JPH0667219B2 - High voltage pulse generator - Google Patents
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- JPH0667219B2 JPH0667219B2 JP59205465A JP20546584A JPH0667219B2 JP H0667219 B2 JPH0667219 B2 JP H0667219B2 JP 59205465 A JP59205465 A JP 59205465A JP 20546584 A JP20546584 A JP 20546584A JP H0667219 B2 JPH0667219 B2 JP H0667219B2
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- H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、高効率で高い繰り返し周波数を有する高電
圧を発生する高電圧パルス発生装置に関し、特に、相互
に並列に接続されたキャパシタンスとインダクタンスに
てなる1段又は直列接続された複数段の並列共振回路
と、電源と消費装置との間に設けたスイッチとを有し、
TEAデザインのガスレーザーに用いられる高電圧パルス
発生装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high-voltage pulse generator that generates a high voltage with high efficiency and a high repetition frequency, and particularly to a capacitance and an inductance connected in parallel with each other. A parallel resonant circuit of one stage or a plurality of stages connected in series, and a switch provided between the power source and the consuming device,
The present invention relates to a high voltage pulse generator used in a TEA-designed gas laser.
[従来技術とその問題点] 上述の種類のパルス発生装置は公知である。このパルス
発生装置は特にTEAエネルギーレーザーに用いられる。
レーザーにおいては、高いピーク出力を有する電気エネ
ルギーはガス放電中において、レーザー発光へ導びく励
起エネルギーに変換される。レーザー装置だけでなく、
高電圧パルスを用いる技術分野においては、高速、高電
圧、高エネルギーのパルスを利用できるようにすること
は必要である。[Prior Art and its Problems] Pulse generators of the type described above are known. This pulse generator is used especially for TEA energy lasers.
In a laser, electrical energy with a high peak power is converted into excitation energy that leads to laser emission during a gas discharge. Not just a laser device,
In the technical field of using high voltage pulses, it is necessary to be able to utilize high speed, high voltage, high energy pulses.
上述のパルス発生装置においては、非常に高いピーク出
力を得るためには、使用されるすべての部品とそれら機
械的構成部分は非常に低いインダクタンスであることが
絶対的に必要である。さらに、コンデンサに蓄えられて
いるエネルギーを負荷に供給するための高速スイッチを
使用することは不可欠である。他の種々の要求の他に、
このスイッチは特に高維持電圧が必要であり、また低損
失で高ピーク電流をスイッチングする能力が必要であ
り、さらに長寿命でなければならない。従来スイッチと
して使用されているサイラトロンは上述の要求に合う能
力は有しているけれども、負荷に対するスイッチング電
圧、電流、限界ピーク出力等についての制限等の欠点を
有している。さらにサイラトロンの寿命はその使用モー
ドに鋭敏に依存している。非常に高いピーク電流のもと
での使用可能期間は低電流で同じチャージを伝送する場
合に比してはるかに短くなる。従来使用されている部品
のうちでは、スイッチが最も弱い部分であるので、スイ
ッチにかかる負担をできるだけ軽減するように努力がな
されて来た。In the pulse generator described above, in order to obtain a very high peak power, it is absolutely necessary that all the components used and their mechanical components have a very low inductance. Moreover, it is essential to use a fast switch to supply the load with the energy stored in the capacitor. In addition to various other requirements,
This switch requires a particularly high sustaining voltage, the ability to switch high peak currents with low losses, and it must have a long life. Although the thyratron used as a conventional switch has the ability to meet the above-mentioned requirements, it has drawbacks such as limitation of switching voltage, current, and limit peak output with respect to a load. Furthermore, the life of a thyratron depends sensitively on its mode of use. The service life under very high peak currents is much shorter than when carrying the same charge at low currents. Since the switch is the weakest part among the conventionally used parts, efforts have been made to reduce the load on the switch as much as possible.
その問題に対する1つの解決は1982年4月1日のAppln.
phys.Lett 40(7)にI.Smilanski et al.によって記載
されている。One solution to that problem is Appln.
Phys. Lett 40 (7) by I. Smilanski et al.
この従来技術は第3図に示されている。第3図の装置の
抵抗R、スイッチSとエネルギー消費負荷RLの他に電源
HVを備えている。This prior art is shown in FIG. In addition to the resistance R, switch S and energy consumption load RL of the device shown in FIG.
It has an HV.
さらにコンデンサC0〜CNの直並列接続と、コイルLDC,L1
と可飽和インダクタンス(コイル)SI1,SINの直並列接
続とを備えている。In addition, the series connection of capacitors C0 to CN and the coils LDC and L1
And a saturable inductance (coil) SI1 and SIN connected in series and in parallel.
エネルギーはコンデンサC0に貯えられ、スイッチSによ
ってコンデンサC1に転送される。この場合において、コ
イルL1のインダクタンスの大きさは、スイッチの最大電
流定格dI/dtとImaxを越えないように調節される。Energy is stored in capacitor C0 and transferred by switch S to capacitor C1. In this case, the magnitude of the inductance of coil L1 is adjusted so that it does not exceed the switch maximum current ratings dI / dt and Imax.
再ロード時間、すなわち電荷転送時間は、 できまる。The reload time, or charge transfer time, is Made up.
可飽和インダクタンスSI1はその高インダクタンスの故
にコンデンサC2に非常に小さい電流が流れるようにす
る。The saturable inductance SI1 causes a very small current to flow in the capacitor C2 due to its high inductance.
可飽和インダクタンスSI1を正しく定めることにより、
コンデンサC0がほぼ完全に放電したときに飽和する。現
在のコンデンサC1の充電量からコンデンサC2への再充電
がτ1よりもはるかに短かい の時間で行なわれるようにしたSI1の可飽和インダクタ
ンスSI1は低くなければならない。By setting the saturable inductance SI1 correctly,
Saturates when capacitor C0 is almost completely discharged. Recharging from the current charge of capacitor C1 to capacitor C2 is much shorter than τ 1. The saturable inductance SI1 of SI1, which is designed to be performed in the time of, must be low.
第3図に示すように、1つのコンデンサと1つの可飽和
インダクタンスで1段の共振回路(SI1,C1),(SI2,C
2),…,(SIn,Cn)を構成し、各段の共振回路におい
て電流の圧縮が生じ、すなわち上述のように電流値が小
さくなる。ここで、各段(各ステージ)でのコンデンサ
の容量を同じにした場合、1段(1ステージ)の共振回
路当りの電流の圧縮係数(compressionfactor)Kiは次
式で表される。As shown in Fig. 3, one capacitor and one saturable inductance form a single-stage resonant circuit (SI1, C1), (SI2, C
2), ..., (SIn, Cn), and the current is compressed in the resonant circuit at each stage, that is, the current value becomes small as described above. Here, when the capacitors have the same capacitance in each stage (each stage), the current compression factor Ki per resonance circuit of one stage (one stage) is expressed by the following equation.
ここで、iは共振回路の段の番号を示す自然数値であ
る。 Here, i is a natural number indicating the stage number of the resonance circuit.
すなわち、上記の式で表される圧縮係数Kiにしたがって
電流が圧縮される。That is, the current is compressed according to the compression coefficient Ki expressed by the above equation.
もしスイッチSと可飽和インダクタンスSI内の損失が無
視できるものであるならば、共振回路による再充電(以
下、共振再充電という。)が行なわれ、後続の段の回路
状態での電圧は、前の段の回路状態での電圧と等しくな
る。If the loss in the switch S and the saturable inductance SI is negligible, the resonance circuit is recharged (hereinafter referred to as resonance recharge), and the voltage in the circuit state of the subsequent stage is It becomes equal to the voltage in the circuit state of the stage.
上述の設計によって、電流の圧縮を伴なった共振再充電
が完成されるが、コンデンサ上の電圧は変化しない。The above design completes a resonant recharge with current compression, but does not change the voltage on the capacitor.
しかしながらシステムの要求により、第1段目の共振回
路で用いられる電圧とは別の電圧が第n番目の共振回路
で用いられねばならないときは、たとえば次段でより高
電圧を必要とするときはキャパシタンスは低くされなけ
ればならないし、逆に低電圧が必要なときはキャパシタ
ンスを増加する。この装置の基本的な欠点は、エネルギ
ーの再充電は共振充電形式では行なわれず、エネルギー
は先行の段の共振回路と同じであり、再び戻り、このよ
うにして不要な発振に至る。However, when the system demands that a voltage different from the voltage used in the first-stage resonance circuit must be used in the n-th resonance circuit, for example, when a higher voltage is required in the next stage, Capacitance must be lowered, and conversely increased when lower voltage is needed. The basic drawback of this device is that the recharging of energy does not take place in the resonant charging mode, the energy is the same as in the resonant circuit of the preceding stage and returns again, thus leading to unwanted oscillations.
[発明の目的] この発明の目的は、上述の種類のパルス発生装置におい
て、最小の負担で最大効率を向上することによってピー
ク電流ならびにピーク電圧を上昇させ、部分的なエネル
ギー伝送の欠点なしに電圧増倍を可能にした高電圧パル
ス発生装置を提供することにある。OBJECT OF THE INVENTION The object of the invention is to increase the peak current as well as the peak voltage in a pulse generator of the kind described above by improving the maximum efficiency with a minimum burden, and without the drawback of partial energy transfer. It is to provide a high-voltage pulse generator capable of multiplication.
上述の課題は、特許請求の範囲に記載された構成によっ
て達成される。The above-mentioned object is achieved by the configurations described in the claims.
[発明の構成の要点および効果] この発明は、高電圧で高いパルスくり返し周波数をもっ
たパルスを効率よく発生する高電圧パルス発生装置を提
供する。[Main Points and Effects of Configuration of the Invention] The present invention provides a high-voltage pulse generator that efficiently generates a pulse having a high voltage and a high pulse repetition frequency.
具体的には直列−並列接続されたコンデンサにてなるカ
スケード接続された回路と可飽和インダクタとが設けら
れ、コンデンサは並列回路内で充電される。1つのコン
デンサの電圧を反転させるために並列充電回路におい
て、共振的発振が行なわれて、さらに、好ましくは可飽
和インダクタンスの形式のスイッチ装置がコンデンサに
生じる最大電位を発生するようなタイミングに切り換え
られ、充電された並列コンデンサの電荷エネルギーを直
列的に追加する形式で、次の段の共振回路又はエネルギ
ー利用装置、たとえばガスレーザーなどに転送する。Specifically, a saturable inductor and a cascaded circuit composed of capacitors connected in series-parallel are provided, and the capacitors are charged in the parallel circuit. Resonant oscillations occur in the parallel charging circuit in order to invert the voltage of one capacitor, and in addition a switching device, preferably in the form of a saturable inductance, is timed to generate the maximum potential developed on the capacitor. The charge energy of the charged parallel capacitors is transferred in series to the resonance circuit or energy utilization device of the next stage, such as a gas laser.
この発明の高電圧パルス発生装置は、高い周波数で動作
することが要求され、しかも、スイッチSの許容損失が
特に限定されているような場合に有効に用いられる。各
段の共振回路における電圧を上昇できることは別に、電
流の圧縮が可能であり、これによって、各段の共振回路
における最大電流を調節することができる。The high-voltage pulse generator of the present invention is effectively used when it is required to operate at a high frequency and the allowable loss of the switch S is particularly limited. Apart from being able to raise the voltage in the resonant circuit of each stage, it is also possible to compress the current, which makes it possible to adjust the maximum current in the resonant circuit of each stage.
この電流圧縮係数は、各段毎に独立に選定できるととも
に、近接している段のキャパシタンスとインダクタンス
の大きさに依存している。この発明の装置は種々の形式
のガスレーザーに都合よく使用できるとともに、300Hz
以上の周波数で動作し得る。電気部品の分野における改
良以外に、レーザーの動作も改善することができる。全
体としての効率は2倍に向上できる。その結果、電極の
消耗は非常に低減でき、ガス混合物の寿命を長くするこ
とができる。一般的に上述の結果、回路の種々の部品の
寿命を長くするとともに、この発明の装置を用いること
によって、高電圧パルス技術の分野において、高容量,
高電圧パルスを用いるシステムの部分的ないしは全体的
な効率を高めることができる。This current compression coefficient can be selected independently for each stage, and depends on the capacitance and inductance of adjacent stages. The device of this invention can be conveniently used for various types of gas lasers,
It can operate at the above frequencies. In addition to improvements in the field of electrical components, the operation of lasers can also be improved. Overall efficiency can be doubled. As a result, electrode wear can be greatly reduced and the life of the gas mixture can be extended. Generally, as a result of the above, as well as prolonging the life of the various components of the circuit, the use of the device of the present invention allows for high capacitance,
The partial or overall efficiency of a system using high voltage pulses can be increased.
この発明の主たる目的はそれ故に、電荷エネルギーを効
率よく用いる高い周波数で高い電圧のパルスを発生する
能力を備えた高電圧パルス発生装置を提供することにあ
る。この発明の他の目的と使用範囲は以下の詳細な説明
により明らかになるであろう。It is therefore a primary object of the present invention to provide a high voltage pulse generator with the ability to generate high voltage pulses at high frequencies that make efficient use of charge energy. Other objects and scope of use of the present invention will become apparent from the detailed description below.
以下にこの発明を一実施例につき添付図面とともに説明
する。なお図面においては、均等な部分には同じ符号を
付した。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In addition, in the drawings, the same reference numerals are given to the equivalent portions.
[実施例] 第1図の回路は第3図の回路の基本原理から進められた
ものである。[Embodiment] The circuit shown in FIG. 1 is based on the basic principle of the circuit shown in FIG.
直−並列接続された可飽和インダクタンスSIS 1からS
IS N,SIP 1,SIVM 1からSIP N,SIVM Nは、コンデンサCS 0からC
S N,CP 0からCP Nとともに、複数(N+1)段にわたって
直列に接続される。Saturable inductance SI S 1 to S connected in series-parallel
I S N , SI P 1 , SI VM 1 to SI P N , SI VM N are capacitors C S 0 to C
S N , C P 0 to C P N are connected in series over a plurality (N + 1) stages.
コンデンサCP 0,CS 0は、高圧電源HVによって電圧U0まで
充電される。トリガ可能なスイッチSを閉じることによ
って、インダクタンスL0とコンデンサCP 0を通して発振
が生じ、電圧は最高(2×U0)まで上昇する。同じ電圧
降下が可飽和インダクタンスSIS 1に生じる。電圧Uの時
間積分∫U×dtは以下のようにしてなされる。即ち、再
充電時間 に達する直前の時刻に可飽和インダクタンスSIS 1は飽和
し、エネルギーはコンデンサCP 1とCS 1へ流れる。The capacitors C P 0 and C S 0 are charged to the voltage U0 by the high voltage power supply HV. By closing the triggerable switch S, oscillation occurs through inductance L0 and a capacitor C P 0, the voltage rises up to (2 × U0). The same voltage drop occurs in the saturable inductance SI S 1 . The time integral ∫U × dt of the voltage U is calculated as follows. That is, recharge time Saturable inductance SI S 1 saturates just before reaching, and energy flows to capacitors C P 1 and C S 1 .
直流によって、飽和点近くまで前もって磁化されている
可飽和インダクタンスSIVM 1はコンデンサCS 1の充電に重
要な役割を果たす。即ちこれはダイオードと同様の効果
を有し、当該可飽和インダクタンスSIVM 1においては、
極く小さい順方向電流でその可飽和インダクタンスのコ
ア材料を充分に飽和させる。一方、可飽和状態となった
可飽和インダクタンスSIVM 1の逆方向電流は上記電圧U
の時間積分∫U×dtに応じて抑制され、すなわちエネル
ギーを、インダクタンスL0とコンデンサCP 0からなる回
路に向かって戻らないように作用する。The saturable inductance SI VM 1 which is pre-magnetized by the direct current to near the saturation point plays an important role in charging the capacitor C S 1 . That is, it has the same effect as a diode, and in the saturable inductance SI VM 1 ,
A very small forward current saturates the saturable inductance core material sufficiently. On the other hand, the reverse current of the saturable inductance SI VM 1 in the saturable state is the above voltage U
Is suppressed according to the time integration ∫U × dt of, that is, the energy is prevented from returning toward the circuit composed of the inductance L 0 and the capacitor C P 0 .
ここで、再充電プロセスにおいて損失が生じない最適な
電荷転送の場合、コンデンサCP 0とコンデンサCS 0の直列
回路のコンデンサ値は次の段の入力コンデンサCP 1に等
しくなるように設定される。すなわち、コンデンサCP 1
の和は、共振再充電に対して、コンデンサCP 0とコンデ
ンサCS 0の直列回路のコンデンサ値 と等しくなる。Here, for optimal charge transfer without loss in the recharge process, the capacitor value of the series circuit of capacitor C P 0 and capacitor C S 0 is set to be equal to the input capacitor C P 1 of the next stage. It That is, capacitor C P 1
Is the capacitor value of the series circuit of capacitor C P 0 and capacitor C S 0 for resonance recharge. Is equal to
CS 0=CP 0,CG 0=1/2CS 0とすることによって、コンデン
サCP 1の電圧は最大値2Uuへ上昇する。可飽和インダクタ
ンスSIS 1は、電流反転で手頃な値となり、電圧時間積分
にしたがって一定時間、期間電流を阻止するので、可飽
和インダクタンスSIS 1によってコンデンサCP 1からコン
デンサCP 0へのエネルギーの帰還電流は防止される。こ
の方法において、可飽和インダクタンスSIS 2上での電圧
上昇を導びく過飽和インダクタンスSIP 1の補助によりCI
P 1とSIP 1との間での発振が可能となる。この電圧パター
ンは、上述のSIS 1におけると同じ方法で、可飽和インダ
クタンスSIS 2でもくり返される。By setting C S 0 = C P 0 and C G 0 = 1 / 2C S 0 , the voltage of the capacitor C P 1 rises to the maximum value 2Uu. Saturable inductance SI S 1 becomes a reasonable value at current reversal, the time constant according to the voltage time integral, since blocking period current, energy of the saturable inductance SI S 1 from the capacitor C P 1 to capacitor C P 0 Feedback current is prevented. In this method, CI is supplemented by the supersaturation inductance SI P 1 which leads to a voltage rise on the saturable inductance SI S 2.
Oscillating between the P 1 and SI P 1 becomes possible. This voltage pattern is repeated for the saturable inductance SI S 2 in the same way as for SI S 1 above.
本装置の効率はスイッチSでの損失と可飽和インダクタ
ンスSIでの全体の損失により決定される。これらの部品
内での1パルス当りの損失は、配線の適切なデザインと
コンデンサの型の正しい選択によって無視できる程度に
低く保つことができる。上述の装置の構成を用いること
によって、スイッチSでの1パルス当りの損失が減った
量と同程度にまで、パルスのくり返し周波数を高く設定
することによって、この結果、パルスくり返し率と1パ
ルス当りの損失の積(これは、全体の損失に対応す
る)。が一定に保持されるように設定することができ
る。The efficiency of the device is determined by the losses in switch S and the total losses in saturable inductance SI. The loss per pulse in these components can be kept negligibly low by proper wiring design and proper choice of capacitor type. By using the configuration of the apparatus described above, the pulse repetition rate and the pulse repetition rate are set high by setting the pulse repetition frequency as high as the amount of loss per pulse reduced in the switch S. The loss product of (which corresponds to the total loss). Can be set to be held constant.
複数の可飽和インダクタンスSIを用いる場合において、
最大時期誘導チャージを利用可能とするために、可飽和
インダクタンスのコアは2つのパルス間(すなわち、1
つのパルスの後に)に、反対極性の残留磁気点、すなわ
ち負の残留磁束密度の点にリセット又は帰還させる必要
がある。When using multiple saturable inductances SI,
The saturable inductance core is placed between two pulses (ie, 1
(After one pulse) it is necessary to reset or return to the opposite polarity remanence point, ie the point of negative remanence.
このことは以下の2つの異なる方法で行なわれる。This is done in two different ways:
一方の方法においては、可飽和インダクタンスのコアの
周囲に絶縁巻線を配置して、当該絶縁巻線にパルス電流
又は一定の直流を通電することによって負の残留磁束密
度の点にリセットすることができる。In one method, an insulating winding is arranged around the core of the saturable inductance, and a pulse current or a constant direct current is applied to the insulating winding to reset to a point of negative residual magnetic flux density. it can.
また、他方の方法においては、以下のように複数のコン
デンサを設計することも可能である。すなわち、電荷転
送のための共振状態がす越し妨害される静電容量のコン
デンサ、すなわち共振の電荷転送が同調状態から少し離
れた状態で設定される静電容量のコンデンサを用いる。
この場合、再充電の後の短い時間の間に、反対極性の負
の電圧が供給されて、小さい逆電流が流れる。これによ
って、負の残留磁束密度の点にリセットすることができ
る。Also, in the other method, it is possible to design a plurality of capacitors as follows. That is, a capacitor having an electrostatic capacity for disturbing the resonance state for charge transfer is used, that is, a capacitor having an electrostatic capacity set when the resonance charge transfer is set slightly apart from the tuning state.
In this case, for a short time after recharging, a negative voltage of opposite polarity is supplied and a small reverse current flows. This allows resetting to a point of negative residual magnetic flux density.
可飽和インダクタンスのコア材料が、実質的に直角にB
−Hヒステリシス特性を有する場合には、この小さい逆
電流は反対極性の残留磁気点、すなわち負の残留磁束密
度の点に到達するためには充分なものである。The saturable inductance core material is substantially perpendicular to B
With the -H hysteresis characteristic, this small reverse current is sufficient to reach the point of remanence of opposite polarity, ie the point of negative remanence.
第1図の回路構成を1段の共振回路にしたものを第2図
に示している。サイリスタがスイッチSとして用いら
れ、キャパシタンスC1,C2,C3はセラミックコンデンサに
てなる。空気−コアコイルがインダクタンスL0,LDCとし
て用いられ、可飽和インダクタンスSIはコア材料とし
て、アモルファス金属を用いる。FIG. 2 shows the one-stage resonant circuit of the circuit configuration of FIG. A thyristor is used as the switch S, and the capacitors C1, C2 and C3 are ceramic capacitors. Air-core coils are used as the inductances L0 and LDC, and saturable inductance SI uses amorphous metal as the core material.
キャパシタンスC1,C2は抵抗Rを介して電圧U0に充電さ
れる。スイッチSを閉じた後に回路S−L0−C1で発振が
生じ、電圧反転がコンデンサC1で起る。同時に可飽和イ
ンダクタンスSIで電圧が0からコンデンサC1,C2の電圧
の合計まで上昇する。可飽和インダクタンスSIは、最大
電圧に到達する直前にその値がくずれて、電荷キャリア
交換がコンデンサC1,C2とC3との間で起こるように、設
計される。共振エネルギーの転送を保証するために、3
つの適合すべき条件がある。The capacitances C1 and C2 are charged to the voltage U0 via the resistor R. Oscillation occurs in the circuit S-L0-C1 after closing the switch S, and voltage reversal occurs in the capacitor C1. At the same time, the saturable inductance SI raises the voltage from 0 to the total voltage of the capacitors C1 and C2. The saturable inductance SI is designed such that its value collapses just before the maximum voltage is reached and charge carrier exchange takes place between the capacitors C1, C2 and C3. 3 to guarantee the transfer of resonant energy
There are two conditions that must be met.
1.直列コンデンサC1とC2の容量はコンデンサC3の容量と
等しくなければならない。1. The capacitance of series capacitors C1 and C2 must be equal to the capacitance of capacitor C3.
2.回路S−L0−C1内で発振後にコンデンサC1に貯えられ
た電荷はコンデンサC2の電荷と等しくなければならな
い。2. The charge stored in capacitor C1 after oscillation in circuit S-L0-C1 must be equal to the charge in capacitor C2.
3.可飽和インダクタンスSIの“スイッチング時点”は回
路S−L0−C1の発振が、コンデンサC1−C2からC3へのエ
ネルギー転送と適正な移送関係で終り、エネルギー転送
の後にはコンデンサC1とC2の電圧はゼロに等しくなるよ
うに定める。3. At the "switching point" of the saturable inductance SI, the oscillation of the circuit S-L0-C1 ends with the proper transfer relationship with the energy transfer from the capacitors C1-C2 to C3, and after the energy transfer, the capacitors C1 and C2 The voltage is set equal to zero.
上述の必須要件は再充電の後にはコンデンサC1とC2上に
エネルギーが残らないように、個々の部品の適正な調節
によって満たされる。エネルギーの帰還流は、コンデン
サC3のエネルギーが充電抵抗内で消費されるように、逆
方向電流に対して高いインダクタンスによって阻止され
る。再充電電流の位相の少しの不一致があっても極く小
さい逆方向電流しか生じない。それ故、追加的な外部配
線が、リセットの目的に関しては不要となるように、自
動的に残留磁気点へのリセットを可能にする。The above requirements are met by proper adjustment of the individual components so that no energy remains on capacitors C1 and C2 after recharging. The return flow of energy is blocked by the high inductance with respect to the reverse current so that the energy of the capacitor C3 is dissipated in the charging resistor. Even a slight discrepancy in the recharge current phases will result in only a very small reverse current. Therefore, additional external wiring automatically enables resetting to the remanence point, which is unnecessary for reset purposes.
上述の説明から判るようにこの発明によれば、高効率で
所定の目的を達成し得る高電圧パルス発生装置を提供で
きる。As can be seen from the above description, according to the present invention, it is possible to provide a high voltage pulse generator capable of achieving a predetermined purpose with high efficiency.
なお本発明の範囲内において、図示の実施例から種々の
変形が可能である。明細書ならびに図面は好ましい実施
例を示したものであって、本発明はこの実施例に限られ
ることなく、本発明の範囲は特許請求の範囲の記載によ
り定められるべきである。It should be noted that various modifications can be made from the illustrated embodiment within the scope of the present invention. The specification and the drawings show preferred embodiments, and the present invention is not limited to these embodiments. The scope of the present invention should be defined by the description of the claims.
第1図はこの発明の一実施例を示す高電圧パルス発生装
置において、複数段数の共振回路が直列接続された例を
示す回路図、第2図はこの発明の1段の共振回路を備え
たパルス発生装置の実施例を示す回路図、第3図は従来
例のパルス発生装置を示す回路図である。 CP 0,CP 1,CP 2,…,CPn,CS 0,CS 1,CS 2,…,CSn,C1,C2,C3……
コンデンサ、 L0,LDC……インダクタンス、 SIS 1,SIS 2,…,SISn,SIP 1,SIP 2,…,SIPn,SIVMn,SI……可
飽和インダクタンス、 S……スイッチ、R……抵抗。FIG. 1 is a circuit diagram showing an example in which a plurality of resonant circuits are connected in series in a high-voltage pulse generator showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is provided with a single-stage resonant circuit of the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of a pulse generator, and FIG. 3 is a circuit diagram showing a conventional pulse generator. C P 0 , C P 1 , C P 2 , ..., C P n, C S 0 , C S 1 , C S 2 , ..., C S n, C1, C2, C3 ……
Capacitor, L0, LDC …… Inductance, SI S 1 , SI S 2 ,…, SI S n, SI P 1 , SI P 2 ,…, SI P n, SI VM n, SI… Saturable inductance, S… ... switch, R ... resistance.
Claims (2)
に電源に接続された第1と第2のコンデンサと、 互いに直列に接続された上記第1のコンデンサとインダ
クタンスとスイッチング手段とによって構成され、上記
スイッチング手段のスイッチングに続いて、上記第1の
コンデンサの電圧が反転されるように回路発振を生じさ
せる共振回路と、 上記第1と第2のコンデンサと直列に接続され、電荷エ
ネルギーを上記第1と第2のコンデンサからエネルギー
使用装置に、上記エネルギー使用装置と並列に接続され
た第3のコンデンサを介して転送する可飽和インダクタ
ンスを備えたことを特徴とする高電圧パルス発生装置。1. A first capacitor and a second capacitor which are connected to each other and are connected to a power source so as to be charged in parallel, and the first capacitor, the inductance and the switching means which are connected to each other in series. Following the switching of the switching means, a resonance circuit that causes circuit oscillation so that the voltage of the first capacitor is inverted, and a resonance circuit that is connected in series with the first and second capacitors, A high-voltage pulse generator comprising a saturable inductance that transfers from the first and second capacitors to the energy use device via a third capacitor connected in parallel with the energy use device.
に電源に接続された第1と第2のコンデンサと、 互いに直列に接続された上記第1のコンデンサとインダ
クタンスとスイッチング手段とによって構成され、上記
スイッチング手段のスイッチングに続いて、上記第1の
コンデンサの電圧が反転されるように回路発振を生じさ
せる共振回路と、 上記第1と第2のコンデンサと直列に接続され、電荷エ
ネルギーを上記第1と第2のコンデンサからエネルギー
使用装置に、上記エネルギー使用装置と並列に接続され
た第3のコンデンサを介して転送してパルスを発生する
可飽和インダクタンスと、 上記可飽和インダクタンスに電磁的に結合されるように
上記可飽和インダクタンスに近接して巻回された巻線
と、 1つのパルスの発生の後でかつ次のパルスの発生の前の
タイミングで所定の直流を上記巻線に供給して上記可飽
和インダクタンスを負の残留磁束密度の点にリセットす
る直流電源とを備えたことを特徴とする高電圧パルス発
生装置。2. A first capacitor and a second capacitor which are connected to each other and are connected to a power source so as to be charged in parallel, and the first capacitor, the inductance and the switching means which are connected in series to each other. Following the switching of the switching means, a resonance circuit that causes circuit oscillation so that the voltage of the first capacitor is inverted, and a resonance circuit that is connected in series with the first and second capacitors, A saturable inductance that transfers a pulse from the first and second capacitors to the energy using device via a third capacitor connected in parallel with the energy using device, and electromagnetically to the saturable inductance. A winding wound in close proximity to the saturable inductance to be coupled, after the generation of one pulse and A high voltage pulse characterized by comprising a direct current power supply for supplying a predetermined direct current to the winding at a timing before the generation of the next pulse to reset the saturable inductance to a point of a negative residual magnetic flux density. Generator.
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1984
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| DE3335690A1 (en) | 1985-05-30 |
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