JPH11178359A - パルス電源 - Google Patents
パルス電源Info
- Publication number
- JPH11178359A JPH11178359A JP34179797A JP34179797A JPH11178359A JP H11178359 A JPH11178359 A JP H11178359A JP 34179797 A JP34179797 A JP 34179797A JP 34179797 A JP34179797 A JP 34179797A JP H11178359 A JPH11178359 A JP H11178359A
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- Japan
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- pulse
- magnetic
- power supply
- circuit
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パルス電源の１つの端子からのパルス出力を
複数の入力端子を持つレーザチャンバ３に分配供給する
のでは、パルス電源とレーザチャンバの構造的位置関係
の微妙なずれによって、両入力端子３1、３2に均等なパ
ルス電流を供給することが難しく、レーザ光の不均一や
低下を起こす。 【解決手段】 初段パルス発生回路１からのパルスを昇
圧するパルストランスＰＴは、２つの均等のパルス出力
を得る巻線ＰＴＣA，ＰＴＣBを設ける。磁気パルス圧縮
回路２Ａは、２つのパルス出力をそれぞれ均等に磁気パ
ルス圧縮してレーザチャンバの入力端子３1、３2に分配
供給する２つの磁気パルス圧縮回路に構成する。複数の
磁気パルス圧縮回路に設ける可飽和リアクトルＳＩA，
ＳＩBの鉄心を共通にした構成も含む。
複数の入力端子を持つレーザチャンバ３に分配供給する
のでは、パルス電源とレーザチャンバの構造的位置関係
の微妙なずれによって、両入力端子３1、３2に均等なパ
ルス電流を供給することが難しく、レーザ光の不均一や
低下を起こす。 【解決手段】 初段パルス発生回路１からのパルスを昇
圧するパルストランスＰＴは、２つの均等のパルス出力
を得る巻線ＰＴＣA，ＰＴＣBを設ける。磁気パルス圧縮
回路２Ａは、２つのパルス出力をそれぞれ均等に磁気パ
ルス圧縮してレーザチャンバの入力端子３1、３2に分配
供給する２つの磁気パルス圧縮回路に構成する。複数の
磁気パルス圧縮回路に設ける可飽和リアクトルＳＩA，
ＳＩBの鉄心を共通にした構成も含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧・大電流の
短パルスを発生するパルス電源に係り、特にパルス入力
端子が複数に分割された負荷にパルス電流を分配供給す
る回路に関する。
短パルスを発生するパルス電源に係り、特にパルス入力
端子が複数に分割された負荷にパルス電流を分配供給す
る回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】パルスレーザ励起やパルスプラズマ発
生、パルス脱硝装置等のパルス電源として、半導体スイ
ッチと磁気スイッチになる可飽和リアクトル又は可飽和
トランスを組合せたものがある。
生、パルス脱硝装置等のパルス電源として、半導体スイ
ッチと磁気スイッチになる可飽和リアクトル又は可飽和
トランスを組合せたものがある。
【０００３】図３は、半導体スイッチと可飽和リアクト
ルを組み合わせたパルス電源の回路例を示す。同図にお
いて、初段エネルギー蓄積用コンデンサＣ0は、インバ
ータと整流回路等で構成された高圧直流電源になる充電
器ＤＣＨＶにより初期充電される。ＧＴＯで示す半導体
スイッチＳＷは、１つの半導体スイッチング素子とその
ゲート制御回路とスナバ回路を有して構成された初段ス
イッチにされる。可飽和リアクトルＳＩ0は、スイッチ
ＳＷのオンによるコンデンサＣ0から矢印で示す経路の
放電パルス電流Ｉ0に対して、その飽和までの遅れでス
イッチＳＷのスイッチング損失を減らす磁気アシスト手
段になる。
ルを組み合わせたパルス電源の回路例を示す。同図にお
いて、初段エネルギー蓄積用コンデンサＣ0は、インバ
ータと整流回路等で構成された高圧直流電源になる充電
器ＤＣＨＶにより初期充電される。ＧＴＯで示す半導体
スイッチＳＷは、１つの半導体スイッチング素子とその
ゲート制御回路とスナバ回路を有して構成された初段ス
イッチにされる。可飽和リアクトルＳＩ0は、スイッチ
ＳＷのオンによるコンデンサＣ0から矢印で示す経路の
放電パルス電流Ｉ0に対して、その飽和までの遅れでス
イッチＳＷのスイッチング損失を減らす磁気アシスト手
段になる。
【０００４】パルストランスＰＴは、放電パルス電流Ｉ
0により一次巻線に印加されるパルス電圧を昇圧してコ
ンデンサＣ1を充電する。可飽和リアクトルＳＩ1は、コ
ンデンサＣ1の充電が所定レベルまで達したときに飽和
し、低インピーダンスになってコンデンサＣ1からコン
デンサＣ2への放電パルス電流Ｉ1を発生する磁気パルス
圧縮手段になる。
0により一次巻線に印加されるパルス電圧を昇圧してコ
ンデンサＣ1を充電する。可飽和リアクトルＳＩ1は、コ
ンデンサＣ1の充電が所定レベルまで達したときに飽和
し、低インピーダンスになってコンデンサＣ1からコン
デンサＣ2への放電パルス電流Ｉ1を発生する磁気パルス
圧縮手段になる。
【０００５】同様に、可飽和リアクトルＳＩ2は、コン
デンサＣ2の充電でピーキングコンデンサＣPへの放電パ
ルス電流Ｉ2を発生する磁気パルス圧縮手段になる。
デンサＣ2の充電でピーキングコンデンサＣPへの放電パ
ルス電流Ｉ2を発生する磁気パルス圧縮手段になる。
【０００６】ピーキングコンデンサＣPは、レーザヘッ
ドＬＨと共にレーザ発振器を構成したパルス電源の負荷
となり、磁気パルス圧縮されたパルス電流により高圧充
電され、一定電圧までの充電でレーザヘッドＬＨに放電
パルス電流を供給する。
ドＬＨと共にレーザ発振器を構成したパルス電源の負荷
となり、磁気パルス圧縮されたパルス電流により高圧充
電され、一定電圧までの充電でレーザヘッドＬＨに放電
パルス電流を供給する。
【０００７】このような構成のパルス電源において、エ
キシマレーザ等の負荷には数十〜数百ナノ秒の短パルス
で１０数キロボルトから数１０キロボルトの高電圧で供
給するため、初段パルス発生回路１では比較的低い電圧
責務にしながらパルストランスＰＴによる昇圧及び磁気
パルス圧縮回路２によるパルス圧縮を行う。
キシマレーザ等の負荷には数十〜数百ナノ秒の短パルス
で１０数キロボルトから数１０キロボルトの高電圧で供
給するため、初段パルス発生回路１では比較的低い電圧
責務にしながらパルストランスＰＴによる昇圧及び磁気
パルス圧縮回路２によるパルス圧縮を行う。
【０００８】なお、パルス電源の構成は、図３に示すも
のに限らず、パルストランスＰＴに代えて可飽和トラン
スを用いたもの、さらにトランスを複数段設けたものな
ど種々の変形例がある。また、半導体スイッチＳＷに
は、サイリスタやＧＴＯ、ＩＧＢＴ、ＦＥＴ等が使用さ
れる。
のに限らず、パルストランスＰＴに代えて可飽和トラン
スを用いたもの、さらにトランスを複数段設けたものな
ど種々の変形例がある。また、半導体スイッチＳＷに
は、サイリスタやＧＴＯ、ＩＧＢＴ、ＦＥＴ等が使用さ
れる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来のパルス電源にお
いて、負荷となるレーザが大容量になり大型化すると、
レーザヘッド内に均一放電を得るため、パルス入力端子
を複数箇所に設けた構造にされる。例えば、図４にパル
ス電源とレーザの接続例を示すように、レーザチャンバ
３にはブッシングで絶縁した２つのパルス入力端子３1
と３2を設け、これら両端子にパルス電源４の出力端か
ら導体バー５（又は同軸ケーブル）で分配する構造にな
る。なお、チャンバの筺体は接地電極に兼用される。
いて、負荷となるレーザが大容量になり大型化すると、
レーザヘッド内に均一放電を得るため、パルス入力端子
を複数箇所に設けた構造にされる。例えば、図４にパル
ス電源とレーザの接続例を示すように、レーザチャンバ
３にはブッシングで絶縁した２つのパルス入力端子３1
と３2を設け、これら両端子にパルス電源４の出力端か
ら導体バー５（又は同軸ケーブル）で分配する構造にな
る。なお、チャンバの筺体は接地電極に兼用される。
【００１０】このときの回路接続は、図５に示すように
なり、可飽和リアクトルＳＩから引き出した端子からレ
ーザチャンバ３の２つの端子に分配接続する。
なり、可飽和リアクトルＳＩから引き出した端子からレ
ーザチャンバ３の２つの端子に分配接続する。
【００１１】このように、パルス電源の負荷の入力端子
が分配構造になる場合、パルス電源４とレーザチャンバ
３の構造的位置関係の微妙なずれによって、両入力端子
３1、３2に均等なパルス電流を供給することが難しくな
り、パルス電流が一方の端子に偏ってレーザ光の発生が
不均一になったり、光エネルギーの低下やバラツキを起
こす恐れがある。
が分配構造になる場合、パルス電源４とレーザチャンバ
３の構造的位置関係の微妙なずれによって、両入力端子
３1、３2に均等なパルス電流を供給することが難しくな
り、パルス電流が一方の端子に偏ってレーザ光の発生が
不均一になったり、光エネルギーの低下やバラツキを起
こす恐れがある。
【００１２】本発明の目的は、複数の入力端子を持つ負
荷に均一放電を得るためのパルス電流を分配供給できる
パルス電源を提供することにある。
荷に均一放電を得るためのパルス電流を分配供給できる
パルス電源を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、パルストラン
スもしくは可飽和トランスに複数の二次巻線を設けて複
数のパルス出力を得、磁気パルス圧縮回路では複数の二
次巻線からのパルス出力をそれぞれ磁気パルス圧縮して
複数の入力端子を持つ負荷に分配供給することで、負荷
に均一放電を得るようにしたもので、以下の構成を特徴
とする。
スもしくは可飽和トランスに複数の二次巻線を設けて複
数のパルス出力を得、磁気パルス圧縮回路では複数の二
次巻線からのパルス出力をそれぞれ磁気パルス圧縮して
複数の入力端子を持つ負荷に分配供給することで、負荷
に均一放電を得るようにしたもので、以下の構成を特徴
とする。
【００１４】初段パルス発生回路から発生するパルス電
流をトランスで昇圧し、このパルス電流を可飽和リアク
トルを有する磁気パルス圧縮回路でパルス圧縮し、この
パルス電流を複数の入力端子を持つ負荷に供給するパル
ス電源において、 前記トランスは、パルス入力に対して昇圧した複数のパ
ルス出力を得る巻線構成とし、 前記磁気パルス圧縮回路は、前記トランスからの複数の
パルス出力をそれぞれ磁気パルス圧縮して前記負荷の複
数の入力端子に分配供給する複数の磁気パルス圧縮回路
に構成したことを特徴とする。
流をトランスで昇圧し、このパルス電流を可飽和リアク
トルを有する磁気パルス圧縮回路でパルス圧縮し、この
パルス電流を複数の入力端子を持つ負荷に供給するパル
ス電源において、 前記トランスは、パルス入力に対して昇圧した複数のパ
ルス出力を得る巻線構成とし、 前記磁気パルス圧縮回路は、前記トランスからの複数の
パルス出力をそれぞれ磁気パルス圧縮して前記負荷の複
数の入力端子に分配供給する複数の磁気パルス圧縮回路
に構成したことを特徴とする。
【００１５】また、前記磁気パルス圧縮回路は、前記複
数の磁気パルス圧縮回路に設ける可飽和リアクトルの鉄
心を共通にした構成を特徴とする。
数の磁気パルス圧縮回路に設ける可飽和リアクトルの鉄
心を共通にした構成を特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態１を示
す回路構成図である。同図が図５と異なる部分は、パル
ストランスＰＴは２つの二次巻線ＰＴＣA，ＰＴＣBを持
つ巻線構成とし、磁気パルス圧縮回路２Ａはパルストラ
ンスＰＴの二次巻線ＰＴＣA，ＰＴＣBからのパルス出力
をそれぞれ個別に磁気パルス圧縮して負荷（レーザチャ
ンバ）３の２つの入力端子３1、３2に分配供給する回路
構成にした点にある。
す回路構成図である。同図が図５と異なる部分は、パル
ストランスＰＴは２つの二次巻線ＰＴＣA，ＰＴＣBを持
つ巻線構成とし、磁気パルス圧縮回路２Ａはパルストラ
ンスＰＴの二次巻線ＰＴＣA，ＰＴＣBからのパルス出力
をそれぞれ個別に磁気パルス圧縮して負荷（レーザチャ
ンバ）３の２つの入力端子３1、３2に分配供給する回路
構成にした点にある。
【００１７】磁気パルス圧縮回路２Ａは、それぞれコン
デンサＣA，ＣBと可飽和リアクトルＳＩA，ＳＩBの一段
の磁気パルス圧縮回路で示すが、これらを複数段の磁気
パルス圧縮回路に構成することもできる。
デンサＣA，ＣBと可飽和リアクトルＳＩA，ＳＩBの一段
の磁気パルス圧縮回路で示すが、これらを複数段の磁気
パルス圧縮回路に構成することもできる。
【００１８】磁気パルス圧縮回路２Ａにおけるコンデン
サＣA，ＣBの容量は、図５におけるコンデンサＣの容量
の１／２とする。また、可飽和リアクトルＳＩA，ＳＩB
の電圧時間積（Ｖｔ）は、理論的には図５における可飽
和リアクトルＳＩのそれに対して１／√２でよい。
サＣA，ＣBの容量は、図５におけるコンデンサＣの容量
の１／２とする。また、可飽和リアクトルＳＩA，ＳＩB
の電圧時間積（Ｖｔ）は、理論的には図５における可飽
和リアクトルＳＩのそれに対して１／√２でよい。
【００１９】本実施形態によれば、パルストランスＰＴ
ではパルス入力に対して二次巻線で２つに分離したパル
スとして取り出し、この両パルス電流を磁気パルス圧縮
回路２Ａによりそれぞれ磁気パルス圧縮してレーザチャ
ンバ３の２つの入力端子３1、32に供給する。
ではパルス入力に対して二次巻線で２つに分離したパル
スとして取り出し、この両パルス電流を磁気パルス圧縮
回路２Ａによりそれぞれ磁気パルス圧縮してレーザチャ
ンバ３の２つの入力端子３1、32に供給する。
【００２０】このとき、レーザチャンバ３への両入力端
子３1、３2へのパルス電流レベルやパルス幅、さらには
パルス発生タイミングを均等に、又はチャンバ３の特性
に応じてそれぞれ調節することにより、負荷には均一な
レーザ出力を得ることができる。
子３1、３2へのパルス電流レベルやパルス幅、さらには
パルス発生タイミングを均等に、又はチャンバ３の特性
に応じてそれぞれ調節することにより、負荷には均一な
レーザ出力を得ることができる。
【００２１】なお、パルス電流レベルやパルス幅、パル
ス発生タイミングの調節は、可飽和リアクトルの電圧時
間積を変えたり、コンデンサＣA，ＣBの容量を変えた
り、パルストランスＰＴの二次巻線比を可変にしたりす
ることで実現される。
ス発生タイミングの調節は、可飽和リアクトルの電圧時
間積を変えたり、コンデンサＣA，ＣBの容量を変えた
り、パルストランスＰＴの二次巻線比を可変にしたりす
ることで実現される。
【００２２】図２は、本発明の実施形態２を示す回路構
成図である。同図が図１と異なる部分は、可飽和リアク
トルＳＩA，ＳＩBに代えて、鉄心を共通にして２つの巻
線を持つ可飽和リアクトルＳＩCとする点にある。な
お、可飽和リアクトルＳＩCの電圧時間積は、図１の可
飽和リアクトルＳＩA，ＳＩBの電圧時間積の２倍のもの
にする。
成図である。同図が図１と異なる部分は、可飽和リアク
トルＳＩA，ＳＩBに代えて、鉄心を共通にして２つの巻
線を持つ可飽和リアクトルＳＩCとする点にある。な
お、可飽和リアクトルＳＩCの電圧時間積は、図１の可
飽和リアクトルＳＩA，ＳＩBの電圧時間積の２倍のもの
にする。
【００２３】本実施形態によれば、可飽和リアクトルＳ
ＩCの鉄心が２つの磁気パルス圧縮回路の共通のものに
なるため、両磁気パルス圧縮回路での飽和のタイミング
が常に一致する。これにより、図１の場合の作用効果に
加えて、レーザチャンバの２つの入力端子３1、３2に同
じタイミングでパルス電流を供給する場合の調節が簡単
になる。換言すれば、図１の可飽和リアクトルＳＩA，
ＳＩBの電圧時間積のバラツキやコンデンサＣA，ＣBの
容量のバラツキなどに影響される事なく、タイミングを
合わせることができる。
ＩCの鉄心が２つの磁気パルス圧縮回路の共通のものに
なるため、両磁気パルス圧縮回路での飽和のタイミング
が常に一致する。これにより、図１の場合の作用効果に
加えて、レーザチャンバの２つの入力端子３1、３2に同
じタイミングでパルス電流を供給する場合の調節が簡単
になる。換言すれば、図１の可飽和リアクトルＳＩA，
ＳＩBの電圧時間積のバラツキやコンデンサＣA，ＣBの
容量のバラツキなどに影響される事なく、タイミングを
合わせることができる。
【００２４】なお、パルス電流レベルや幅の調節は、コ
ンデンサＣA，ＣBやパルストランスＰＴの二次巻線比で
調節できる。
ンデンサＣA，ＣBやパルストランスＰＴの二次巻線比で
調節できる。
【００２５】以上までの実施形態では、２つの入力端子
を持つ負荷の場合を示すが、３つ以上の入力端子を持つ
負荷にパルス電流を供給する場合も同様の分割回路に構
成して同等の作用効果を得ることができる。
を持つ負荷の場合を示すが、３つ以上の入力端子を持つ
負荷にパルス電流を供給する場合も同様の分割回路に構
成して同等の作用効果を得ることができる。
【００２６】また、初段パルス発生回路及び磁気パルス
圧縮回路の設計変更、パルストランスを可飽和トランス
とするパルス電源に適用できる。
圧縮回路の設計変更、パルストランスを可飽和トランス
とするパルス電源に適用できる。
【００２７】
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、トラン
スに複数の二次巻線を設けて複数のパルス出力を得、磁
気パルス圧縮回路では複数の二次巻線からのパルス出力
をそれぞれ磁気パルス圧縮して複数の入力端子を持つ負
荷に分配供給するようにしたため、複数の入力端子を持
つ負荷に対して均一放電を得ることができ、レーザ光の
発生を均一にし、光エネルギーの低下やバラツキを無く
すことができる。
スに複数の二次巻線を設けて複数のパルス出力を得、磁
気パルス圧縮回路では複数の二次巻線からのパルス出力
をそれぞれ磁気パルス圧縮して複数の入力端子を持つ負
荷に分配供給するようにしたため、複数の入力端子を持
つ負荷に対して均一放電を得ることができ、レーザ光の
発生を均一にし、光エネルギーの低下やバラツキを無く
すことができる。
【図１】本発明の実施形態１を示すパルス電源の回路構
成。
成。
【図２】本発明の実施形態２を示すパルス電源の回路構
成。
成。
【図３】パルス電源の回路例。
【図４】パルス電源とレーザの接続構造。
【図５】パルス電源とレーザの接続回路。
１…パルス発生回路 ２、２Ａ、２Ｂ…磁気パルス圧縮回路 ３…レーザチャンバ ３1、３2…入力端子 ４…パルス電源 ＰＴ…パルストランス ＳＩ、ＳＩA、ＳＩB、ＳＩC…可飽和リアクトル Ｃ、ＣA、ＣB…コンデンサ
Claims (2)
- 【請求項１】 初段パルス発生回路から発生するパルス
電流をトランスで昇圧し、このパルス電流を可飽和リア
クトルを有する磁気パルス圧縮回路でパルス圧縮し、こ
のパルス電流を複数の入力端子を持つ負荷に供給するパ
ルス電源において、 前記トランスは、パルス入力に対して昇圧した複数のパ
ルス出力を得る巻線構成とし、 前記磁気パルス圧縮回路は、前記トランスからの複数の
パルス出力をそれぞれ磁気パルス圧縮して前記負荷の複
数の入力端子に分配供給する複数の磁気パルス圧縮回路
に構成したことを特徴とするパルス電源。 - 【請求項２】 前記磁気パルス圧縮回路は、前記複数の
磁気パルス圧縮回路に設ける可飽和リアクトルの鉄心を
共通にした構成を特徴とする請求項１記載のパルス電
源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34179797A JPH11178359A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | パルス電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34179797A JPH11178359A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | パルス電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11178359A true JPH11178359A (ja) | 1999-07-02 |
Family
ID=18348839
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34179797A Pending JPH11178359A (ja) | 1997-12-12 | 1997-12-12 | パルス電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11178359A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002280648A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-09-27 | Gigaphoton Inc | 高電圧パルス発生装置及び露光用放電励起ガスレーザ装置 |
-
1997
- 1997-12-12 JP JP34179797A patent/JPH11178359A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002280648A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-09-27 | Gigaphoton Inc | 高電圧パルス発生装置及び露光用放電励起ガスレーザ装置 |
| JP4573455B2 (ja) * | 2001-03-22 | 2010-11-04 | ギガフォトン株式会社 | 高電圧パルス発生装置及び露光用放電励起ガスレーザ装置 |
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