JPS59205193A - 高圧パルス発生回路 - 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】 本発明は高圧パルス発生回路にかかオっるもので動特性
スイッチとリレーを備えることにより高圧パルスを発生
するものに関する。

従来、高圧パルス発生回路はすでに特公昭５５−４　］
０５７あるいは［サイリスタの応用（下）」の実子点灯
回路および新電元カタログ９９１５　（Ｋｏ）　ｒサイ
ダックＪの応用例なとて公知である。これらはほとんど
サイダックを用いた半導体スイッチ素子に、より連続し
てパルスを発生させているものであるが、半導体スイッ
チ素子のスイッチング抵抗および損失による通電電流の
減少やパルス高なとに問題市があった。

本発明はかかる欠点を除くため提案されたものであって
、半導体スイッチ素子を要せずに、動特性スイッチによ
り主電流を通電せしめると共にＩ：−６圧パルスを発生
せしめ、高圧パルス発生後、主電流のカットとリレー保
持回路を動作させることを特徴とする。

ＪＣ１下、本発明の実施例を図面により説明する。

第１図（ａ）、（ＩＩ）は本発明の一実施例を示す等価
回路図である。図においてＲおよびＮは交流電源、１は
インダクタ＜ＰＩ下、華にＬと称す）、２は動特性有接
点スイッチ（以下、蛍に動特性Ｓと称す）、２１は動特
性５（２）内のｂ接点、２１゛はｂ接点（２１）のオー
プン時、２２は動特性抵抗体（以下、華に動特性Ｒと称
す）、２３はｂ接点（２１）と動特性Ｒ（２２）のＲ械
的結合、３はリレー、３】はリレー（３）のｂ接点、３
１′はリレー（３）のｂ　接点オープン時、３２はリレ
ーコイル、ＡおよびＢは回路十の中点を示す。次に第１
図（ａ）の回路接続について説明すれば、交流電源Ｒ−
Ｎ間において、電蛇Ｒ−Ｌ（１）−リレー（３）内のｂ
接点（３１）−動希性５（２）−電源Ｎを通る回路と電
源Ｒ−Ｌ（１）−リレー（３）内のリレーコイル（３２
）−電源Ｎ′を通る回路から構成されている。つまり交
流電源Ｒ−Ｎ間に対シテＬ　（１）、ＩＪ　ｌｙ　−ｂ
接点（３１）、動特性５（２）カラナル直列回路と動特
性５（２）、リレーｂ接点（３１）間に並列にリレーコ
イル（３２）を接続している。動特性５（２）およびリ
レー（３）はｂ接点形式つまり初期において接Ｌ１ノが
クロスされている。次に動特（／ｌ：Ｓ　（２）内のＩ
Ｊ採ｊ、：ｊ　（２υと動特性Ｒ（２２）の機械的結合
（２３）について、説明すれば、動特性Ｒ（２２）は例
えばニクロム線、タングステンなどの少なくとも数１０
Ω以下の低抵抗をイアする動↑４牲抵抗体であって物理
的に熱膨張（熱伸長も含む）または熱収縮する材質から
なり、この■Ｉｉ特ダ１−の動作を用いｂ接点（２１）
を機械的に耐湯せしめる機械的結合（２３）によってｂ
接点（２１）を連可動させている。

次に回路について説明すれは、Ｌ（１）はインダクシミ
ンキック電圧とインピーダンス降下を何する例えばチョ
ークコイル、リーケージコイルなとの線型インダクタか
らなる。動￥：、＋ｆ外５（２）内の動特ダ１゜Ｒ（２
２）の抵抗値は少なくともｏ、ｏｏｉ〜数１Ｏｎを有し
例えばニクロム線径０−０５４′〜Ｉ’ｍｍ／ｍで約０
・０１−２０４１Ωを示すニッケルおよびクロム配合の
合金線てあって好ましくは線径０・０５’−０，５’順
、長ザ３０　ｎｏｎ当り約１Ω以下の抵抗値が最も好ま
しい。この動特性Ｒ（２２）の低４１Ｕ抗は低い程Ｌ　
（１）のショート電流を引出すのに最も有効な手段であ
り、且つ動作応答時間を速めると共にインダクションキ
ック電圧値を高めさせる効果を生む。リレー（３）内の
リレーコイル（３２）のコイル抵抗はｌｂ特ＦＩＦ　Ｒ
（２２）に比べ少なくとも数１０倍以上、好ましくは数
１０００以上の高抵抗値が好ましい。このリレーコイル
（３２〕の高抵抗はリレー（３）の磁気応答を高感ｊｊ
Ｊｊｌにさぜる一方、コイル消費電力を小さくさせ、月
つＬ（１）のショート電流を抑制させる効果を生む。従
って血１特性Ｒ（２２）の低抵抗に比し電気的に、逆と
なるものである。

次に電気的、物理的、機械的動作について説明する。交
流電源をＲ−Ｎ間に電圧印加せしめると゛屯源Ｒ、Ｌ　
（１）、Ａ点を通りリレー（３）内のｂ接点（３１）、
動特Ｉｔｔ：Ｓ　（２）を通る回路とＡ点からリレー（
３）内のリレーコイル（３２）をｊｌｌる回路に通電さ
れＢ点を会で電源Ｎに全る。この時、２回路上において
、動特性５（２）を通る回路は低抵抗に有り、リレーコ
イル（３２）を通る回路は高桁抗に有るからＬ　（１）
のショート主電流のはとんとは１１１１者を通り、後者
のリレー（３）は動作に至らない。このＬ（１）のショ
ート主電流によって動特性５（２）内の動特性Ｒ（２２
）はただちに動特性動作が実行される。この動特性面ｊ
作について物Ｐ１（的に説明すると、動特性Ｒ（２２）
は通電と同時は自己発熱が始まり、時間を経過するに従
って増々渦度上昇を続けて一定時間後に膨張動作に移行
する。つまり物理的に遅延動作する。この遅延効果の動
作により機械的結合（２３）されたｈ接点（２１）はオ
ープン動作する。このオープン動作によって回路上＃通
電となるが動特性Ｒ（２２）の熱慣性、つまり残存熱に
よって、しばらくの間す接点（２１’）をオープン状態
にさせ熱飽和に至った後、収縮動作に移行しｂ（χ点（
２円を元通りクロスする。この動特性５（２）は物Ｉ３
！！的に動作するので周囲温度に対して例えば低温の場
合、周囲温度の影響を受けて自己発熱が遅くなる。また
逆に高温に至ると速くなる。従って動特％　Ｓ　（２）
の動作はほぼ周囲温度に比例し！ζ時間的スイッチング
動作する。つまり周囲温度と感応動すると共に動特性を
示すので特に好ましい。」＝述した動特性５（２）のオ
ープン−クロス間の動特性動作時において、さらに次の
現象が発生する。それは動特性５（２）内のＩ）ＪＹ点
（２１）はオープンする瞬間、むしろ無通電になる瞬時
においてＬ（１）よりインダクシミンキック′、：ｔ　
１ＥをＡ−１間に１個の高圧パルス、として発生１」シ
めて高圧パルス発生動作を完了する。これ のパルス発件完了と励時４　Ｓ　（２）内のｂ接点（２
１’）のオープン状態はさらに次の電気的動作を行なわ
せる。

それは動物ダ１Ｓ（２）の無通電状朗によりリレー（３
＞内のリレーコイル（３２）が通電されｂ接、！４　（
３１）をオープンさける。このリレー（１）ノの動作に
より通電線ｌ＃ｒ５はＬ（１）　、Ａ点、リレー（３）
内のリレーコイル（３２）、Ｂ点となり、リレー（３）
内のｂ　）Ｍ点（３１’）は交流電源を切らない１涙り
オープン状１７解を継続する。このオープン状態継続は
ＭＪ特り１４５　（２）のｂ接点（２１’）がクロスさ
れても、もはや動特性５（２）には通電されず、従って
Ｌ　（１）のショート主′、ＩＬ流は通電されないもの
である〇尚、図において山線に示しである様にリレーコ
イル（３２）と動特性５（２）の′ＭＪ特性Ｉン（２２
）とｂ接点（２１）の中点に接続しても同様に作動する
ことは匁論である・またリレー（３）内のｂ接点をＣ接
点形式に変えて常開側よりリレーコイル（３２）に入力
しても同様であるから本発明を何等制約するものでない
。

次に第１図（Ｉ））は、第１図（ａ）の回路接続を変え
たものであって、動特性５（２）とリレー（３）を入れ
かえて動作させるようにしている。っまりＲ，Ｉ、（］
）　、Ａ点を通り動特性５（２）、リレー（３）内す接
点（３１）、Ｂ点を通る回路とＡ点、リレー（３）内リ
レーコイル（３２）、１３点を通る回路で描成され、電
気的１物理的、提械的動作は第１図（ａ）とまったく同
様に動作するものである。

第２図（ａ）　、（ｂ）は電圧および電流増大をはかっ
た応用実施例を示す等価回路図であって、第１図と同様
の記号は省略しである。図において５はダイオード、６
はキャパシタンスを示す。第２図（ａ）は１、（１）と
リレー（３）間にダイオード（５）を［α列そう入接続
せしめたもノテ、第２図（＋＋）　ハＬ　（１）　ト１
ｌｉｌｌ　！１．ｙ　＋＋Ｊ：　Ｓ　（２）　ｌｆ、Ｉ
ｉにダイオード（５）とキャパシタンス（６）の並列接
続をそう入したものである。上言己したダイオード（５
）中イネあるいはダイオード（５）とキャパシタンス（
６）の並列によるそう人は、回路線上どこにそう人して
もよい。またダイオード（５）の極性についても極性を
逆にしても同様であることは匁論である。つまり、電源
Ｒと１．、　（］）間、動特性５（２）とリレー（３）
間、励時ダｐ　Ｓ　（２）と電源Ｎ間、リレー（３）と
電源Ｎ間にそう入しても動作には全く影響しないもので
あって本発明を制約するものでない。

次に第２図（ａ）の電気的動作について説明する。

尚、物理的、機械的動作は第１図と基本的に同一のため
Ｙｊ　略する。図（ａ）の回路においてダイオード（５
）の極性は電Ｅｔｎ側がアノード、電源Ｎ側がカソード
にＹＴす、’ｎｉ＋　ｊｌｌｌｊｌｌｌ間時にダイオー
ド（５）を通してｉＥの半サイクルと＋、　（１）の遅
相により遅相した正の電圧がＡ−１３間に印加される。

この時の電圧はＬ　（１）のショー１−によりＡ−８間
印加電圧は少なくとも交流電源よりかなりイ氏い値とな
る。次に■、（１）の遅相を過ぎ臼の領域に至ると、た
だちにダイオード（５）の＋＋Ｉ４１ヒによってＡ−ｒ
３間は負のサイクルの交流電源と同相となり負の電圧を
Ａ−８間に印加する。この時の臼の印加電圧は前者Ｌ（
１）のショート駅前よりもかなり電圧値が高く、交流電
源よりもわずかに低い値を示す。つまり交流電源の０の
サイクル中においてＬ（１）の遅相を差減した分のみダ
イオードの狙止効果により電圧高を示すことになる。こ
のＡ−８間の電圧高は次の１１丁の半→ノ°イクルに至
るまで同相継続され、次の正の半サイクルに至って初期
状態にもどるものである。従って、この電圧高は結果的
に電接増大をはかるものである。尚、ダイオード（５）
の阻止時の瞬時において、Ｌ（１）のインピーダンス値
によっても７ｉ３なるが、少なくとも交流電源値よりも
高くなる。これはＬ（１）のはねかえり常圧によ゛るも
のである。次に第２１剤（１））について説明すれば、
基本的には第２図（１））と同様に動作するのであるが
負の領域において異なる。

それは、同相下の負の半サイクルに才５いてキャパシタ
ンス（６）に急激に充電され、ｌ、（１）に放゛ｉＢさ
れる。

この充放電により負の領域のＡ−Ｂ間電圧は交流電源よ
りもはるかに高くなる。またキャパシタンス（６）の容
量値が大きくなるに従って高くなる。こノに の電圧高は第２図（ａ）よりも、さらに電流増大をはか
れるものである。尚、第２図（ａ）　、（＋３）におい
てダイオード（６）の極性を逆にすれば、正のＶｔ域に
おいて電圧高になることは匁論である。

第３図（ａ）　、（＋１）、（Ｃ）は、リレー（３）の
回路に整流および３ｖ１４？回路を設けｔこ応用例を示
す等価回路図であって、図中、同一記号は省略する。７
は整流用ダイオード、８は電圧、電流調整用抵抗、９は
平滑用電解コンデンサを示す。第３図（ａ）は第１図（
ａ）、（ｂ）のリレー（３）内のリレーコイル（３２）
の回路上に整流用ダイオード（７）、抵抗（８）、電解
コンデンサ（９）を設ｒして、平滑回路を形成したもの
である。第３図（ｂＪはｍ　２１’４（ａンのリレー（
３）内のリレーコイル（３２）の回路上に抵４Ｔｉ　（
ＰＩ）　、電解コンデンサ（９）を設置して平滑回路を
形成したもので、整流用ダイオードはダイオード（５）
を共用している。第３図（Ｃ）は第２図（１））の回路
ヒに整流、平滑回路を有したもので、電流、電ＩＴ：Ｋ
ｂ’制御用抵抗（８）はダイオード（５）、キャパシタ
ンス（６）の並＋１４回路にさらに並列接続させ、リレ
ー（３）内のリレーコイル（３２）の回路にダイオード
（５）の極性と逆に別の整流用ダイオード（７）および
電解コンデンサ（９）を設ｉｉ＜（シたもので、臼の半
サイクル中に動作する様にしたものである。

以上、本発明は特に高圧パルス発生回路において顕著な
効果を券する一方、周ＵＲ瀧度との感応動性、回路損失
の減少や電圧および電流増大をはがれるなと、多くの利
点を有すると伴に簡−中、Ｕ（っ安価な構成回路で種々
の組合せの応用を提供てきるきわめて有用な発明である
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、（ｂ）は本発明の一実施例を圧す等価
回路図、第２図（ａ）、（ｂ）は本発明の一応用実施例
を示す等価回路図、第３図（ａ）、（ｂ）　、（ｃ）は
整流、平滑回路を設けた一応用実施例を示す回路図であ
る。 Ｒ，Ｎ・・・交流電源　　　　　　　　Ａ、Ｂ・・・回
路上の中点】・・・・・インダクタ（１）　　　　　　
３１’・・・オープン位工ｔの１）接点２１・・・・ｂ
接点　　　　　　　　　５・・・・ダイオード２１′・
・・オープシ位置のｂ接点　　６・・・・・キャパシタ
シス２２・・・・動特性抵抗体（動特性Ｒ）　　７・・
・・・整流用ダイオード２３・・・・機械的結合　　　
　　　　８・・・・・抵抗３・・・・・リレー９・・・
・・電解コンデシザＡ　　第２図（ａ）　　　　” Ａ　６　第２図（ｂ）Ｂ 第３図（、） ３２ 第　３　図　（ｂ） 第　３　図　（ｃ、”１ ５０７

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）・〔１１交流電帥に対してインダクタ、動特性ス
   イッチ、すｌノー接点からなる直列回路と該動特性スイ
   ッチ、リレー接点間に並列にリレーコイルを有する直、
   並列回路からなる第１の手段。〔２１前記、動特性スイ
   ッチは少なくとも数Ω以下の低抵抗を白する一方、前：
   ；８リレーコイル抵抗は少なくとも数１００以−Ｈの高
   抵抗を有してなる第２の手段。（３］１）ｕ記、第１の
   手段において通電時、動特性スイッチ動作に至る主電流
   通′、Ｊ（回路とオープン動作時に高圧パルス発生とリ
   レーオープン動作による主電流カットと保持回路からな
   る第３の手段を有することを特徴とする高圧パルス発生
   回路。
2. （２）・前記４あ中の第１の手段において、直列回路−
   ！二にダイオードｊｎ体、ダイオードとキャパシタンス
   の並列、ダイオードとキャパシタンスおよび抵抗の並列
   回路による電圧間および電流増大回路をそう入すること
   を含む前記社中の特許請求範囲。
3. （３）・前記社中の第１の手段において、リレー回１さ 路に整流あるいり整流と平ｌ骨回路を有することを含む
   前記社中の特許請求範囲。