JPS5884482A - パルスレ−ザ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 この発明はレーデ装置にかかわり、籍にノ９ルスレーデ
装置のフラッジ１ランノ用電源部の改良に関する。

発明の技術的背景と問題点 近年、キセノ／放電管などのフラッジエラ／デを点燈し
、レーデロッドの励起を行う固体レーデ装置が開発され
ているが、これらはいずれも電源としてコンデ／すを用
い、このコンデンサに直流高電圧を抵抗を介して印加す
ることによシ充電し、このコンデンサの電子間に接続し
たフラッシュランプにトリガを与えてコンデンサの充電
電荷を一気に放電させ発光させる方式％式％ 乙のような方式における一つの欠点は７ラツシ凰う／グ
の放電特性、特に放電時の励起光波形が７ラツシエラン
グ固有の電気特性と放鑞用の前記コンデンサの特性によ
って決つてしまい、得られるレーデ光のパルス波形が固
定されてしまうことである。

即ち、従来の代表的な電源装置は概ね第・・１図の如き
構成をとりでいる０図において１は交流トランスであプ
、この交流トランス１によプ交流電圧を昇圧し、数ｋＶ
の交流電圧に変換する。

仁の昇圧出力は整流器２によル整流した後、抵抗Ｓｔ−
介してコンデンサ４に与え、整流して得た高電圧直流を
このコンデンサ４に蓄える。このコンデンサ４の充電電
荷はコンデンサ４０両端子間に電気的に接続される図示
しないフラッジ為ランプのアノード・カソード間に印加
される。フラッジ−ランプは放電管であるため、トリガ
が与えられるまでは放電を行わないのでコンデンサ４に
は印加された高圧直流電圧が充電されてゆく。

充電の過程ではコンデンｔ４の端子間電圧は第２図に示
すように飽和１線を描きながら例えば数ｋＶの所定の電
圧値まで充電される。

７ラツシ晶う／デにトリＩが与えられると。

７ラツシ１ラングは放電可能な状態となシ、コンデンｔ
４の充電電荷は７ラツシ為フンｌの７ノード・カソード
間を通って放電される・従ってフラッジ島ラングは発光
し仁のフラッジ為ランプに近接して配設しであるレーデ
用の固体レーデロッドを光励起し、これによって固体レ
ーデロッドよりレーデ光が発生する。

ここでコンデンサ４の放電電流の代表的な波形は第３図
に示すような急峻な立上シでゅつ（９と減衰するような
特性を示す、電流のピーク値は数百〜数千アンペアに達
し、放電時間は数ａｓ＠ｓ以下である。ただし印加電圧
中７フツク１ラン！の種類によってこれらの値は多少異
なる。

ここで問題となるのはコンデンサ４の充電電圧を高くす
ることによシフラッ７＆う／ｆの出力する励起光を強め
、これによシレーデ出力値のピーク値を高くすることが
でき充電電圧のレベルの調整によってレーデ出力値をあ
る程度は可変することができるが、コンデ７ｔ４の充電
電荷の放電特性は前述の如く７ラツシ１ランノで決まっ
てしまうためレーデ出力のパルス幅を任意に変えること
が―しいことである。

コンデンサ４の充電電荷量が同じであればこの電荷によ
って発光される７ラツシ蟲ランプの発光量も量的には同
じであるものの短い時間で発光を終了すれば光の強さ線
強くなシこの光で励起されて得られたレーデ光もピーク
値が高くなる。

逆に発光時間を長くすれば光の強さは弱くなり、この光
で励起されて得られたレーデ光はピーク値が低くなる。

乙のピーク値の大小は瞬時的なエネルギのレベルにかか
わシを持つことにすｊ）　ｓ　１　ノｆルス当υのレー
デ光のエネルギ総量としてはいずれも同値であってもピ
ーク値の高い方はその分、瞬時的な熱エネルギが高くな
るため、レーデ装置においてはΔルス幅を可変可能とす
ることができれば状況に合わせ大小種々のピーク値のレ
ーデ光を利用することができるようになシ、使い易いも
のとなる。

しかしながら第１図構成ではコンデンサの完、電電位は
一定であり、ま要充電電荷の放電特性線装置によシ定ま
っているため、これを可変することはできず、従ってノ
々ルス幅を可変することはできない。

そこで、これを可変すべく第４図、第５図に示す如き遅
延回路構成とし、複数のコンデンサを時間を逐次遅らせ
て放電させることによ）／譬ルス幅を可変するようにし
九ものが考えられた・即も、この遅延回路は多くの電子
回路に用−られるもので、第４図に示す如くインダクタ
ンス４Ｊ、４３．４３とキヤ／ｆシタンス４４゜４５０
４ｇを梯子盤に接続して成る梯子！ｌ＠路と、第５図に
示す如く抵抗５１．５２．５３及びキヤ／ｆシタンス６
４．５５．５６を梯子型に接続して成る梯子型回路のう
ちいずれかｔ用い。

この梯子型回路に入力端子ＩＮＰＵＴ間に直流高電圧を
与えそのキャノｆシタンスに充電させ、出力端子０ＵＴ
ＰＵＴ間に接続した７ラツシ為ラングに印加する。

そして、７ラツシ１ランプにトリガを与えると第４図の
回路であればまず出力端子０ＵＴＰＵＴに最も近い中ヤ
ノ母シタンス４＃の充電電荷カ放電され、７ラツシ凰ラ
ングに流れる。仁のとき、中段、前段のキャパシタンス
４６０４４の充電電荷も放電されようとするがインダク
タンス４３．４２の作用によシ放電が抑制され、各々の
容量で定まる時定数をもって放電が開始される。その結
果、中段、前段・のキャパシタンス４１５．４４はそれ
ぞれキャパシタンス４６の放電開始時刻より各々時定数
分ずつ遅れて放電が開始され、これによって全体の放電
時間が長くなり、７ラツシエラングに流れる放電電流ｃ
ｒｔ／４ルス幅が長くなる。

第５図の回路の場合もほぼ同様で出力端子０ＵＴＰＵＴ
側のキャパシタンス５６の放電時定数が最も小さいため
このキャパシタンス５＃の放−が最も早く行われ、中段
、前段側のキャパシタンス５５．５４は抵抗ｓｓ、ｓｘ
との関係により定まる時定数で放電が成されるためキャ
パシタンス５６の放電開始時点より遅れてキャノタシー
ンス５６の放電が開始され、更にこれより遷れてキャパ
シタンス５４の放電が開始されるため全体的な放電時間
は長くなり／譬ルス幅を長くできる。

従って、インダクタンス４１．４１ｍ４１または抵抗１
ｓ１．５２．５３を可変構成としておく仁とによりこれ
らの調整によって前記／譬ルス嘱を所望の値に制御でき
る。

しかしながら、インダクタンスを用ｉる回路にあっては
フラッシェラングを流れる電流が数百〜数千アンペアに
もなる丸めにこのインダクタンスにも数百〜数千アンペ
アの大電流が流れることになるため、インダクタンス４
１ｍ４２゜４Ｊの電流容量を大きくする必要があシ、寸
法的な大きさや重量などの面で大きな問題が残る。

更に大電流を流す必要があるためにコア材管用いるとイ
ンダクタンス４１ｍ４２．４１は磁気飽和を起してしま
うことがら空芯型にする必要があり、十分なインダクタ
ンス容量を得るには巻数を多くしなければならず、この
面からも大型化してしまいまた高価となる。

一方、抵抗ｓｒ、ｔｒａｍｓｔ−用いる方式では数百〜
数千アン（アにものぼる電流が抵抗５１．５２．５８中
を流れることから耐電流容量の大きい抵抗管用いなけれ
ばならず、これによって大型化してしまい高価となる他
、抵抗を用いる関係上、抵抗によるエネルギ損失が生じ
て効率面から考えると良い方式とは云えない。

発明の目的 本発明は上記事情に鑑みて成されたもので、７ラツシ凰
ラングに与える電流の）臂ルス＠を可変としてレーデ出
力の／豐ルス幅を所望の大きさに調整できると共にこの
フラッジｚランフ”Ｋ４える電流の・譬ルス幅をエネル
ギ損失なく調整で−き、しかもこれを小皿で安価に実現
できるようにし九／母ルスレーデ装置を提供することを
目的とする。

発明の概要 即ち２本発明は上記目的を達成するために７ラツシーラ
ングの充放電回路部は放電の遅延を行わせるべく複数の
コンデンサを設け、またこれらコンデンサにそれぞれ対
応させこのコンデンサの放電経路を形成する整流素子を
順方向接続してそれぞれ設けると共にこれら整流素子を
介して放電管と前記コンデンサとを接続し、また各コン
デンサを異なる電圧で充電する直流電源とを用いて構成
し、前記各コンテ／すの充電電位が異なることを利用し
て電位の低いコンデンサに接続される整流素子を逆バイ
アスにより遮断状態とし、電位の高いコンデンサよシ放
電を行わせ、その放電が進んで電位が下シ整流素子の逆
バイアスが解かれるとその解かれ九整流素子の接続され
たコンデンサの放電を開始させてゆくことにより放電時
間の遅延を行うようにし、また、各コンデンサの充電電
位を調整して全体の放電時間を可変するようにすること
によりエネルギ損失なく放電時間を引き伸ばし、且り所
望の放電時間を得られるようにすると共に整流素子を用
いたことによシ小臘化ができ、しかも安価となるように
したものである。

発明の実施例 以下、本発明の一実施例について第６図〜第９図を＃照
しながら説明する。

第６図は本発明によるツラッシ島うンデｔｍ部の構成を
示す＠略図で４）Ｌ図中６０は例えば可変出力形の異な
る三種類の直流電圧を発生する直流電源装置てあシ、こ
の直流電源装置＃０は三つの出力端子０１　、Ｏｆ　、
ＯＪｔ有していて図示しないが出力調整つまみを調整す
ることにより三つの出力端子θノ・８２．０１の出力レ
ベルは連動して可変されるようになっている。

この出力端子Ｏｆ、Ｏｆ、０５の電圧はそれぞれ異なる
レベルとなっており、一度に三種の電圧が得られるもの
である。６１．６ｊ１．６３はコンデンサで＆１９、こ
れらのうち６１は一増側を直流電源装置６０の出力端子
０１に、また６２は出力端子０２に、６３は出力端子０
３に、それぞれ一端側が接続さｎ、を要地端側は接地さ
れている。またＯＵＴは７ラツシ轟ラング電源部の出力
端子であり、各々のコンデンサ６１．σ２゜６１０曲記
曲端−は順方向接続されるダイオード６４＃６５．６６
を介してそれぞれ前記出力端子ｏｔｒｒに接続される。

陶、ここではコンデンサ３組の例を示したが組数はこれ
に限定されるものではなく複数であれば嵐い。

仁のような構成の本装置はその出力端子ｏｔｒｒと接地
点との間にフラッジ為ランプを接続する。

また、直流電源装置６０よシ各コｙｆｈンサ＃１゜６２
．６３には図示しないが充電用の直列接続される抵抗を
介して直流電圧が印加されている・初期時においては各
コンデンサ５１−５１−６ｌの電圧は零であるため、こ
れら各コンデンサー１゜６２．６３は充電抵抗により定
まる時定数により印加電圧が光電されてゆく。

今、各コンデンサ６１，６２．６３に印加された直流電
圧値がＥｌ　＊　Ｅｌ　＃　［１であるとし、Ｋ、　、
＞　Ｅ、　＞　Ｋ、なる大小関係があるとすればフラッ
フ為うングにトリガが与えられ放電がｌ＠始されるとコ
ンデンサの放電開始順序は６１→６２→６３となる。即
ち、各々のコンデンサにはダイオードが順方向接続され
てお夕、シかも各々のコンデンサの充電電位は異なって
いる。従って放電開始直前では電位の低いコンデンサに
接続されているダイオードは電位の高いコンデンサの電
位を受けて逆バイアス状態となシ、遮断状態となりてい
る良め放電は最も電位の高いコンデンサ６１の＋開始さ
れる。コンデンサ６１の放電が進み次に高い電位のコン
デンサ６２の電位に達するとこのコンデンサ６２に順方
向接続され九ダイオード６５が履バイアスとなシ、遮断
状態が解かれてコンダン？６１及び＃２の双方の充電電
荷の放電が細まる。

そして、これらコンデンサ６１＊６２の電位がコンデン
サ６Ｓの電位に達するとこのコンデンｔｇＪＫ願方向接
続されたメイオーＰ６６が馴バイアスとなりてこのダイ
オード＃σも遮断状態が解かれてコンデンサ６１．６２
．６１１０二つの；ンデンサの放電が始まる。

このように、コンデンサ６１．６１＃６１の充電電位に
したがいこれらコンデンサ６　Ｊ　、ｇｌ。

σ３に順方向接続されたダイオ−ＰＩ３．σ１゜ｄｄｔ
用いてこれらダイオードのバイアス状１を制御する形で
放電開始時点をずらすため、放電時間はその分、長くな
シ、従って７ラツク島ランプに与えられる電流のΔルス
幅は放電時間に合わせた長さとなって７ラツシ凰ランプ
より出力される励起光の出力もこの−９ルス幅に対応し
たものとなる。

本装置においては放電制御用にダイオードを用いてｈる
ため、ここでの損失ははとんど無く、しかも放電時間の
長さの制御は各々のコンデンサの充電電圧値によシ定ま
るため−１この充電電圧値を制御するだけで簡単に行う
仁とができる。

また、コンデンサとダイオードの対を更にふやして、使
用するコンデンサ数を選択することによりても放電時間
の長さの制御が可能となる。

第６図で説明した原理は第７図の回路構成においても同
様である。

即ち、第７図はコンデンｆ１１．１ｊ１．７／８を並列
接続し、各プンデン１Ｐ″ＦＪ　、’；１２．１１０片
方の端子間にメイオーｒｙ４＊ｙｇ１に順方向接続して
梯子盤に構成し九ものである。！１１ではコンデンサを
３段構成としであるが段数はもちろん任意で良い。

今、仁の回路の入力端子ＩＮＰＵＴｘ　、　ＩＮＰＵＴ
　、ｗｅＩＮＰＵＴ　ＥＩにそれぞれ直流電源装置より
直流電圧Ｅ１　　＃　Ｅｘ　　＃　Ｅ３ｆ：印加したと
すると出力端子０υＴ側に近いコンデンサ１１にはＩＮ
ＰＵＴ　Ｊに与えられたＥｌなる電圧が充電され、また
コンデン’Ｉｒｒ２にはＩＮＰＵＴ　ｊに与えられたＥ
３なる電圧が充電され、また、コンデンｔ７３にはＩＮ
ＰＵＴ　ｓに与えられたｍｓなる電圧が充電される。こ
のときの充電は前述同様各々充電抵抗を介して行われて
いる・そして、この時のＥｌｌＨｌ　　＃　Ｉｓの電圧
値大小関係は出力端子ＯＵＴに近いものほど大きくなっ
ていなければならない。

即ち、 Ｅｓ　＜　Ｅｘ　＜　Ｅｔ なる関係を必ず持つ必要がある。

第６図の構成では各々のコンデンサの充電電位は異な少
さえすれば曳いわけであるから自由に選択できたが、第
７図回路では必ず出力端子ＯＵＴ　Ｋ近いものの方が高
電位とならなければならない、゛ 出力端子ＯＵＴと接地点との間にフラッジ凰ランプが接
続されているものとし、この７ラツシ島ラングにトリガ
が加えられて放電が開始されると、まず初めにコンデン
サ７１が放電ｔＦｉじめる。即ち、コンデンサ１１の充
電電圧がＩｅｌでコンデンサ１２の充電電圧がＥＩ、コ
ンデンｔｒｙの充電電圧がＢｓ　テｈ’りｓ　Ｉｔ＞Ｅ
ｍ＞ＩＣｓなる関係があシ、しかもコンデンサｖｘ、ｒ
ｚ。

ＩＪの間にはダイオード１４．１５が順方向接続されて
いるために放電開始前ではメイオーｔ’１４．１１ｓは
逆バイアス状態であるから、これらダイオードＦ４．Ｆ
ｊＫよってコンデンサｖｘ、’ｉｓは電気的に遮断され
ておル、従ってコンデンサ１１のみ放電が成される。

放電か進み、Ｋｘｍｇ＝のレベルになるとコンデン９１
１と７２と♂ｆ［ＫＩ！続され九ダイオード１５は逆バ
イアスが解かれるためこのダイオード７５を通してコン
デンサ１２の充電電圧が出力端子ＯＵＴへ流れて放電が
始まる。このときコンデンサ７３の電位社コンデンサ１
°ｇｏ電位より低いため、これらコンデンｆ’１１．１
３間に接続されたダイオ−ＰＦ４は逆バイアスであるか
らコンデンサ１４の電喬は放電されない。

従って、この段階ではコンデンサ１１と７２の和の容量
が７ラツシ１ランプに加えられることになる・ 放電が進んでＩＪ　ｗｇ　ｇ＠　ｓｓ　７４謬のレベル
になるとメイオーＰ７４の逆バイアスも堺かれる丸めコ
ンデンサ１３の充電電荷も放電開始されるから全コンデ
ンサの和の容量が７ラツシ凰ラングに加わる仁とになる
。

このようにして順次各コンデンサは時間差をおいて放電
が開始されるため、全体としての放電時間が引き伸ばさ
れ、フラッジ為ランプの励超光波形もそれに応じたもの
となる。

向、ここで前記直流電源装置６０の構成例を第８図（ａ
）　、　（ｂ）に示しておく。

第８図（ａ）はコンデンサ数分の直流電源出力を得るた
め、その数分の二次巻線ＴＪ、〒１．１１を有する昇圧
トランスＴを用いる方式で各々の二次巻線Ｔｘ、Ｔｘ＊
Ｔｓには全波＊ＲＷ１などの＊ｇ回路ＲＦＪ、ＲＦＩＲ
）’Ｊを接続し、各々その負極出力側を接地すると共に
正極出力側は光、電層の抵抗ＲＪ、Ｒｊ、Ｒｊを介して
出力端子ＯＪ＃０ＪｅＯＪに接続されている。そして。

各々の１１流出力電圧が真なるように例えば二次１１ｋ
ｌｌｌＴｘ＊Ｔｘ、ｒｓは巻線比を異ならせてあ〕、−
次巻線の入力電圧を制御することによｐ各出力端子Ｏｆ
、０ｊｅＯＪの出力電圧が変化されるようにしである。

もちろん出力電圧の制御はこの方式の他、二次巻線ＴＪ
ｅＴＪ、ＴＪの昇圧比を変える方式や充電用抵抗ＲＪ。

Ｒｊ、ＲＪの抵抗値を可変する方式などが考えられる。

また、第８図（ｂ）のものは単一の二次巻線を有する外
圧トランスＴ、を用い、その二次出力を整流回＠Ｍ４で
整流すると共にこの整流回路ｙ４の負極出力側を接地し
、正極出力側は直列接続された分圧抵抗Ｒ４＃　Ｒｌ　
ｅ　Ｒｇに接続し丸もので各分圧抵抗Ｒ４，Ｒｊ、Ｒ＃
１７）ＩＩ続点及びＲ６の末端よ多出力電圧を＊、ａ出
すことによ飢分圧比で定まる電圧がそれぞれ得られるよ
うにしたものである。仁の場合、各抵抗の値を可弯した
り、外圧トランスＴ１の一次入力を可変することにより
取シ出せる各直流電圧値を変えゐことができる。

以上のように本発明による充放電回路をフラッジ１ラン
グの電源として用いれば各コンデンサに充電する電圧を
変えることにより放電時間が変化するからフラッジ１ラ
ングの励起光の時間幅もこの放電時間に対応したものと
な夛、所望の時間幅の励起光を得ることができるからレ
ーデ光のノ臂ルス幅をこれによル可変することができ、
ま九充電醸圧値のとり方によってエネルギ量を一定とし
たまま・臂ルス幅のみ変えたシ、或いはエネルギ量を可
変したりすることかで龜。

所望のレーデ光を得ることができる。更に本発明はコン
デンサとダイオード等の整流素子によ３１１１流素子の
ノｆイアス状Ｉ１１に充電電位との関係で制御して放電
制御する構成である丸め、抵抗などを用いてこれを行う
従来方式に比ベエネルギ損失が無く、また、構成が簡単
で安価となるなどの利点が得られる。

陶１本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定するこ
となく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実
施し得るものであり、例えば１１１６図、第７図の構成
を組み合わせ九構成とすることも可能である。

発明の効果 以上詳述したように本発明はレーデ光の励起を行う放電
管の電源として複数のコンデンサと、これらコンデンサ
にそれぞれ対応し且つ直列願方向接続されて設けられて
放電時の鏝踏【＃威する複数の整流素子と、前記コンｒ
ｙｔにそれぞれ異なる電圧を供給する出力可変の直流電
源とを備えて構成し、前記放電管に前記整流素子を介し
てコ／デンｔの充電エネル４Ｐｔ供給するよりにしたの
で、放電管にて放電を行わせる際、各コンデンサは各々
の電位差によシ低い電位のものはそのコンデンサに接続
された整流素子が逆バイアスとなる丸めに放電が阻止さ
れ、高電位のもののみ放電が成され、その放電中のコン
デンサの電位が低くなって次の電圧値のコンデンサとの
電位差がなくなるとその電位差のなくなったコンデンサ
の整流素子の逆バイアスが解かれ、そのコンデンサの放
電も開始されると太うように順次放電が開始されるため
放電時間は引き伸ばされ、しかもその全体の放電時間は
各コン−７′／ｌの充電電位によ）可変できるので、任
意の放電時間を得ることができ、所望とする時間幅で放
電管を発光させることができ、その時間幅のレーデ光か
得られる他、整流素子を用いているため、エネルギ損失
が無く、シかも構成が簡単で小形であり、特別な素子を
要しないので安価となるなど、優れた特徴を有するΔル
スレーデ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来回路を示す図、第２図はそのコンデンサの
充電特性を示す図、第３図はコンデンサ充電電荷のフラ
ッジ島ラングを介して放電される際の放電波形を示す図
、第４図、第５図は従来の遅延回路を示す図、第６図は
本発明の一実施例を示す回路図、第７図はその変形例を
示す回路図、菖８図（ａ）　、　（ｂ）は第６ｖ！ｉｔ
、第７図に用いられる直流電源装蓋の構成例を示す図で
ある。 １　ｅ　Ｔ　ｅ　Ｔ＠　”’　）うｙｘ、ｊ、ＲＦＪ、
　〜ＩｔＦ４・・・整流回路、３．Ｒ１〜Ｂｇ−・・抵
抗、４　ｇ　＃　１−１１．６３，１１，７１２．ｆ／
３−・コンデンサ、６４．６５．６ｇ、１４．７１５・
・・ダイオード。 出願人代理人　弁理士　鈴　圧式　廖 第１１１ 吋閏 第３図 第４図 第５図 第７図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　Ｖ−デ光の励起を行う放電管の電源として、
   複数のコンデンサと、これらコンｒ／すにそｎぞれ対応
   し且つ直列順方向接続されて設けられて放電時の経路を
   形成する複数のＪｌＩ流素子と、前記コンデンサにそれ
   ぞれ異なる電圧を供給する出力可変の直流電源とを備え
   て成り、前記放電管に繭記！１１１１！素子管介して前
   記コンデンサのエネルイを供給することを特徴とする・
   母ルスレーデ装置。
2. （２）　　コンデンサおよびこのコンデンサに対応する
   整流素子から成る回路を並列接続して構成することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のパルスレーデ装置
   。
3. （３）　　コンデンサおよびこのコンデンサに対志する
   整流素子から成る回路を梯子状に接続すると共に放電管
   に近い段のコンデンサはど充電電位を高くすることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の・豐ルλレーデ装
   置。