JPH118429A - Pulse power supply - Google Patents
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- JPH118429A JPH118429A JP16090997A JP16090997A JPH118429A JP H118429 A JPH118429 A JP H118429A JP 16090997 A JP16090997 A JP 16090997A JP 16090997 A JP16090997 A JP 16090997A JP H118429 A JPH118429 A JP H118429A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、可飽和リアクトル
や可飽和トランス等の磁気スイッチ手段と半導体やサイ
ラトロン等のスイッチ及び電力用コンデンサを設けた主
回路によって高電圧・大電流の短パルスを発生するパル
ス電源に係り、特に主回路の冷却装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the generation of short pulses of high voltage and large current by a magnetic switch means such as a saturable reactor or a saturable transformer and a main circuit provided with a switch such as a semiconductor or a thyratron and a power capacitor. More particularly, the present invention relates to a cooling device for a main circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種のパルス電源は、各種レーザやプ
ラズマ発生器、脱硝装置等にパルス電流を供給するのに
利用され、回路構成例を図３に示す。2. Description of the Related Art A pulse power source of this kind is used to supply a pulse current to various lasers, plasma generators, denitration devices and the like, and an example of a circuit configuration is shown in FIG.
【０００３】同図の各部において、充電器ＤＣＨＶは高
圧直流電源にされてエネルギー蓄積用コンデンサＣ0を
初期充電する。スイッチＳＷは、ＧＴＯサイリスタやパ
ワートランジスタの半導体スイッチ又はサイラトロンに
され、コンデンサＣ0が初期充電された後にオン制御さ
れ、コンデンサＣ0の放電によるパルス電流を発生させ
る。可飽和リアクトルＳＩ0は、スイッチＳＷのオンに
対するコンデンサＣ0の放電を遅らせると磁気アシスト
手段にされる。リアクトルＬは、コンデンサＣ0との間
の振動電流を発生させる。[0003] In each part of the figure, the charger DCHV to initial charging the energy storage capacitor C 0 is the high-voltage DC power source. The switch SW is a semiconductor switch of a GTO thyristor or a power transistor or a thyratron. The switch SW is turned on after the capacitor C 0 is initially charged, and generates a pulse current by discharging the capacitor C 0 . The saturable reactor SI 0 is used as magnetic assist means when the discharge of the capacitor C 0 with respect to the turning on of the switch SW is delayed. Reactor L, generates a oscillating current between the capacitor C 0.
【０００４】可飽和トランスＳＴは、パルス電流による
昇圧及び磁気スイッチ動作によるパルス圧縮を行う。パ
ルストランスＰＴは、パルス電流の昇圧を行う。コンデ
ンサＣ1，Ｃ2，…と可飽和リアクトルＳＩ1，ＳＩ2，…
は、トランスＳＴやＰＴからのパルス電流に対する磁気
スイッチ動作によりパルス圧縮を行い、負荷としのてレ
ーザヘッドＬＨとピーキングコンデンサＣPに高電圧・
大電流の短パルス電流を供給する。[0004] The saturable transformer ST performs boosting by a pulse current and pulse compression by a magnetic switch operation. The pulse transformer PT boosts a pulse current. The capacitors C 1 , C 2 ,... And the saturable reactors SI 1 , SI 2 ,.
Performs pulse compression by the magnetic switch operation for the pulse current from the transformer ST and PT, high voltage and Te load Toshino the laser head LH and peaking capacitor C P
Supply a large current short pulse current.
【０００５】このようなパルス電源において、主回路構
成要素になる可飽和リアクトルやトランス及び半導体ス
イッチは、パルス圧縮の高い繰り返しで発熱を伴うこと
から、他の回路要素になるコンデンサＣ0，Ｃ1，Ｃ2，
…やリアクトルＬと共にタンクに収納し、タンクに充填
する絶縁油やフロリナート等の液体により絶縁及び冷却
を得ている。In such a pulse power supply, the saturable reactors, transformers and semiconductor switches serving as main circuit components generate heat due to high repetition of pulse compression, so that capacitors C 0 and C 1 serving as other circuit components are generated. , C 2 ,
.. And the reactor L are stored in a tank, and the tank is filled with a liquid such as insulating oil or florinate to obtain insulation and cooling.
【０００６】図４は、従来の冷却装置構成を示す上面図
（ａ）と正面断面図（ｂ）及び側面断面図（ｃ）であ
る。タンク１内の側壁部に各コンデンサを取り付けたコ
ンデンサ板２を起立配置し、中間部位にトランスやリア
クトルを組み込んだ枠体３を配置し、上部に冷却液が強
制循環されるラジエータ４を配置している。FIG. 4 is a top view (a), a front sectional view (b) and a side sectional view (c) showing the structure of a conventional cooling device. A condenser plate 2 on which each condenser is mounted is placed upright on a side wall in the tank 1, a frame 3 incorporating a transformer and a reactor is disposed at an intermediate portion, and a radiator 4 for forcibly circulating a coolant is disposed at an upper portion. ing.
【０００７】なお、冷却方式として、ラジエータとポン
プと冷却装置による強制冷却方式に代えて、冷却液の自
然対流による冷却方式とする場合はラジエータ４やポン
プを省いた構成になる。[0007] When a cooling system using natural convection of a cooling liquid is used instead of a forced cooling system using a radiator, a pump, and a cooling device, the radiator 4 and the pump are omitted.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の冷却装置構成に
おいて、主回路の発熱原因は、トランスやリアクトルの
コアロスによる発熱が殆どである。このため、装置の運
転開始後の枠体３からの発熱によりタンク１内の温度が
上昇する。この温度上昇に対して、枠体３とラジエータ
４間の絶縁油やフロリナートの対流によってタンク内を
冷却するため、タンク１内の上下位置で温度差が発生し
易い。特に、自然対流による方式では、対流が緩やかに
なるため、温度差が大きくなる。In the conventional cooling device configuration, the main heat generation in the main circuit is mostly heat generation due to core loss of a transformer or a reactor. For this reason, the temperature in the tank 1 increases due to the heat generated from the frame 3 after the start of the operation of the apparatus. In response to this temperature rise, the inside of the tank is cooled by the convection of the insulating oil and florinate between the frame 3 and the radiator 4, so that a temperature difference is likely to occur between the upper and lower positions in the tank 1. In particular, in the system using natural convection, the convection becomes gentle, and the temperature difference becomes large.
【０００９】このとき、コンデンサＣ0，Ｃ1，Ｃ2，…
に温度特性の悪い（温度によって容量の変動が大きい）
セラミクス・コンデンサを使用していると、コンデンサ
板２の上部と下部の位置の違いによりコンデンサ間の静
電容量が大きく変化してしまう。At this time, the capacitors C 0 , C 1 , C 2 ,.
Poor temperature characteristics (capacity varies greatly with temperature)
When a ceramic capacitor is used, the capacitance between the capacitors greatly changes due to the difference between the positions of the upper and lower portions of the capacitor plate 2.
【００１０】この現象に起因して、リアクトルやトラン
スのコアの飽和のタイミングがずれるなど、主回路を流
れるパルス電流の位相や幅に温度ドリフトが発生した
り、初段のパルス発生から負荷段までのパルスの転流時
間がずれてしまい、所期のパルス電流が得られなくなる
ことがある。Due to this phenomenon, temperature drift occurs in the phase and width of the pulse current flowing through the main circuit, for example, the timing of the saturation of the reactor or the transformer core is shifted, or the pulse from the first stage pulse generation to the load stage is generated. In some cases, the commutation time of the pulse is shifted, and the desired pulse current cannot be obtained.
【００１１】本発明の目的は、タンク内のコンデンサの
温度変化及び複数のコンデンサ間の温度差を少なくした
構造のパルス電源を提供することにある。An object of the present invention is to provide a pulse power supply having a structure in which a temperature change of a capacitor in a tank and a temperature difference between a plurality of capacitors are reduced.
【００１２】本発明の他の目的は、自然対流方式とする
冷却装置の軽量化や冷却能力を高めたパルス電源を提供
することにある。It is another object of the present invention to provide a pulse power source in which a cooling device of a natural convection type is reduced in weight and the cooling capacity is enhanced.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、温度変化で静
電容量が大きく変化するコンデンサをタンクの底部に配
置することでタンク内の高さ位置による温度変化及びコ
ンデンサ単体での温度変化の影響を除き、さらにタンク
内に複数種類の冷却液を混入させることでその軽量化と
自然対流性を高めるもので、以下の構成を特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a capacitor whose capacitance changes greatly due to a temperature change is arranged at the bottom of the tank so that the temperature change due to the height position in the tank and the temperature change in the capacitor alone can be obtained. Excluding the influence, by further mixing a plurality of types of cooling liquids in the tank, the weight is reduced and the natural convection is improved, and is characterized by the following configuration.
【００１４】（第１の発明）可飽和リアクトルや可飽和
トランス等の磁気スイッチ手段と半導体やサイラトロン
等のスイッチ及び電力用コンデンサによって主回路を構
成し、この主回路要素をタンク内に冷却液と共に収納
し、冷却液の自然対流又は強制循環で主回路要素を冷却
するパルス電源において、前記コンデンサは、前記タン
クの底部に配置した構造を特徴とする。(First Invention) A main circuit is constituted by magnetic switch means such as a saturable reactor or a saturable transformer, a switch such as a semiconductor or a thyratron, and a power capacitor, and the main circuit element is placed in a tank together with a coolant. In a pulsed power supply for storing and cooling a main circuit element by natural convection or forced circulation of a coolant, the condenser is arranged at the bottom of the tank.
【００１５】（第２の発明）パルス発生のための主回路
要素をタンク内に冷却液と共に収納し、冷却液の自然対
流で主回路要素を冷却するパルス電源において、前記冷
却液は、比重の異なる複数種類の冷却液、又は粘性の異
なる複数種類の冷却液を混入したことを特徴とする。(Second invention) In a pulse power supply for accommodating a main circuit element for pulse generation together with a coolant in a tank and cooling the main circuit element by natural convection of the coolant, the coolant has a specific gravity. A plurality of different types of cooling liquids or a plurality of types of cooling liquids having different viscosities are mixed.
【００１６】[0016]
（第１の実施形態）図１は、本発明の実施形態を示す冷
却装置の正面断面図である。タンク１内の底部にはコン
デンサ板２が配置され、中位にトランスやリアクトルを
組み込んだ枠体３を配置する。(First Embodiment) FIG. 1 is a front sectional view of a cooling device showing an embodiment of the present invention. A condenser plate 2 is arranged at the bottom in the tank 1, and a frame 3 incorporating a transformer and a reactor is arranged at a middle position.
【００１７】タンク１内には絶縁油やフロリナートにさ
れる冷却液がポンプ５によって図示の矢印で示すように
タンク１の底部から流入し、タンク１内を上部に向けて
強制循環される。この冷却液は、タンク１の上部からラ
ジエータ６に吐出されて循環する際にファン７によって
風冷される。Insulating oil or fluorinated cooling liquid flows into the tank 1 from the bottom of the tank 1 by a pump 5 as shown by the arrow in the drawing, and is forcedly circulated in the tank 1 toward the top. The cooling liquid is discharged from the upper part of the tank 1 to the radiator 6 and cooled by the fan 7 when circulating.
【００１８】以上の構成によれば、コンデンサ板２をタ
ンク１内の同じ底部に配置するため、タンク１内の上下
の位置による温度差があっても、コンデンサ板２の各コ
ンデンサ間の温度差が少なく、各コンデンサの静電容量
の変化度合いを小さくすることができる。また、コンデ
ンサ単体での温度変化を少なくできる。According to the above configuration, since the capacitor plate 2 is disposed at the same bottom in the tank 1, even if there is a temperature difference between the upper and lower positions in the tank 1, the temperature difference between the capacitors of the capacitor plate 2 is obtained. And the degree of change in the capacitance of each capacitor can be reduced. Further, the temperature change of the capacitor alone can be reduced.
【００１９】これにより、可飽和トランスやリアクトル
とコンデンサによるパルス圧縮等の特性がコンデンサの
静電容量変化で変動することが少なくなり、パルス電源
装置の設計性能としての温度ドリフトの極小化を図るこ
とができる。As a result, the characteristics such as pulse compression by the saturable transformer or the reactor and the capacitor are less likely to fluctuate due to a change in the capacitance of the capacitor, and the temperature drift as a design performance of the pulse power supply device is minimized. Can be.
【００２０】（第２の実施形態）図２は、本発明の他の
実施形態を示す。本実施形態は、図１と同様に、コンデ
ンサ板３をタンク１の底部に配置するが、タンク１内の
冷却液は自然対流方式とし、ラジエータ４は従来の構成
と同様に、タンク１内の上部に配置し、このラジエータ
内に外部から冷却液を強制循環させる。(Second Embodiment) FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the condenser plate 3 is arranged at the bottom of the tank 1 as in FIG. 1, but the cooling liquid in the tank 1 is of a natural convection type, and the radiator 4 is provided in the tank 1 as in the conventional configuration. The cooling liquid is forcibly circulated from outside in the radiator.
【００２１】本実施形態においても、コンデンサ板２を
タンク１内の同じ底部に配置するため、コンデンサ板２
の各コンデンサ間の温度差を小さくでき、図１の場合と
同様の作用効果を得ることができる。Also in this embodiment, since the capacitor plate 2 is arranged at the same bottom in the tank 1, the capacitor plate 2
The temperature difference between the capacitors can be reduced, and the same operation and effect as in the case of FIG. 1 can be obtained.
【００２２】（第３の実施形態）前記までの実施形態に
おいて、タンク１内の冷却液は、一種類の絶縁油又はフ
ロリナートとする。この冷却液を絶縁油とする場合、そ
の粘性が高く、第２の実施形態のように、自然対流方式
の場合にはタンク内の対流が悪く、タンク内の温度差が
大きくなってコンデンサの十分な冷却ができないことが
ある。(Third Embodiment) In the above embodiments, the cooling liquid in the tank 1 is one kind of insulating oil or florinate. When this cooling liquid is used as an insulating oil, its viscosity is high, and in the case of the natural convection method, the convection in the tank is poor, and the temperature difference in the tank becomes large, as in the second embodiment. Cooling may not be possible.
【００２３】この点について、フロリナートを冷却液と
する場合にはその粘性が低く、タンク内の対流が良くな
るが、フロリナートはその比重（１.７７ｇ／ｍｌ）が
絶縁油の比重（０.８７ｇ／ｍｌ）に比べて２倍程度の
大きさになり、装置重量が増大してしまう。In this regard, when fluorinert is used as a cooling liquid, its viscosity is low and convection in the tank is improved, but fluorinert has a specific gravity (1.77 g / ml) which is higher than that of insulating oil (0.87 g / ml). / Ml), which is about twice as large as that of (/ ml), and increases the weight of the apparatus.
【００２４】これら課題を解決するため、本実施形態で
は、タンク内に比重の異なる複数の冷却液や粘性の異な
る冷却液を混入することで自然対流性を高めながら軽量
化を図る。In order to solve these problems, in the present embodiment, a plurality of cooling liquids having different specific gravities or cooling liquids having different viscosities are mixed in the tank to reduce the weight while increasing the natural convection.
【００２５】例えば、絶縁油（ＭＥＷ６）とフロリナー
トを混入した構成、シリコン油（比重は０.９６ｇ／ｍ
ｌ）とフロリナートを混入した構成とする。For example, a configuration in which insulating oil (MEW6) and florinate are mixed, silicon oil (specific gravity is 0.96 g / m
l) and florinate.
【００２６】これら２種類の冷却液をタンク内に混入す
ることにより、比重の重いフロリナートがタンク内の下
層（図２の枠体３の部分）での対流が大きくなり、上層
（図２のラジエータ４の部分）の絶縁油又はシリコン油
に熱を伝達すると同時に、上層の冷却液を循環させるこ
とができる。By mixing these two types of coolant into the tank, the convection in the lower layer (portion of the frame 3 in FIG. 2) of the florinate having a higher specific gravity is increased, and the upper layer (radiator in FIG. 2) is increased. At the same time as transferring heat to the insulating oil or the silicone oil of (4), the upper-layer coolant can be circulated.
【００２７】これにより、冷却液の全てを絶縁油やシリ
コン油とする場合に比べて自然対流性を高める事ができ
る。また、冷却液の全てをフロリナートとする場合に比
べて絶縁油又はシリコン油の混入により装置を軽量化す
ることができる。As a result, the natural convection can be improved as compared with the case where all of the coolant is made of insulating oil or silicone oil. Further, the weight of the apparatus can be reduced by mixing the insulating oil or the silicone oil as compared with the case where all of the cooling liquid is made to be florinate.
【００２８】他の冷却液構成として、絶縁油とシリコン
油を混入した構成、絶縁（ＭＥＷ６）と絶縁油（ＭＥＷ
−Ｌ）を混入した構成とすることもできる。As another composition of the cooling liquid, a composition in which insulating oil and silicone oil are mixed, insulation (MEW6) and insulating oil (MEW)
-L) may be used.
【００２９】これらの場合、絶縁油（ＭＥＷ６）と（Ｍ
ＥＷ−Ｌ）及びシリコン油は、比重が近い値になるた
め、装置の運転開始では２層に分かれているが、発熱体
からの熱発生により、下層の冷却液が熱せられて比重が
軽くなって上層に上がり、上層で冷却されて下層に下が
ってくる。In these cases, the insulating oil (MEW6) and (M
EW-L) and silicone oil have a specific gravity close to each other, and are separated into two layers at the start of operation of the apparatus. However, due to heat generation from the heating element, the lower layer coolant is heated and the specific gravity is reduced. Rise to the upper layer, cool down in the upper layer and descend to the lower layer.
【００３０】このような現象により、タンク内の対流性
を高めることができる。なお、これらの冷却液は、特性
が近いため、化学反応が起きることは少ない。また、冷
却液は３種類以上のものを混入することもできる。By such a phenomenon, the convection in the tank can be enhanced. In addition, since these cooling liquids have similar characteristics, a chemical reaction rarely occurs. Further, three or more kinds of cooling liquids can be mixed.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、温度変
化で静電容量が大きく変化するコンデンサをタンクの底
部に配置することにより、タンク内の高さ位置による温
度変化及びコンデンサ単体での温度変化の影響を無くす
ことができる。As described above, according to the present invention, by arranging a capacitor whose capacitance changes greatly due to a temperature change at the bottom of the tank, the temperature change due to the height position in the tank and the temperature of the capacitor alone can be reduced. The effect of the temperature change can be eliminated.
【００３２】また、タンク内に複数種類の冷却液を混入
させることにより、その軽量化と自然対流性を高めるこ
とができる。Further, by mixing a plurality of types of cooling liquids into the tank, the weight and the natural convection can be increased.
【図１】本発明の実施形態を示す冷却装置構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a cooling device showing an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の実施形態を示す冷却装置構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a cooling device showing another embodiment of the present invention.
【図３】パルス電源の回路例。FIG. 3 is a circuit example of a pulse power supply.
【図４】従来の冷却装置構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional cooling device.
１…タンク ２…コンデンサ板 ３…枠体 ４、６…ラジエータ ５…ポンプ ７…ファン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Tank 2 ... Condenser plate 3 ... Frame body 4, 6 ... Radiator 5 ... Pump 7 ... Fan
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１０年３月１８日[Submission date] March 18, 1998
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【書類名】 明細書[Document Name] Statement
【発明の名称】 パルス電源[Title of the Invention] Pulse power supply
【特許請求の範囲】[Claims]
【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、可飽和リアクトル
や可飽和トランス等の磁気スイッチ手段と半導体やサイ
ラトロン等のスイッチ及び電力用コンデンサを設けた主
回路によって高電圧・大電流の短パルスを発生するパル
ス電源に係り、特に主回路の冷却装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the generation of short pulses of high voltage and large current by a magnetic switch means such as a saturable reactor or a saturable transformer and a main circuit provided with a switch such as a semiconductor or a thyratron and a power capacitor. More particularly, the present invention relates to a cooling device for a main circuit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】この種のパルス電源は、各種レーザやプ
ラズマ発生器、脱硝装置等にパルス電流を供給するのに
利用され、回路構成例を図３に示す。2. Description of the Related Art A pulse power source of this kind is used to supply a pulse current to various lasers, plasma generators, denitration devices and the like, and an example of a circuit configuration is shown in FIG.
【０００３】同図の各部において、充電器ＤＣＨＶは高
圧直流電源にされてエネルギー蓄積用コンデンサＣ０を
初期充電する。スイッチＳＷは、ＧＴＯサイリスタやパ
ワートランジスタの半導体スイッチ又はサイラトロンに
され、コンデンサＣ０が初期充電された後にオン制御さ
れ、コンデンサＣ０の放電によるパルス電流を発生させ
る。可飽和リアクトルＳＩ０は、スイッチＳＷのオンに
対するコンデンサＣ０の放電を遅らせると磁気アシスト
手段にされる。リアクトルＬは、コンデンサＣ ０を充電
するためのものである。[0003] In each part of the figure, the charger DCHV to initial charging the energy storage capacitor C 0 is the high-voltage DC power source. Switch SW is a semiconductor switch or thyratrons of GTO thyristors or power transistors, capacitors C 0 is controlled to be turned on after being initially charged, to generate a pulse current by the discharge of the capacitor C 0. The saturable reactor SI 0 is used as magnetic assist means when the discharge of the capacitor C 0 with respect to the turning on of the switch SW is delayed. Reactor L charges capacitor C 0
It is for doing .
【０００４】可飽和トランスＳＴは、パルス電流による
昇圧及び磁気スイッチ動作によるパルス圧縮を行う。パ
ルストランスＰＴは、昇圧を行う。コンデンサＣ１，Ｃ
２，…と可飽和リアクトルＳＩ１，ＳＩ２，…は、トラ
ンスＳＴやＰＴからのパルス電流に対する磁気スイッチ
動作によりパルス圧縮を行い、負荷としのてレーザヘッ
ドＬＨとピーキングコンデンサＣＰに高電圧・大電流の
短パルス電流を供給する。[0004] The saturable transformer ST performs boosting by a pulse current and pulse compression by a magnetic switch operation. The pulse transformer PT performs boosting. Capacitors C 1 and C
2, ... and saturable reactors SI 1, SI 2, ... performs pulse compression by the magnetic switch operation for the pulse current from the transformer ST and PT, high voltage and Te load Toshino the laser head LH and peaking capacitor C P Supply a large current short pulse current.
【０００５】このようなパルス電源において、主回路構
成要素になる可飽和リアクトルやトランス及び半導体ス
イッチは、パルス圧縮の高い繰り返しで発熱を伴うこと
から、他の回路要素になるコンデンサＣ０，Ｃ１，
Ｃ２，…やリアクトルＬと共にタンクに収納し、タンク
に充填する絶縁油やフロリナート等の液体により絶縁及
び冷却を得ている。In such a pulse power supply, the saturable reactors, transformers, and semiconductor switches serving as main circuit components generate heat due to high repetition of pulse compression, so that capacitors C 0 and C 1 serving as other circuit components are generated. ,
It is stored in a tank together with C 2 ,... And the reactor L, and is insulated and cooled by a liquid such as insulating oil or florinate filled in the tank.
【０００６】図４は、従来の冷却装置構成を示す上面図
（ａ）と正面断面図（ｂ）である。タンク１内の側壁部
に各コンデンサを取り付けたコンデンサ板２を起立配置
し、中間部位にトランスやリアクトルを組み込んだ枠体
３を配置し、上部に冷却液が強制循環されるラジエータ
４を配置している。FIG. 4 is a top view (a) and a front sectional view (b) showing the configuration of a conventional cooling device. A condenser plate 2 on which each condenser is mounted is placed upright on a side wall in the tank 1, a frame 3 incorporating a transformer and a reactor is disposed at an intermediate portion, and a radiator 4 for forcibly circulating a coolant is disposed at an upper portion. ing.
【０００７】なお、冷却方式として、ラジエータとポン
プと冷却装置による強制冷却方式に代えて、冷却液の自
然対流による冷却方式とする場合はラジエータ４やポン
プを省いた構成になる。[0007] When a cooling system using natural convection of a cooling liquid is used instead of a forced cooling system using a radiator, a pump, and a cooling device, the radiator 4 and the pump are omitted.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の冷却装置構成に
おいて、主回路の発熱原因は、トランスやリアクトルの
コアロスによる発熱が殆どである。このため、装置の運
転開始後の枠体３からの発熱によりタンク１内の温度が
上昇する。この温度上昇に対して、枠体３とラジエータ
４間の絶縁油やフロリナートの対流によってタンク内を
冷却するため、タンク１内の上下位置で温度差が発生し
易い。特に、自然対流による方式では、対流が緩やかに
なるため、温度差が大きくなる。In the conventional cooling device configuration, the main heat generation in the main circuit is mostly heat generation due to core loss of a transformer or a reactor. For this reason, the temperature in the tank 1 increases due to the heat generated from the frame 3 after the start of the operation of the apparatus. In response to this temperature rise, the inside of the tank is cooled by the convection of the insulating oil and florinate between the frame 3 and the radiator 4, so that a temperature difference is likely to occur between the upper and lower positions in the tank 1. In particular, in the system using natural convection, the convection becomes gentle, and the temperature difference becomes large.
【０００９】このとき、コンデンサＣ０，Ｃ１，Ｃ２，
…に温度特性の悪い（温度によって容量の変動が大き
い）セラミクス・コンデンサを使用していると、コンデ
ンサ板２の上部のコンデンサの静電容量が大きく変化し
てしまう。At this time, the capacitors C 0 , C 1 , C 2 ,
When a ceramic capacitor having poor temperature characteristics (capacitance greatly varies depending on temperature) is used, the capacitance of the capacitor above the capacitor plate 2 greatly changes.
【００１０】この現象に起因して、リアクトルやトラン
スのコアの飽和のタイミングがずれるなど、主回路を流
れるパルス電流の幅や、ＣＰに充電されるエネルギーに
温度ドリフトが発生したり、初段のパルス発生から負荷
段までのパルスの転流時間がずれてしまい、所期のパル
ス電流が得られなくなることがある。[0010] Due to this phenomenon, such as the timing of saturation of the reactor and the transformer core is displaced, the width and the pulse current flowing through the main circuit, energy <br/> temperature drift which is charged to C P is generated Alternatively, the commutation time of the pulse from the generation of the pulse in the first stage to the load stage may be shifted, and the desired pulse current may not be obtained.
【００１１】本発明の目的は、タンク内のコンデンサの
温度変化を少なくした構造のパルス電源を提供すること
にある。It is an object of the present invention to provide a capacitor in a tank.
An object of the present invention is to provide a pulse power supply having a structure in which a temperature change is reduced .
【００１２】本発明の他の目的は、レーザに供給される
エネルギーのドリフトが少なく（安定である）、トリガ
からレーザ発振までの時間のドリフトが少ないパルス電
源を提供することにある。Another object of the invention is to provide a laser.
Low energy drift (stable), trigger
An object of the present invention is to provide a pulsed power supply with less drift in time from laser oscillation to laser oscillation .
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明は、温度変化で静
電容量が大きく変化するコンデンサをタンクの底部に配
置することでタンク内の高さ位置による温度変化及びコ
ンデンサ単体での温度変化の影響を小さくする、以下の
構成を特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a capacitor whose capacitance changes greatly due to a temperature change is arranged at the bottom of the tank so that the temperature change due to the height position in the tank and the temperature change in the capacitor alone can be obtained. The following configuration is characterized to reduce the influence.
【００１４】（第１の発明）可飽和リアクトルや可飽和
トランス等の磁気スイッチ手段と半導体やサイラトロン
等のスイッチ及び電力用コンデンサによって主回路を構
成し、この主回路要素をタンク内に冷却液と共に収納
し、冷却液の自然対流又は強制循環で主回路要素を冷却
するパルス電源において、前記コンデンサは、前記タン
クの底部に配置した構造を特徴とする。(First Invention) A main circuit is constituted by magnetic switch means such as a saturable reactor or a saturable transformer, a switch such as a semiconductor or a thyratron, and a power capacitor, and the main circuit element is placed in a tank together with a coolant. In a pulsed power supply for storing and cooling a main circuit element by natural convection or forced circulation of a coolant, the condenser is arranged at the bottom of the tank.
【００１５】（第２の発明）パルス発生のための主回路
要素をタンク内に冷却液と共に収納し、冷却液の自然対
流で主回路要素を冷却するパルス電源において、前記冷
却液は、比重又は粘性の異なる複数種類の冷却液を混入
したことを特徴とする。(Second invention) In a pulse power supply for accommodating a main circuit element for pulse generation together with a coolant in a tank and cooling the main circuit element by natural convection of the coolant, the coolant has a specific gravity or It is characterized in that a plurality of types of cooling liquids having different viscosities are mixed.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】 （第１の実施形態）図１は、本発明の実施形態を示す冷
却装置の正面断面図である。タンク１内の底部にはコン
デンサ板２が配置され、中位にトランスやリアクトルを
組み込んだ枠体３を配置する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 is a front sectional view of a cooling device showing an embodiment of the present invention. A condenser plate 2 is arranged at the bottom in the tank 1, and a frame 3 incorporating a transformer and a reactor is arranged at a middle position.
【００１７】タンク１内には絶縁油やフロリナートにさ
れる冷却液がポンプ５によって図示の矢印で示すように
タンク１の底部から流入し、タンク１内を上部に向けて
強制循環される。この冷却液は、タンク１の上部からラ
ジエータ６に吐出されて循環する際にファン７によって
風冷される。ラジエータの代わりに水冷の熱交換器でも
良い。 Insulating oil or fluorinated cooling liquid flows into the tank 1 from the bottom of the tank 1 by a pump 5 as shown by the arrow in the drawing, and is forcedly circulated in the tank 1 toward the top. The cooling liquid is discharged from the upper part of the tank 1 to the radiator 6 and cooled by the fan 7 when circulating. A water-cooled heat exchanger instead of a radiator
good.
【００１８】以上の構成によれば、コンデンサ板２をタ
ンク１内の同じ底部に配置するため、運転開始からタン
ク内部温度が飽和するまでの温度変化が上部に比べて底
部が少ないため、コンデンサ単体での温度変化の影響を
小さくすることができる。 According to the above configuration, for placing the capacitor plate 2 in the same bottom of tank 1, Tan start of the operation
Temperature change until the internal temperature is saturated
Because the number of parts is small, the effect of temperature change
Can be smaller.
【００１９】これにより、可飽和トランスやリアクトル
とコンデンサによるパルス圧縮等の特性がコンデンサの
静電容量変化で変動することが少なくなり、パルス電源
装置の設計性能としての温度ドリフトの極小化を図るこ
とができる。As a result, the characteristics such as pulse compression by the saturable transformer or the reactor and the capacitor are less likely to fluctuate due to a change in the capacitance of the capacitor, and the temperature drift as a design performance of the pulse power supply device is minimized. Can be.
【００２０】（第２の実施形態）図２は、本発明の他の
実施形態を示す。本実施形態は、図１と同様に、コンデ
ンサ板３をタンク１の底部に配置するが、タンク１内の
冷却液は自然対流方式とし、ラジエータ４は従来の構成
と同様に、タンク１内の上部に配置し、このラジエータ
内に外部から冷却液を強制循環させる。(Second Embodiment) FIG. 2 shows another embodiment of the present invention. In the present embodiment, the condenser plate 3 is arranged at the bottom of the tank 1 as in FIG. 1, but the cooling liquid in the tank 1 is of a natural convection type, and the radiator 4 is provided in the tank 1 as in the conventional configuration. The cooling liquid is forcibly circulated from outside in the radiator.
【００２１】本実施形態においても、コンデンサ板２を
タンク１内の同じ底部に配置するため、コンデンサ板２
の各コンデンサ間の温度差を小さくでき、図１の場合と
同様の作用効果を得ることができる。Also in this embodiment, since the capacitor plate 2 is arranged at the same bottom in the tank 1, the capacitor plate 2
The temperature difference between the capacitors can be reduced, and the same operation and effect as in the case of FIG. 1 can be obtained.
【００２２】（第３の実施形態）前記までの実施形態に
おいて、タンク１内の冷却液は、一種類の絶縁油又はフ
ロリナートとする。この冷却液を絶縁油とする場合、そ
の粘性が高く、第２の実施形態のように、自然対流方式
の場合にはタンク内の対流が悪く、十分な熱交換が行わ
れないことがある。 (Third Embodiment) In the above embodiments, the cooling liquid in the tank 1 is one kind of insulating oil or florinate. When this cooling liquid is used as an insulating oil, its viscosity is high, and in the case of the natural convection method, the convection in the tank is poor as in the second embodiment, and sufficient heat exchange is performed.
May not be possible.
【００２３】この点について、フロリナートを冷却液と
する場合にはその粘性が低く、タンク内の対流が良くな
るが、フロリナートはその比重（１．７７ｇ／ｍｌ）が
絶縁油の比重（０．８７ｇ／ｍｌ）に比べて２倍程度の
大きさになり、装置重量が増大してしまう。In this regard, when florinert is used as a cooling liquid, its viscosity is low and convection in the tank is improved, but florinart has a specific gravity (1.77 g / ml) which is higher than that of insulating oil (0.87 g / ml). / Ml), which is about twice as large as that of (/ ml), and increases the weight of the apparatus.
【００２４】これら課題を解決するため、本実施形態で
は、タンク内に比重の異なる複数の冷却液や粘性の異な
る冷却液を混入することで自然対流性を高めながら軽量
化を図る。In order to solve these problems, in the present embodiment, a plurality of cooling liquids having different specific gravities or cooling liquids having different viscosities are mixed in the tank to reduce the weight while increasing the natural convection.
【００２５】例えば、絶縁油とフロリナートを混入した
構成、シリコン油（比重は０．９６ｇ／ｍｌ）とフロリ
ナートを混入した構成とする。For example, a configuration in which insulating oil and florinate are mixed, and a configuration in which silicon oil (specific gravity is 0.96 g / ml) and florinate are mixed.
【００２６】これら２種類の冷却液をタンク内に混入す
ることにより、比重の重いフロリナートがタンク内の下
層（図２の枠体３の部分）での対流が大きくなり、上層
（図２のラジエータ４の部分）の絶縁油又はシリコン油
に熱を伝達する。By mixing these two types of coolant into the tank, the convection in the lower layer (portion of the frame 3 in FIG. 2) of the florinate having a higher specific gravity is increased, and the upper layer (radiator in FIG. 2) is increased. (4) heat is transferred to the insulating oil or silicone oil.
【００２７】これにより、冷却液の全てを絶縁油やシリ
コン油とする場合に比べて自然対流性を高める事がで
き、装置全体の冷却効率が向上する。また、冷却液の全
てをフロリナートとする場合に比べて絶縁油又はシリコ
ン油の混入により装置を軽量化することができる。[0027] Thus, all of the coolant compared with the case where an insulating oil or silicone oil to enhance the natural convective
As a result, the cooling efficiency of the entire apparatus is improved . Further, the weight of the apparatus can be reduced by mixing the insulating oil or the silicone oil as compared with the case where all of the cooling liquid is made to be florinate.
【００２８】他の冷却液構成として、絶縁油とシリコン
油を混入した構成とすることもできる。As another cooling liquid constitution, a constitution in which insulating oil and silicone oil are mixed may be adopted.
【００２９】これらの場合、絶縁油と及びシリコン油
は、比重が近い値になるため、装置の運転開始では２層
に分かれているが、発熱体からの熱発生により、下層の
冷却液が熱せられて比重が軽くなって上層に上がり、上
層で冷却されて下層に下がってくる。In these cases, since the specific gravity of the insulating oil and the silicone oil are close to each other, the apparatus is divided into two layers at the start of operation of the apparatus. Then the specific gravity becomes lighter and rises to the upper layer, then cooled by the upper layer and lowered to the lower layer.
【００３０】このような現象により、タンク内の対流性
を高め、装置全体の冷却効率を向上させることができ
る。なお、これらの冷却液は、特性が近いため、化学反
応が起きることは少ない。また、冷却液は３種類以上の
ものを混入することもできる。By such a phenomenon, the convection in the tank can be increased, and the cooling efficiency of the entire apparatus can be improved . In addition, since these cooling liquids have similar characteristics, a chemical reaction rarely occurs. Further, three or more kinds of cooling liquids can be mixed.
【００３１】[0031]
【発明の効果】以上のとおり、本発明によれば、温度変
化で静電容量が大きく変化するコンデンサをタンクの底
部に配置することにより、コンデンサ単体での温度変化
の影響を少なくすることができる。As described above, according to the present invention, by arranging a capacitor whose capacitance changes greatly due to a temperature change at the bottom of the tank , the temperature change of the capacitor alone can be achieved.
Can be reduced .
【００３２】また、タンク内に複数種類の冷却液を混入
させることにより、その軽量化と自然対流性を高めるこ
とができる。Further, by mixing a plurality of types of cooling liquids into the tank, the weight and the natural convection can be increased.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の実施形態を示す冷却装置構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a cooling device showing an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の実施形態を示す冷却装置構成図。FIG. 2 is a configuration diagram of a cooling device showing another embodiment of the present invention.
【図３】パルス電源の回路例。FIG. 3 is a circuit example of a pulse power supply.
【図４】従来の冷却装置構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional cooling device.
【符号の説明】 １…タンク ２…コンデンサ板 ３…枠体 ４、６…ラジエータ ５…ポンプ ７…ファン[Description of Signs] 1 ... Tank 2 ... Condenser plate 3 ... Frame body 4, 6 ... Radiator 5 ... Pump 7 ... Fan
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing
【補正対象項目名】図４[Correction target item name] Fig. 4
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【図 ４】 [Fig. 4]
Claims (2)
磁気スイッチ手段と半導体やサイラトロン等のスイッチ
及び電力用コンデンサによって主回路を構成し、この主
回路要素をタンク内に冷却液と共に収納し、冷却液の自
然対流又は強制循環で主回路要素を冷却するパルス電源
において、 前記コンデンサは、前記タンクの底部に配置した構造を
特徴とするパルス電源。1. A main circuit is constituted by magnetic switch means such as a saturable reactor or a saturable transformer, a switch such as a semiconductor or a thyratron, and a power capacitor. A pulse power supply for cooling a main circuit element by natural convection or forced circulation of a liquid, wherein the capacitor is arranged at the bottom of the tank.
内に冷却液と共に収納し、冷却液の自然対流で主回路要
素を冷却するパルス電源において、 前記冷却液は、比重の異なる複数種類の冷却液、又は粘
性の異なる複数種類の冷却液を混入したことを特徴とす
るパルス電源。2. A pulse power supply for accommodating a main circuit element for pulse generation together with a coolant in a tank and cooling the main circuit element by natural convection of the coolant, wherein the coolant has a plurality of types having different specific gravities. A pulse power supply characterized by mixing a cooling liquid or plural kinds of cooling liquids having different viscosities.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16090997A JP3692714B2 (en) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | Pulse power supply |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JPH118429A true JPH118429A (en) | 1999-01-12 |
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ID=15724958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16090997A Expired - Lifetime JP3692714B2 (en) | 1997-06-18 | 1997-06-18 | Pulse power supply |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3692714B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008218658A (en) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Solid-state laser apparatus |
| JP4540243B2 (en) * | 2001-03-26 | 2010-09-08 | ニチコン株式会社 | Pulse laser power supply |
| JP2011229335A (en) * | 2010-04-22 | 2011-11-10 | Mitsubishi Motors Corp | Cooling device |
| CN111525819A (en) * | 2020-03-31 | 2020-08-11 | 华为技术有限公司 | Inverter, interconnection system of inverter and transformer and box-type substation |
-
1997
- 1997-06-18 JP JP16090997A patent/JP3692714B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2008218658A (en) * | 2007-03-02 | 2008-09-18 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | Solid-state laser apparatus |
| JP2011229335A (en) * | 2010-04-22 | 2011-11-10 | Mitsubishi Motors Corp | Cooling device |
| CN111525819A (en) * | 2020-03-31 | 2020-08-11 | 华为技术有限公司 | Inverter, interconnection system of inverter and transformer and box-type substation |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3692714B2 (en) | 2005-09-07 |
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