JPS5912544A - パルス電源装置 - Google Patents
パルス電源装置Info
- Publication number
- JPS5912544A JPS5912544A JP57119826A JP11982682A JPS5912544A JP S5912544 A JPS5912544 A JP S5912544A JP 57119826 A JP57119826 A JP 57119826A JP 11982682 A JP11982682 A JP 11982682A JP S5912544 A JPS5912544 A JP S5912544A
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- JP
- Japan
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- voltage
- output
- pulse
- control
- signal
- Prior art date
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- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05H—PLASMA TECHNIQUE; PRODUCTION OF ACCELERATED ELECTRICALLY-CHARGED PARTICLES OR OF NEUTRONS; PRODUCTION OR ACCELERATION OF NEUTRAL MOLECULAR OR ATOMIC BEAMS
- H05H1/00—Generating plasma; Handling plasma
- H05H1/02—Arrangements for confining plasma by electric or magnetic fields; Arrangements for heating plasma
- H05H1/16—Arrangements for confining plasma by electric or magnetic fields; Arrangements for heating plasma using externally-applied electric and magnetic fields
- H05H1/18—Arrangements for confining plasma by electric or magnetic fields; Arrangements for heating plasma using externally-applied electric and magnetic fields wherein the fields oscillate at very high frequency, e.g. in the microwave range, e.g. using cyclotron resonance
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/10—Nuclear fusion reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Microwave Tubes (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、パルス電源装置に係り、特に直流高電圧のパ
ルス電力を発生するパルス電、源装置に関する。
ルス電力を発生するパルス電、源装置に関する。
従来、磁気閉じ込め型核融合炉においては、プラズマを
加熱する方式として、中性粒子入射加熱又は高周波加熱
等の方式が適用されている。高周波加熱方式にあっては
さらに、イオンサイクロトロン周波数領域の加熱、低減
混成周波数領域の加熱、電子ザイクロトロン周波数領域
の加熱等が知られている。
加熱する方式として、中性粒子入射加熱又は高周波加熱
等の方式が適用されている。高周波加熱方式にあっては
さらに、イオンサイクロトロン周波数領域の加熱、低減
混成周波数領域の加熱、電子ザイクロトロン周波数領域
の加熱等が知られている。
電子サイクロトロン周波数領域の加熱を行わせる場合、
その周波数領域における最も強力な高周波源としては、
相対論的高エネルギー（通常、８０ＫｅＶ ）の電子か
ら、電１子サイクロトロン周波数又はその高調波を取シ
出すことができる真空管、いわゆるジャイロトロンが知
られている。このジャイロトロンは印加される電源電圧
がわずかに変動するだけで、その高周波発振出力が変動
してしまうという特性を鳴しておシ、例えは、米国パリ
アン社製のジャイロトロン（型式ＶＧＡ−８０００”）
の場合には、ビーム引出し陽極電圧あるいはビーム電圧
が１％変動するとその出力は０．６デシベル変動してし
まう。従って、それらの電圧を精度よく安定に制御する
ことができるジャイロトロン用電源の一例として、第１
図に示された°′面列制御方弐″′のものが知られてい
る。
その周波数領域における最も強力な高周波源としては、
相対論的高エネルギー（通常、８０ＫｅＶ ）の電子か
ら、電１子サイクロトロン周波数又はその高調波を取シ
出すことができる真空管、いわゆるジャイロトロンが知
られている。このジャイロトロンは印加される電源電圧
がわずかに変動するだけで、その高周波発振出力が変動
してしまうという特性を鳴しておシ、例えは、米国パリ
アン社製のジャイロトロン（型式ＶＧＡ−８０００”）
の場合には、ビーム引出し陽極電圧あるいはビーム電圧
が１％変動するとその出力は０．６デシベル変動してし
まう。従って、それらの電圧を精度よく安定に制御する
ことができるジャイロトロン用電源の一例として、第１
図に示された°′面列制御方弐″′のものが知られてい
る。
第１図において、１は交流しゃ断器、２は変圧器、３は
整流回路、４は平滑回路、５は短絡ヌイツチ、７は負荷
としてのジャイロトロン、６は負荷に流れる電流又は電
圧を制御する制御素子であり、高電圧四極管が用いられ
ている。
整流回路、４は平滑回路、５は短絡ヌイツチ、７は負荷
としてのジャイロトロン、６は負荷に流れる電流又は電
圧を制御する制御素子であり、高電圧四極管が用いられ
ている。
このように、ジャイロトロン回路に高電圧四極管を直列
に挿入し、ジャイロトロン７に印加する電圧を、精度よ
く制御することによって、ジャイロトロン７の高周波発
振出力を安定に制御することができるようにしているの
である。また、ジャイロトロン７に印加する電圧として
、パルス状の直流電圧が要求される場合には、上記の高
電圧四極管をオンオフ制御するとともに、グリッド電圧
を制御することにより、パルス波形が矩形波になるよう
に波形整形することができるようになっている。
に挿入し、ジャイロトロン７に印加する電圧を、精度よ
く制御することによって、ジャイロトロン７の高周波発
振出力を安定に制御することができるようにしているの
である。また、ジャイロトロン７に印加する電圧として
、パルス状の直流電圧が要求される場合には、上記の高
電圧四極管をオンオフ制御するとともに、グリッド電圧
を制御することにより、パルス波形が矩形波になるよう
に波形整形することができるようになっている。
しかしながら、上記の第１図図示ジャイロトロン電源に
あっては、制御素子６を形成する高電圧真空管は高電位
にて使用はれるものであること等から、極めて高価なも
のとなってしまうとともに、その真空管の制御回路も高
電圧に耐える特性を具えたものとしなければならないこ
とから、高価々ものになってしまうという欠点を有して
いた。
あっては、制御素子６を形成する高電圧真空管は高電位
にて使用はれるものであること等から、極めて高価なも
のとなってしまうとともに、その真空管の制御回路も高
電圧に耐える特性を具えたものとしなければならないこ
とから、高価々ものになってしまうという欠点を有して
いた。
そこで、従来、この真空管の制御回路を低電圧化させる
ことができるものの一例として、第２図に示された”並
列制御方式″のジャイロトロン電源が考案されている。
ことができるものの一例として、第２図に示された”並
列制御方式″のジャイロトロン電源が考案されている。
第２図において、１１は充電回路、１２は制御素子、１
３はコンデンサ、１４は短絡スイッチ。
３はコンデンサ、１４は短絡スイッチ。
１５は出力電圧検出器、１６は制御素子１２の制御回路
、１７はジャイロトロンであり、制御素子１２は前記従
来例と同様、高電圧四極管から形成されている。このよ
うなものにあっては、制御回路１６に入力される出カバ
ターン電圧に応じて制御回路１６に入力される出カバタ
ーン電圧に応じて制御素子１２をオン、オフさせること
Ｋより、コンデンサ１３を充放電させ、この充放電電圧
（パルス電圧）をジャイロトロン１７の電源として供給
するものである。、捷た、このパルス電圧の波形整形は
制御素子１２のグリッド電圧を制御することにより行わ
せることができるようになっている。
、１７はジャイロトロンであり、制御素子１２は前記従
来例と同様、高電圧四極管から形成されている。このよ
うなものにあっては、制御回路１６に入力される出カバ
ターン電圧に応じて制御回路１６に入力される出カバタ
ーン電圧に応じて制御素子１２をオン、オフさせること
Ｋより、コンデンサ１３を充放電させ、この充放電電圧
（パルス電圧）をジャイロトロン１７の電源として供給
するものである。、捷た、このパルス電圧の波形整形は
制御素子１２のグリッド電圧を制御することにより行わ
せることができるようになっている。
しかしながら、前述したように、制御回路１６は低電圧
側に投首することができるので、制御回路１６を安価な
ものとすることができるのであるが、第１図図示従来例
と同様価格的に影響の大きい高電圧四極管が必要である
という欠点を解消できるものではない。
側に投首することができるので、制御回路１６を安価な
ものとすることができるのであるが、第１図図示従来例
と同様価格的に影響の大きい高電圧四極管が必要である
という欠点を解消できるものではない。
本発明の目的は、高電圧真空管の如き高価な制御素子を
用いることなく、高圧直流パルス電力を精度よく且つ安
定に発生させることができる廉価なパルス電源装置を提
供することにある。
用いることなく、高圧直流パルス電力を精度よく且つ安
定に発生させることができる廉価なパルス電源装置を提
供することにある。
本発明は、出力電圧制御信号に応じた交流電圧を出力す
る交流電圧制御回路と、該交流電圧制御回路の出力を入
力とする昇圧整流回路と、パルス波形制御信号に応じて
通流させる電流をパルス状に制御する電流制御要素と、
該電流制御要素と直列接続嘆れ且つ前記昇圧整流回路出
力端に接続される１次巻線を具えてなるパルス昇圧変圧
器と、該パルス列圧変圧器の出力電圧又は電流を検出す
る出力検出器と、該検出出力電圧又は電流と設定された
出力電圧パターンとの偏差に基づき前記出力パルス波形
制御信号と前記出力電圧制御信号とを出力する出力パル
ス電圧制御回路とを備えたものとすることによシ、高電
圧真空管の如き電圧制御素子を用いることなく、高圧直
流パルス電力を精度よく且つ安定に発生させようとする
ものである。
る交流電圧制御回路と、該交流電圧制御回路の出力を入
力とする昇圧整流回路と、パルス波形制御信号に応じて
通流させる電流をパルス状に制御する電流制御要素と、
該電流制御要素と直列接続嘆れ且つ前記昇圧整流回路出
力端に接続される１次巻線を具えてなるパルス昇圧変圧
器と、該パルス列圧変圧器の出力電圧又は電流を検出す
る出力検出器と、該検出出力電圧又は電流と設定された
出力電圧パターンとの偏差に基づき前記出力パルス波形
制御信号と前記出力電圧制御信号とを出力する出力パル
ス電圧制御回路とを備えたものとすることによシ、高電
圧真空管の如き電圧制御素子を用いることなく、高圧直
流パルス電力を精度よく且つ安定に発生させようとする
ものである。
以下、本発明を第３図、第５図および第６図に足場れた
各実施例に基づいて説明する。なお、それらの図中もし
くは第１図又は第２図と同一符号の付されたものは同一
機能、同一構成を有するものである。
各実施例に基づいて説明する。なお、それらの図中もし
くは第１図又は第２図と同一符号の付されたものは同一
機能、同一構成を有するものである。
第３図に示された第１実施例において、交流電力はしゃ
断器２１と変圧器２２を介して、逆並列接続されたサイ
リスタから成る交流電圧制御回路２３に入力されている
。この交流電圧制御回路２３の出力は昇圧変圧器２４を
介して整流器２５に供給され、この整流器２５の直流出
力は、高耐圧大電流トランジスタから成る電流制御要素
２７を介して、パルス昇圧変圧器２８の１次巻線に入力
されている。このパルス昇圧変圧器２８の１次。
断器２１と変圧器２２を介して、逆並列接続されたサイ
リスタから成る交流電圧制御回路２３に入力されている
。この交流電圧制御回路２３の出力は昇圧変圧器２４を
介して整流器２５に供給され、この整流器２５の直流出
力は、高耐圧大電流トランジスタから成る電流制御要素
２７を介して、パルス昇圧変圧器２８の１次巻線に入力
されている。このパルス昇圧変圧器２８の１次。
２次巻線の一端は共通接続されており、その出力パルス
電圧はジャイロトロン１７に供給されている。また、出
力電圧検出器１５によって検出された出力電圧は出力パ
ルス電圧制御回路（以下単にパルス制御回路と略す。）
２９に入力されている。
電圧はジャイロトロン１７に供給されている。また、出
力電圧検出器１５によって検出された出力電圧は出力パ
ルス電圧制御回路（以下単にパルス制御回路と略す。）
２９に入力されている。
このパルス制御回路２９は、所望出力パルス電圧に応じ
て入力される出カバターン電圧３０と前記検出出力電圧
との偏差に基づいて、出力電圧制御信号３１とパルス波
形制御信号３２を形成し、それぞれ交流電圧制御回路２
３のゲート制御回路２３ａと、電流制御要素２７のトラ
ンジスタのペースに出力するようになっている。
て入力される出カバターン電圧３０と前記検出出力電圧
との偏差に基づいて、出力電圧制御信号３１とパルス波
形制御信号３２を形成し、それぞれ交流電圧制御回路２
３のゲート制御回路２３ａと、電流制御要素２７のトラ
ンジスタのペースに出力するようになっている。
このように構成される第１実施例の動作について以下に
説明する。
説明する。
基本的な動作概要は、所望とする出力パルス電圧の電圧
レベルに応じて、主として昇圧電圧器２４の１次電圧を
交流電圧制御回路２３によって制御することにより、平
滑回路２６から出力宴れる直流電圧を制御しており、出
力パルス電圧の電圧レベル及びパルス幅等の波形整形は
電流制御要素２７をオン、）フ及び増幅率制御すること
によシパルスタイ圧変圧器２８の１次電圧を制御してい
る。これによりパルス昇圧変圧器２８からは、昇圧され
た所望の出力パルス電圧が出力される。
レベルに応じて、主として昇圧電圧器２４の１次電圧を
交流電圧制御回路２３によって制御することにより、平
滑回路２６から出力宴れる直流電圧を制御しており、出
力パルス電圧の電圧レベル及びパルス幅等の波形整形は
電流制御要素２７をオン、）フ及び増幅率制御すること
によシパルスタイ圧変圧器２８の１次電圧を制御してい
る。これによりパルス昇圧変圧器２８からは、昇圧され
た所望の出力パルス電圧が出力される。
々お、電流制御要素２７を設けずに交流電圧制御回路２
３のみによってパルス幅及び電圧レベルを制御すると、
主として昇圧変圧器２４等の回路インピーダンスによっ
てパルスの立上シ及び引下げ部の波形が、第４図（ａ）
に示すようになまったものとなってしまう。
３のみによってパルス幅及び電圧レベルを制御すると、
主として昇圧変圧器２４等の回路インピーダンスによっ
てパルスの立上シ及び引下げ部の波形が、第４図（ａ）
に示すようになまったものとなってしまう。
そこで、本実施例においては、パルス制御回路２９によ
り、第４図（ｂ）に示す出カバターン電圧に同期させて
、同図（Ｃ）に示す波形のベース電流を、電流制御要素
２７に供給することによってパルス波形を整形させ、同
図（ｄ）に示す出力パルス電圧をジャイロトロン１７に
出力するようにしている。
り、第４図（ｂ）に示す出カバターン電圧に同期させて
、同図（Ｃ）に示す波形のベース電流を、電流制御要素
２７に供給することによってパルス波形を整形させ、同
図（ｄ）に示す出力パルス電圧をジャイロトロン１７に
出力するようにしている。
従って、本第１実施例によれば、電流制御要素２７のト
ランジスタの耐圧を例えばＩＫＶ程度にすることができ
、耐電圧８０ＫＶ以上の高電圧四極管を使用する必要が
なく、シかも、ノくルス制御回路も低圧でよいことから
、著しく装置価格を低減させることができるという効果
がある。
ランジスタの耐圧を例えばＩＫＶ程度にすることができ
、耐電圧８０ＫＶ以上の高電圧四極管を使用する必要が
なく、シかも、ノくルス制御回路も低圧でよいことから
、著しく装置価格を低減させることができるという効果
がある。
また、パルス昇圧変圧器１次回路に直列接続された電流
制御要素によって、出力パルス電圧の電圧レベル及び門
形を精度よく整形させることができることから、ジャイ
ロトロンを高精度且つ安定に駆動させることができると
いう効果がある。
制御要素によって、出力パルス電圧の電圧レベル及び門
形を精度よく整形させることができることから、ジャイ
ロトロンを高精度且つ安定に駆動させることができると
いう効果がある。
なお、上記第１実施例においては、出力パルス電圧を検
出し、この検出電圧をフィートノ（ツク信号としたもの
について説明したが、これに代えてジャイロトロンの電
流回路に設けられた電流検出器３３によシ検出される出
力電流を、フィードバック信号とすれば、負荷電流制御
を行わせることができることは言うまでもない。
出し、この検出電圧をフィートノ（ツク信号としたもの
について説明したが、これに代えてジャイロトロンの電
流回路に設けられた電流検出器３３によシ検出される出
力電流を、フィードバック信号とすれば、負荷電流制御
を行わせることができることは言うまでもない。
第５図に示された第２実施例は、第３図の第１実施例と
同様のものであるが、電流制御要素２７ 。
同様のものであるが、電流制御要素２７ 。
のトランジスタのコレクタ・エミッタ間電圧を検出して
、この電圧がトランジスタの制圧を越えないように、交
流電圧制御回路２３の出力電圧を制御する制御回路３４
が、設けられている点において異なっている。
、この電圧がトランジスタの制圧を越えないように、交
流電圧制御回路２３の出力電圧を制御する制御回路３４
が、設けられている点において異なっている。
従って、本第２実施例によれば、第３図の第１実施例の
効果に加えて、電流制御要素２７を過電圧から保腹する
ことができるという効果がある。
効果に加えて、電流制御要素２７を過電圧から保腹する
ことができるという効果がある。
第６図に示された第３実施例が、第３図１の第１実施例
と異なる点は、電流制御要素２７をトランジスタに代え
て、ＧＴＯ（ゲートターンオフサイリスタ）の如き、電
子スイッチ要素から成る電流制御要素３５とし、この電
流制御要素３５を入力される出カバターン電圧３０に基
づいてオン・オフさせて出力パルス幅を制御させ、出力
パルス電圧の′電圧レベルは、出力電圧レベル制御回路
３６により入力される出カバターン電圧３０に基づいて
交流電圧制御回路２３を制御させていることにある。
と異なる点は、電流制御要素２７をトランジスタに代え
て、ＧＴＯ（ゲートターンオフサイリスタ）の如き、電
子スイッチ要素から成る電流制御要素３５とし、この電
流制御要素３５を入力される出カバターン電圧３０に基
づいてオン・オフさせて出力パルス幅を制御させ、出力
パルス電圧の′電圧レベルは、出力電圧レベル制御回路
３６により入力される出カバターン電圧３０に基づいて
交流電圧制御回路２３を制御させていることにある。
従って、本第３実施例によっても、第３図の第１実施例
と同様の効果を得ることができる。
と同様の効果を得ることができる。
なお、上記した第１〜第３実施例では、負荷がジャイロ
トロンのものについて説明したが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、イオン源装置などのイオン引出し電
極の高圧直流電源として、またクライストロン等の他の
高周波管に対しても適用可能である。
トロンのものについて説明したが、本発明はこれに限ら
れるものではなく、イオン源装置などのイオン引出し電
極の高圧直流電源として、またクライストロン等の他の
高周波管に対しても適用可能である。
以上説明したように、本発明によれは、高圧の出力パル
ス電１圧の制御を、低圧側回路にて高精度で且つ安定に
行わせることができるとともに、経済性及び信頼性にお
いて優れたものとすることができるという効果がある。
ス電１圧の制御を、低圧側回路にて高精度で且つ安定に
行わせることができるとともに、経済性及び信頼性にお
いて優れたものとすることができるという効果がある。
第１図及び第２図は従来例の構成図、第３図は本発明の
第１実施例の構成図、第４図（ａ）〜（ｄ）は第３図図
示実施例の動作説明図、第５図及び第６図はそれぞれ本
発明の第２．第３実施例の構成図である。 １５・・・出力電圧検出器、２３・・・交流電圧制御回
路、２４・・・昇圧変圧器、２５・・・整流回路、２６
・・・平滑回路、２７．３５・・・電流制御要素、２８
・・・パルス昇圧変圧器、２９・・・出力パルス電圧制
御回路、３０・・・出カバターン電圧、３１・・・出力
電圧制御信号、３２・・・パルス波形制御信号、３３・
・・出力電流第 １ 口 第 ２ 図 よりバ！−ン／ｉｔ反 茅 ３ 図 交ン糺４１ｊ、カ
第１実施例の構成図、第４図（ａ）〜（ｄ）は第３図図
示実施例の動作説明図、第５図及び第６図はそれぞれ本
発明の第２．第３実施例の構成図である。 １５・・・出力電圧検出器、２３・・・交流電圧制御回
路、２４・・・昇圧変圧器、２５・・・整流回路、２６
・・・平滑回路、２７．３５・・・電流制御要素、２８
・・・パルス昇圧変圧器、２９・・・出力パルス電圧制
御回路、３０・・・出カバターン電圧、３１・・・出力
電圧制御信号、３２・・・パルス波形制御信号、３３・
・・出力電流第 １ 口 第 ２ 図 よりバ！−ン／ｉｔ反 茅 ３ 図 交ン糺４１ｊ、カ
Claims (1)
- １、出力電圧制御信号に応じた交流電圧を出力する交流
電圧制御回路と、該交流電圧制御回路の出力を昇圧して
直流電圧を出力する昇圧整流回路と、パルス波形制御信
号に応じて通流させる電流をパルス状に制御する電流制
御要素と、該電流制御要素に直列接続され且つ前記昇圧
整流回路出力端に接続される１次巻線を具えて成るパル
ス昇圧変圧器と、該パルス昇圧変圧器の出力電圧又は電
流を検出する出力検出器と、該検出出力電圧又は電流と
設定された出カバターン電圧との偏差に基づき前記出力
パルス波形制御信号と前記出力電圧制御信号とを出力す
る出力パルス電圧制御回路とを備えて構成されることを
特徴とするパルス電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57119826A JPS5912544A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | パルス電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57119826A JPS5912544A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | パルス電源装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5912544A true JPS5912544A (ja) | 1984-01-23 |
Family
ID=14771211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57119826A Pending JPS5912544A (ja) | 1982-07-12 | 1982-07-12 | パルス電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5912544A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9036765B2 (en) | 2006-05-30 | 2015-05-19 | Advanced Fusion Systems Llc | Method and system for inertial confinement fusion reactions |
-
1982
- 1982-07-12 JP JP57119826A patent/JPS5912544A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9036765B2 (en) | 2006-05-30 | 2015-05-19 | Advanced Fusion Systems Llc | Method and system for inertial confinement fusion reactions |
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