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JPS6056391B2 - High voltage pulse generator - Google Patents
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JPS6056391B2 - High voltage pulse generator - Google Patents

High voltage pulse generator

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Publication number
JPS6056391B2
JPS6056391B2 JP1023777A JP1023777A JPS6056391B2 JP S6056391 B2 JPS6056391 B2 JP S6056391B2 JP 1023777 A JP1023777 A JP 1023777A JP 1023777 A JP1023777 A JP 1023777A JP S6056391 B2 JPS6056391 B2 JP S6056391B2
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JP
Japan
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capacitor
voltage
charging
thyratron
inductance
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Application number
JP1023777A
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Japanese (ja)
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豊成 原田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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  • Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば医療用線形粒子加速装置の大電力
用マグネトロンの電源として用いられる高。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is directed to a high-power magnetron used as a power source for a high-power magnetron of a medical linear particle accelerator, for example.

電圧パルス発生装置に関するものである。 周知のよう
に医療用線形粒子加速装置は、荷電粒子(電子)をァイ
クロ波に乗せて加速し、高エネルギの電子線やX線等の
放射線を得、その放射線を患者に照射して癌等を治療す
る、いわゆる放l射線治療装置の一つである。
This invention relates to a voltage pulse generator. As is well known, medical linear particle accelerators accelerate charged particles (electrons) on microwave waves to obtain radiation such as high-energy electron beams and X-rays, and irradiate patients with this radiation to treat cancer, etc. This is one of the so-called radiation therapy equipment that treats.

この種の装置においては、荷電粒子を光速度近くまで
加速するため、高エネルギのマイクロ波が必要なことか
ら、マイクロ波発生器としては一般に大電力用マグネト
ロンが用いられている。
In this type of device, high-energy microwaves are required to accelerate charged particles to near the speed of light, so a high-power magnetron is generally used as the microwave generator.

このマグネトロンに供給される電源としては、パルス幅
が極めて短く、且つデューティの高い高電圧のパルス電
源が要求されるため、一般に第1図に示すような線路充
電形パルス発生器(linetypepulser)を
用いた高電圧パルス発生装置が用いられている。 すな
わち、図示しないトランスを介して適宜昇圧した交流電
圧を整流し且つ平滑してなる、例えばIOKVの直流電
源を、共振用インダクタンスLo及び逆電流阻止用ダイ
オードDoを介して後述するパルス形成回路PFNの全
キャパシタCoに充電する。
As the power supply supplied to this magnetron, a high voltage pulse power supply with an extremely short pulse width and high duty is required, so a line type pulse generator (line type pulse generator) as shown in Fig. 1 is generally used. A high-voltage pulse generator is used. That is, a DC power source, for example, IOKV, which is obtained by rectifying and smoothing an AC voltage that has been appropriately stepped up through a transformer (not shown), is connected to a pulse forming circuit PFN, which will be described later, through a resonant inductance Lo and a reverse current blocking diode Do. Charge all capacitors Co.

しかる後サイラトロンTTを図示しないトリガパルス源
を介して点弧することによつて、パルス形成回路PFN
の電荷が放電され、パルストランスPTに第2図Aに示
すような例えば2μsの極めてパルス幅の短いパルスイ
が発生し、パルストランスPTを介してマグネトロンM
Tに供給される。 パルス形成回路PFNのキャパシタ
Coが放電を終えると、サイラトロンΠは後述するよう
な現象により瞬時に消弧するが、この時イングクタンス
レとキャパシタCoとで直列共振回路が形成され、周波
数F0=1/ 2πり/LoCo(H2)で共振が起こ
り、キャパシタCoには第2図Bに示すような共振カー
ブロを描く充電々流10により第2図Cに示すような充
電力ーブハを描いて直流電源Eの2倍の電圧(2E)に
充電されようとする。
Thereafter, the pulse forming circuit PFN is activated by igniting the thyratron TT via a trigger pulse source (not shown).
is discharged, and a pulse with an extremely short pulse width of, for example, 2 μs as shown in FIG. 2A is generated in the pulse transformer PT, and the magnetron M is
supplied to T. When the capacitor Co of the pulse forming circuit PFN finishes discharging, the thyratron Π is instantly extinguished due to the phenomenon described later, but at this time, a series resonant circuit is formed by the inductor resistance and the capacitor Co, and the frequency F0=1/ Resonance occurs at 2π/LoCo (H2), and the capacitor Co is charged with a charging current 10 that draws a resonance curve as shown in FIG. 2B, and a charging force as shown in FIG. It attempts to be charged to twice the voltage (2E).

この充電が進むにつれてブリーダ抵抗R、、R2を介し
て検出される電圧も上がり、その充電々圧に対応した電
圧が充電設定電圧Vsに達すると、比較器CMから充電
しや断用サイリスタSCRのゲート端子に第2図Dに示
すようなトリガパルスニが供給されてサイリスタSCR
が点弧する。これにより共振用インダクタンスLOに蓄
積されていたエネルギが、二次側コイルLsを介して第
2図Eに示すような二次電流1Sとしてコイルhと抵抗
Rsとて決まる放電力ーブホを描いて流れ、抵抗Rsに
よつて消費される。従つてインダクタンスLOのQ(Q
ualltyfactOr)値が一挙に減ぜられて、肪
COによる共振が停止し、キャパシタCOにはダイオー
ドDOによつてその時の充電々圧がホールドされ、キャ
パシタCOの電圧は第2図Cのへに示すように安定化さ
れる。この場合、充電々圧の設定値が高い領域では確実
に動作するが、設定値が低い領域では、サイラトロンT
Tの転流の失敗が起りやすく、連続通電の状態、すなわ
ち高圧電源が短絡状態となつて過電流が流れ、図示しな
いバックアップ回路のブレーカが作動するという現象が
度々生ずるという問題があつた。
As this charging progresses, the voltage detected via the bleeder resistors R, R2 increases, and when the voltage corresponding to the charging voltage reaches the charging set voltage Vs, the comparator CM outputs the charging and disconnection thyristor SCR. A trigger pulse as shown in Fig. 2D is supplied to the gate terminal of the thyristor SCR.
fires. As a result, the energy stored in the resonance inductance LO flows through the secondary coil Ls as a secondary current 1S as shown in FIG. , is consumed by the resistor Rs. Therefore, the Q of the inductance LO (Q
ualtyfactOr) value is reduced all at once, the resonance due to fat CO stops, and the current charge voltage is held in the capacitor CO by the diode DO, and the voltage of the capacitor CO is shown in Fig. 2C. It is stabilized as follows. In this case, the thyratron T
There has been a problem in that T commutation failure is likely to occur, and a phenomenon of continuous energization, that is, a short-circuited high-voltage power supply, causing an overcurrent to flow and tripping a breaker in a backup circuit (not shown) frequently occurs.

すなわち、通常サイラトロンTTが点弧してパルス形成
回路PFNのキャパシタCOが放電し、マグネトロンM
Tに第2図Aに示すようなパルスイが供給された後、サ
イラトロンTTにはパルストランスPTのりーケージイ
ンダクタンス等による反射波的な逆バイアスの電圧が印
加されて自動的に消弧される。
That is, normally the thyratron TT is fired, the capacitor CO of the pulse forming circuit PFN is discharged, and the magnetron M
After a pulse I as shown in FIG. 2A is supplied to the thyratron TT, a reverse bias voltage similar to a reflected wave due to the leakage inductance of the pulse transformer PT is applied to the thyratron TT, and the arc is automatically extinguished.

一方サイラトロンTTの導通開始と同時にキャパシタC
Oには充電が開始されるが、この時点では充電々流値は
インダクタンス肪によつて規制されて小さく、サイラト
ロンTTに印加される前記逆バイアスに打勝つてサイラ
トロンTTの導通状態を維持させるまでには至らないた
め、サイラトロンTTの消弧は確実に行なわれる。しか
し、充電々圧の設定値を下げて行くに従つて、キャパシ
タCOへの充電々流10がサイリスタSCRの点弧によ
つてしや断される時点、すなわち第2図Bにおける卜点
が大きなものとなるため、前記二次電流1sも大きなも
のとなる。
On the other hand, at the same time that thyratron TT starts conducting, capacitor C
Charging starts at O, but at this point the charging current value is regulated by the inductance and is small until it overcomes the reverse bias applied to the thyratron TT and maintains the conductive state of the thyratron TT. Therefore, the arc of the thyratron TT is surely extinguished. However, as the set value of the charging voltage is lowered, the point at which the charging current 10 to the capacitor CO is cut off by the firing of the thyristor SCR, that is, the point in FIG. 2B becomes large. Therefore, the secondary current 1s also becomes large.

その二次電流1sは第2図Eに示すようにコイルLsと
抵抗Rsとの時定数で決まる放電力ーブホを描いて徐々
に小さくなるが、サイラトロンTTの導通勤作時まで尾
を引いているため、二次電流hが大きくなると、その導
通勤作時の第2図Eのチに示すような二次電流1sも大
きなものとなる。その結果、等価的に共振用インダクタ
ンスbのインピーダンスが非常に小さなものとなるため
、サイラトロン■の点弧後のキャパシタCOへの充電開
始時の第2図Bのりに示すような充電々流bが過渡的に
流れる突入電流(ラッシュカレント)となり、その突入
電流がサイラトロンTTの消弧電流となる前述した逆バ
イアスに打勝つてサイラトロン■の転流を阻止し、連続
導通状態を引起こすということになる。そこで、充電々
圧の設定値が低い場合、前記インダクタンスbの二次回
路内の電流消費用抵抗Rsの値を大きくし、サイリスタ
SCRの点弧時の二次電流1sの放電力ーブの時定数を
短くし、次のサイラトロン■の点弧時まで尾を引かない
ようにすることが考えられるが、その場合逆にインダク
タンスLO(7)Q値を減する割合が少なくなつて、キ
ャパシタCOへの充電々流10のしや断がゆるやかにな
り、充電々圧の安定度が悪くなるという欠点があつた。
この発明は上記事情を踏えてなされたものであつて、前
記キャパシタへの充電々圧の設定値が低い領域であつて
も確実に前記サイラトロンの転流が行なわれるようにし
た高電圧パルス発生装置を提供することを目的とする。
As shown in Figure 2E, the secondary current 1s gradually decreases, drawing a discharge force determined by the time constant of the coil Ls and the resistor Rs, but it remains until the conductive operation of the thyratron TT. Therefore, when the secondary current h becomes large, the secondary current 1s as shown in H in FIG. 2E during the conduction operation also becomes large. As a result, the impedance of the resonant inductance b becomes equivalently very small, so that the charging current b as shown in Figure 2 B when charging starts to the capacitor CO after ignition of the thyratron ■ is generated. This inrush current becomes a transiently flowing inrush current, and this inrush current becomes the extinction current of the thyratron TT.It overcomes the aforementioned reverse bias, prevents the commutation of the thyratron, and causes a continuous conduction state. Become. Therefore, when the set value of the charging voltage is low, the value of the current consumption resistor Rs in the secondary circuit of the inductance b is increased, and when the secondary current 1s discharges when the thyristor SCR is fired, It is conceivable to shorten the constant so that the tail does not remain until the next ignition of the thyratron ■, but in that case, the rate at which the inductance LO(7)Q value is reduced will decrease, and the This has the drawback that the charging current 10 becomes more gradual and the stability of the charging pressure becomes worse.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a high voltage pulse generator that ensures commutation of the thyratron even if the set value of the charging voltage to the capacitor is low. The purpose is to provide

以下第3図を参照してこの発明による高電圧パルス発生
装置の構成の一実施例について説明す1る。尚、第1図
と同一の部分には同一符号を付すものとする。すなわち
、DCは高圧直流電源で、入力側に交流電源ACが接続
された整流器DHと、この整流器DHの出力側に接続さ
れた平滑用インダクタンスILと平滑用コンデンサCと
からなつている。
An embodiment of the configuration of a high voltage pulse generator according to the present invention will be described below with reference to FIG. Note that the same parts as in FIG. 1 are given the same reference numerals. That is, DC is a high-voltage direct current power supply, which is composed of a rectifier DH to which an alternating current power supply AC is connected to the input side, and a smoothing inductance IL and a smoothing capacitor C connected to the output side of the rectifier DH.

この直流電河PCの正端子は共振用インダクタンスLO
の一端に、負端子はアースにそれぞれ接続されている。
インダクタンスLOの一端は充電々圧検出用のブリーダ
抵11/LRl,R2を介してアースされるフと共に、
逆電流阻止用グイオードDOを介してパルス形成回路P
FNの一端に接続されている。またダイオードDOのカ
ソードとアース間にはグリッドが図示しないトリガパル
ス発生器に接続されたサイラトロンTTが順方向に接続
されている。パルス形成回路PFNとアース間にはパル
ストランスPTの一次巻線が接続され、パルストランス
PTの二次巻線にはマグネトロンMTが接続されている
。パルス形成回路PFNは線路充電形パルス発生器で、
原理的には同軸ケーブルに直流電圧で充電インピーダン
ス(インダクタンスLO)を介して充電することによつ
て、その放電時に同軸ケーブル内外導体間の信号電圧を
伝送し、同軸ケーブル長によつて決まるパルス幅を有す
るパルス電圧を発生させるもので、実際にはコイルと有
数個のキャパシタで構成されるが、充電時にはその全体
の充電容量をキャパシタCOとして表わされる。
The positive terminal of this DC current PC is the resonant inductance LO
At one end of each, the negative terminal is connected to ground.
One end of the inductance LO is connected to the ground through the bleeder resistor 11/LRl, R2 for detecting charging pressure, and
Pulse forming circuit P via reverse current blocking diode DO
Connected to one end of FN. Further, a thyratron TT whose grid is connected to a trigger pulse generator (not shown) is connected in the forward direction between the cathode of the diode DO and the ground. A primary winding of a pulse transformer PT is connected between the pulse forming circuit PFN and ground, and a magnetron MT is connected to a secondary winding of the pulse transformer PT. The pulse forming circuit PFN is a line charging type pulse generator.
In principle, by charging a coaxial cable with a DC voltage through a charging impedance (inductance LO), a signal voltage is transmitted between the inner and outer conductors of the coaxial cable when it is discharged, and the pulse width is determined by the length of the coaxial cable. The device generates a pulse voltage having a value of 0.2, and is actually composed of a coil and a number of capacitors, but during charging, the entire charging capacity is expressed as the capacitor CO.

COは前記共振用インダクタンスLO(7)Q値を減じ
て結果的に前記キャパシタCOへの充電々流をしや断す
るための充電々流しや断回路で、この回路は共振用イン
ダクタンスLOの二次回路を構成し、コイルLsと、こ
のコイルhの一端とアース間に順方向に接続されたゲー
トターンオフサイリスタGTO(以下単にGTOと称す
)と、コイルLsの他端とアース間に接続された二次電
流消費用抵抗Rsとで構成されている。尚、周知のよう
にGTOは、そのゲート端子に正パルス電圧が印加され
ると点弧し、その後負パルス電圧が印加されると消弧す
るサイリスタである。CCは前記キャパシタCOの充電
々圧設定回路とGTOのゲート制御回路とからなる充電
々圧制御回路で次のような構成をなしている。
CO is a charging current or disconnection circuit for reducing the Q value of the resonant inductance LO (7) and, as a result, cutting off the charging current to the capacitor CO. The following circuit consists of a coil Ls, a gate turn-off thyristor GTO (hereinafter simply referred to as GTO) connected in the forward direction between one end of the coil h and the ground, and a gate turn-off thyristor GTO (hereinafter simply referred to as GTO) connected between the other end of the coil Ls and the ground. It is composed of a secondary current consumption resistor Rs. As is well known, the GTO is a thyristor that fires when a positive pulse voltage is applied to its gate terminal and then extinguishes when a negative pulse voltage is applied. The CC is a charging voltage control circuit consisting of a charging voltage setting circuit for the capacitor CO and a gate control circuit for the GTO, and has the following configuration.

すなわち、茫は比較用演算増幅器で、反転入力端子が前
記充電々圧検出用のブリーダ抵抗Rl,R2の接合点に
入力抵拍只。を介して接続されると共に、入力抵抗R4
を介して充電々圧設定用の可変形の負直流源−Vsに接
続され、非反転入力端子がGTOの導通時間設定用の可
変抵抗VRを介してアースされ、その出力端子が正帰還
用コンデンサC1を介して非反転入力端子に接続される
と共に、ベース抵抗R5を介してトランジスタTrlの
ベースに接続されている。トランジスタTrlは第1の
GTOゲート駆動用トランジスタで、コレクタが第2の
GTOゲート駆動用トランジスタTr2のベースに接続
され、エミッタが保護用ダイオードD1を介してベース
に接続されると共にアースされている。トランジスタT
r2はコレクタがコレクタ抵抗R6を介してGTOのゲ
ート電圧供給用の直流電源+Vcに接続され、コレクタ
、ベース間にベース抵抗R7、エミッタ、ベース間に保
護用ダイオードD2がそれぞれ接続され、さらにエミッ
タがゲート電流制限用抵抗R8及びゲート駆動用コンデ
ンサC2を介してGTOのゲート端子に接続されている
。次に上記構成の動作について第4図を参照に加えて説
明する。先ず説明の便宜上、パルス形成回路PFNのキ
ャパシタC。
That is, the inverting input terminal is connected to the junction point of the bleeder resistors Rl and R2 for detecting the charging voltage. and input resistor R4
The non-inverting input terminal is connected to the variable resistor VR for setting the conduction time of the GTO, and its output terminal is connected to the positive feedback capacitor. It is connected to the non-inverting input terminal via C1 and to the base of the transistor Trl via a base resistor R5. The transistor Trl is a first GTO gate driving transistor, and its collector is connected to the base of the second GTO gate driving transistor Tr2, and its emitter is connected to the base via a protection diode D1 and is grounded. transistor T
The collector of r2 is connected to the DC power supply +Vc for supplying the gate voltage of the GTO via the collector resistor R6, the base resistor R7 is connected between the collector and the base, the protective diode D2 is connected between the emitter and the base, and the emitter is connected to the DC power supply +Vc for supplying the gate voltage of the GTO. It is connected to the gate terminal of the GTO via a gate current limiting resistor R8 and a gate driving capacitor C2. Next, the operation of the above configuration will be explained with reference to FIG. 4. First, for convenience of explanation, the capacitor C of the pulse forming circuit PFN will be described.

が所定の電圧を充電した後にサイラトロンTTの点弧に
よつて一度放電し、マグネトロンMTに第4図Aに示す
ようなパルスを供給した時点から動作を説明する。すな
わち、サイラトロンTTが点弧すると、図示しない電源
トランスで適宜昇圧された交流電源ACを整流器DHで
整流し、インダクタンスL及びコンデンサCで平滑して
得た、例えば10KVの直流電源DCが、インダクタン
スLOとキャパシタCOとの第4図Bに示すような共振
電流10により、第4図Cに示すようなその2倍の電圧
(20KV)に向つてダイオードDOを介して充電が開
始される。一方ブリーダ抵抗Rl,R2を介してその充
電々圧に対応した電圧が、抵拍只。を介して増幅器AP
の反転入力端子に現われ、充電々圧設定用の直流電源−
■Sよりも絶対値が大きくなると、増幅器沖の出力は正
から負へ反転する。これにより、それまで導通していた
トランジスタTrlが非導通となり、逆に非導通だつた
トランジスタTr2が導通するため、抵抗R8及びコン
デンサC2を介してGTOゲート端子には第4図Dのヌ
で示すような正パルス電圧が印加゛され、GTOは点弧
する。GTOの点弧によつてインダクタンスbに蓄積し
ていたエネルギがコイルム、抵抗Rsを介して第4図E
に示すような二次電流1sとなつて流れる。その結果、
インダクタンスLOのQ値が一挙に減ぜられてLOCO
共振が停止し、キャパシタCOへの充電々流10は第4
図Bの卜で示す時点でしや断されるが、ダイオードDO
によつてキャパシタCOの充電々圧は第4図Cのへで示
すようにそのしや断時の電圧にホールドされる。他方、
増幅器APは前記反転動作と同時にコンデンサC1を介
して正帰還がかかるため、コンデンサC1と抵抗■Rの
時定数によつて決まる所定時間T。
The operation will be explained from the point in time when the thyratron TT is charged to a predetermined voltage and then discharged once by ignition of the thyratron TT, and a pulse as shown in FIG. 4A is supplied to the magnetron MT. That is, when the thyratron TT is ignited, a DC power supply DC of, for example, 10 KV, which is obtained by rectifying the AC power supply AC which has been appropriately stepped up by a power transformer (not shown) by a rectifier DH and smoothing it by an inductance L and a capacitor C, is supplied to the inductance LO. Due to the resonant current 10 as shown in FIG. 4B of the capacitor CO and the capacitor CO, charging is started through the diode DO toward twice the voltage (20 KV) as shown in FIG. 4C. On the other hand, a voltage corresponding to the charging voltage is generated via the bleeder resistors Rl and R2. via amplifier AP
Appears at the inverting input terminal of the DC power supply for setting the charging voltage.
■When the absolute value becomes larger than S, the output of the amplifier Oki is reversed from positive to negative. As a result, the transistor Trl, which had been conductive until then, becomes non-conductive, and conversely, the transistor Tr2, which had been non-conductive, becomes conductive, so that it is connected to the GTO gate terminal via the resistor R8 and the capacitor C2, as indicated by the symbol N in FIG. 4D. A positive pulse voltage such as this is applied, and the GTO is ignited. The energy accumulated in the inductance b due to the ignition of the GTO is transferred through the coil and the resistor Rs to E in Fig. 4.
The secondary current flows as a secondary current 1s as shown in FIG. the result,
The Q value of the inductance LO is reduced all at once and the LOCO
The resonance stops, and the charging current 10 to the capacitor CO is reduced to the fourth
It is cut off at the point shown in Figure B, but the diode DO
As a result, the charging voltage of the capacitor CO is held at the voltage when the capacitor CO is cut off, as shown by C in FIG. On the other hand,
Since the amplifier AP is subjected to positive feedback via the capacitor C1 at the same time as the inverting operation, the predetermined time T determined by the time constant of the capacitor C1 and the resistor 2R.

が経過すると、増幅器沖は負から正に反転してトランジ
スタTrlを導通にし、逆にトランジスタTr2を非導
通にする。これにより、GTOのゲート端子にはコンデ
ンサC2の電荷がトランジスタTr2を介して放電され
ることによつて、第4図Dのルで示すような負パルス電
圧が印加される。従つてGTOは消弧し、それまで流れ
ていた前記二次電流1Sは次のサイラトロンTTの導通
勤作時まで尾を引くことなく第4図Dのチで示す時点で
しや断され、その時点でインダクタンスLOのインピー
ダンスは元の所定値に復帰する。従つて、その後図示し
ないトリガパルス発生器からのゲートパルスによつてサ
イラトロンTTが導通すると、キャパシタCOの電荷が
瞬時に放電されて第4図Aのイで示すようなパルス電圧
がパルストランスPTを介してマグネトロンMTに供給
され、その直後現われる前述したサイラトロン■への逆
バイアス電流は、インダクタンスbの本来のインピーダ
ンスに規制されて第4図Bのリ″の時点から流れる充電
々流10に打消されることなく確実にサイラトロン■を
消弧する。
When , the amplifier Oki is reversed from negative to positive, making the transistor Trl conductive and conversely making the transistor Tr2 non-conductive. As a result, the charge of the capacitor C2 is discharged through the transistor Tr2, and a negative pulse voltage as shown by the line D in FIG. 4 is applied to the gate terminal of the GTO. Therefore, the GTO is extinguished, and the secondary current 1S that had been flowing until then is cut off at the point indicated by H in Figure 4D without leaving a tail until the next conduction operation of the thyratron TT. At this point, the impedance of the inductance LO returns to its original predetermined value. Therefore, when the thyratron TT is subsequently turned on by a gate pulse from a trigger pulse generator (not shown), the charge in the capacitor CO is instantly discharged, and a pulse voltage as shown by A in FIG. 4A is applied to the pulse transformer PT. The reverse bias current to the thyratron (2), which is supplied to the magnetron MT via the magnetron MT and appears immediately thereafter, is regulated by the original impedance of the inductance b and is canceled out by the charging current 10 that flows from the point of "R" in FIG. 4B. It reliably extinguishes the Thyratron ■ without causing any damage.

上記のようにこの発明によれば、閉路することによつて
流れる二次電流によつて、共振用インダクタンスのQ値
を減じてパルス形成回路のキャパシタへの充電々流をし
や断する二次回路において、開閉路スイッチング部とし
てGTOのような点弧と消弧が任意に制御し得る素子を
用いることによつて、パルス形成回路のキャパシタの放
電用サイラトロンの転流を確実に行なうことができる。
As described above, according to the present invention, the secondary current that flows when the circuit is closed reduces the Q value of the resonant inductance and stops the charging current to the capacitor of the pulse forming circuit. In the circuit, by using an element such as a GTO as an on-off circuit switching part whose firing and extinguishing can be controlled arbitrarily, commutation of the thyratron for discharging the capacitor of the pulse forming circuit can be reliably performed. .

また前記二次回路の二次電流を消費する前記抵抗の値を
小さくできるため、前記共振用インダクタンスのQ値を
減する割合を大きくでき、前記キャパシタへの充電々流
のしや断が急激に行なえて充電々圧の安定度が高くなる
という利点を有する。尚、この発明は上記実施例に限定
されるものてはなく、例えば前記充電々流のしや断回路
の開閉路用スイッチング素子としてGTOを用いたが、
従来のサイリスタ(SCR)やサイラトロンに周知の転
流回路を付加することによつても同一の動作を実施でき
ることはいうまでもない。
Furthermore, since the value of the resistor that consumes the secondary current of the secondary circuit can be reduced, the rate at which the Q value of the resonant inductance is reduced can be increased, and the current of charge to the capacitor can be abruptly interrupted. This has the advantage of increasing the stability of charging pressure. It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and for example, GTO is used as a switching element for switching between the charging current and the disconnection circuit.
It goes without saying that the same operation can be performed by adding a known commutation circuit to a conventional thyristor (SCR) or thyratron.

一般にこの実施例に用いられる前記共振用インピーダン
スの一次側は10KV..3Aで、二次側には300V
1100A程度であるが、従つてこの容量を満足できる
スイッチング素子としては、サイリスタ(SCR)やサ
イラトロン等であつたが、近時大容量のGTOが開発さ
れたことにより実施例として用いたに過ぎない。
Generally, the primary side of the resonance impedance used in this embodiment is 10KV. .. 3A, 300V on the secondary side
The current capacity is approximately 1100A, and switching elements capable of satisfying this capacity would have been thyristors (SCRs), thyratrons, etc., but these were only used as examples due to the recent development of large-capacity GTOs. .

また上記実施例においては前記パルス形成回路のキャパ
シタの充電々圧の放電用素子としてサイラトロンを用い
たものについて述べたが、サイラトロンに限定されるも
のではなく、容量的に満足できる数だけ直列に接続した
サイリスタ(SCR)等(サイラトロンと同様に動作す
る素子)を用いたものであつてもよい等、その他要旨を
変更しない範囲内で適宜実施し得ることは勿論である。
In addition, in the above embodiment, a thyratron is used as an element for discharging the charge and voltage of the capacitor of the pulse forming circuit, but this is not limited to thyratrons, and as many capacitance-satisfactory numbers are connected in series. It goes without saying that other suitable implementations may be made without changing the gist, such as using a thyristor (SCR) or the like (an element that operates similarly to a thyratron).

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の高電圧パルス発生装置の一例の構成を示
す電気回路図、第2図は第1図の電気回路の動作を説明
するための信号波形図、第3図はこの発明による高電圧
パルス発生装置の一実施例の構成を示す電気回路図、第
4図は第3図の電気回路の動作を説明するための信号波
形図てある。
FIG. 1 is an electric circuit diagram showing the configuration of an example of a conventional high voltage pulse generator, FIG. 2 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the electric circuit in FIG. 1, and FIG. 3 is a high voltage pulse generator according to the present invention. FIG. 4 is an electric circuit diagram showing the configuration of one embodiment of the voltage pulse generator, and FIG. 4 is a signal waveform diagram for explaining the operation of the electric circuit of FIG. 3.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 直流電源と、この直流電源によりインダクタンス及
び逆電流阻止用ダイオードを介して充電され放電時にパ
ルス電圧を発生するキャパシタと、このキャパシタに充
電された電荷を放電する放電素子と、前記インダクタン
スのQ値を任意の所定期間減じて前記キャパシタの充電
々流をしや断する充電々流しや断回路と、前記キャパシ
タの充電々圧が設定値に達すると前記充電々流しや断回
路を動作させ、前記所定期間経過後に前記充電々流しや
断回路の動作停止信号を出力する限時手段を有する充電
々圧制御回路とを具備したことを特徴とする高電圧パル
ス発生装置。 2 前記特許請求の範囲第1項において、前記充電々流
しや断回路の開閉手段としてゲートターンオフサイリス
タを用いたことを特徴とする高電圧パルス発生装置。
[Claims] 1. A DC power supply, a capacitor that is charged by the DC power supply through an inductance and a reverse current blocking diode and generates a pulse voltage when discharging, and a discharge element that discharges the charge charged in the capacitor. , a charge flow or disconnection that reduces the Q value of the inductance for an arbitrary predetermined period to stop the charge flow of the capacitor, and a charge flow or disconnection that reduces the charge flow of the capacitor when the charge pressure of the capacitor reaches a set value. A high-voltage pulse generator comprising: a charging voltage control circuit having a time limit means for operating the circuit and outputting an operation stop signal for charging and circuit disconnection after the predetermined period has elapsed. 2. The high-voltage pulse generator according to claim 1, characterized in that a gate turn-off thyristor is used as the charging/disconnection switching means.
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