JPS6339767Y2

JPS6339767Y2 -

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Publication number: JPS6339767Y2
Application number: JP18853185U
Authority: JP
Priority date: 1985-12-05
Filing date: 1985-12-05
Publication date: 1988-10-19
Also published as: JPS61160514U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、例えばレーダ装置の進行波管
（TWT）送信機に用いられる電源装置に関する
ものである。

第１図は従来のこの種の電源装置を示し、パル
ス巾、パルス間隔が変化する負荷１に電力を供給
するもので、高圧直流電源２、平滑用リアクトル
３、出力コンデンサ４を有している。この電源装
置は低圧側に電圧安定化手段を有し（図示せず）
昇圧後整流し平滑用リアクトル３を介して高圧直
流電源２により出力コンデンサ４を充電し、その
端子電圧により負荷１にパルス電流を供給するも
のである。第２図ａは負荷１に供給されるパルス
電流波形を示し、周期Ｔ内においてパルス巾
（Tp₁、Tp₂、Tp₃及びパルス間隔はア、イ、ウの
部分で異なる。

このような従来の装置の場合、第２図ａ、ｂに
示すように、t₁において負荷１にパルス巾Tp₁の
パルス電流p₁の供給を開始すれば、出力コンデン
サ４の電圧は時間Tp₁間にE₁からE₂に低下し、そ
の後、次のパルス電流p₂の供給時点t₂までに再び
充電されてE₃の電圧となる。以下同様の動作を
繰り返し、出力コンデンサ４の端子電圧は曲線Ｂ
に示すように変化する。尚、第２図において曲線
Ａは高圧直流電源２の平均出力電圧を示す。

一般に、パルス巾及びパルス間隔が１サイクル
中に時分割的に変化するパルス送信を行なうよう
なTWT送信機の場合、発振周波数精度と位相差
の関係から、パルス毎の電源電圧の脈動は出力電
圧の10^-5程度に抑える事が要求される。第１図の
電源装置によつてそのような負荷を駆動するに
は、電圧の脈動を抑える為に平滑用リアクトル３
と出力コンデンサ４により構成される平滑フイル
タの定数を大きくして電圧脈動を小さくする事が
要求されるが、出力コンデンサ４の容量Ｃは負荷
のTWT側の管内短絡による破壊防止の点から限
度があるので平滑用リアクトル３のインダクタン
スＬを極めて大きくしなければならない。しかる
にこのようにＬ、Ｃ値が大きく選定された平滑フ
イルタは特性インピーダンスが高く、電圧脈動を
出力電圧の10^-5程度の許容値内に抑える事は困難
である。

従つて、種々の補正回路が必要となり、又、電
圧脈動を補正出来ない分については、送信パルス
毎の位相差のずれが生じ、固定目標の選別精度を
儀性にせざるを得なかつた。

この考案は、従来の装置の上記のような欠点を
解消する為に成されたもので、電源側の電圧脈動
や電圧の安定度等には全く影響なく、前記のよう
なパルス巾、パルス間隔の変化する負荷を取つた
場合でもパルス毎の電圧変動を皆無と成し得るレ
ーダ送信機用等の電源装置を提供するものであ
る。

まずこの考案の基本的な考え方を第３図乃至第
７図に基づいて詳細に説明する。

即ち第３図に於て、２は直流電源であつて、特
に電圧安定化を計つたものではなく平易なもので
ある。５は出力コンデンサ４の充電回路に挿入さ
れたスイツチ手段で半導体スイツチ素子或いは機
械的スイツチ等で構成される。６は比較器で、出
力コンデンサ４の端子電圧と基準電源７の電圧と
を比較し、出力コンデンサ４の端子電圧が基準電
源７の電圧に達したときに上記スイツチ手段５を
開き、上記基準電圧より低下したとき閉じるよう
動作する。８は平滑用リアクトル３に並列接続さ
れた方向性スイツチとしてのダイオードで、出力
コンデンサ４の充電完了期間に平滑用リアクトル
３に蓄積したエネルギーを保存する為の電流ルー
トを形成する。尚、負荷１は前述の従来の装置の
場合と同様に、第４図ａに示す如くパルス巾
Tp₁、Tp₂、Tp₃及びパルス間隔の異なるパルス
が供給される負荷である。

次にその動作を説明する。

今、定常動作をしている場合を考え、第４図ｂ
に示すように時点t₁において負荷１に出力コンデ
ンサ４からパルスp₁が供給される。この為、出力
コンデンサ４の端子電圧は規定電圧より低下す
る。この結果、比較器６の出力により、スイツチ
手段５は閉路し、平滑用リアクトル３によつて制
限される電流i_Lと出力コンデンサ４よりの放電電
流−i_Cによつてパルス負荷１に電力が供給され
る。パルスp₁のパルス巾Tp₁の期間が経過する
と、パルス負荷１は零となる為、Tp₁の期間に放
出した出力コンデンサ４の電荷は電源２→スイツ
チ手段５→平滑用リアクトル３を通し、i_L＝i_Cの
条件により充電される。

時点t₁′において出力コンデンサ４の充電電圧
が基準電圧に等しい規定電圧E₀に到達したとす
ると、比較器６がこれを検出し、スイツチ手段５
を開路する。このスイツチ手段５の開路により、
出力コンデンサ４の充電電流は停止し、次のパル
スp₂に備えてその規定電圧に保持される。これと
同時に、平滑用リアクトル３には逆起電力が発生
し流れていた電流i_L＝i_Dの条件でダイオード８を
通して流れ、平滑用リアクトル３に蓄積したエネ
ルギーを保存する。

次に時点t₂に達すれば、前述のt₁時点と同様
に、出力コンデンサ４からパルス負荷１にパルス
電力p₂を供給し、スイツチ手段５は閉となる。こ
のスイツチ手段５の閉により、（電源電圧）−（出
力コンデンサ４の電圧）に相当する電圧がダイオ
ード８に逆方向に印加されダイオード８に流れて
いた電流i_Dは零となる。

これらの動作を各パルス負荷毎にくり返し常に
パルス開始時点では出力コンデンサ４は基準電源
７の電圧に相当する規定の電圧E₀に充電される
如く動作するものである。

従つて、パルス巾及びパルス間隔が変化しても
各パルスについて常に一定の電圧を供給すること
が出来る。

第５図はこの考案の考え方の他の例を示し、平
滑用リアクトル３の蓄積エネルギー保存用のダイ
オード８に、高電圧のものを使用しなくとも、低
電圧耐圧のダイオードを使用できるようにしたも
のである。その為、この例は平滑用リアクトル３
に２次コイル３２を設け、１次コイル３１にダイ
オードを並列接続する場合と同極性にダイオード
８を接続するもので、アンペア、ターンの法則が
成立するかぎり、その動作は第３図のものと全く
同様である。第６図はこの考案の考え方の更に他
の例を示し、スイツチ手段５を直流電源２の低圧
側に挿入したもので、スイツチ手段５を低圧用の
ものでも使えるようにしたものである。この例の
動作は前記第５図の例のものと同様である。尚、
９は昇圧トランス、１０は整流回路である。

第７図は、第６図の例の直流電源２の改良を示
す。第６図の場合、スイツチ手段５は低圧側に設
けられている為、電源２と平滑用リアクトル３の
間には昇圧トランス９の洩れインダクタンスが存
在し、このインダクタンスの為、スイツチ手段５
を開とした後も出力コンデンサ４が充電され規定
電圧に制御できない場合がある。この為この例で
は昇圧トランス９の２次コイルにタツプを設け、
これに複数個のスイツチ３４１を接続し、このス
イツチ３４１をスイツチ手段５と同期して閉路す
る事により、昇圧トランス９の２次コイルを短絡
し、昇圧トランス９の洩れインダクタンスの影響
を排除するようにしたものである。上記スイツチ
３４１は必らずしも全て閉じなくとも必要に応じ
て選択的に閉じるようにしても良い。

第８図は上記のような基本的な考え方をもとに
考案したこの考案の一実施例を示したもので、６
１は第１の比較器、７１はその基準電源で、その
電圧値は、スイツチ手段５を開いた場合に昇圧ト
ランス９の洩れインダクタンスによつて出力コン
デンサ４が更に充電されてもその端子電圧が規定
値E₀に達しないように、規定値E₀より所定値だ
け低く設定されている。６２は第２の比較器、７
２はその基準電源でその電圧値は規定値E₀に設
定されている。８１は平滑用リアクトル３の２次
コイル３２に接続されたサイリスタ等の方向性ス
イツチである。この実施例に於て、先づ出力コン
デンサ４の端子電圧が基準電源７１の電圧値に達
すると第１の比較器６１によりスイツチ手段５は
開放される。スイツチ手段５が開放されても昇圧
トランス９の洩れインダクタンスによつて出力コ
ンデンサ４は充電されるが、これによつては前記
したように規定値E₀には達しない。この時方向
性スイツチ８１はオフであるので、出力コンデン
サ４は平滑リアクトル３の蓄積エネルギーにより
更に充電され遂には規定電圧E₀に達する。第２
の比較器６２は出力コンデンサ４の電圧が規定値
E₀に達した事を検出して方向性スイツチ８１を
オンとし、平滑用リアクトル３の２次コイル３２
を短絡しその蓄積エネルギーの放出を止めて出力
コンデンサ４の端子電圧を規定値E₀に保持する
ものである。つまりこの実施例は、第７図の例の
ように昇圧トランス９の洩れインダクタンスの影
響を除去すべく２次コイルにスイツチ３４１を設
けてこれを開閉する代わりに、昇圧トランス９の
洩れインダクタンスにより出力コンデンサ４が更
に充電されても規定値E₀に達しないような時点
でスイツチ手段５を開き、出力コンデンサ４の端
子電圧の不足分は平滑リアクトル３の蓄積エネル
ギーにより補充するようにしたものである。

以上述べたようにこの考案によれば、極めて簡
単な構成で、パルス巾及びパルス間隔が変化する
負荷に電力を供給する場合であつても、出力電圧
が常に一定となるものである。

従つて、例えばレーダ装置のTWT送信機用の
電源として用いた場合、送信信号の位相差を皆無
とする事が出来、レーダ装置の固定目標検出精度
を飛躍的に改善できるばかりでなく、高圧電源部
に対し、電圧の安定度や、リツプル電圧制限等の
厳密な要求をする必要がなくなる為平滑フイルタ
ーの小形化、安定化機能の消略等により大巾に回
路が簡略化できる等の優れた特徴がある。

尚、以上の実施例では、負荷としてレーダ装置
のTWT送信機について述べたが、本考案の電源
装置は他の負荷にも適用出来る事は勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の装置の回路図、第２図ａ，ｂは
その説明用の波形図、第３図はこの考案を説明す
るための回路図、第４図ａ，ｂはその説明用の波
形図、第５図〜第７図はこの考案を説明するため
の他の回路図、第８図は本考案の一実施例の回路
図である。図に於て、１は負荷、２は直流電源、３は平滑
用リアクトル、３２はその２次コイル、４は出力
コンデンサ、５はスイツチ手段、６は比較器、６
１，６２は第１、第２の比較器、７，７１，７２
は基準電源、８はダイオード、８１は方向性スイ
ツチ、９は昇圧トランス、１０は整流回路であ
る。尚、図中同一符号は夫々同一又は相当部分を
示す。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】 (1) 昇圧トランスを備えた直流電源と、この直流
電源の出力を平滑化する平滑用リアクトルと、
この平滑用リアクトルを介して上記直流電源に
より充電されるコンデンサとを備え、このコン
デンサに充電されたエネルギーにより負荷に電
力を供給するようにしたものに於て、上記コン
デンサの端子電圧が第１の所定値に達したとき
に出力状態が変化する第１の比較器と、上記昇
圧トランスの１次側に挿入され上記第１の比較
器の出力状態の変化により開くスイツチ手段
と、上記コンデンサの端子電圧が上記第１の所
定値より高い第２の所定値に達したときに出力
状態が変化する第２の比較器と、上記平滑用リ
アクトルに接続され、上記第２の比較器の出力
状態の変化により平滑用リアクトルの蓄積エネ
ルギーの放出を停止させる方向性スイツチとを
備えたことを特徴とする電源装置。 (2) 平滑用リアクトルは直流電源に接続された１
次コイルとこの１次コイルに電磁結合された２
次コイルとを備え、方向性スイツチは上記２次
コイルに接続されたことを特徴とする実用新案
登録請求の範囲第１項に記載の電源装置。 (3) 方向性スイツチはサイリスタであることを特
徴とする実用新案登録請求の範囲第１項又は第
２項に記載の電源装置。 (4) 負荷は、パルス巾及びパルス間隔が変化する
電力を供給されるものであることを特徴とする
実用新案登録請求の範囲第１項ないし第３項の
いずれかに記載の電源装置。