JPH03185913A

JPH03185913A - パルス電源装置

Info

Publication number: JPH03185913A
Application number: JP32443089A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Murase; 洋村瀬; Tsuneji Teranishi; 常治寺西; Shigeru Mogi; 茂木　茂; Kenichi Nojima; 健一野嶋; Satoru Yagiu; 悟柳父
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-12-14
Filing date: 1989-12-14
Publication date: 1991-08-13
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JP2667023B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、粒子加速器や高周波パルス発生器等の電源と
して用いられ、高速の立−Ｉニリを有し、波頭値の変動
の少ない矩形波パルスを発生することのできるパルス電
源装置に関するものである。

（従来の技術）従来、矩形波パルスを発生する方法としては、第５図に
示した様なコイルとコンデンサをはしご形に接続したパ
ルス整形回路（Ｐ　Ｆ　Ｎ）が主に用いられてきた。ま
た、近年、白い電子レーザに用いる粒子加速電源や高周
波による粒子加速装置においては、質の良い粒子ビーム
を得るため、波高値の変動が１％程度であることが要求
されてきており、矩形波パルスの質の向上が要求される
ようになった。しかし、第５図に示した様なパルス整形
回路では、負荷６の値の時間的な変動や、高電圧パルス
トランス４、他の特性及び高電圧部の浮遊容量や浮遊イ
ンダクタンスにより、波高値の変動を少なくすることは
、必ずしも容易ではない。

そこで、この様なパルス整形回路においては、第５図に
示した様に、コイル１を可変とすることでコイルのイン
ダクタンスの値を微調整し、波高値の変動を少なくして
、高品質な矩形波を得ることが試みられている。

（発明が解決しようとする課題）ところが、最近、粒子ビームの加速電圧が増々高くなり
、それに伴いパルス電源も高電圧化し、加速部には大き
な電圧（例えば、５００ｋｖ以上）が印加されるように
なった。そのため、この様な状況においては、加速部の
絶縁破壊を防止する必要が生じ、極めてパルス幅の短い
、しかも立上りの急峻なパルスが要求されている。

しかしながら、第５図に示した様な従来のパルス整形回
路では、集中素子を使用しているため、立上り峻度、パ
ルス幅とも制約を受け、所望のものが得られなかった。

本発明は、」二記の様な問題点を解決するためになされ
たものであり、その目的は、極めて急峻な立上りを有し
、パルス幅が短く、波高値の変動の少ない、矩形波パル
スを発生することのできるパルス電源装置を提供するこ
とにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明は、接地金属容器内に導体を配設して分布定数線
路を形成し、この分布定数線路の一端にスイッチ素子を
接続して成るパルス電源装置において、前記接地金属容
器内部に接地電位の電極を複数個配設し、各接地電極を
前記容器の軸方向と直交する方向に移動可能に構成した
ことを特徴とするものである。

（作用）以」二の構成を有する本発明のパルス電源装置は、接地
金属容器内に移動可能に配設された接地電極を、負荷の
時間的変動に対応して移動させて、分布定数線路の特性
インピーダンスを部分的に調整することによって出力波
形を調節し、所望の矩形波パルスを得ることができる。

（実施例）以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図イこ基づい
て具体的に説明する。なお、第５図に示した従来型と同
一の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。

本実施例においては、第１図及び第２図に示した様に、
接地金属容器１０内に導体１１が配設されて分布定数線
路１２が形成されている。この線路の一端には、高電圧
パルスを供給するためのパルストランス３が接続され、
他端には、スイッチ５及び負荷６が接続されている。ま
た、前記接地金属容器１０の内部には、複数個の接地電
極１３が配設され、これらの接地電極１３にはそれぞれ
容器１０を貫通する支持棒１４が取ト１けられている。

そして、この支持棒１４を容器１０の外側に設けた駆動
装置（図示せず）により操作することによって、前記接
地電極１３が、接地電位を保持した状態で容器１０の軸
方向と直交する方向に移動可能に構成されている。

この様に構成されたパルス電源装置は、以下に述べる様
に作用する。即ち、分布定数線路１２の特性インピーダ
ンスは、容器１０の内部に配設された各接地電極１３の
位置によって決まるため、分布定数線路１２に接続され
た負荷６の時間的変動等に合わせて、各接地電極１３を
移動させ、容器内部の各部位における特性インピーダン
スを調整する。その結果、波高値の変動の少ない矩形波
パルスが得られる。また、各接地電極１３を容器１０の
軸方向と直交する方向へ移動させる操作は、各接地電極
１３に取付けられた支持棒１４を容器１０の外部に設け
られた駆動装置（図示せず）によって駆動することによ
り行えるので、調整作業が容易なものとなる。

なお、本発明者等の実験からも、」二連した方法で各接
地電極１３の位置を適宜調整することによって、波高値
の変動の少ない矩形波パルスが得られることが明らかと
なっている。

この様に、本実施例によれば、接地金属容器内に移動可
能に配設された接地電極を、負荷の時間的変動に対応し
て移動させ、分布定数線路の特性インピーダンスを部分
的に調整することによって出力波形を調節し、所望の矩
形波パルスを得ることができる。また、接地金属容器を
貫通して配設された支持棒を駆動することによって、容
器外部から波形の調整が行えるので、容易に、波高値の
変動の少ない、良質な矩形波パルスを得ることができる
。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、各支持棒に接続する駆動装置の種類は特に限定され
ず、また、駆動装置を遠方操作、自動操作が可能なよう
に構成することもできる。

さらに、第３図に示した様に、中心導体２０を螺旋構造
としても良い。この場合は、分布定数線路２１の特性イ
ンピーダンスを高くとることができるので、比較的高い
抵抗を有する負荷に適用することができる。さらに、第
４図に示した様に、螺旋構造を有する中心導体２２と中
間導体２３とを同軸状に配設して分布定数線路を形成し
、この分布定数線路をブルームラインとして動作させて
も良い。この場合、線路の一端に高電圧パルスを供給す
るためのパルストランス３、スイッチ５及び波形調整用
可変コンデンサ２４ａを配設し、他端においては、中心
導体２２と中間導体２３の間、及び、中間導体２３と容
器１０の間に、それぞれ波形調整用可変コンデンサ２４
　ｂ、　　２４　ｃを配設する。この様なパルス電源装
置においても、分布定数線路の特性インピーダンスを高
くとることができるので、高い抵抗を有する負荷に適用
することができる。なお、第４図に示した実施例におい
ては、中心導体２２と中間導体２３のサージ伝搬速度を
等しくするために、単位長さ当たりの螺旋導体の長さを
等しくする必要があり、中心導体２２の螺旋構造を中間
導体２３の螺旋構造より密に形成することが望ましい。

［発明の効果］以上説明した様に、本発明によれば、接地金属容器内部
に接地電位の電極を複数個配設し、各接地電極を容器の
軸方向と直交する方向に移動可能に構成することによっ
て、極めて急峻な立上りを有し、パルス幅が短く、波高
値の変動の少ない、矩形波パルスを発生することのでき
るパルス電源装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパルス電源装置の一実施例を示す概略
回路図、第２図は第１図の縦断面図、第３図及び第４図
は本発明の他の実施例を示す概略回路図、第５図は従来
のパルス整形回路の一例を示す概略回路図である。１・・・可変コイル、２・・・コンデンサ、３，４・・
・パルストランス、５・・・スイッチ、６・・・負荷、
７・・・パルス整形回路、１０・・・接地金属容器、１
１・・・導体、１２・・・分布定数線路、１３・・・接
地電極、１４・・・支持棒、２０・・・中心導体、２１
・・・分布定数線路、２２・・・中心導体、２３・・・
中間導体、２４ａ〜２４ｃ・・・波形調整用可変コンデ
ンサ。

Claims

【特許請求の範囲】

接地金属容器内に導体を配設して分布定数線路を形成し
、この分布定数線路の一端にスイッチ素子を接続して成
るパルス電源装置において、前記接地金属容器内部に接
地電位の電極を複数個配設し、各接地電極を前記容器の
軸方向と直交する方向に移動可能に構成したことを特徴
とするパルス電源装置。