JPH0133040B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0133040B2 JPH0133040B2 JP56101540A JP10154081A JPH0133040B2 JP H0133040 B2 JPH0133040 B2 JP H0133040B2 JP 56101540 A JP56101540 A JP 56101540A JP 10154081 A JP10154081 A JP 10154081A JP H0133040 B2 JPH0133040 B2 JP H0133040B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- power supply
- voltage
- thyristor
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Control Of Voltage And Current In General (AREA)
- Particle Accelerators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は立ち上がりの急峻な負荷電流を供給す
る加速電源装置に関するものである。
る加速電源装置に関するものである。
加速電源装置は加速電極に直流高電圧を印加
し、イオンを加速することを目的としており、速
い立ち上がりが要求される。また加速電極はしば
しば短絡状態になることがあり、短絡を検出して
高速しや断することが要求される。
し、イオンを加速することを目的としており、速
い立ち上がりが要求される。また加速電極はしば
しば短絡状態になることがあり、短絡を検出して
高速しや断することが要求される。
従来の加速電源装置の主回路は第１図に示すよ
うな構成となつている。第１図において１１はサ
イリスタスイツチ、１２は変圧器、１３は整流
器、１４は平滑用コンデンサであり、負荷１８に
直列に接続された電力管１５は負荷に電圧を印加
またはしや断するとともに、負荷電圧を一定に保
つように制御される。サイリスタスイツチ１１の
制御角は、電力管１５の陽極損失を規定以下する
目的で、コンデンサ１４の電圧が、負荷電圧よ
り、電力管１５の電圧降下分だけ高くなるよう設
定される。負荷電圧の制御は以下のように行なわ
れる。電圧制御回路２０は設定器１９から送られ
てきた電圧基準信号２２と分圧器１７によつて検
出された出力電圧信号２３とが等しくなるよう自
動制御する。電圧制御回路２０より、駆動信号２
１が電力管駆動回路１６に送られ、電力管１５の
グリツド電圧が制御されることによつて出力電圧
は一定に制御される。電力管１５の周波数応答は
数ＭHz程度あり、電圧制御回路２０、電力管駆動
回路１６の応答を高速に選べは、自動制御閉ルー
プの応答は、負荷（図示しないコンデンサと抵抗
で構成されている）１８の時定数でほゞ決まる値
となる。プラズマを加熱するための中性粒子入射
装置に用いられる加速電源装置の定格の一例で
は、出力電圧が100KV、出力電流は100Aで立ち
上がりが100μs程度であり、第１図の従来方式で
も実現可能なレベルである。しかしながら、近年
加速電源の電圧、電流定格は、次第に増加してお
り、電力管を直列、あるいは並列に接続する必要
が生じるが第１図の従来方式では以下に述べる欠
点があつた。
うな構成となつている。第１図において１１はサ
イリスタスイツチ、１２は変圧器、１３は整流
器、１４は平滑用コンデンサであり、負荷１８に
直列に接続された電力管１５は負荷に電圧を印加
またはしや断するとともに、負荷電圧を一定に保
つように制御される。サイリスタスイツチ１１の
制御角は、電力管１５の陽極損失を規定以下する
目的で、コンデンサ１４の電圧が、負荷電圧よ
り、電力管１５の電圧降下分だけ高くなるよう設
定される。負荷電圧の制御は以下のように行なわ
れる。電圧制御回路２０は設定器１９から送られ
てきた電圧基準信号２２と分圧器１７によつて検
出された出力電圧信号２３とが等しくなるよう自
動制御する。電圧制御回路２０より、駆動信号２
１が電力管駆動回路１６に送られ、電力管１５の
グリツド電圧が制御されることによつて出力電圧
は一定に制御される。電力管１５の周波数応答は
数ＭHz程度あり、電圧制御回路２０、電力管駆動
回路１６の応答を高速に選べは、自動制御閉ルー
プの応答は、負荷（図示しないコンデンサと抵抗
で構成されている）１８の時定数でほゞ決まる値
となる。プラズマを加熱するための中性粒子入射
装置に用いられる加速電源装置の定格の一例で
は、出力電圧が100KV、出力電流は100Aで立ち
上がりが100μs程度であり、第１図の従来方式で
も実現可能なレベルである。しかしながら、近年
加速電源の電圧、電流定格は、次第に増加してお
り、電力管を直列、あるいは並列に接続する必要
が生じるが第１図の従来方式では以下に述べる欠
点があつた。
このように大きい定格の電力管は寿命が非常に
短かく、3000時間以下である。電力管の動作原理
上、電圧が10KV以上になると人体に有害なＸ線
を発生するので、鉛板よるＸ線シールドが必要で
ある。
短かく、3000時間以下である。電力管の動作原理
上、電圧が10KV以上になると人体に有害なＸ線
を発生するので、鉛板よるＸ線シールドが必要で
ある。
本発明の目的は以上に述べた欠点を除き、電力
管を用いない、動作原理の全く異なる加速電源装
置を提供することにある。
管を用いない、動作原理の全く異なる加速電源装
置を提供することにある。
以下本発明を第２図に示す一実施例について説
明する。第２図において、１１はサイリスタスイ
ツチ、１２は変圧器、１３は整流器、１４は平滑
用コンデンサで、ここまでは、従来方式の第１図
と同じ構成で同一の機能を有する。２４はダイオ
ード、２５はリアクトル、２６はサイリスタ整流
器、２７は変圧器、２８は設定器、２９は電流検
出器、３０は電流制御回路、３１はゲートターン
オフサイリスタ（以下GTOと省略）、３２は負荷
である。かゝる構成におけるその動作を説明する
と、先ずサイリスタスイツチ１１の制御角を設
定、コンデンサ１４の電圧を決める。次に、サイ
リスタ整流器２６を運転し、リアクトル２５を介
して、ダイオード２４に電流（この電流のことを
仮にバイアス電流と呼ぶ）を流す。バイアス電流
の値は電流制御回路３０によつて、設定器２８か
ら送られて来た電流基準信号３３と、変流器２９
で検出された電流信号３４とが等しくなるようサ
イリスタ整流器２６へ、位相制御信号３５が送ら
れ自動制御される。この状態で、GTO３１を点
弧すると、負荷３２へ電流が供給される。GTO
３１のターンオン時間は20μsであり、充分速い立
ち上がりが得られる。
明する。第２図において、１１はサイリスタスイ
ツチ、１２は変圧器、１３は整流器、１４は平滑
用コンデンサで、ここまでは、従来方式の第１図
と同じ構成で同一の機能を有する。２４はダイオ
ード、２５はリアクトル、２６はサイリスタ整流
器、２７は変圧器、２８は設定器、２９は電流検
出器、３０は電流制御回路、３１はゲートターン
オフサイリスタ（以下GTOと省略）、３２は負荷
である。かゝる構成におけるその動作を説明する
と、先ずサイリスタスイツチ１１の制御角を設
定、コンデンサ１４の電圧を決める。次に、サイ
リスタ整流器２６を運転し、リアクトル２５を介
して、ダイオード２４に電流（この電流のことを
仮にバイアス電流と呼ぶ）を流す。バイアス電流
の値は電流制御回路３０によつて、設定器２８か
ら送られて来た電流基準信号３３と、変流器２９
で検出された電流信号３４とが等しくなるようサ
イリスタ整流器２６へ、位相制御信号３５が送ら
れ自動制御される。この状態で、GTO３１を点
弧すると、負荷３２へ電流が供給される。GTO
３１のターンオン時間は20μsであり、充分速い立
ち上がりが得られる。
負荷が短絡状態となつて、負荷電流がバイアス
電流以上、流れようとすると、ダイオード２４は
オフ状態となつて、負荷電流は図中点線イで示す
ように流れるので、負荷電流の増加はリアクトル
２５によつて抑制される。
電流以上、流れようとすると、ダイオード２４は
オフ状態となつて、負荷電流は図中点線イで示す
ように流れるので、負荷電流の増加はリアクトル
２５によつて抑制される。
GTO３１は自己消弧能力があるスイツチング
素子で、ゲートに負の信号を送ることによつて、
アノード電流をしや断することができる。たゞ
し、しや断可能な電流値があり、リアクトル２５
の効果は、負荷電流の増加分をGTO３１のしや
断可能な電流値以下に制限するところにある。
GTO３１のターンオフタイムは20μs以下であり、
加速電源装置に要求されるしや断時間を充分満足
する値である。ダイオード、あるいはGTOはい
ずれも半導体であり、その寿命は半永久である。
素子で、ゲートに負の信号を送ることによつて、
アノード電流をしや断することができる。たゞ
し、しや断可能な電流値があり、リアクトル２５
の効果は、負荷電流の増加分をGTO３１のしや
断可能な電流値以下に制限するところにある。
GTO３１のターンオフタイムは20μs以下であり、
加速電源装置に要求されるしや断時間を充分満足
する値である。ダイオード、あるいはGTOはい
ずれも半導体であり、その寿命は半永久である。
以上説明したように本発明によれば、電力管を
使用しなくとも、加速電源装置として要求される
速い立ち上がり、高速しや断の機能を備えた加速
電源装置を提供することができる。
使用しなくとも、加速電源装置として要求される
速い立ち上がり、高速しや断の機能を備えた加速
電源装置を提供することができる。
第１図は従来の加速電源装置の構成図、第２図
は本発明の一実施例を示す加速電源装置の構成図
である。 １１……サイリスタスイツチ、１２……変圧
器、１３……整流体、１４……平滑用コンデン
サ、２４……ダイオード、２５……リアクトル、
２６……サイリスタ整流器、２７……変圧器、２
８……設定器、２９……変流器、３０……電流制
御回路、３１……GTO、３２……負荷。
は本発明の一実施例を示す加速電源装置の構成図
である。 １１……サイリスタスイツチ、１２……変圧
器、１３……整流体、１４……平滑用コンデン
サ、２４……ダイオード、２５……リアクトル、
２６……サイリスタ整流器、２７……変圧器、２
８……設定器、２９……変流器、３０……電流制
御回路、３１……GTO、３２……負荷。
Claims (1)
- １ 直流電源と、この直流電源から供給される負
荷電流を開閉するゲートターンオフサイリスタ
と、このゲートターンオフサイリスタに直列に且
つ負荷電流を阻止する極性で接続されるダイオー
ドと、このダイオードにバイアス電流を流すため
にリアクトルを介して並列接続されるサイリスタ
整流器と、このサイリスタ整流器の出力電流を所
望値に制御する電流制御回路とからなる加速電源
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10154081A JPS584300A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 加速電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10154081A JPS584300A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 加速電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS584300A JPS584300A (ja) | 1983-01-11 |
| JPH0133040B2 true JPH0133040B2 (ja) | 1989-07-11 |
Family
ID=14303262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10154081A Granted JPS584300A (ja) | 1981-06-30 | 1981-06-30 | 加速電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS584300A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS545198A (en) * | 1977-06-14 | 1979-01-16 | Nissin Electric Co Ltd | Arc stabilizing source device |
-
1981
- 1981-06-30 JP JP10154081A patent/JPS584300A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS584300A (ja) | 1983-01-11 |
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