充電用電源回路4の高圧側電源
端Tc1に並列に接続される一方、その配線18…18
の各他端は前述したパルスフォーミングライン17のn
+1個のT1…Tn+1にそれぞれ1:1で接続されて
いる。充電用配線18…18の途中には、それぞれ、ス
イッチ、ダイオードおよび可飽和磁性体に代表される逆
電流防止用素子19が介挿されている。このとき、これ
らn+1個の逆電流防止用素子19をn個とし、n+1
本の並列の充電用配線18の内、1本だけは逆電流防止
用素子19が接続されていない配線としてもよい。
With respect to the pulse forming line 17, n + 1 high voltage side wires and 1
The low voltage side wiring is used. One end of each of the n + 1 high-voltage side wirings 18... 18 is connected in parallel to the high-voltage side power supply end Tc1 of the charging power supply circuit 4, while the wirings 18.
Are connected to the other end of the pulse forming line 17 described above.
+1 T1... Tn + 1 are connected 1: 1. In the middle of each of the charging wires 18, a reverse current preventing element 19 typified by a switch, a diode, and a saturable magnetic material is inserted. At this time, the number of the n + 1 reverse current preventing elements 19 is n, and n + 1
Of the parallel charging wires 18, only one may be a wire to which the reverse current preventing element 19 is not connected.

【0047】これに対して、パルスフォーミングライン
17の負荷側は磁気スイッチ10と負荷12が直列に介
挿されたループになっている。最終n段目のパルスフォ
ーミングライン素子17−nの負荷側に位置する充電入
力端Tn+1は、高圧側出力端でもあるため、この端子
に配線8が接続されて電源出力端T5に至る。配線8の
途中には磁気スイッチ10が挿入されている。また最終
n段目のパルスフォーミングライン素子17−nの共通
端cが配線9を介して電源出力端T6に至る。電源出力
端T5,T6に負荷12が接続されている。
On the other hand, the load side of the pulse forming line 17 is a loop in which the magnetic switch 10 and the load 12 are inserted in series. Since the charging input terminal Tn + 1 located on the load side of the pulse forming line element 17-n of the last n-th stage is also a high-voltage output terminal, the wiring 8 is connected to this terminal to reach the power output terminal T5. A magnetic switch 10 is inserted in the middle of the wiring 8. Further, the common terminal c of the pulse forming line element 17-n of the last n-th stage reaches the power output terminal T6 via the wiring 9. The load 12 is connected to the power output terminals T5 and T6.

【0048】このパルス電源装置PSの動作を説明す
る。
The operation of the pulse power supply PS will be described.

【0049】出力用スイッチである磁気スイッチ10を
ホールドオフ状態として、充電用電源回路4からパルス
フォーミングライン17に対して充電を開始させる。充
電電流Icはn+1本の並列接続された充電用配線18
…18を通りパルスフォーミングライン17に流れ込
み、電荷がライン素子17−1…17−nにそれぞれ蓄
積される。このとき充電電流Icは各ライン素子17−
1(…17−n17)の両端から各ライン素子に同時に
流れ込むため、このようにn分割していないパルスフォ
ーミングラインの約1/(2n)の充電時間で設定電圧
まで高速に充電される。
The magnetic switch 10 as an output switch is set in a hold-off state, and charging from the charging power supply circuit 4 to the pulse forming line 17 is started. The charging current Ic is composed of n + 1 parallel-connected charging wires 18.
18 flows into the pulse forming line 17, and charges are accumulated in the line elements 17-1... 17-n, respectively. At this time, the charging current Ic is
Since 1 (... 17-n17) flows into each line element simultaneously from both ends, the pulse is charged to the set voltage at a high speed in about 1 / (2n) of the charging time of the pulse forming line not divided into n.

【0050】これにより、第1の実施形態のときと同様
に、出力用磁気スイッチ12のコア断面積は充電設定電
圧と高速充電時間とに基づき設定されているので、磁気
スイッチ10は各ライン素子の充電完了と同時にスイッ
チオン状態となる。磁気スイッチ10のこのオン状態へ
のスイッチングに付勢されて、各パルスフォーミングラ
イン素子に蓄えらえれた電荷は、逆電流防止用素子19
が存在するために充電用配線18を流れず、互いに直列
接続された各ライン回路を流れる。これにより、矩形成
形された出力パルスPが負荷12に供給される。このと
き、パルスフォーミングライン17の充電時間は高速
で、短時間の内に終わるので、磁気スイッチ10のコア
断面積を減少させた設計が可能となる。つまり、磁気ス
イッチ10のスイッチオン時のインダクタンスが低減さ
れ、前述した図2の電流波形図が示すように矩形出力波
形を乱すことなく、高電圧かつ大電流で、高速立ち上が
りの出力パルスPを高繰り返し条件で負荷12に供給す
ることができる。
As a result, similarly to the first embodiment, the core area of the output magnetic switch 12 is set based on the charging set voltage and the high-speed charging time. The switch is turned on simultaneously with the completion of charging of. The electric charge stored in each pulse forming line element by being energized by the switching of the magnetic switch 10 to the ON state is transferred to the reverse current preventing element 19.
Does not flow through the charging wiring 18 but flows through the line circuits connected in series to each other. As a result, the rectangular shaped output pulse P is supplied to the load 12. At this time, the charging time of the pulse forming line 17 is fast and ends in a short time, so that the magnetic switch 10 can be designed with a reduced core cross-sectional area. That is, the inductance when the magnetic switch 10 is turned on is reduced, and the high-voltage, large-current, high-speed rising output pulse P is increased without disturbing the rectangular output waveform as shown in the current waveform diagram of FIG. It can be supplied to the load 12 under repeated conditions.

【0051】なお、この実施形態に対して、以下のよう
に種々の変形が可能である。
Various modifications can be made to this embodiment as follows.

【0052】変形形態(その1) 上述のようにパルスフォーミングライン17をn分割し
たパルス成形回路の場合、図5に示すように、各パルス
フォーミングライン素子間にコイル、コンデンサおよび
抵抗などで構成された波形成形補償回路19を接続する
ことができる。これにより、出力パルスPの矩形波の波
形精度をより一層向上させることができる。
Modification (Part 1) As described above, in the case of the pulse forming circuit in which the pulse forming line 17 is divided into n parts, as shown in FIG. 5, a coil, a capacitor, a resistor, and the like are provided between the pulse forming line elements. Waveform shaping compensation circuit 19 can be connected. Thereby, the waveform accuracy of the rectangular wave of the output pulse P can be further improved.

【0053】変形形態(その2) 別の変形形態に係るパルス電源装置を図6に示す。この
装置は、上述した図4記載のものよりも簡素な回路構成
でありながら、従来回路に比べて、高速に充電できるこ
とに特徴がある。
Modification (Part 2) FIG. 6 shows a pulse power supply device according to another modification. This device is characterized in that it has a simpler circuit configuration than that shown in FIG. 4 described above, but can be charged at a higher speed than a conventional circuit.

【0054】図6に示すパルス電源装置において、パル
ス成形回路は分割されていないパルスフォーミングライ
ン17により構成されている。このパルスフォーミング
ライン17の負荷側ループは図4記載のものと同様であ
る。一方、パルスフォーミングライン17の充電側ルー
プでは、充電用電源回路4の高電側電源端Tc1に2本
の充電用配線18,18が並列に接続され、この両配線
の他端がパルスフォーミングライン17両端の充電入力
端T1,T2に個別に接続されている。充電用配線1
8,18のそれぞれには、2個あるいは少なくとも1個
のスイッチ、ダイオードおよび可飽和磁性体に代表され
る逆電流防止用素子19が挿入・接続されている。
In the pulse power supply device shown in FIG. 6, the pulse shaping circuit is constituted by an undivided pulse forming line 17. The load side loop of this pulse forming line 17 is the same as that shown in FIG. On the other hand, in the charging-side loop of the pulse forming line 17, two charging wires 18, 18 are connected in parallel to the high-voltage power supply terminal Tc1 of the charging power supply circuit 4, and the other ends of both wires are connected to the pulse forming line. 17 are individually connected to charging input terminals T1 and T2 at both ends. Wiring 1 for charging
In each of the switches 8 and 18, two or at least one switch, diode and reverse current preventing element 19 represented by a saturable magnetic material are inserted and connected.

【0055】出力用スイッチである磁気スイッチ10を
ホールドオフ状態として、充電用電源回路2からパルス
フォーミングライン17に対して充電を行うと、充電電
流Ipはパルスフォーミングライン17の両端からこの
ライン17に流れ込む。このため、パルスフォーミング
ライン17の充電時間は、従来回路の約1/2の時間ま
で短縮させることができる。また、逆電流防止用素子1
9は図4のパルス成形回路と同様に機能する。
When the charging power supply circuit 2 charges the pulse forming line 17 with the magnetic switch 10 serving as the output switch in the hold-off state, the charging current Ip flows from both ends of the pulse forming line 17 to this line 17. Flow in. For this reason, the charging time of the pulse forming line 17 can be reduced to about half the time of the conventional circuit. Also, a reverse current preventing element 1
9 functions similarly to the pulse shaping circuit of FIG.

【0056】このように、パルスフォーミングライン1
7の充電時間を従来回路に比べて短時間にできるので、
磁気スイッチ10のコア断面積を減少させることができ
る。そこで、磁気スイッチ10のスイッチオン時のイン
ダクタンスが減少し、出力パルスPの矩形波形を乱すこ
となく、高電圧および大電流で、高速立ち上がりの出力
パルス4を高繰り返し条件で負荷12に供給することが
できる。
As described above, the pulse forming line 1
Since the charging time of 7 can be shortened compared to the conventional circuit,
The core cross-sectional area of the magnetic switch 10 can be reduced. Therefore, the inductance of the magnetic switch 10 when the magnetic switch 10 is turned on is reduced, and the output pulse 4 having a high voltage and a large current and having a fast rising time is supplied to the load 12 under a high repetition condition without disturbing the rectangular waveform of the output pulse P. Can be.

【0057】なお、上記第2の実施形態およびその変形
形態にあっては、パルスフォーミングラインとして同軸
ラインを例示したが、これに代えて、ブルームラインな
どの他の分布定数線路についても同様に実施でき、その
作用効果は上述したものと同一または同等のものが得ら
れる。
In the second embodiment and its modifications, a coaxial line is exemplified as the pulse forming line. However, instead of this, another distributed constant line such as a bloom line may be similarly implemented. The operation and effect are the same as or equivalent to those described above.

【0058】(第3の実施の形態)本発明の第3の実施
の形態を図7〜図9を参照して説明する。この実施形態
は請求項9〜11記載の発明を実施するものである。
(Third Embodiment) A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment embodies the invention described in claims 9 to 11.

【0059】第3の実施形態に係るパルス電源装置の特
徴は、第1の実施形態と同様に集中定数素子によるパル
ス成形回路を設けるとともに、このパルス成形回路の負
荷側ループに別の磁気スイッチを設け、出力パルスの立
ち下がり特性の高速化を実現するものである。
The feature of the pulse power supply device according to the third embodiment is that, similarly to the first embodiment, a pulse shaping circuit using a lumped constant element is provided, and another magnetic switch is provided in the load side loop of the pulse shaping circuit. It is intended to realize a high-speed falling characteristic of the output pulse.

【0060】図7のパルス電源装置PSは、集中定数素
子で多段構成したパルス成形回路としてのパルスフォー
ミングネットワーク1を備える。このネットワーク1の
負荷側の高圧側および低圧側出力端T3,T4には、第
1の実施形態と同一構成の負荷ループが接続されるとと
もに、これに並列状態で、引き出し配線20が接続さ
れ、両出力端T3,T4が相互に接続されている。この
引き出し配線20の途中には、波形立ち下がり用の磁気
スイッチ21が挿入されている。この磁気スイッチ21
も前述したものと同様に、コア鉄芯に1次巻線21aお
よび2次巻線21bを巻装した可飽和リアクトルで構成
されている。1次巻線21aが引き出し線20に電気的
に接続され、2次巻線21bはコア鉄芯をリセットする
ためのリセット回路22に接続されている。コア鉄芯の
断面積は、出力パルスPを立ち下げる必要のある所定時
間に応じて設定されている。
The pulse power supply PS shown in FIG. 7 includes a pulse forming network 1 as a pulse shaping circuit composed of lumped constant elements in multiple stages. A load loop having the same configuration as that of the first embodiment is connected to the high-voltage and low-voltage output terminals T3 and T4 on the load side of the network 1, and a lead wire 20 is connected in parallel with the load loop. Both output terminals T3 and T4 are connected to each other. A magnetic switch 21 for falling the waveform is inserted in the middle of the lead wiring 20. This magnetic switch 21
Similarly to the above, the saturable reactor in which the primary winding 21a and the secondary winding 21b are wound around the core iron core is formed. The primary winding 21a is electrically connected to the lead 20, and the secondary winding 21b is connected to a reset circuit 22 for resetting the core. The cross-sectional area of the core iron core is set according to a predetermined time during which the output pulse P needs to fall.

【0061】図8(a)に示すように、出力パルスPの
立ち下がり特性は、通常(後述するように強制的な立ち
下げ制御を行わない場合)、パルスフォーミングネット
ワーク1のインピーダンスに因って長時間で緩やかな傾
きを示す場合がある。これに対して、本実施形態では、
波形立ち下がり制御用の磁気スイッチ21のコア断面積
を、出力パルスPを立ち下げる必要のある時間に応じて
設定してある。このため、磁気スイッチ21は出力パル
スPを立ち下げ時間になると同時にスイッチオン状態と
なる。この磁気スイッチ21のスイッチングにより、パ
ルスフォーミングネットワーク1のコンデンサ3…3に
蓄えられた電荷は、負荷12に流れないで、磁気スイッ
チ21を通るループに流れる。従って、負荷12には電
圧あるいは電流の発生がなくなり、図8(b)に示すよ
うに出力パルスPは立ち下げに必要な所定時間に立ち下
がることとなる。
As shown in FIG. 8A, the falling characteristic of the output pulse P usually depends on the impedance of the pulse forming network 1 (when forced falling control is not performed as described later). It may show a gentle slope for a long time. In contrast, in the present embodiment,
The core cross-sectional area of the magnetic switch 21 for controlling the waveform fall is set according to the time when the output pulse P needs to fall. Therefore, the magnetic switch 21 is turned on at the same time as the fall time of the output pulse P. Due to the switching of the magnetic switch 21, the charges stored in the capacitors 3... 3 of the pulse forming network 1 do not flow to the load 12 but flow to a loop passing through the magnetic switch 21. Accordingly, no voltage or current is generated in the load 12, and the output pulse P falls for a predetermined time required for falling as shown in FIG. 8B.

【0062】このとき、磁気スイッチ21は低インダク
タンスに設計できるため、出力パルスPは高速で立ち下
がる。さらに、磁気スイッチ21の2次巻き線21bに
接続されたリセット回路23により、この磁気スイッチ
21を構成する磁性体をリセットすることで、磁気スイ
ッチ21は高繰り返し(高繰り返し周波数)で動作す
る。
At this time, since the magnetic switch 21 can be designed to have a low inductance, the output pulse P falls at a high speed. Further, the magnetic material constituting the magnetic switch 21 is reset by the reset circuit 23 connected to the secondary winding 21b of the magnetic switch 21, so that the magnetic switch 21 operates at high repetition (high repetition frequency).

【0063】本実施形態ではパルスフォーミングネット
ワークを構成する集中定数素子としてコイルとコンデン
サを例に挙げたが、パルスフォーミングネットワークに
用いられる他の集中定数素子についても、その作用効果
は本実施形態に記述したものと同様である。
In this embodiment, a coil and a capacitor are taken as examples of the lumped constant elements constituting the pulse forming network. However, the operation and effects of other lumped constant elements used in the pulse forming network are described in this embodiment. It is the same as what was done.

【0064】また、この磁気スイッチ21およびリセッ
ト回路22を用いた波形立ち下がり制御ループは負荷に
並列に接続してもよい。
The waveform fall control loop using the magnetic switch 21 and the reset circuit 22 may be connected in parallel to a load.

【0065】変形形態 上記実施形態の変形形態の1例を図9に示す。この変形
形態に係るパルス電源装置は、上述した波形立ち下げ制
御を、前述した第2の実施形態に係る分布定数線路を用
いたパルスフォーミングラインに実施したものである。
[0065] shows an example of a variation of the variations above embodiment in FIG. In the pulse power supply device according to this modification, the above-described waveform fall control is performed on the pulse forming line using the distributed constant line according to the above-described second embodiment.

【0066】詳細には図9に示すように、パルス成形回
路としてのパルスフォーミングライン17の負荷側ルー
プにおいて、最終段の充電入力端Tn+1と共通端cと
に対し、負荷ループに並列に上記磁気スイッチ21が引
き出し配線20を介して同様に装備されている。磁気ス
イッチ21の2次巻線21bにはリセット回路22が同
様に接続され、磁気スイッチ21の磁性体をリセットで
きる。
In detail, as shown in FIG. 9, in the load side loop of the pulse forming line 17 as a pulse shaping circuit, the magnetic input is connected in parallel to the load loop with respect to the charge input terminal Tn + 1 and the common terminal c of the last stage. The switch 21 is similarly provided via the lead-out wiring 20. A reset circuit 22 is similarly connected to the secondary winding 21b of the magnetic switch 21 so that the magnetic material of the magnetic switch 21 can be reset.

【0067】この変形形態のパルス成形の作用・効果は
図7記載のものと同様であり、出力パルスPを立ち下げ
る必要のある時間に高速に立ち下げることができ、高繰
り返し条件の出力パルスPを出力することができる。
The operation and effect of the pulse shaping of this modification are the same as those shown in FIG. 7, and the output pulse P can be quickly fallen at the time when it is necessary to fall. Can be output.

【0068】上記変形形態ではパルスフォーミングライ
ンとして同軸ラインを例示したが、ブルームラインなど
の他の分布定数線路についても、その作用・効果は同等
のものが得られる。
Although the coaxial line is exemplified as the pulse forming line in the above modification, the same operation and effect can be obtained for other distributed constant lines such as a bloom line.

【0069】[0069]

【発明の効果】このように本発明によれば、その要部
は、集中定数素子や分布定数線路で形成された電荷蓄積
用の回路要素をn段直列に接続したパルス成形回路を備
え、その出力用スイッチとして磁気スイッチを用い、例
えば2並列以上の充電パスを用いてパルス成形回路の回
路要素を並列充電し、その充電パスには逆向きの電流を
阻止する素子要素を適宜に介挿させる構成を採っている
ため、パルス成形回路の充電時間を出力パルス幅以下ま
で短くすることができ、出力スイッチの高いホールドオ
フ電圧、低いスイッチインダクタンス、および高い繰り
返し周波数の全ての要件を同時に満足させることがで
き、これによって、矩形波形を乱すことなく、高電圧・
大電流で、高速立ち上がりの出力パルスを高繰り返し条
件で負荷に供給することができるという、加速器用電源
などに好適なパルス電源装置を提供できる。
As described above, according to the present invention, a main part thereof is provided with a pulse shaping circuit in which n stages of charge storage circuit elements formed of lumped constant elements and distributed constant lines are connected in series. A magnetic switch is used as an output switch, and for example, circuit elements of the pulse shaping circuit are charged in parallel using two or more parallel charging paths, and element elements for blocking current in the opposite direction are appropriately inserted in the charging path. The configuration makes it possible to shorten the charging time of the pulse shaping circuit to less than the output pulse width, and simultaneously satisfy all the requirements of high hold-off voltage, low switch inductance, and high repetition frequency of the output switch. This allows high voltage and high voltage without disturbing the rectangular waveform.
It is possible to provide a pulse power supply device suitable for an accelerator power supply or the like, which can supply a high-current, high-speed rising output pulse to a load under a high repetition condition.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係るパルス電源装置
の一部ブロック化した電気回路図。
FIG. 1 is an electric circuit diagram in which a pulse power supply device according to a first embodiment of the present invention is partially blocked.

【図2】図1に示すパルス電源装置の動作を説明するた
めの電流波形図。
FIG. 2 is a current waveform diagram for explaining the operation of the pulse power supply device shown in FIG.

【図3】第1の実施形態の変形形態の一例に係るパルス
電源装置の一部ブロック化した電気回路図。
FIG. 3 is an electric circuit diagram in which a pulse power supply device according to an example of a modification of the first embodiment is partly blocked;

【図4】本発明の第2の実施形態に係るパルス電源装置
の一部ブロック化した電気回路図。
FIG. 4 is an electric circuit diagram in which a pulse power supply device according to a second embodiment of the present invention is partly blocked.

【図5】第2の実施形態の変形形態の一例に係るパルス
電源装置の一部ブロック化した電気回路図。
FIG. 5 is an electric circuit diagram in which a pulse power supply device according to an example of a modification of the second embodiment is partly blocked;

【図6】第2の実施形態の変形形態の別の例に係るパル
ス電源装置の一部ブロック化した電気回路図。
FIG. 6 is an electric circuit diagram in which a pulse power supply device according to another example of the modification of the second embodiment is partially blocked;

【図7】本発明の第3の実施形態に係るパルス電源装置
の一部ブロック化した電気回路図。
FIG. 7 is an electric circuit diagram in which a pulse power supply device according to a third embodiment of the present invention is partially blocked;

【図8】図7に示すパルス電源装置の動作を説明するた
めの電流波形図。
8 is a current waveform diagram for explaining the operation of the pulse power supply device shown in FIG.

【図9】第3の実施形態の変形形態の一例に係るパルス
電源装置の一部ブロック化した電気回路図。
FIG. 9 is an electric circuit diagram in which a pulse power supply device according to an example of a modification of the third embodiment is partly blocked;

【図10】従来例に係るパルス電源装置の一部ブロック
化した電気回路図。
FIG. 10 is an electric circuit diagram in which a pulse power supply device according to a conventional example is partially blocked.

【図11】図10に示すパルス電源装置の動作を示す電
流波形図。
FIG. 11 is a current waveform diagram showing an operation of the pulse power supply device shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 パルス成形回路(パルスフォーミングネットワー
ク) 2 コイル 3 コンデンサ 4 充電用電源回路 5、6、8、9、18、20 配線 7、19 逆電流防止用素子 10 磁気スイッチ 11 スイッチ制御回路 12 負荷 17 パルス成形回路(パルスフォーミングライン) 17−1…17−n パルスフォーミングライン素子 19 波形成形補償回路 21 磁気スイッチ 21a 1次巻線 21b 2次巻線 22 リセット回路 PS パルス電源装置 P 出力スイッチ Ic 充電電流
Reference Signs List 1 pulse forming circuit (pulse forming network) 2 coil 3 capacitor 4 charging power supply circuit 5, 6, 8, 9, 18, 20 wiring 7, 19 reverse current preventing element 10 magnetic switch 11 switch control circuit 12 load 17 pulse forming Circuit (pulse forming line) 17-1... 17-n pulse forming line element 19 waveform shaping compensation circuit 21 magnetic switch 21a primary winding 21b secondary winding 22 reset circuit PS pulse power supply P output switch Ic charging current

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青木 延忠 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 木村 博信 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 馬場 洋介 東京都府中市晴見町二丁目24番地の1 東 芝エフエーシステムエンジニアリング株式 会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Nobutada Aoki 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside Toshiba Yokohama Office (72) Inventor Hironobu Kimura 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa (72) Inventor Yosuke Baba 2-24-24 Harumicho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba FA System Engineering Co., Ltd.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 充電用の電荷を蓄積する回路要素を有す
るパルス成形回路と、このパルス成形回路と負荷との間
に介挿され且つ前記回路要素に蓄積された電荷を出力パ
ルスとして放電する出力スイッチとを備え、この出力ス
イッチを磁気スイッチで構成したことを特徴とするパル
ス電源装置。
1. A pulse shaping circuit having a circuit element for accumulating charge for charging, and an output interposed between the pulse shaping circuit and a load and discharging the electric charge stored in the circuit element as an output pulse. And a switch, wherein the output switch is formed by a magnetic switch.
【請求項2】 請求項1記載の発明において、 前記回路要素を集中定数素子を用いて形成し、n(n≧
2の整数)個の回路要素を直列に多段接続して前記パル
ス形成回路を構成したパルス電源装置。
2. The invention according to claim 1, wherein the circuit element is formed using a lumped element, and n (n ≧ n)
A pulse power supply device in which the pulse forming circuit is configured by connecting (integral of 2) circuit elements in series in multiple stages.
【請求項3】 請求項2記載の発明において、 前記パルス成形回路の回路要素に電荷を蓄積する電源回
路と、この電源回路から前記n個の回路要素の内の少な
くとも2個以上の回路要素の充電端に並列且つ個別に接
続した2以上n以下の充電パスとを備えたパルス電源装
置。
3. The power supply circuit according to claim 2, wherein a charge is stored in a circuit element of the pulse shaping circuit, and at least two or more circuit elements out of the n circuit elements are provided from the power supply circuit. A pulse power supply device comprising: two or more and n or less charging paths connected in parallel and individually to a charging terminal.
【請求項4】 請求項3記載の発明において、 前記2以上n以下の全充電パスまたはその全充電パスよ
りも1個少ない任意の充電パスのそれぞれに前記各回路
要素から前記電源回路に流れる電流を阻止する電流阻止
要素を介挿した構成のパルス電源装置。
4. A current flowing from each of said circuit elements to said power supply circuit in each of said two or more or less than n or all of said at least one of said plurality of charge paths. A pulse power supply device having a configuration in which a current blocking element for blocking a current is interposed.
【請求項5】 請求項1記載の発明において、 前記回路要素を分布定数線路を用いて形成したパルス電
源装置。
5. The pulse power supply device according to claim 1, wherein the circuit element is formed using a distributed constant line.
【請求項6】 請求項5記載の発明において、 前記パルス成形回路の回路要素に電荷を蓄積する電源回
路と、この電源回路から前記回路要素の両端の充電端に
並列に接続した充電パスと、この並列充電パスの少なく
とも一方のパスに介挿され且つその回路要素から前記電
源回路に流れる電流を阻止する電流阻止要素とを備えた
パルス電源装置。
6. The invention according to claim 5, wherein: a power supply circuit for accumulating electric charges in a circuit element of the pulse shaping circuit; and a charging path connected from the power supply circuit to charging terminals at both ends of the circuit element in parallel. A current blocking element interposed in at least one of the parallel charging paths and blocking a current flowing from the circuit element to the power supply circuit.
【請求項7】 請求項5記載の発明において、 前記回路要素を分布定数線路を用いて形成し、n(n≧
2の整数)個のその回路要素を直列に多段接続して前記
パルス成形回路を構成するとともに、 前記パルス成形回路の回路要素に電荷を蓄積する電源回
路と、この電源回路から前記n個の回路要素の内の少な
くとも2個以上の回路要素それぞれの両端の充電端に並
列に接続した2以上で「n+1」以下の充電パスと、こ
の全並列の充電パスまたは「全並列数−1」の充電パス
のそれぞれに介挿され且つ前記回路要素から前記電源回
路に流れる電流を阻止する電流阻止要素とを備えたパル
ス電源装置。
7. The invention according to claim 5, wherein the circuit element is formed using a distributed constant line, and n (n ≧ n)
A power supply circuit for storing the charge in the circuit elements of the pulse shaping circuit, and a power supply circuit for storing the electric charge in the circuit elements of the pulse shaping circuit; Two or more and “n + 1” or less charging paths connected in parallel to the charging terminals at both ends of at least two or more circuit elements among the elements, and the fully parallel charging path or the “all-parallel number−1” charging path A current blocking element interposed in each of the paths and blocking a current flowing from the circuit element to the power supply circuit.
【請求項8】 請求項7記載の発明において、 前記n個の回路要素の相互間それぞれに波形成形補償回
路を介挿したパルス電源装置。
8. The pulse power supply device according to claim 7, wherein a waveform shaping compensation circuit is inserted between each of the n circuit elements.
【請求項9】 請求項1乃至8のいずれか一項に記載の
発明において、 前記負荷又は前記負荷および出力スイッチの直列回路に
並列に接続され且つ前記出力パルスの波形立ち下がりを
制御するスイッチング手段を備えたパルス電源装置。
9. The switching unit according to claim 1, wherein the switching unit is connected in parallel to the load or a series circuit of the load and an output switch, and controls a falling edge of the output pulse. A pulse power supply device provided with.
【請求項10】 請求項9記載の発明において、 前記スイッチング手段は磁気スイッチを備えたパルス電
源装置。
10. The pulse power supply device according to claim 9, wherein said switching means includes a magnetic switch.
【請求項11】 請求項10記載の発明において、 前記磁気スイッチは、磁性体と、この磁性体に巻装され
且つ前記負荷又は前記負荷および出力スイッチの直列回
路に並列に接続される1次巻線と、前記磁性体に巻装さ
れ且つ前記1次巻線に磁気的に結合した2次巻線とを備
えるとともに、前記スイッチング手段は、この2次巻線
に接続され且つ前記磁性体をリセットするリセット回路
を備えるパルス電源装置。
11. The invention according to claim 10, wherein the magnetic switch is a primary winding wound around the magnetic body and connected in parallel to the load or a series circuit of the load and the output switch. And a secondary winding wound on the magnetic body and magnetically coupled to the primary winding, and the switching means is connected to the secondary winding and resets the magnetic body. A pulse power supply device including a reset circuit that performs resetting.
【請求項12】 充電用の電荷を蓄積する集中定数素子
で形成された回路要素を複数個直列に多段接続した回路
網を有するパルス成形回路を備え、このパルス成形回路
から負荷に出力パルスを供給するパルス電源装置におい
て、 前記複数個の回路要素の内の少なくとも2個以上の回路
要素の充電端それぞれに並列に充電パスを接続したこと
を特徴とするパルス電源装置。
12. A pulse shaping circuit having a circuit network in which a plurality of circuit elements formed by lumped constant elements for accumulating charge for charging are connected in series in multiple stages, and an output pulse is supplied from the pulse shaping circuit to a load. A pulse power supply device comprising: a charging path connected in parallel to charging ends of at least two or more circuit elements of the plurality of circuit elements;
【請求項13】 充電用の電荷を蓄積する複数n個の、
集中定数素子で形成された回路要素を直列に多段接続し
た回路網を有するパルス成形回路を備え、このパルス成
形回路から負荷に出力パルスを供給するパルス電源装置
において、 前記パルス成形回路の各回路要素に電荷を蓄積する電源
回路と、この電源回路から前記n個の回路要素の内の少
なくとも2個以上の回路要素の充電端に並列且つ個別に
接続した2以上n以下の充電パスと、この2以上n以下
の全充電パスまたはその全充電パスよりも1個少ない任
意の充電パスのそれぞれに介挿した前記各回路要素から
前記電源回路に流れる電流を阻止する電流阻止要素とを
備えたことを特徴とするパルス電源装置。
13. A plurality of n pieces of accumulating charges for charging,
A pulse power supply device comprising a pulse shaping circuit having a circuit network in which circuit elements formed of lumped constant elements are connected in multiple stages in series, and supplies an output pulse from the pulse shaping circuit to a load, wherein each circuit element of the pulse shaping circuit A power supply circuit that accumulates electric charges in the power supply circuit; two or more and n or less charge paths connected in parallel and individually from the power supply circuit to charging ends of at least two or more of the n circuit elements; And a current blocking element for blocking current flowing from each of the circuit elements to the power supply circuit inserted in each of the charging paths equal to or more than n and an arbitrary charging path one less than the total charging path. Characteristic pulse power supply.
【請求項14】 充電用の電荷を蓄積する分布定数線路
で形成された回路要素を複数個直列に多段接続した回路
網を有するパルス成形回路を備え、このパルス成形回路
から負荷に出力パルスを供給するパルス電源装置におい
て、 前記パルス成形回路の回路要素に電荷を蓄積する電源回
路と、この電源回路から前記回路要素の両端の充電端に
並列に接続した充電パスと、この並列充電パスの少なく
とも一方のパスに介挿され且つその回路要素から前記電
源回路に流れる電流を阻止する電流阻止要素とを備えた
ことを特徴とするパルス電源装置。
14. A pulse shaping circuit having a circuit network in which a plurality of circuit elements formed of distributed constant lines for accumulating charge for charging are connected in series in multiple stages, and an output pulse is supplied from the pulse shaping circuit to a load. A power supply circuit for accumulating electric charge in a circuit element of the pulse shaping circuit, at least one of a charging path connected in parallel to charging terminals at both ends of the circuit element from the power supply circuit, and a parallel charging path And a current blocking element interposed in said path and for blocking a current flowing from said circuit element to said power supply circuit.
【請求項15】 充電用の電荷を蓄積する分布定数線路
で形成された回路要素を複数個直列に多段接続した回路
網を有するパルス成形回路を備え、このパルス成形回路
から負荷に出力パルスを供給するパルス電源装置におい
て、 前記回路要素を分布定数線路を用いて形成し、n(n≧
2の整数)個のその回路要素を直列に多段接続して前記
パルス成形回路を構成するとともに、 前記パルス成形回路の回路要素に電荷を蓄積する電源回
路と、この電源回路から前記n個の回路要素の内の少な
くとも2個以上の回路要素それぞれの両端の充電端に並
列に接続した2以上で「n+1」以下の充電パスと、こ
の全並列の充電パスまたは「全並列数−1」の充電パス
のそれぞれに介挿され且つ前記回路要素から前記電源回
路に流れる電流を阻止する電流阻止要素とを備えたこと
を特徴とするパルス電源装置。
15. A pulse shaping circuit having a circuit network in which a plurality of circuit elements formed of distributed constant lines for accumulating charge for charging are connected in series in multiple stages, and an output pulse is supplied from the pulse shaping circuit to a load. In the pulse power supply device, the circuit element is formed using a distributed constant line, and n (n ≧ n)
A power supply circuit for storing the charge in the circuit elements of the pulse shaping circuit, and a power supply circuit for storing the electric charge in the circuit elements of the pulse shaping circuit; Two or more and “n + 1” or less charging paths connected in parallel to the charging terminals at both ends of at least two or more circuit elements among the elements, and the fully parallel charging path or the “all-parallel number−1” charging path A current blocking element interposed in each of the paths and blocking a current flowing from the circuit element to the power supply circuit.
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