JPS6096181A - パルス波形成形線路 - Google Patents

パルス波形成形線路

Info

Publication number
JPS6096181A
JPS6096181A JP20353783A JP20353783A JPS6096181A JP S6096181 A JPS6096181 A JP S6096181A JP 20353783 A JP20353783 A JP 20353783A JP 20353783 A JP20353783 A JP 20353783A JP S6096181 A JPS6096181 A JP S6096181A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impedance
line
electrode
impedance conversion
pulse waveform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP20353783A
Other languages
English (en)
Inventor
Norihiko Ninomiya
二宮 紀彦
Akira Tokuji
徳地 明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichicon Corp
Original Assignee
Nichicon Capacitor Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nichicon Capacitor Ltd filed Critical Nichicon Capacitor Ltd
Priority to JP20353783A priority Critical patent/JPS6096181A/ja
Publication of JPS6096181A publication Critical patent/JPS6096181A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K3/00Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
    • H03K3/02Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
    • H03K3/53Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粒子ビーム発生装置などに使用されるパルス波
形成形線路の改良に関するものである。
この種のパルス波形成形線路、すなわち高電圧矩形波発
生装置は、主に粒子ビーム発生やパルスX線発生のよう
に瞬時に大電力を得る必要のある目的のために開発され
たもので、例えばインピーダンス1〜50Ω、矩形波電
圧01〜IOMV、パルス幅10〜300nSSTK力
 数TWというようにきわめて急峻なパルス波形が要求
される。
このような装置は通常同軸円筒や平行平板による波形伝
送線路を用いて、いわゆる進行波理論によるところの矩
形波を得ている。
さて、このようなパルス波形成形線路は通常、定インピ
ーダンスで使用されるが、必要によって出力インピーダ
ンスを入力インピーダンスより高くしたい場合、言いか
えれば、インピーダンス変換して出力電圧を昇圧したい
場合がある。このような場合、進行波の透過、反射を考
えると、波形を乱すことなく、昇圧および伝播するため
には、なめらかに連続的にインピーダンスを輪換してい
く、ことが大事で、同軸円筒形では、その内外径比を徐
々に大きく取シ、平行平板形では、その間隔を徐々に広
けたり幅を狭めていくようなことになる。しかしながら
、パルス波形成形線路に使用される@電体が純水のよう
に誘電率の高い(比誘′i率ε−80)ものであったシ
、インピーダンスの変換が数Ωから数1011に変換さ
せるようなことになると、前記内外径比や平板間隔は非
常に大きなものとなり、例えばその大きさは数mから数
十mにも及び非現央的な形状をなしてくるなどの欠点が
あった。
本発明はこれらの欠点を除去するため、上述のインピー
ダンス変換線路に螺旋状コイルを用いてその巻#i、を
徐々に増すことにより、インダクタンスを積極的に徐々
に大キくシていき、その結果、静電容量とで決まるイン
ピーダンスを連続的に変換できるパルス波形成形線路を
提供するものである。
この方式によれば、同軸円筒の内外径比や平板の間隔や
幅の寸法にさほどこだわることなく、耐電圧特性を考慮
して形状を決定することができるため、非常に小形でか
つ性能の良好なパルス波形成形線路を製作することがで
きる。
以下、本発明の実施例を図面により詳和に説明する。
第1図は本発明の一実施例の同軸円筒形パルス波形成形
線路で、1はパルス波形成形線路、2は波形成形線路、
3はインピーダンス変換線路、4は例えば真空に保たれ
たダイオード室、5はマルクス回路などで構成される筒
[住圧発生電源で、放電スイッチ6を閉じることによシ
外電極7と中電極8で形成されるサージインピーダンス
z1の波カネ成形線路2へ電荷を供給する。9はインピ
ーダンス変換電極で、螺旋状のコイルによシ形成され巻
方は巻始めは粗く、巻終りに近づくほど密になる。この
コイル自身によシ生じるインダクタンスと外電極7との
間に生じる同軸円筒のインダクタンスとの和と、前記同
軸円筒間の静″亀容量とによりサージインピーダンスは
決まり、入力インピーダンスは前段の波形成形線路2と
同じ値Z 1 sま′た出力インピーダンスを負荷のイ
ンピーダンスと同じ値z2となるようにして、その間を
連続的にインピーダンスを変換していく。主放電スイッ
チlOは中11極8とインピーダンス変換電極9とを結
合している。この主放電スイッチ10は本図では簡略化
して図示しているが、一般的にSFa ガス封入の気密
な高気圧ガススイッチが用いられることが多く、まれに
誘電体IJを共有して、これを絶縁体とする水スイッチ
とか油スィッチなどが用いられる。12は中電極8筐た
はインピーダンス変換電極9を支持しかつ外電極7間を
絶縁するための絶縁板で、図ボしないバッキングやボル
ト類によって中電極8、インピーダンス変換電極9、外
電極7などを介して、パルス波形成形線路1を密閉保持
している。13はダイオード室4内への出力端子で、図
示しないが通常は粒子ビーム引出し用インピーダンスz
2のダイオードに接続されている。
次に動作収量をする。
図示しない外的要因により放電スイッチ6を閉じると、
高電圧発生電源5によシ中電棒8と外電極7との間に、
すなわちサージインピーダンスZ1の波形成形線路2に
電荷が供給される。この電圧が最大値Vlに達すると、
適正に調整された主放電スイッチ10が自爆放電し、パ
ルスはインビーダ。
ンス変換電衝9へ波形成形されながら進行波理論による
ところの伝播をしていく。インピーダンス変換電極9の
入力インピーダンスは、先の波形成形線路2とインピー
ダンス整合をとっているため入力電圧V目・n=Vl/
2となり、出力端子13にはほぼV2out =V’Z
2 /ZIX V2 in まで昇圧した出力電圧が得
られ、インピーダンス整合の取られたダイオードへ伝送
されていく。なお、参考までにパルス幅は波形成形線路
2の長さにより決まる。
さて、本発明の有益性を主張するために、君子従来方式
のインピーダンス変換線路について述べる。
第2図に従来夫施されていたインピーダンス変換パルス
波形成形線路を示す。
図中の記号は第1図と同様であるので、その説明を省略
する。この方式によるとインピ−ダンス変換線路9は、
円錐状の一体電極で構成されているため、そのインピー
ダンスはインピーダンス変換線路3の内外径比のみによ
って決定される。即ちインピーダンスの変換範囲にはお
のずから現実的限界が生じることになる。説明を簡単に
するために例を挙げる。インピーダンス父換線路3の入
力インピーダンス’QZ1=5Ωから出力インピーダン
スzz=2oΩまで連続的に便化させ、入力電圧’7.
in=2MVとすると、V2 out : 4 MVと
なり、最大電位傾度を例えば100 kV /amと設
定して、インピーダンス変換線路3の形状をめてみると
、次のようになる。ただし誘ト匡体11には純水(比誘
電率と=80)を仮定する。
I)+1n=254C+M DI out= 27 cm D!=534cm ただし Ds in :インピーダンス変換電極9の入力側外径
寸法 D+out :同上出力側外径寸法 D2:外電極の内径 非常に大きなものとなシ、現実的数値でない。
ここで、本発明による方式を採用すると、インピーダン
ス変換線路3の内外径比は入力インピーダンスで決定し
、インピーダンス変換は螺旋状コイルで行なわれるため
小さなものとなる。前記と同一条件で算出すると次のよ
うになる。
Dt 1n=I)+ out = 108cxD2 =
227cm それ故寸法は1 以下となり、この程度のものであれば
製作も取扱いも容易であシ突用的価値は大きい。
さてインピーダンス変換電極9は種々の方法で作られる
が、静電容量を得ることも重要なことから、ステンレス
条やI#imを多数互いに絶縁しながら、コイル状に巻
き取っていく方法が取られる。
いずれにせよ必要なインダクタンスは多くの場合数μH
程度であるので、巻数も少く、工作も容易である。
次にインピーダンス変換’!4−ij’i9の形状゛は
、第3図に示すように円錐状であってもさしつかえなく
設定するインダクタンスに適合する巻数をもってコイl
Vf作れば良い。このような円錐状にする要所はインピ
ーダンス変換線路3の内外径比が小さい場合、ダイオー
ド室4との境界に設けた絶縁板12の沿面距離、すなわ
ち外電榛7とインピーダンス変換電極9との間の絶縁距
離が短かくなシすぎたり、また出力端子13に対してイ
ン上ピーダンス変換電f@9の出力端がほぼ同一寸法で
ある方が取りイ」け易いなどの事情の場合は有益である
さて、これまで同軸円筒形について述べてきたが、平行
平板形についても同様な効果がある。
′fR4図にパルス波形成形線路1の一実施例の要部切
欠斜視図を示す。同図中の記号は@1図と同一であるの
で説明を省略する。外電極7は角形に配置した例である
が、平板状の中電極8との平面部で波形成形線路2を一
4成する。同様にインピーダンス変換線路3は、外電極
7とインピーダンス変換電極9により形成される主放電
スイッチ10は前述した通り種々の方法があるが、ここ
では誘電体11を用いた水スイッチの簡略図を示した。
また本図では2つめスイッチを示しているが、きわめて
短パルスの矩形波を得るためには、このインダクタンス
を小さくすることが重要である事から、多いものでは1
0個程度のものも使用されることがある。中電極8とイ
ンピーダンス変換電極9は外電極7に固定された絶縁板
で支持されるが、ここでは図示せず省略した。さてイン
ピーダンス変換電極9は、第1図と同様に平板状ではあ
るが、中空にして螺旋状のコイルを形成し、巻始めは粗
く巻終りに近づく程密に巻く。すなわち所定のインピー
ダンスを21よシZ2まで連続的に変化することになる
。この動作説明については、その機能も含め、第1図と
同一であるので省略する。
第5図にインピーダンス変換電極9の他の実施例を示す
。平板形の螺旋状コイルから終端に向うにつれて平面部
の幅を徐々に狭めるように構成され斥ものである。これ
を変形すれば終端を円形にすることも可能である。この
場合の長所については、第3図の説明で述べた内容と同
一効果がある。
なお、と述したパルス波形成形線路1は、波形成形線路
2とインピーダンス変換線路3によって形成されている
が、この基本的な構成を変形したものとして、波形成形
線路2のAtlやインピーダンス変換線路3の後に、他
の目的でパルス線路を設けたものもあるが、これらにつ
いても同様の効果がある。
以上のように本発明のパルス波形成形線路は、従来品1
c比べて大幅に小形化を実現することができて、パルス
の伝播にも害を与えることもなく、良好な波形を得るこ
とができ、しかも油やフロンを一般的に使用する晶イン
ピーダンスのパルレス波フlネ成形線路に、映φコスト
の安いかつ無害な純水を使用できるなどの効果を有し、
工業的ならびに笑用的価値大なるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本究明のパルス成形線路の一実施例の要部断面
図、第2図は従来のパルス成形線路の要変換電極の一実
施例の平面図、fJ4図は本発明のパルス成形線路の他
の実施例の要部切断斜視図、第5図は本発明に係るイン
ピーダンス変換電極の他の実施例の斜視図である。 1:パルス波形成形線路 2:波形成形線路 3:インピーダンス変換線路 5:高電圧発生器 9:インピーダンス変換電極 10:主放電ヌイッチ 特許出願人 日本コンデンサエ菓株式会社 %OJJl 1ム L0 手続補正書(−自発) 1.事件の表示 昭和58年特許願第203537号 2、発明の名称 パ)Vス波形成形線路 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 4、補正の対象 「明細書の図面の簡単な説明の桐」 5、補正の内容 (1)明細書第11頁第19行および第20行を次のよ
うに補正する。 「第1図は本発明のパルス波形成形線路の一実施例の要
部断面図、第2図は従来のパルス波形成形線路の要」 (2)明細書第12頁第3行を次のように補正する。 「パルス波形成形線路の他の突施例の要部切断斜視図、

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高慮圧発生器よりエネルギーを供給し、波形成形
    線路と、主放電スイッチと、インピーダンス変換線路と
    の直列回路を通してパルス高電圧波形を発生させるパル
    ス波形成形線路において、上記インピーダンス変換線路
    のインピーダンス変換電極に螺旋状コイルを用いたこと
    を特徴とするパルス波形成形線路。
  2. (2)上記インピーダンス変換電極の螺旋状コイルが円
    錐形であることを特徴とする特♂F請求の範囲第1項記
    載のパルス波形成形線路。
  3. (3)上記インピーダンス変換ifの螺旋状コイルが平
    板形であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のパルス波形成形線路。
  4. (4)上記インピーダンス変換’K (Mの螺旋状コイ
    ルが平板形から円筒形へ連続的に貧形されていること金
    持徽とする特許請求の範囲第1項記載のパルス波形成形
    線路。
JP20353783A 1983-10-29 1983-10-29 パルス波形成形線路 Pending JPS6096181A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20353783A JPS6096181A (ja) 1983-10-29 1983-10-29 パルス波形成形線路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP20353783A JPS6096181A (ja) 1983-10-29 1983-10-29 パルス波形成形線路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6096181A true JPS6096181A (ja) 1985-05-29

Family

ID=16475789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP20353783A Pending JPS6096181A (ja) 1983-10-29 1983-10-29 パルス波形成形線路

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6096181A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03185912A (ja) * 1989-12-14 1991-08-13 Toshiba Corp パルス発生装置
JPH03185913A (ja) * 1989-12-14 1991-08-13 Toshiba Corp パルス電源装置
JPH03192918A (ja) * 1989-12-22 1991-08-22 Toshiba Corp パルス発生装置
JPH04196712A (ja) * 1990-11-28 1992-07-16 Toshiba Corp パルス発生装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03185912A (ja) * 1989-12-14 1991-08-13 Toshiba Corp パルス発生装置
JPH03185913A (ja) * 1989-12-14 1991-08-13 Toshiba Corp パルス電源装置
JP2667023B2 (ja) * 1989-12-14 1997-10-22 株式会社東芝 パルス電源装置
JPH03192918A (ja) * 1989-12-22 1991-08-22 Toshiba Corp パルス発生装置
JPH04196712A (ja) * 1990-11-28 1992-07-16 Toshiba Corp パルス発生装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5319665A (en) High power electromagnetic pulse driver using an electromagnetic shock line
US8212418B2 (en) High power bipolar pulse generators
CN106787924A (zh) 一种高电压长脉宽准方波脉冲发生器
CN104158430A (zh) 超紧凑型高压纳秒脉冲源
Neuber et al. A compact, repetitive, 500kV, 500 J, Marx generator
WO2016011972A1 (zh) 一种基于环形陶瓷固态线的脉冲功率装置
US4975921A (en) Integrated prepulse circuits for efficient excitation of gas lasers
US5656873A (en) Transmission line charging
JPS6096181A (ja) パルス波形成形線路
US4189650A (en) Isolated trigger pulse generator
US4217468A (en) Spiral line oscillator
Roh et al. Analysis of output pulse of high voltage and nanosecond Blumlein pulse generator
US5444308A (en) Nanosecond transmission line charging apparatus
RU2382488C1 (ru) Устройство для формирования субнаносекундных импульсов
US3317839A (en) Closed-circular annular tank circuit for spark gap transmitter
Pemen et al. Synchronous pulse systems
CN107659291B (zh) 一种具有低抖动度的高压脉冲发生器
US3909624A (en) Split-ring marx generator grading
JP2714197B2 (ja) パルス発生装置
RU2796258C2 (ru) Спиральный генератор высоковольтных импульсов
Novac et al. High-power high-voltage generator with a multi-pulse twin output
JPH04183108A (ja) パルス発生装置
US2920293A (en) Pulse forming network assembly
SU569262A1 (ru) Генератор высоковольтных импульсов
SU658719A1 (ru) Генератор пр моугольных импульсов напр жени