JPS63285020A - 可飽和インダクタンスコイルを有するタイプの電気パルス発生器 - Google Patents
可飽和インダクタンスコイルを有するタイプの電気パルス発生器Info
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- JPS63285020A JPS63285020A JP63102351A JP10235188A JPS63285020A JP S63285020 A JPS63285020 A JP S63285020A JP 63102351 A JP63102351 A JP 63102351A JP 10235188 A JP10235188 A JP 10235188A JP S63285020 A JPS63285020 A JP S63285020A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/80—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using non-linear magnetic devices; using non-linear dielectric devices
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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】
本発明は可飽和インダクタンスコイルを有するタイプの
電気パルス発生器に係わる。
電気パルス発生器に係わる。
電気パルスの出力を増加させる方法の１つは、パルス振
幅に過剰な影響を及ばずことなくパルス持続時間を大幅
に短縮することからなる。このような短縮は、米国Ｌａ
ｗｒｅｎｃｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙによって開発され、且つ特に、１
９８５年１０月のＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｏｎ Ｎｕｃｌｅａｒ ５ｅｒｉｖｃｅ。
幅に過剰な影響を及ばずことなくパルス持続時間を大幅
に短縮することからなる。このような短縮は、米国Ｌａ
ｗｒｅｎｃｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｌｉｖｅｒｍｏｒｅ
Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙによって開発され、且つ特に、１
９８５年１０月のＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ
ｏｎ Ｎｕｃｌｅａｒ ５ｅｒｉｖｃｅ。
ｖｏｌ、 Ｎ５−３２．Ｎｏ、５に記載されている原理
に従って実現することができる。
に従って実現することができる。
この型のパルス発生器は、可飽和インダクタンスコイル
によって互いに接続された一連のコンデンサを含む。こ
の種の発生器の一具体例を添付図面第１図に簡単に示し
た。この具体例では、コンデンサ１０．２０．３０が可
飽和インダクタンス１２．２２．３２と交互に配置され
ている。電圧パルスＶＥは点Ａで入力に印加され、コン
デンサ１０を充電する。このパルスは例えば正弦曲線ア
ーチからなる。インダクタンスコイル１２は最初大きな
値を有し、前記コンデンサの放電を阻止する。しかしな
がら、コンデンサ１０が充電されると放電電流が増加し
、インダクタンスコイルの値が低下する。その結果電気
エネルギが右方に伝搬され、そこでも同様のメカニズム
がコンデンサ２０−インダクタンスコイル２２のセルに
生じ、これが次々に繰り返される。
によって互いに接続された一連のコンデンサを含む。こ
の種の発生器の一具体例を添付図面第１図に簡単に示し
た。この具体例では、コンデンサ１０．２０．３０が可
飽和インダクタンス１２．２２．３２と交互に配置され
ている。電圧パルスＶＥは点Ａで入力に印加され、コン
デンサ１０を充電する。このパルスは例えば正弦曲線ア
ーチからなる。インダクタンスコイル１２は最初大きな
値を有し、前記コンデンサの放電を阻止する。しかしな
がら、コンデンサ１０が充電されると放電電流が増加し
、インダクタンスコイルの値が低下する。その結果電気
エネルギが右方に伝搬され、そこでも同様のメカニズム
がコンデンサ２０−インダクタンスコイル２２のセルに
生じ、これが次々に繰り返される。
第２図は、線路の点Ａから点Ｂ及びＣに移るにつれて、
前記電圧パルスの前縁の勾配が次第に急峻化する状態を
示している。
前記電圧パルスの前縁の勾配が次第に急峻化する状態を
示している。
実際には、この種の発生器は第３図に示す構造のものが
知られている。同軸縁部分Ｌ１はコンデンサを構成し、
その後には可飽和インダクタンスコイル式スイッチＣ１
が配置されている。第２の同軸縁部分Ｌ２の後には第２
のスイッチＣ２が配置されている。
知られている。同軸縁部分Ｌ１はコンデンサを構成し、
その後には可飽和インダクタンスコイル式スイッチＣ１
が配置されている。第２の同軸縁部分Ｌ２の後には第２
のスイッチＣ２が配置されている。
”Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎｄ Ｅｘｐｅｒｉｍｅ
ｎｔａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃｓ”誌、ｖｏｌ、２０． Ｎ
ｏ、１／１．２．１．１９７７、ｐｐ、１３０−１３２
に記載のＹＵ Ｖ、ＭへＫＲＩＴＳＫＩＩ著”Ｇｅｎ
ｅｒａｔｏｒ ｏｆ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｕｌｓ
ｅｗｉｔｔ＋ ５ｈａｒｐ Ｌｅａｄｉｎｇ Ｅｄｇｅ
”には、可飽和インダクタンスコイルを構成する３つの
フェライトリングと、各々が強誘電セラミックの円筒形
部分からなるような４つのコンデンサとを含む特定具体
例が開示されている。
ｎｔａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃｓ”誌、ｖｏｌ、２０． Ｎ
ｏ、１／１．２．１．１９７７、ｐｐ、１３０−１３２
に記載のＹＵ Ｖ、ＭへＫＲＩＴＳＫＩＩ著”Ｇｅｎ
ｅｒａｔｏｒ ｏｆ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｕｌｓ
ｅｗｉｔｔ＋ ５ｈａｒｐ Ｌｅａｄｉｎｇ Ｅｄｇｅ
”には、可飽和インダクタンスコイルを構成する３つの
フェライトリングと、各々が強誘電セラミックの円筒形
部分からなるような４つのコンデンサとを含む特定具体
例が開示されている。
これらの装置は、成る点では優れているが、線路−スイ
ッチ間インタフェースの多重化に起因する欠点、即ち複
雑でコストが高いという欠点を有し、更に電圧の安定性
にも問題がある。
ッチ間インタフェースの多重化に起因する欠点、即ち複
雑でコストが高いという欠点を有し、更に電圧の安定性
にも問題がある。
本発明の目的はこの欠点を解消することにある。
そのために本発明は、従来のものより遥かに小型であり
且つ電圧の安定性に関して有利な効果を有する構造を推
奨する。本発明の構造は更に、先行技術で使用されてい
る油入線（ｏｉｌ １ｉｎｅ）より遥かに簡単な水入線
（ｗａＬｅｒ １ｉｎｅ）の使用が可能である。
且つ電圧の安定性に関して有利な効果を有する構造を推
奨する。本発明の構造は更に、先行技術で使用されてい
る油入線（ｏｉｌ １ｉｎｅ）より遥かに簡単な水入線
（ｗａＬｅｒ １ｉｎｅ）の使用が可能である。
得られる電気的特性に関しては、発生したパルスが先行
技術の場合より急な前縁勾配と、より平らな頂部とを有
する。また、電気効率もより大きい。
技術の場合より急な前縁勾配と、より平らな頂部とを有
する。また、電気効率もより大きい。
電気パルスの形状を変える方法、より特定的には電圧ジ
ャンプの前縁の勾配を変える方法は他にも知られている
。前縁勾配の急峻化は、同軸伝搬線と該線に沿って分配
された非矩形ヒステリシスサイクルをもつ複数のフェラ
イトリングとによって実現することができる。フェライ
トリングの数は例えば６０００個に達し得る。この伝搬
線入力に前縁勾配の緩い電圧ジャンプが印加されると、
伝搬が進むにつれて前縁勾配が次第に急峻化するような
波が生じる。従ってこの伝搬線からは、前縁勾配の急な
電圧ジャンプが得られる。
ャンプの前縁の勾配を変える方法は他にも知られている
。前縁勾配の急峻化は、同軸伝搬線と該線に沿って分配
された非矩形ヒステリシスサイクルをもつ複数のフェラ
イトリングとによって実現することができる。フェライ
トリングの数は例えば６０００個に達し得る。この伝搬
線入力に前縁勾配の緩い電圧ジャンプが印加されると、
伝搬が進むにつれて前縁勾配が次第に急峻化するような
波が生じる。従ってこの伝搬線からは、前縁勾配の急な
電圧ジャンプが得られる。
この種の装置は例えば’Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ ａｎ
ｄ Ｅｘｐｅ−ｒｉｍｅｎｔａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃｓ
”誌、ｖｏｌ、２５．１９８２年７月〜８月。
ｄ Ｅｘｐｅ−ｒｉｍｅｎｔａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃｓ
”誌、ｖｏｌ、２５．１９８２年７月〜８月。
Ｎｏ、４．ｐａｒｔ １．ｐｐ９０８〜９１２に記載の
Ｖ、＾、Ｓ１！ＶＥＴＳ著”Ｎｏｎ１ｉｎｅａｒ Ｍｕ
ｌＬｉｃｈａｎｎｅｌ Ｐｕｌｓｅ−ｓｈａｒｐｅｎ
ｉｎｇｌｉｎｅ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｆｅｒｒ
ｉｔｅ Ｒｉｎｇｓ ｗｉｔｈ Ｎｏｎｒｅｃｔ
ａｎ−ｇｕｌａｒ ｌ１ｙｓｔｅｒｅｓｉｓ Ｌｏｏｐ
”に開示されている。
Ｖ、＾、Ｓ１！ＶＥＴＳ著”Ｎｏｎ１ｉｎｅａｒ Ｍｕ
ｌＬｉｃｈａｎｎｅｌ Ｐｕｌｓｅ−ｓｈａｒｐｅｎ
ｉｎｇｌｉｎｅ ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ Ｆｅｒｒ
ｉｔｅ Ｒｉｎｇｓ ｗｉｔｈ Ｎｏｎｒｅｃｔ
ａｎ−ｇｕｌａｒ ｌ１ｙｓｔｅｒｅｓｉｓ Ｌｏｏｐ
”に開示されている。
実際のところ、これらの装置はパルス発生器ではなく、
前縁勾配を急峻化するための手段である。
前縁勾配を急峻化するための手段である。
更に、これらの装置は１つのコンデンサを充電し次いで
可飽和インダクタンスコイルを介して別のコンデンサを
放電させるというメカニズムは使用しない。従って、こ
れら２つのタイプの装置の電気的機能の比較は困難であ
る。
可飽和インダクタンスコイルを介して別のコンデンサを
放電させるというメカニズムは使用しない。従って、こ
れら２つのタイプの装置の電気的機能の比較は困難であ
る。
本発明は、より特定的には、外部導体及び内部導体から
なる同軸縁部分形状の少なくとも１つのコンデンサと、
このようなコンデンサ２つの間に配置されてスイッチと
して機能する少なくとも１つの可飽和インダクタンスコ
イルとを含むパルス発生器であって、コンデンサとして
機能する同軸縁部分の内部導体内に少なくとも１つの可
飽和インダクタンスコイルが配置されることを特徴とす
る発生器に係わる。
なる同軸縁部分形状の少なくとも１つのコンデンサと、
このようなコンデンサ２つの間に配置されてスイッチと
して機能する少なくとも１つの可飽和インダクタンスコ
イルとを含むパルス発生器であって、コンデンサとして
機能する同軸縁部分の内部導体内に少なくとも１つの可
飽和インダクタンスコイルが配置されることを特徴とす
る発生器に係わる。
本発明の第１の具体例では可飽和インダクタンスコイル
が円環状の単一の巻きからなる。しかしながらこのコイ
ルは、磁心の周囲に巻装された１つ以上の巻きで構成す
ることもできる。
が円環状の単一の巻きからなる。しかしながらこのコイ
ルは、磁心の周囲に巻装された１つ以上の巻きで構成す
ることもできる。
以下、添付図面に基づき非限定的具体例を挙げて本発明
をより詳細に説明する。
をより詳細に説明する。
第４図には、接地された外側包囲体４０と中央給電導体
４２とが示されている。コンデンサを構成する同軸縁部
分は円筒形内部導体４４とこれに対向する外側包囲体４
０部分とで形成される。円筒体４４内には、例えば強磁
性材料の円環状コア４６（操作周波数に応じてフェライ
ト又はシート）と巻線４７とからなる可飽和インダクタ
ンスコイルが配置される。前記円筒体の内部には油４８
が充填される。密封状態は絶縁ディスク５０と円筒体４
４の底部５２とによって得られる。このアセンブリは、
外側では誘電液５４、例えば脱イオン水の中に浸漬され
る。密封状態は絶縁プラグ５６によって確保される。巻
線４７は底部５２を内部導体４３に接続する。
４２とが示されている。コンデンサを構成する同軸縁部
分は円筒形内部導体４４とこれに対向する外側包囲体４
０部分とで形成される。円筒体４４内には、例えば強磁
性材料の円環状コア４６（操作周波数に応じてフェライ
ト又はシート）と巻線４７とからなる可飽和インダクタ
ンスコイルが配置される。前記円筒体の内部には油４８
が充填される。密封状態は絶縁ディスク５０と円筒体４
４の底部５２とによって得られる。このアセンブリは、
外側では誘電液５４、例えば脱イオン水の中に浸漬され
る。密封状態は絶縁プラグ５６によって確保される。巻
線４７は底部５２を内部導体４３に接続する。
電気の出力は、導体４３に接続された内部導体５８と外
側包囲体４０からなる外部導体とで構成された同軸線で
形成される。円筒体４４及び導体４３はステンレス鋼で
形成し得る。
側包囲体４０からなる外部導体とで構成された同軸線で
形成される。円筒体４４及び導体４３はステンレス鋼で
形成し得る。
第５図以降では可飽和インダクタンスコイルをより簡単
に示し、コアの周りに巻装された導体は存在しても必ず
しも図示はしない。
に示し、コアの周りに巻装された導体は存在しても必ず
しも図示はしない。
円環４６を構成する磁性材料は好ましくは矩形サイクル
の強磁性材料、例えば粒子が配向された鉄−シリコン、
又は成る種のニッケル合金（例えば商標ＲＥＣＴＩＭＰ
ＨＹで知られているもの）、又は成る種のアモルファス
合金である。
の強磁性材料、例えば粒子が配向された鉄−シリコン、
又は成る種のニッケル合金（例えば商標ＲＥＣＴＩＭＰ
ＨＹで知られているもの）、又は成る種のアモルファス
合金である。
第５図に示した変形例では、内部導体４５とこれに対応
する外側包囲体４０部分とからなる第２の同軸縁部分が
使用されている。内部導体４５内には第２の磁性円環４
７が配置されている。これら２つの縁部分の内部スペー
スは密封部材６０によって互いに分離される。このアセ
ンブリの構成は、やはり内部導体４５内に配置される最
終可飽和インダクタンスコイル６２によって完成し得る
。
する外側包囲体４０部分とからなる第２の同軸縁部分が
使用されている。内部導体４５内には第２の磁性円環４
７が配置されている。これら２つの縁部分の内部スペー
スは密封部材６０によって互いに分離される。このアセ
ンブリの構成は、やはり内部導体４５内に配置される最
終可飽和インダクタンスコイル６２によって完成し得る
。
点Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤは該装置の４つの特定地点を表す、
これらの地点での電圧変化を第６図に示した。但し、入
力には振幅Ｖｏの正弦曲線アーチ（点Ａの電圧）が印加
されるものとする０点Ｂ、Ｃ及びＤで得られる電圧は振
幅Ｖｏ／２を有する。
これらの地点での電圧変化を第６図に示した。但し、入
力には振幅Ｖｏの正弦曲線アーチ（点Ａの電圧）が印加
されるものとする０点Ｂ、Ｃ及びＤで得られる電圧は振
幅Ｖｏ／２を有する。
第７図では、該装置の先にいわゆるＢＬＵＭＬＥＩＮ同
軸線が続いている。この同軸線は２つの円筒体７０．７
２からなり、第１の円筒体はコンデンサに対応する同軸
縁部分を構成する内部導体４４に接続され、第２の円筒
体は内部導体４３に接続される１円錐台状部材７４はオ
イルシールの役割を果たす。
軸線が続いている。この同軸線は２つの円筒体７０．７
２からなり、第１の円筒体はコンデンサに対応する同軸
縁部分を構成する内部導体４４に接続され、第２の円筒
体は内部導体４３に接続される１円錐台状部材７４はオ
イルシールの役割を果たす。
この同軸線の端部には、前縁勾配を急にするためのスイ
ッチを構成すべく、可飽和インダクタンスコイル７５を
配置し得る。このスイッチは該同軸線の外側の地点７６
に配置してもよい。
ッチを構成すべく、可飽和インダクタンスコイル７５を
配置し得る。このスイッチは該同軸線の外側の地点７６
に配置してもよい。
第８図は点Ｅ及びＦ、即ち前記２つの縁部分の外側で且
つ最終スイッチの後に位置する地点に現れる電圧の形状
を示している。
つ最終スイッチの後に位置する地点に現れる電圧の形状
を示している。
第９図に示した本発明の別の具体例では、少なくとも２
つの同軸円筒体からなるウォータコンデンサ７８を充電
せしめるパルスが変換器７７から送出される。このコン
デンサは、最大限に矩形のヒステリシスサイクルをもつ
強磁性コアの周囲に巻装された１つ以上の巻きからなる
可飽和インダクタンスコイル７９に接続される。このイ
ンダクタンスコイルは、同軸線への給電をその中心から
実施できるように、同軸縁部分８０の内部導体内に配置
される。このようにすると、同軸線８０のキャパシティ
が可飽和インダクタンスコイル７９を介してコンデンサ
７８に接続され、その結果第１図の原理に従う磁性パル
ス短縮セルが構成される。
つの同軸円筒体からなるウォータコンデンサ７８を充電
せしめるパルスが変換器７７から送出される。このコン
デンサは、最大限に矩形のヒステリシスサイクルをもつ
強磁性コアの周囲に巻装された１つ以上の巻きからなる
可飽和インダクタンスコイル７９に接続される。このイ
ンダクタンスコイルは、同軸線への給電をその中心から
実施できるように、同軸縁部分８０の内部導体内に配置
される。このようにすると、同軸線８０のキャパシティ
が可飽和インダクタンスコイル７９を介してコンデンサ
７８に接続され、その結果第１図の原理に従う磁性パル
ス短縮セルが構成される。
同軸線８０は整形線も構成する。この整形線は、線８０
の端部に並列接続された一連の同軸ケーブル８２の出力
に狭い矩形パルスが得られるようにする機能をもつ。ケ
ーブル８２の心線はコア８１内を通り、コア８１は磁気
スイッチと類似した機能を有し得る可飽和インダクタン
スコイルを導入する。従って、コア８１が飽和されると
すぐに線８０がケーブル８２に放電し、これらケーブル
の等価インピーダンスが線８０の等価インピーダンスに
近くなるように決定される。
の端部に並列接続された一連の同軸ケーブル８２の出力
に狭い矩形パルスが得られるようにする機能をもつ。ケ
ーブル８２の心線はコア８１内を通り、コア８１は磁気
スイッチと類似した機能を有し得る可飽和インダクタン
スコイルを導入する。従って、コア８１が飽和されると
すぐに線８０がケーブル８２に放電し、これらケーブル
の等価インピーダンスが線８０の等価インピーダンスに
近くなるように決定される。
このようにして、数十ナノ秒の持続時間をもつ数百キロ
ボルトの矩形パルスを得ることができる。
ボルトの矩形パルスを得ることができる。
第１図はパルス短縮線の電気図、第２図は前記線の種々
の地点における電圧形状を示すグラフ、第３図は先行技
術の発生器の説明図、第４図は本発明の第１具体例の説
明図、第５図は本発明の第２具体例の説明図、第６図は
第５図の装置の種々の地点における電圧形状を示すグラ
フ、第７図は本発明の第３具体例の説明図、第８図は第
７図の装置の電圧変化を示すグラフ、第９図は本発明の
別の具体例の説明図である。 ４０・・・・・・外部導体、４３．４４．４５・・・・
・・内部導体、４６．４７・・・・・・可飽和インダク
タンスコイル、４８・・・・・・油、５４・・・・・・
絶縁液。
の地点における電圧形状を示すグラフ、第３図は先行技
術の発生器の説明図、第４図は本発明の第１具体例の説
明図、第５図は本発明の第２具体例の説明図、第６図は
第５図の装置の種々の地点における電圧形状を示すグラ
フ、第７図は本発明の第３具体例の説明図、第８図は第
７図の装置の電圧変化を示すグラフ、第９図は本発明の
別の具体例の説明図である。 ４０・・・・・・外部導体、４３．４４．４５・・・・
・・内部導体、４６．４７・・・・・・可飽和インダク
タンスコイル、４８・・・・・・油、５４・・・・・・
絶縁液。
Claims (6)
- （１）外部導体及び内部導体からなる同軸線部分の形状
を有する少なくとも１つのコンデンサと、スイッチの機
能を果たし２つのコンデンサの間に配置される少なくと
も１つの可飽和インダクタンスコイルとを含む電気パル
ス発生器であって、コンデンサとして機能する同軸線部
分の内部導体内に少なくとも１つの可飽和インダクタン
スコイルが配置されることを特徴とする発生器。 - （２）可飽和インダクタンスコイルが円環状の単一の巻
きからなることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の発生器。 - （３）内部導体内に第１の可飽和インダクタンスコイル
を備えた第１同軸線部分と、内部導体内に第２のインダ
クタンスコイルを備えた第２同軸線部分とを含み、これ
ら２つの同軸縁部分の内部導体が同一の中央導体に接続
されることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
発生器。 - （４）内部導体内に配置された第１の可飽和インダクタ
ンスコイルを有する第１同軸線部分と、二重伝送線とを
含み、この伝送線が前記第１同軸線部分の内部導体に接
続された第１円筒形導体と、該第１導体と同軸であり且
つ内部導体を介して前記第１同軸線部分に接続された第
２円筒形導体とで構成されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の発生器。 - （５）同軸線部分の内部スペースに油が充填され、且つ
この同軸線部分全体が水のごとき絶縁液中に浸漬され、
内部導体の内部と外部とを互いに隔離すべく、密封及び
電気的絶縁手段が具備されることを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の発生器。 - （６）第２コンデンサを構成する線の内部導体内に配置
された可飽和インダクタンスコイルを介して該第２コン
デンサに接続される第１コンデンサを含むことを特徴と
する特許請求の範囲第１項に記載の発生器。
Applications Claiming Priority (2)
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| FR8706015A FR2614742B1 (fr) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | Generateur d'impulsions electriques du type a inductance saturable |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
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