JPS6248274A - パルス圧縮回路 - Google Patents
パルス圧縮回路Info
- Publication number
- JPS6248274A JPS6248274A JP18670785A JP18670785A JPS6248274A JP S6248274 A JPS6248274 A JP S6248274A JP 18670785 A JP18670785 A JP 18670785A JP 18670785 A JP18670785 A JP 18670785A JP S6248274 A JPS6248274 A JP S6248274A
- Authority
- JP
- Japan
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- magnetic flux
- winding
- core
- flux density
- compression circuit
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- Pending
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はパルス圧縮回路に係り、特に立ち上がりの遅い
高電圧パルスから立ち上がりの速い高電圧パルスを発生
させるパルス圧縮回路に関するものである。
高電圧パルスから立ち上がりの速い高電圧パルスを発生
させるパルス圧縮回路に関するものである。
一般に、パルスガスレーザ等のように、効率良くレーザ
出力を得るために立ち上がりが速くかつピーク値の高い
高電圧パルスを必要とする装置においては、パルス圧縮
回路が用いられる。
出力を得るために立ち上がりが速くかつピーク値の高い
高電圧パルスを必要とする装置においては、パルス圧縮
回路が用いられる。
従来のパルス圧縮回路をパルスガスレーザ′に用いた例
については、ドイツの雑誌「レーザ・アンド・オプトエ
レクトロニック（Ｌａｓｅｒｕｎｄ ０ｐｔｏｅｌｅ
ｋｔｒｏｎｉｋ）Ｊ（１９８４年第２巻１２８頁〜第１
３１頁）に示されている。この従来のパルス圧縮回路を
第４図に示す。ノ々ルス圧諮回路は、可飽和インダクタ
１４、インダクタ２０、コンデンサ１７から成る。また
、可飽和インダクタ１４は、可飽和磁性体から成る円筒
状のコア１６とこのコアに巻回された巻線１５とから構
成されている。
については、ドイツの雑誌「レーザ・アンド・オプトエ
レクトロニック（Ｌａｓｅｒｕｎｄ ０ｐｔｏｅｌｅ
ｋｔｒｏｎｉｋ）Ｊ（１９８４年第２巻１２８頁〜第１
３１頁）に示されている。この従来のパルス圧縮回路を
第４図に示す。ノ々ルス圧諮回路は、可飽和インダクタ
１４、インダクタ２０、コンデンサ１７から成る。また
、可飽和インダクタ１４は、可飽和磁性体から成る円筒
状のコア１６とこのコアに巻回された巻線１５とから構
成されている。
なお、１８．１９はコンデンサ、２１はインダクタ、２
２はレーザ電極、２３はサイラトロン、２４は高圧電源
である。
２はレーザ電極、２３はサイラトロン、２４は高圧電源
である。
パルスガスレーザにおいて、効率良くレーザ出力を得る
ためにはレーザ電極２２間に立ち上がりの速い高電圧パ
ルスを印加する必要がある。すなわち、第４図における
コンデンサ１９の端子間電圧■３の立ち上がりを速くし
、かつピーク値を大きくすることが必要である。
ためにはレーザ電極２２間に立ち上がりの速い高電圧パ
ルスを印加する必要がある。すなわち、第４図における
コンデンサ１９の端子間電圧■３の立ち上がりを速くし
、かつピーク値を大きくすることが必要である。
第４図の回路においては、■３は次式のように表・・・
・・・・・・（１） Ｃ１０，Ｃ１０：コンデンサ１７．１９の容量Ｌｓ：コ
ア１６内の磁束密度が飽和した時の可飽和インダクタの
インダクタンス ｔ：時間 ■、２−コンデンサ１７の端子間電圧■２のピーク値ま
た、第２図に示すように、円筒状のコア１６の内壁と外
壁との中間に同心円を想定してこの同心円の円周の長さ
をコアの磁路長！とし、またコア。
・・・・・・（１） Ｃ１０，Ｃ１０：コンデンサ１７．１９の容量Ｌｓ：コ
ア１６内の磁束密度が飽和した時の可飽和インダクタの
インダクタンス ｔ：時間 ■、２−コンデンサ１７の端子間電圧■２のピーク値ま
た、第２図に示すように、円筒状のコア１６の内壁と外
壁との中間に同心円を想定してこの同心円の円周の長さ
をコアの磁路長！とし、またコア。
１６の軸心を通る平面でコアを切断したときのコアの断
面積の１／２を磁束が横切るコアの断面積Ａとすると、
上記（１）式中のＬｓは次式のように表わされる。
面積の１／２を磁束が横切るコアの断面積Ａとすると、
上記（１）式中のＬｓは次式のように表わされる。
Ｌ、−μ５・Ｎ２・Ａ／β ・・・・・・・・・
（２）μＳ：磁束密度が飽和した時のコア１６の透磁率
Ｎ：巻線１５の巻数 ここで、■３の立ち上がりを速くするためには（１）式
からし、を小さくする必要があり、またり、を小さくす
るためにはく２）式からμｓｒ Ｎ、 Ａを小さくしか
つｌを大きくする必要がある。一方、■３のピーク値を
高めるためには（１）式から■２□を大きくする必要が
ある。■Ｐ２は、コア１６内の磁束密度が非飽和の状態
から飽和状態に移行する時の■２のピーク電圧であり、
第３図に示すコア１６のＢ−Ｈカーブにおいて、飽和磁
束密度Ｂｓと巻線１５の電流が零のときの磁束密度Ｂｏ
との差をΔＢとすると、次の（３）式のように表わされ
る。
（２）μＳ：磁束密度が飽和した時のコア１６の透磁率
Ｎ：巻線１５の巻数 ここで、■３の立ち上がりを速くするためには（１）式
からし、を小さくする必要があり、またり、を小さくす
るためにはく２）式からμｓｒ Ｎ、 Ａを小さくしか
つｌを大きくする必要がある。一方、■３のピーク値を
高めるためには（１）式から■２□を大きくする必要が
ある。■Ｐ２は、コア１６内の磁束密度が非飽和の状態
から飽和状態に移行する時の■２のピーク電圧であり、
第３図に示すコア１６のＢ−Ｈカーブにおいて、飽和磁
束密度Ｂｓと巻線１５の電流が零のときの磁束密度Ｂｏ
との差をΔＢとすると、次の（３）式のように表わされ
る。
■２□Ｌ：ｘＮ−Ａ・ΔＢ ・・・・・・・
・・（３）上記（３）式から■２□を大きくするために
は、すなわち■３のピーク値を高めるためには、Ｎ、Ａ
。
・・（３）上記（３）式から■２□を大きくするために
は、すなわち■３のピーク値を高めるためには、Ｎ、Ａ
。
ΔＢを大きくする必要があるが、ΔＢの大きさには限度
があるためΔ、Ｎを大きくする必要がある。
があるためΔ、Ｎを大きくする必要がある。
従って■３の立ち上がりを速くしかつピーク）直を大き
くするためにはコアの断面積へを大きくし、更に断面積
△を大きくする以上に磁路長βを大きくする必要がある
。一方、巻線１５の巻数Ｎを大きくする場合は、断面積
Ａを大きくする場合よりも磁路長βをより一層大きくし
なければならない。
くするためにはコアの断面積へを大きくし、更に断面積
△を大きくする以上に磁路長βを大きくする必要がある
。一方、巻線１５の巻数Ｎを大きくする場合は、断面積
Ａを大きくする場合よりも磁路長βをより一層大きくし
なければならない。
上述したように、従来の可飽和インダクタでは■３の立
ち上がりを速くし、ピーク値を大きくするためにはコア
の形状を大きくする必要があり、その結果可飽和インダ
クタの大形化、パルス圧縮回路の大形化を招く、という
欠点があった。
ち上がりを速くし、ピーク値を大きくするためにはコア
の形状を大きくする必要があり、その結果可飽和インダ
クタの大形化、パルス圧縮回路の大形化を招く、という
欠点があった。
本発明の目的は、上記従来の火中を解決して立ち上がり
が速くかつピーク値の高い高電圧パルスを１尋ることが
できる小形なパルス圧縮回路を提供することにある。
が速くかつピーク値の高い高電圧パルスを１尋ることが
できる小形なパルス圧縮回路を提供することにある。
第１の発明は、可飽和磁性体のコアに巻線を巻回した可
飽和インダクタを用いて高電圧パルスのパルス幅を圧縮
するパルス圧縮回路において、前記可飽和インダクタの
前記巻線に流れる電流による磁束と同期して、前記磁束
と反対方向の磁束を発生させる逆方向磁束発生用巻線を
前記コアに巻回したことを特徴とする。
飽和インダクタを用いて高電圧パルスのパルス幅を圧縮
するパルス圧縮回路において、前記可飽和インダクタの
前記巻線に流れる電流による磁束と同期して、前記磁束
と反対方向の磁束を発生させる逆方向磁束発生用巻線を
前記コアに巻回したことを特徴とする。
また、第２の本発明は、可飽和磁性体のコアに巻線を巻
回した可飽和インダクタを用いて高電圧パルスのパルス
幅を圧縮するパルス圧縮回路において、前記可飽和イン
ダクタの前記巻線に流れる電流による磁束と同期して、
前記磁束と反対方向の磁束を発生させる逆方向磁束発生
用巻線を前記コアに巻回すると共に、前記逆方向磁束発
生用巻線に電流を流す逆方向磁束発生用電源を設けたこ
とを特徴とする。
回した可飽和インダクタを用いて高電圧パルスのパルス
幅を圧縮するパルス圧縮回路において、前記可飽和イン
ダクタの前記巻線に流れる電流による磁束と同期して、
前記磁束と反対方向の磁束を発生させる逆方向磁束発生
用巻線を前記コアに巻回すると共に、前記逆方向磁束発
生用巻線に電流を流す逆方向磁束発生用電源を設けたこ
とを特徴とする。
以下、本発明の作用・原理について説明する。
逆方向磁束発生用巻線によりコアに発生する磁束密度Ｂ
′、は次式のように表わされる。
′、は次式のように表わされる。
Ｂ’−一μ・Ｎ′・Ｉ’／ｌ ・・・・・・・・・
（４）μ：コアの透磁率 Ｎ′：逆方向磁束発生用巻線の巻数 Ｉ′；逆方向磁束発生用巻線に流れる電流上述した電圧
■２がピーク値■、２になる時巻線に流れる電流で作る
磁束密度をＢｐとすると、磁束密度Ｂｐと磁束密度Ｂ′
とが逆方向になるためコア中の磁束密度はＢｐ−８’と
なる。従って、第３図から理解されるようにＢｐ−Ｂ’
＝ΔＢになるまでコア中の磁束密度は飽和しない。すな
わち、Ｂｐ−ΔＢ＋Ｂ’になるまでコア中の磁束密度が
飽和しないことになり、等価的にΔＢの大きなコアを使
用したことになる。従って、コアの断面積Ａを小さくし
ても高いピーク値■２□まで磁束密度が飽和せず、また
コアの断面積Ａが小さいのでコアの磁路長βを大きくし
なくてもコアの磁束密度が飽和したときのインダクタン
スＬ、を小さくすることができる。よって、本発明を用
いれば小さい寸法のコアを用いても立ち上がりが速くピ
。
（４）μ：コアの透磁率 Ｎ′：逆方向磁束発生用巻線の巻数 Ｉ′；逆方向磁束発生用巻線に流れる電流上述した電圧
■２がピーク値■、２になる時巻線に流れる電流で作る
磁束密度をＢｐとすると、磁束密度Ｂｐと磁束密度Ｂ′
とが逆方向になるためコア中の磁束密度はＢｐ−８’と
なる。従って、第３図から理解されるようにＢｐ−Ｂ’
＝ΔＢになるまでコア中の磁束密度は飽和しない。すな
わち、Ｂｐ−ΔＢ＋Ｂ’になるまでコア中の磁束密度が
飽和しないことになり、等価的にΔＢの大きなコアを使
用したことになる。従って、コアの断面積Ａを小さくし
ても高いピーク値■２□まで磁束密度が飽和せず、また
コアの断面積Ａが小さいのでコアの磁路長βを大きくし
なくてもコアの磁束密度が飽和したときのインダクタン
スＬ、を小さくすることができる。よって、本発明を用
いれば小さい寸法のコアを用いても立ち上がりが速くピ
。
−り１直の高い高電圧パルスを得ることができる。
以」二、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は、本発明のパルス圧縮回路をパルスガスレーザ
に用いた場合の一実施例である。図に示すように、高圧
電源１３と並列にサイラトロン１２が接続されている。
に用いた場合の一実施例である。図に示すように、高圧
電源１３と並列にサイラトロン１２が接続されている。
高圧電源１３の一端は、コンデンサ７、インダクタ９お
よび可飽和インダクタ１を介して一方のレーザ電極１１
を接続され、高圧電源１３の他端は、直接他方のレーザ
電極１１に接続されている。コンデンサ７とインダクタ
９の接続点、インダクタ９と可飽和インダクタ１の接続
点及び可飽和インダクタ１と一方のレーザ電極１１の接
続点は各々インダクタ１０、コンデンサ６およびコンデ
ンサ８を介して高圧電源１３の他端に接続されている。
よび可飽和インダクタ１を介して一方のレーザ電極１１
を接続され、高圧電源１３の他端は、直接他方のレーザ
電極１１に接続されている。コンデンサ７とインダクタ
９の接続点、インダクタ９と可飽和インダクタ１の接続
点及び可飽和インダクタ１と一方のレーザ電極１１の接
続点は各々インダクタ１０、コンデンサ６およびコンデ
ンサ８を介して高圧電源１３の他端に接続されている。
可飽和インダクタ１は、第２図に示す外観の円筒状コア
３と、このコア３に巻回されると共に、一端がレーザ電
極１１に接続されかつ他端がインダクタ９の一端に接続
された巻線２と、コア３に巻回された逆方向磁束発生用
巻線４とから構成されている。逆方向磁束発生用巻線４
は、逆方向磁束発生用電源５に接続されている。上記の
可飽和インダクタ１、インダクタ９およびコンデンサ６
は、本発明のパルス圧縮回路を構成する。
３と、このコア３に巻回されると共に、一端がレーザ電
極１１に接続されかつ他端がインダクタ９の一端に接続
された巻線２と、コア３に巻回された逆方向磁束発生用
巻線４とから構成されている。逆方向磁束発生用巻線４
は、逆方向磁束発生用電源５に接続されている。上記の
可飽和インダクタ１、インダクタ９およびコンデンサ６
は、本発明のパルス圧縮回路を構成する。
上記実施例が第４図の従来例と異なる点は、可飽和磁性
体のコア３の巻線２の他に逆方向磁束発生用巻線４をコ
ア３に巻回したことと、逆方向磁束発生用巻線４に電流
を流す逆方向磁束発生用電源５を設けたことである。こ
の逆方向磁束発生用電源５は、巻線２に流れる電流と同
期した電流を逆方向磁束発生用巻線４に流すためのパル
ス電源である。ここで、逆方向磁束発生用巻線４に発生
する磁束は、巻線２に発生する磁束と逆方向になるよう
に、逆方向磁束発生用巻線４の巻回方向や逆方向磁束発
生用電源５の極性が定められる。
体のコア３の巻線２の他に逆方向磁束発生用巻線４をコ
ア３に巻回したことと、逆方向磁束発生用巻線４に電流
を流す逆方向磁束発生用電源５を設けたことである。こ
の逆方向磁束発生用電源５は、巻線２に流れる電流と同
期した電流を逆方向磁束発生用巻線４に流すためのパル
ス電源である。ここで、逆方向磁束発生用巻線４に発生
する磁束は、巻線２に発生する磁束と逆方向になるよう
に、逆方向磁束発生用巻線４の巻回方向や逆方向磁束発
生用電源５の極性が定められる。
以下、上記実施例の作用について説明する。巻線２に流
れる電流によって発生する磁束密度Ｂと、逆方向磁束発
生用電源５から供給されかつ巻線２に流れる電流と同期
した逆方向磁束発生用巻線４に流れる電流によって発生
する磁束密度Ｂ′とは、相互に反対方向に発生するから
、各巻線２．４に電流を流したときにはコア中の磁束密
度は初期状態の磁束密度Ｂｏ（第３図）からＢ−Ｂ’に
なる。
れる電流によって発生する磁束密度Ｂと、逆方向磁束発
生用電源５から供給されかつ巻線２に流れる電流と同期
した逆方向磁束発生用巻線４に流れる電流によって発生
する磁束密度Ｂ′とは、相互に反対方向に発生するから
、各巻線２．４に電流を流したときにはコア中の磁束密
度は初期状態の磁束密度Ｂｏ（第３図）からＢ−Ｂ’に
なる。
従って、第３図に示したＢ−Ｈカーブから理解されるよ
うに、磁束密度ＢがΔＢ＋Ｂ’になるまでコア３中の磁
束密度は飽和しないことになる。
うに、磁束密度ＢがΔＢ＋Ｂ’になるまでコア３中の磁
束密度は飽和しないことになる。
このことは、ΔＢが等価的にΔＢ＋Ｂ’になったことを
意味し、コアの断面積△を小さくしても高いピーク値■
、２が得られることになる。また、コアの断面積Ａが小
さいので磁路長βを大きくしなくてもインダクタンスＬ
３が小さくなり、立ち上がりが速くピーク値の高い高電
圧パルスを得ることができる。さらに、コアの寸法が小
さくて良いため可飽和インダクタの小形化、パルス圧縮
回路の小形化が図れる。
意味し、コアの断面積△を小さくしても高いピーク値■
、２が得られることになる。また、コアの断面積Ａが小
さいので磁路長βを大きくしなくてもインダクタンスＬ
３が小さくなり、立ち上がりが速くピーク値の高い高電
圧パルスを得ることができる。さらに、コアの寸法が小
さくて良いため可飽和インダクタの小形化、パルス圧縮
回路の小形化が図れる。
なお、上記では高圧電源とは別に逆方向磁束発生用電源
を設けた例について説明したが、逆方向磁束発生電源を
省略して高圧電源から逆方向磁束発生用電源に電流を供
給するようにしてもよい。
を設けた例について説明したが、逆方向磁束発生電源を
省略して高圧電源から逆方向磁束発生用電源に電流を供
給するようにしてもよい。
以上述べたように本発明によれば、立ち上がりが速くか
つピーク値の高い高電圧パルスを得ることができ、また
パルス圧縮回路を小形にすることができる、という効果
が得られる。
つピーク値の高い高電圧パルスを得ることができ、また
パルス圧縮回路を小形にすることができる、という効果
が得られる。
第１図は本発明によりパルス圧縮回路を用いたパルスガ
スレーザの励起回路を示す回路図、第２図はコアの外観
図、 第３図はコアとして用いる可飽和磁性体のＢ−Ｈカーブ
を示す線図、 第４図は従来のパルス圧縮回路を用いたパルスガスレー
ザの励起回路を示す回路図である。 １．１４ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 可
飽和インダクタ２．１５ ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・ 巻線３．１６ ・・・・・ ・・・
・ コア４ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・ 逆方向磁束発生用巻線５ ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ 逆方向磁束発生
用電源６ 、７．８．１７．１８．１．９・・・・・・
コンデンサ９ 、１．０．２０．２１・・・・・・・
・・・・・ インダクタ１１．２２・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・ レーザ電極１２、２３・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ザイラトロン
１３、２４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・ 高圧電源代理人 弁理士 岩 佐 義 幸 −項 Ａ４束力ゝ°槽七刀るコア＝＞ＦＭｒｆＤネ青５゜ア。 ６ゆ、 第２図 第３図
スレーザの励起回路を示す回路図、第２図はコアの外観
図、 第３図はコアとして用いる可飽和磁性体のＢ−Ｈカーブ
を示す線図、 第４図は従来のパルス圧縮回路を用いたパルスガスレー
ザの励起回路を示す回路図である。 １．１４ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 可
飽和インダクタ２．１５ ・・・・・・・・・・・・・
・・・・・ 巻線３．１６ ・・・・・ ・・・
・ コア４ ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・ 逆方向磁束発生用巻線５ ・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・ 逆方向磁束発生
用電源６ 、７．８．１７．１８．１．９・・・・・・
コンデンサ９ 、１．０．２０．２１・・・・・・・
・・・・・ インダクタ１１．２２・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・ レーザ電極１２、２３・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・ ザイラトロン
１３、２４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・ 高圧電源代理人 弁理士 岩 佐 義 幸 −項 Ａ４束力ゝ°槽七刀るコア＝＞ＦＭｒｆＤネ青５゜ア。 ６ゆ、 第２図 第３図
Claims (2)
- （１）可飽和磁性体のコアに巻線を巻回した可飽和イン
ダクタ用いて高電圧パルスのパルス幅を圧縮するパルス
圧縮回路において、前記可飽和インダクタの前記巻線に
流れる電流による磁束と同期して、前記磁束と反対方向
の磁束を発生させる逆方向磁束発生用巻線を前記コアに
巻回したことを特徴とするパルス圧縮回路。 - （２）可飽和磁性体のコアに巻線を巻回した可飽和イン
ダクタを用いて高電圧パルスのパルス幅を圧縮するパル
ス圧縮回路において、前記可飽和インダクタの前記巻線
に流れる電流による磁束と同期して、前記磁束と反対方
向の磁束を発生させる逆方向磁束発生用巻線を前記コア
に巻回すると共に、前記逆方向磁束発生用巻線に電流を
流す逆方向磁束発生用電源を設けことを特徴とするパル
ス圧縮回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18670785A JPS6248274A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | パルス圧縮回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18670785A JPS6248274A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | パルス圧縮回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6248274A true JPS6248274A (ja) | 1987-03-02 |
Family
ID=16193227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18670785A Pending JPS6248274A (ja) | 1985-08-27 | 1985-08-27 | パルス圧縮回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6248274A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01306908A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 磁気パルス圧縮回路 |
-
1985
- 1985-08-27 JP JP18670785A patent/JPS6248274A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01306908A (ja) * | 1988-06-06 | 1989-12-11 | Agency Of Ind Science & Technol | 磁気パルス圧縮回路 |
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