JPH03141621A - パルス回路素子 - Google Patents
パルス回路素子Info
- Publication number
- JPH03141621A JPH03141621A JP27850189A JP27850189A JPH03141621A JP H03141621 A JPH03141621 A JP H03141621A JP 27850189 A JP27850189 A JP 27850189A JP 27850189 A JP27850189 A JP 27850189A JP H03141621 A JPH03141621 A JP H03141621A
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- Japan
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- magnetic core
- core
- cooling
- duct
- magnetic
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- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 26
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- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
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Landscapes
- Coils Or Transformers For Communication (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はパルス回路素子、とくに高電圧の短パルスを
発生するパルス回路素子に用いる可飽和リアクトルに関
するものである。
発生するパルス回路素子に用いる可飽和リアクトルに関
するものである。
第４図（ａ） （ｂ）は各々、例えば雑誌（Ｗ、Ｓ、Ｍ
ＥＬＶＩＬＬＥ； ＲＡＤＩＯ５ＥＣＴＩＯＮ、Ｐａｐ
ｅｒ Ｎａ １０３４（１９５１） ｐ１８５ ）に示
された、従来のパルス回路素子を示す一部切り欠き平面
図及び側面図である。図において、（１）は絶縁層と磁
性１−が、内局より外局に向かって交互に積層され、長
径と短径が異なる偏平形状に成型されたレーストラック
状山気コア、（２）は絶縁部材、（３）は導体巻線、（
４）はコア外局側面と絶縁部材（２）との間に設けられ
た冷却用ダクトである。
ＥＬＶＩＬＬＥ； ＲＡＤＩＯ５ＥＣＴＩＯＮ、Ｐａｐ
ｅｒ Ｎａ １０３４（１９５１） ｐ１８５ ）に示
された、従来のパルス回路素子を示す一部切り欠き平面
図及び側面図である。図において、（１）は絶縁層と磁
性１−が、内局より外局に向かって交互に積層され、長
径と短径が異なる偏平形状に成型されたレーストラック
状山気コア、（２）は絶縁部材、（３）は導体巻線、（
４）はコア外局側面と絶縁部材（２）との間に設けられ
た冷却用ダクトである。
次に動作について説明する。
第４図において、レーストラック状磁気コア（１）は磁
性体である薄い金属テープと絶縁物テープを重ねて、多
層に巻きつけた物で、そのまわりに絶縁部材（２）をお
き、それに導体巻線（３）を巻くことにより可飽和リア
クトルを形成する。磁気コアの冷却は磁気コア（１）の
側面と絶縁部材（２）との間に空隙を設けてダクト（４
）を形成し、冷却媒質をこのダクト（４）に沿って流し
、磁気コア（１）の側面に接する冷却媒質が磁気コア（
１ンの熱を奪うことにより行う。
性体である薄い金属テープと絶縁物テープを重ねて、多
層に巻きつけた物で、そのまわりに絶縁部材（２）をお
き、それに導体巻線（３）を巻くことにより可飽和リア
クトルを形成する。磁気コアの冷却は磁気コア（１）の
側面と絶縁部材（２）との間に空隙を設けてダクト（４
）を形成し、冷却媒質をこのダクト（４）に沿って流し
、磁気コア（１）の側面に接する冷却媒質が磁気コア（
１ンの熱を奪うことにより行う。
第５図は可飽和リアクトルに使用する磁気コアの磁気特
性を示したものである。磁気コアは、最初逆電流で飽和
させた状態Ｂ”−Ｂｒ、）（＝Ｑの点（ａ）にある。そ
こで導体巻線（３）に電流Ｉを流して行くと磁気コア（
１１には、コアの磁路長をｌとすると、電流Ｉに比例し
た磁化力Ｈ（＝２πＩ／１ ）が発生し、レーストラッ
ク状［気コアの磁性体は磁化力Ｈに対応して磁化され、
磁性体の性質で決まる磁束密度Ｂが生じ、磁性体と動作
周波数で決まる保磁力ＨＣを経由して、（ｂ）点までほ
ぼ直線的に増加する。この時、磁気コアのインダクタン
スＬｕｓは磁気コアの比透磁率μ８＝ｄＢ／ｄＨに比例
し、磁気コアが保持する電圧はＶ＝ＬｕｓＸ（ｄＩ ／
ｄｔ）となる、Ｂが飽和磁束密度Ｂｓの（ｂ）点に達す
ると、それ以上Ｈを増加させてもほとんど増加せず、磁
気コアの比透磁率μＳは１となるため、磁気コアのイン
ダクタンスＬ３は激減し、レーストラック状磁気コアが
保持する電圧はほとんどＯとなり、負荷に電圧が発生す
る。このように可飽和リアクトルはインダクタンスが急
速に低下する一種のスイッチとして働く。この時、磁気
コアの損失とじて保磁力ＨＣと飽和磁束密度ＢＳとの積
の約２倍の鉄損が生じ、この損失により磁気コアは発熱
する。
性を示したものである。磁気コアは、最初逆電流で飽和
させた状態Ｂ”−Ｂｒ、）（＝Ｑの点（ａ）にある。そ
こで導体巻線（３）に電流Ｉを流して行くと磁気コア（
１１には、コアの磁路長をｌとすると、電流Ｉに比例し
た磁化力Ｈ（＝２πＩ／１ ）が発生し、レーストラッ
ク状［気コアの磁性体は磁化力Ｈに対応して磁化され、
磁性体の性質で決まる磁束密度Ｂが生じ、磁性体と動作
周波数で決まる保磁力ＨＣを経由して、（ｂ）点までほ
ぼ直線的に増加する。この時、磁気コアのインダクタン
スＬｕｓは磁気コアの比透磁率μ８＝ｄＢ／ｄＨに比例
し、磁気コアが保持する電圧はＶ＝ＬｕｓＸ（ｄＩ ／
ｄｔ）となる、Ｂが飽和磁束密度Ｂｓの（ｂ）点に達す
ると、それ以上Ｈを増加させてもほとんど増加せず、磁
気コアの比透磁率μＳは１となるため、磁気コアのイン
ダクタンスＬ３は激減し、レーストラック状磁気コアが
保持する電圧はほとんどＯとなり、負荷に電圧が発生す
る。このように可飽和リアクトルはインダクタンスが急
速に低下する一種のスイッチとして働く。この時、磁気
コアの損失とじて保磁力ＨＣと飽和磁束密度ＢＳとの積
の約２倍の鉄損が生じ、この損失により磁気コアは発熱
する。
ＨＣは動作周波数領域が高くなるに従い増加するため、
ＴＥＡ−ＣＯ２レーザやエキシマレーザ等に用いる、
高速のスイッチングを必要とする可飽和リアクトルでは
発熱域が非常に大きくなる。
ＴＥＡ−ＣＯ２レーザやエキシマレーザ等に用いる、
高速のスイッチングを必要とする可飽和リアクトルでは
発熱域が非常に大きくなる。
このように可飽和リアクトルの磁気コアは鉄損による発
熱が生じてコア湿度が上昇するため、冷却媒質により冷
却して、コア温度が磁性体により決まるある一定温度以
下に保持する必要がある。
熱が生じてコア湿度が上昇するため、冷却媒質により冷
却して、コア温度が磁性体により決まるある一定温度以
下に保持する必要がある。
第４図に示される従来の可飽和リアクトＩしの磁気コア
は、コアの外局側面（および内局側面）にダクトを設け
、そこに冷却媒質を流すことにより磁気コア全体を冷却
していた。
は、コアの外局側面（および内局側面）にダクトを設け
、そこに冷却媒質を流すことにより磁気コア全体を冷却
していた。
従来のパルス回路素子の可飽和リアクトルは、以上のよ
うな構成であったので、冷却媒質と接するコア巻層の一
番外側（及び内側）からしか熱がとれず、中心に近いコ
ア巻層で生じた熱は外側（及び内側）への、ｇｉ性体の
金属テープと絶縁物テープを介した、径方向の熱伝導に
より取ることになる。一般に絶縁物テープの熱伝導は悪
く、従って、これらの熱伝導により、冷却効率が制限さ
れる。また、コアの巻１１に沿って（即ち、絶縁層と磁
性層が偵；１する積ｊ一方向に沿って）、磁気コア（１
）の上、下端面に冷却媒質を直列に流し、冷却する方法
では、冷却媒質のダクトの全長がコア磁路長の２倍と長
くなり、冷却媒質が流れるに従い、冷却媒質の温度が上
昇して冷却効果が低下するため、冷却媒質の入口部と出
口部のコア温度に大きな温度不均一が生ずるといった問
題点があった。
うな構成であったので、冷却媒質と接するコア巻層の一
番外側（及び内側）からしか熱がとれず、中心に近いコ
ア巻層で生じた熱は外側（及び内側）への、ｇｉ性体の
金属テープと絶縁物テープを介した、径方向の熱伝導に
より取ることになる。一般に絶縁物テープの熱伝導は悪
く、従って、これらの熱伝導により、冷却効率が制限さ
れる。また、コアの巻１１に沿って（即ち、絶縁層と磁
性層が偵；１する積ｊ一方向に沿って）、磁気コア（１
）の上、下端面に冷却媒質を直列に流し、冷却する方法
では、冷却媒質のダクトの全長がコア磁路長の２倍と長
くなり、冷却媒質が流れるに従い、冷却媒質の温度が上
昇して冷却効果が低下するため、冷却媒質の入口部と出
口部のコア温度に大きな温度不均一が生ずるといった問
題点があった。
速い立上がりのパルスを発生するパルス回路素子に用い
るような、高周波領域で動作する可飽和リアクトルでは
、特に、磁気コアを充分に冷却することができず、繰返
し動作を高くできない等の問題点があった。
るような、高周波領域で動作する可飽和リアクトルでは
、特に、磁気コアを充分に冷却することができず、繰返
し動作を高くできない等の問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解瀦するためになされ
たもので、冷却能力を飛躍的に向上させて、高繰返し、
かつ高速スイッチングの可飽和リアクトルを得ることが
出来るパルス回路素子を実現することを目的とする。
たもので、冷却能力を飛躍的に向上させて、高繰返し、
かつ高速スイッチングの可飽和リアクトルを得ることが
出来るパルス回路素子を実現することを目的とする。
この発明に係わるパルス回路素子の可飽和リアクトルは
、レーストラック状磁気コアの、積層方向と平行な各コ
ア端面をそれぞれ冷却媒質が独立して流れ、かつ上記レ
ーストラック状磁気コアの半局ずつをそれぞれ周方向に
独立して冷却媒質が流れるようなダクトを設けたもので
ある。
、レーストラック状磁気コアの、積層方向と平行な各コ
ア端面をそれぞれ冷却媒質が独立して流れ、かつ上記レ
ーストラック状磁気コアの半局ずつをそれぞれ周方向に
独立して冷却媒質が流れるようなダクトを設けたもので
ある。
この発明におけるパルス回路素子の可飽和リアクトルは
、コアの長手方向にコアを半局し、かつコアの端面を流
れるようなダクトをコアの、ヒ下端面に独立して設けた
ので、このダクトに冷却媒質を流して、磁気コアの端面
から絶縁層を介さずに熱を取るとともに、１つのダクト
をコアの磁路長の半分と短くできるので、冷却能力が飛
躍的に向上する。
、コアの長手方向にコアを半局し、かつコアの端面を流
れるようなダクトをコアの、ヒ下端面に独立して設けた
ので、このダクトに冷却媒質を流して、磁気コアの端面
から絶縁層を介さずに熱を取るとともに、１つのダクト
をコアの磁路長の半分と短くできるので、冷却能力が飛
躍的に向上する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図（ａ） （ｂ）において、（１）〜（３）に第４図と
同等である＃ （５２Ｘ５ｂ）は、金属テープと絶縁物
テープの積層方向と平行な磁気コア上端面と、絶縁部材
（２）との間に設けられた冷却用ダクト、（６ａＸ６ｂ
）は、金属テープと絶縁物テープの積層方向と平行な磁
気コア下端面と、絶縁部材（２）との間に設けられた冷
却用ダクトであり、冷却ダクト（５ａ）（５ｂ）と冷却
ダクト（６ａ）（６ｂ）は各々独立している。
図（ａ） （ｂ）において、（１）〜（３）に第４図と
同等である＃ （５２Ｘ５ｂ）は、金属テープと絶縁物
テープの積層方向と平行な磁気コア上端面と、絶縁部材
（２）との間に設けられた冷却用ダクト、（６ａＸ６ｂ
）は、金属テープと絶縁物テープの積層方向と平行な磁
気コア下端面と、絶縁部材（２）との間に設けられた冷
却用ダクトであり、冷却ダクト（５ａ）（５ｂ）と冷却
ダクト（６ａ）（６ｂ）は各々独立している。
また、冷却ダクト（５ａ）と冷却ダクト（５ｂ） ％及
び冷却ダクト（６ａ）と冷却ダクト（６ｂ）は、各々磁
気コアの半局ずつをそれぞれ局方向に独立して設けられ
ている。
び冷却ダクト（６ａ）と冷却ダクト（６ｂ）は、各々磁
気コアの半局ずつをそれぞれ局方向に独立して設けられ
ている。
次に動作について説明する。
可飽和リアクトルの磁気コアは、スイッチングに伴い、
鉄損による発熱が生じてコア温度が上昇するため、冷却
媒質により冷却してコア温度が磁性体により決まるある
一定湿度以下に作詩する必要があることは既に述べた。
鉄損による発熱が生じてコア温度が上昇するため、冷却
媒質により冷却してコア温度が磁性体により決まるある
一定湿度以下に作詩する必要があることは既に述べた。
そこで、冷却媒質を磁気コアの巻層に沿って上下端面を
それぞれ、コアを半局するように流し、コアを冷却する
わけであるが、この時、冷却媒質はコア端面との接触面
から熱を奪いとる。ここで上記コア端面は、絶縁テープ
と金属テープが積層する積層方向に平行な端面であるの
で、コア内部の熱は絶縁物テープを介さず、金属テープ
内の熱伝導によってのみ奪いとられる。また、１つの冷
却媒質の流れは、コアに沿って半固するだけなので、冷
却媒質の流れに伴う冷却媒質の温度上昇は少なくて済み
、これらが相俟って冷却能力が飛躍的に向上する。
それぞれ、コアを半局するように流し、コアを冷却する
わけであるが、この時、冷却媒質はコア端面との接触面
から熱を奪いとる。ここで上記コア端面は、絶縁テープ
と金属テープが積層する積層方向に平行な端面であるの
で、コア内部の熱は絶縁物テープを介さず、金属テープ
内の熱伝導によってのみ奪いとられる。また、１つの冷
却媒質の流れは、コアに沿って半固するだけなので、冷
却媒質の流れに伴う冷却媒質の温度上昇は少なくて済み
、これらが相俟って冷却能力が飛躍的に向上する。
なお、上記実施例では、レーストラック状磁気コアとし
て、金属テープと絶縁物テープとを多数層型巻したもの
について示したが、レーストラック状磁気コアとして金
属テープに絶縁物をコーティングしたものを用いても良
い。また、それら磁気コアを複数個セットで用いる場合
には、各コアの間に隙間を設け、コアの間をダクトとす
れば良い。
て、金属テープと絶縁物テープとを多数層型巻したもの
について示したが、レーストラック状磁気コアとして金
属テープに絶縁物をコーティングしたものを用いても良
い。また、それら磁気コアを複数個セットで用いる場合
には、各コアの間に隙間を設け、コアの間をダクトとす
れば良い。
さらに、上記実施例では、導体巻線（３）を巻く絶縁部
材（２）を冷却媒質を流すダクトとして用いたが、導体
巻線（３）が１ターンの高速スイッチング用可飽和リア
クトルでは、第２図（ａ） （ｂ）に示すように、内部
導体（７）、あるいは外部導体（８）、またはその両方
をダクト壁として用いて、容易にコンパクトな構造がと
れる。ここで第２図（ａ） （ｂ）は各々この発明の他
の実施例によるパルス回路素子を示す縦断面図及び横断
面図であり、第２図（ａ）は第２図（ｂ）のＡ−Ａ線で
の断面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のＢ−Ｂ線での
断面図である。
材（２）を冷却媒質を流すダクトとして用いたが、導体
巻線（３）が１ターンの高速スイッチング用可飽和リア
クトルでは、第２図（ａ） （ｂ）に示すように、内部
導体（７）、あるいは外部導体（８）、またはその両方
をダクト壁として用いて、容易にコンパクトな構造がと
れる。ここで第２図（ａ） （ｂ）は各々この発明の他
の実施例によるパルス回路素子を示す縦断面図及び横断
面図であり、第２図（ａ）は第２図（ｂ）のＡ−Ａ線で
の断面図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）のＢ−Ｂ線での
断面図である。
さらに、高電圧で用いる場合には第３図（ａ） （ｂ）
に示すように、内部導体（７）あるいは外部導体（８）
と磁気コア（１）との間に挿入した絶縁物０３ Ｑ４を
ダクト壁として用いても良い。
に示すように、内部導体（７）あるいは外部導体（８）
と磁気コア（１）との間に挿入した絶縁物０３ Ｑ４を
ダクト壁として用いても良い。
なお、第２図（ａ） （ｂ）および第３図（ａ） （ｂ
）において０１）は冷却媒質の導入口、（６）は冷却媒
質の導出口、矢印は冷却媒質の流れを示す。
）において０１）は冷却媒質の導入口、（６）は冷却媒
質の導出口、矢印は冷却媒質の流れを示す。
方向と平行な、各コア端面をそれぞれ冷却媒質が独立し
て流れ、かつ上記レーストラック状磁気コアの半固ずつ
をそれぞれ局方向に独立して冷却媒質が流れるようなダ
クトを設けて、パルス回路素子の可飽和リアクトルを構
成したので、冷却能力が飛躍的に向上し、短パルスを発
生させるため、高周波領域で動作する可飽和リアクトル
を持つパルス回路素子を、高い繰返しで動作させること
ができる効果がある。
て流れ、かつ上記レーストラック状磁気コアの半固ずつ
をそれぞれ局方向に独立して冷却媒質が流れるようなダ
クトを設けて、パルス回路素子の可飽和リアクトルを構
成したので、冷却能力が飛躍的に向上し、短パルスを発
生させるため、高周波領域で動作する可飽和リアクトル
を持つパルス回路素子を、高い繰返しで動作させること
ができる効果がある。
第１図（ａ） （ｂ）は各々この発明の一実施例による
パルス回路素子を示す一部切り欠き平面図及び側面図、
第２図（ａ） （ｂ）は各々この発明の他の実施例によ
るパルス回路素子を示す縦断面図及び横断面図、第３図
（ａ） （ｂ）は各々この発明のさらに他の実施例によ
るパルス回路素子を示す縦断面図及び横断面図、第４図
（ａ） （ｂ）は各々従来のパルス回路素子を示す一部
切り欠き平面図及び側面図、並びに第５図は可飽和リア
クトルに使用する磁気コアの磁気特性を示す特性図であ
る。 図において、（１）はレーストラック状磁気コア、（５
ａ） （５ｂＸ６ａ）（６ｂ）は冷却用ダクトである。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
パルス回路素子を示す一部切り欠き平面図及び側面図、
第２図（ａ） （ｂ）は各々この発明の他の実施例によ
るパルス回路素子を示す縦断面図及び横断面図、第３図
（ａ） （ｂ）は各々この発明のさらに他の実施例によ
るパルス回路素子を示す縦断面図及び横断面図、第４図
（ａ） （ｂ）は各々従来のパルス回路素子を示す一部
切り欠き平面図及び側面図、並びに第５図は可飽和リア
クトルに使用する磁気コアの磁気特性を示す特性図であ
る。 図において、（１）はレーストラック状磁気コア、（５
ａ） （５ｂＸ６ａ）（６ｂ）は冷却用ダクトである。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 絶縁層と磁性層が、内局より外局に向かつて交互に積
層され、長径と短径が異なる偏平形状に成型されたレー
ストラツク状磁気コアを可飽和リアクトル用コアとして
用いるパルス回路素子において、上記レーストラツク状
磁気コアの、積層方向と平行な各コア端面をそれぞれ冷
却媒質が独立して流れ、かつ上記レーストラツク状磁気
コアの半局ずつをそれぞれ局方向に独立して冷却媒質が
流れるようなダクトを設けたことを特徴とするパルス回
路素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27850189A JPH03141621A (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | パルス回路素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27850189A JPH03141621A (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | パルス回路素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03141621A true JPH03141621A (ja) | 1991-06-17 |
| JPH0547967B2 JPH0547967B2 (ja) | 1993-07-20 |
Family
ID=17598194
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27850189A Granted JPH03141621A (ja) | 1989-10-27 | 1989-10-27 | パルス回路素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03141621A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4107174A1 (de) * | 1990-03-06 | 1991-09-12 | Mitsubishi Electric Corp | Spulenanordnung und lasereinrichtung mit einer spulenanordnung |
| WO2016143033A1 (ja) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | ギガフォトン株式会社 | 高電圧パルス発生装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0198206A (ja) * | 1987-06-11 | 1989-04-17 | Hitachi Metals Ltd | 高電圧パルス発生装置用磁性部品 |
| JPH0258811A (ja) * | 1988-08-25 | 1990-02-28 | Hitachi Metals Ltd | 高電圧パルス発生装置用磁性部品 |
-
1989
- 1989-10-27 JP JP27850189A patent/JPH03141621A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0198206A (ja) * | 1987-06-11 | 1989-04-17 | Hitachi Metals Ltd | 高電圧パルス発生装置用磁性部品 |
| JPH0258811A (ja) * | 1988-08-25 | 1990-02-28 | Hitachi Metals Ltd | 高電圧パルス発生装置用磁性部品 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4107174A1 (de) * | 1990-03-06 | 1991-09-12 | Mitsubishi Electric Corp | Spulenanordnung und lasereinrichtung mit einer spulenanordnung |
| US5177762A (en) * | 1990-03-06 | 1993-01-05 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Saturable reactor |
| WO2016143033A1 (ja) * | 2015-03-09 | 2016-09-15 | ギガフォトン株式会社 | 高電圧パルス発生装置 |
| JPWO2016143033A1 (ja) * | 2015-03-09 | 2018-02-01 | ギガフォトン株式会社 | 高電圧パルス発生装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0547967B2 (ja) | 1993-07-20 |
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