JPS63172514A - キャパシタを用いた衝撃大電流発生方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、キャパシタを用いた衝撃大電流発生回路に
おいて、パルス電流の出力変ｆＪｈ（リップル）および
エネルギー損失を抑止するようにしたキャパシタを用い
た衝撃大電流発生装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来立上りが速く、立ち上った後ある程度の持続時間を
もつ大電流パルスを得る場合には、第４図に示すような
回路が用いられている。この図において、１はエネルギ
ー・′Ｉｉｉ禎用キャパシタ（以下単にキャパシタとい
う）、２は始動用スイッチ、３と４は前記キャパシタ１
と始動用スイッチ２　（＋３インピー・ダンスを表わす
インダクタンスと抵抗、５は負荷、６と７は負荷５のイ
ンダクタンスと抵抗、８は負荷短絡用スイッチ、９と１
０は短絡回路のインピーダンスを表わすインダクタンス
と抵抗である。

キャパシタ１を用いて負＃５のインピーダンスで振動電
流を発生させ、その電流最大値付近で負荷短絡用スイッ
チ８を用いて負荷５を短絡することにより、電圧の反転
を抑えてパルス幅の延長を図る方法が用いられている。

しかし、上記の方法であると負荷短絡用スイッチ８のイ
ンダクタンス９と抵抗１０によりキャパシタ１との間に
振！＠電流が生じ、負荷電流にリップルとして表われる
。リップルの割合（？）は、負荷５のインダクタンス６
の値をり、、短絡回路のインダクタンス９をＬｃＩＩＩ
とするとほぼＬＣ＠ り〜Ｔ、　、−’＋　Ｌ　ｃｍ　− で表わされる。したがって立上りの速い電流を得る場合
、負荷５のインダクタンス６の値り、を小さくする必要
があるのでリップルの割合ｌが大きくなる。従来技術と
しては、例えば特公昭５７−３４７４５号公報にあるよ
うに、短絡回路のインダクタンス９の値Ｌａ　ａｍを小
さくする工夫がされていた。

第一５図は、第４図の従来の回路の各部の動作を説明す
るための要部の波形図である。すなわち、時刻０で始動
用スイッチ２を投入し、時刻Ｔ１で負荷短絡用スイッチ
８を投入すると、負荷電流はＬｌのようになり、また、
キャパシタ１を流れる電流は■、、負荷短絡用スイッチ
８を流れる電流は■３のようになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 上記のような従来の＊撃大電流発生方法では、負荷短絡
用スイッチ８のインダクタンス９の値Ｌ　ＣＲ’Ｚ”４
にする乙とはできないので、リップルは残ることになる
。また、効率の＋ｆｉｉでは負（＋ＸＪ５の短絡後にキ
ャパシタ１に流れる振動電流分（第５図のＩｌりのため
、キャパシタ１および始動用スイッチ２の抵抗４による
損失が生じ、効率の低Ｆをもたらすという問題点があっ
た。

この発明は、上記の問題点を解決するためになされたも
ので、リップルが少なく、かつ効率の、よいキャパシタ
を用いたＷｊ撃大電流発生装置を提供することをｌＪ的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかるキャパシタを用いた酌撃大電流発生装
置は、エネルギー蓄積用キャパシタと磁界発生用の負荷
とからなるＳｔｉ流発生回路に、出力電流のパルス幅を
延長するための食前短絡用スイッチをＩＮＩＮ位記に並
列に設け、さらに１）η記エネルギー蓄積用キャパシタ
を前記負荷から切り離すための開路スイッチを設け、前
記負荷短絡用スイッチの始動により前記回路スイッチ部
に電流の零点を作るよう回路パラメータを選定したもの
である。

〔作用〕

この発明においては、開路スイッチははしめ閉しておき
、負荷短絡用スイッチを投入した直後に開路スイッチを
開くことによりリップルの少ない大電流の出力が少ない
損失で得られる。

〔実施例〕

第【図は乙の発明の−＊施例を示ず等価回路図である。

この図において、第４図と同一符号は同一部分を示し、
１１は開路スイッチで、始動用スイッチ２と負荷５との
間に設けｔこものである。

次に、第１図の実施例の動作に第２図の波形図を参照し
て説明する。。

第２図に示すように、時刻Ｏで始動用スイッチ２を投入
し、時＃ＪＴ１．で負荷短絡用スイッチ８を投入１゛る
と、負荷電流１１ｐキヤパシタ１ならびに開路スイッチ
１１を流れる電流はｌ１１ｍ負荷短絡用スイッチ８を流
れる電流はｌ、のようになる。

開路スイッチ１１を流れる電流Ｉ！が零になった時刻゛
ｌ′２で開路スイッチ１１を開くことによって以後、負
荷５にはリップルの少ない電流ｌ、が流れる。

大電流の開路スイッチ１１としてはガス吹消し型や真空
チューブを用いた遮断器などが利用可能であるが、いず
れもスイッチの電極を聞くだけではアークが形成されて
電流が流れ続け１、回路を短時間で遮断することはでき
ない。強制的にスイッ：ト電流を零にしてアークが切れ
る条件を作るか、アークエネルギーを消費させて遮断を
図るなどの方法が必要である。この発明では負荷短絡用
スイッチ８を投入したときにキャパシタ１と短絡回路の
インダクタンス９とによって生１しる？ｆｌ流成分成分
動して極性反転するような回路パラメータを選んでおけ
ば、開路スイッチ１１に流れる電流が極性反転′したと
きに電流零点を作ることができるので遮断が可能になる
。この方法によると、電流の零点を作るために外部機構
を新たに設ける必要がない。また、回路の遮断を行う場
合、一般には電極間に過大な電圧を生じることが多く、
使用部品の耐電圧や遮断器の再点弧の問題に充分気をつ
ける必要があるが、この発明の回路の場合、誘導性の負
荷５が負荷短絡用スイッチ８で短絡された状態でυＮ略
スイッチ１１が開くため、電極間電圧は極めて小さいと
いう特徴をもつ。

第３図（ａ）、（ｂ）は乙の発明の他の実施例を示す等
価回路図と出力電流波形図である。この実施例では２つ
のキャパシタ１，２１が負荷５に接続されて順次立ち上
げるような場合である。

第３図（ａ）において、２２は始動用スイッチ、２３．
２４は前記キャパシタ２１と始動用スイッチ２２のイン
ピーダンスを表わすインダクタンスと抵抗、２５は囲路
スイッチであり、その他は第１図の実施例と回しである
。

次に動作について説明する。

開路スイッチ１１と２５はあらかじめ閉じておく。始動
用スイッチ２の投入（時刻０）によってキャパシタ１に
よる立上げ電流を始動する。その度、時刻′Ｉ゛１で始
動用スイッチ２２を投入すると、負／ｉ＆５にはキャパ
シタ２１による第２の立上げ電流が表われる。それと同
時に開路スイッチ１１に（まキャパシタ１，２１とイン
ダクタンス３，２３によって決まる振動ｆ′１流が流れ
、電流零点を作る乙とができるので開路スイッチ１１を
遮断することがｕＪ能である。

負＃電流が最大値付近になっｔコときく時刻′ｒ２）負
荷短絡用スイッチ８で負荷５を短絡すれば、後は前述と
同様の理由で開路スイッチ２５を遮断することが可能で
ある。このとき得られる出力ｆａ流波形例を第３図（ｂ
）に示す。

〔発明の効果〕

この発明は上述したように、エネルギー蓄積用キャパシ
タと磁界発生用の負荷とからなる電流発生回路に、出力
電流のパルス幅を延長するための負荷短絡用スイッチを
前記負荷に並列に設け、さらに前記エネルギー蓄積用キ
ャパシタを前記負荷から切り離すための開路スイッチを
設け、前記負荷短絡用スイッチの始動により前記ｔＲＪ
路スイッチ部に電流の零点を作るよう回路パラメータを
選定したので、負荷短絡後の出力リップルがなく、また
、キャパシタ等による損失が軽減される。そしてこの発
明の回路スイッチは、アークを遮断するための機構を新
たに設ける必要がなく、遮断時に過大な電圧が生じない
などの利点をもっており、ごく一般の遮断器が１史用ｉ
＋、ｌ能である等の利点を右ずろ。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す等価回路図、第２図
は、第１図の′：Ａ施例の動作を説明するための要部の
波形図、第３図（ａＬ　（ｂ）はこの発明の他の実施例
を示す等価回路図と出力電流波形図、第４図は従来のｌ
ｌｊ撃大重大電流発生装置例を示す等価回路図、第５図
は、第４図の従来例の動作を説明するための要部の波形
図である。 図中、１はキャパシタ、２は始動用スイッチ、３．６．
９はインダクタンス、４，７．１０は抵抗、５は負荷、
８は負荷短絡用スイッチ、１１ば第１図 第２ｖ４ ０　　　　　　Ｔ＋　　ｈ　　　　　　　一時間第３図 （ａ） ０　　　　　　　　　　一時Ｍ 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エネルギー蓄積用キャパシタと磁界発生用の負荷とから
   なる電流発生回路に、出力電流のパルス幅を延長するた
   めの負荷短絡用スイッチを前記負荷に並列に設け、さら
   に前記エネルギー蓄積用キャパシタを前記負荷から切り
   離すための開路スイッチを設け、前記負荷短絡用スイッ
   チの始動により前記開路スイッチ部に電流の零点を作る
   よう回路パラメータを選定したことを特徴とするキャパ
   シタを用いた衝撃大電流発生装置。