JPH0221234B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0221234B2 JPH0221234B2 JP15869481A JP15869481A JPH0221234B2 JP H0221234 B2 JPH0221234 B2 JP H0221234B2 JP 15869481 A JP15869481 A JP 15869481A JP 15869481 A JP15869481 A JP 15869481A JP H0221234 B2 JPH0221234 B2 JP H0221234B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- load
- power supply
- voltage
- reactor
- 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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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
- H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/125—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M3/135—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (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圧を供給す
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。
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１
５の陽極損失を規定値以下にする目的で、コンデ
ンサ１４の電圧が、負荷電圧より、電力管１５の
電圧降下分でけ高くなるように設定される。負荷
電圧の制御は以下のように行なわれる。
５の陽極損失を規定値以下にする目的で、コンデ
ンサ１４の電圧が、負荷電圧より、電力管１５の
電圧降下分でけ高くなるように設定される。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２１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１
６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の時定数でほぼ決まる値とな
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、次第に増加して来てお
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。
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２１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１
６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の時定数でほぼ決まる値とな
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、次第に増加して来てお
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長寿命が望め
ない。電力管の動作原理上、電圧が10KV以上に
なるとＸ線を発生するので鉛板によるＸ線シール
ドが必要である。
ない。電力管の動作原理上、電圧が10KV以上に
なるとＸ線を発生するので鉛板による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、電圧
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、従来装置の第１図
と同じ構成で同一の機能を有する。１５はダイオ
ード、１６はリアクトルで１次巻線１６１と２次
巻線１６２を有しその巻数比はＮ対１となつてい
る。１７はサイリスタ整流器、１８は変圧器、１
９は、設定器、２０は電流検出器、２１は電流制
御回路、２２はゲートターンオフサイリスタ（以
下GTOと省略）、２３は負荷である。かかる構成
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の制御角を設定し、コンデンサ１４
の電圧を決める。次に、サイリスタ整流器１７を
運転し、リアクトル１６の１次巻線１６１を介し
て、ダイオード１５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
１ａの値は電流制御回路２１によつて、設定器１
９から送られて来た電流基準信号２４と、変流器
２０で検出された電流信号２５とが等しくなるよ
うサイリスタ整流器１７へ、位相制御信号２６が
送られ自動制御される。この状態で、GTO２２
を点弧すると、負荷２３へピーク値がバイアス電
流IBとリアクトル１６の巻数比Ｎで決まる立ち上
がりの速い電流を供給出来る。
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、従来装置の第１図
と同じ構成で同一の機能を有する。１５はダイオ
ード、１６はリアクトルで１次巻線１６１と２次
巻線１６２を有しその巻数比はＮ対１となつてい
る。１７はサイリスタ整流器、１８は変圧器、１
９は、設定器、２０は電流検出器、２１は電流制
御回路、２２はゲートターンオフサイリスタ（以
下GTOと省略）、２３は負荷である。かかる構成
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の制御角を設定し、コンデンサ１４
の電圧を決める。次に、サイリスタ整流器１７を
運転し、リアクトル１６の１次巻線１６１を介し
て、ダイオード１５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
１ａの値は電流制御回路２１によつて、設定器１
９から送られて来た電流基準信号２４と、変流器
２０で検出された電流信号２５とが等しくなるよ
うサイリスタ整流器１７へ、位相制御信号２６が
送られ自動制御される。この状態で、GTO２２
を点弧すると、負荷２３へピーク値がバイアス電
流IBとリアクトル１６の巻数比Ｎで決まる立ち上
がりの速い電流を供給出来る。
即ち、GTO２２の点弧前には、サイリスタ整
流器１７→リアクトル１６の１次巻線１６1→ダ
イオード１５→サイリスタ整流器１７の経路でバ
イアス電流IBが流れている。次にGTO２２を点
弧した際にバイアス電流IBより大きい負荷電流IL
が流れるように整流器１３の出力電圧を設定して
おくと、GTO２２が点弧すればダイオード１５
が逆バイアスされるため、負荷電流ILはサイリス
タ整流器１７→リアクトル１６の１次巻線１６1
→リアクトル１６の２次巻線１６2→GTO２２→
負荷２３の経路で流れる。ここでリアクトル１６
の等アンペアターンの法則から、 Ｎ・IB＝Ｎ・IL＋１・IL ……(1) (1)式が成立し、この(1)式からILを求めると IL＝IB・Ｎ／（Ｎ＋１） となる。
流器１７→リアクトル１６の１次巻線１６1→ダ
イオード１５→サイリスタ整流器１７の経路でバ
イアス電流IBが流れている。次にGTO２２を点
弧した際にバイアス電流IBより大きい負荷電流IL
が流れるように整流器１３の出力電圧を設定して
おくと、GTO２２が点弧すればダイオード１５
が逆バイアスされるため、負荷電流ILはサイリス
タ整流器１７→リアクトル１６の１次巻線１６1
→リアクトル１６の２次巻線１６2→GTO２２→
負荷２３の経路で流れる。ここでリアクトル１６
の等アンペアターンの法則から、 Ｎ・IB＝Ｎ・IL＋１・IL ……(1) (1)式が成立し、この(1)式からILを求めると IL＝IB・Ｎ／（Ｎ＋１） となる。
このように、GTO２２がターンオフした時点
では、GTOのターンオン時間は20μs以下であり、
立ち上がりが急峻でそのピーク値はIBとＮで決る
値の負荷電流ILを供給出来、その後負荷電流ILを
増大させるか或いは減少させるかは整流器１３の
出力電圧によつて決る。
では、GTOのターンオン時間は20μs以下であり、
立ち上がりが急峻でそのピーク値はIBとＮで決る
値の負荷電流ILを供給出来、その後負荷電流ILを
増大させるか或いは減少させるかは整流器１３の
出力電圧によつて決る。
負荷が短絡状態となれば、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１６によつて抑制される。
(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１６によつて抑制される。
GTO２２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。ただ
し、しや断可能な電流値があり、リアクトル１６
の効果は、負荷電流の増加分をGTOのしや断可
能な電流値以下に制限するところにある。GTO
２２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。ただ
し、しや断可能な電流値があり、リアクトル１６
の効果は、負荷電流の増加分をGTOのしや断可
能な電流値以下に制限するところにある。GTO
２２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
使用しなくても、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。
使用しなくても、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……整流器、１４……平滑用コンデン
サ、第１図において、１５……電力管、１６……
電力管駆動回路、１７……分圧器、１８……負
荷、１９……設定器、２０……電圧制御回路、１
５……ダイオード、１６……リアクトル、１７…
…サイリスタ整流器、１８……変圧器、１９……
設定器、２０……変流器、２１……電流制御回
路、２２……GTO、２３……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……整流器、１４……平滑用コンデン
サ、第１図において、１５……電力管、１６……
電力管駆動回路、１７……分圧器、１８……負
荷、１９……設定器、２０……電圧制御回路、１
５……ダイオード、１６……リアクトル、１７…
…サイリスタ整流器、１８……変圧器、１９……
設定器、２０……変流器、２１……電流制御回
路、２２……GTO、２３……負荷。
Claims (1)
- １ 負荷に所望の直流電流を供給する直流電源
と、２つの巻線が直列接続され且つ磁気的に結合
されているリアクトルと、前記直流電源端子間に
接続される負荷電流を阻止する極性で設けられる
ダイオードと前記リアクトルの一方の巻線と負荷
とから成る直列回路と、前記負荷に直列に負荷電
流を流す方向の極性で設けられるゲートターンオ
フサイリスタと、前記ダイオードに前記リアクト
ルの他方の巻線を介して所定の順方向のバイアス
電流を供給するバイアス電源を具備したことを特
徴とする加速電源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15869481A JPS5863084A (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | 加速電源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15869481A JPS5863084A (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | 加速電源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5863084A JPS5863084A (ja) | 1983-04-14 |
| JPH0221234B2 true JPH0221234B2 (ja) | 1990-05-14 |
Family
ID=15677307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15869481A Granted JPS5863084A (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | 加速電源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5863084A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6070976A (ja) * | 1983-09-27 | 1985-04-22 | Toshiba Corp | 加速電源装置 |
| CN104882863B (zh) * | 2015-06-15 | 2017-08-25 | 神华集团有限责任公司 | 一种发电厂厂用电系统继电保护配置成套装置 |
-
1981
- 1981-10-07 JP JP15869481A patent/JPS5863084A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5863084A (ja) | 1983-04-14 |
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