JPH05304784A - 倍電圧パルス電源 - Google Patents
倍電圧パルス電源Info
- Publication number
- JPH05304784A JPH05304784A JP10629392A JP10629392A JPH05304784A JP H05304784 A JPH05304784 A JP H05304784A JP 10629392 A JP10629392 A JP 10629392A JP 10629392 A JP10629392 A JP 10629392A JP H05304784 A JPH05304784 A JP H05304784A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、倍電圧パルス電源において、直列
接続のコンデンサの片方に電荷が残留すると不具合を解
消することを目的とする。 【構成】 直列接続された第１のコンデンサ４と第２の
コンデンサ５から成る直列回路と、前記第１のコンデン
サ４と第２のコンデンサ５の直列接続点に一端が接続さ
れ他端が充電電源の正極側に接続される第１のリアクト
ル３と、アノ―ドが前記第１のリアクトル３の他端に接
続されカソ―ドが前記充電電源の負極側に接続される第
１のスイッチ７と、前記第１のコンデンサ４と第２のコ
ンデンサ５の直列回路に並列接続される第２のリアクト
ル６と、該第２のリアクトル６に並列接続される磁気ス
イッチ８と負荷９との直列回路から成る倍電圧パルス電
源において、前第１のコンデンサ容量が前記第２のコン
デンサ容量より大なることを特徴とした倍電圧パルス電
源。
接続のコンデンサの片方に電荷が残留すると不具合を解
消することを目的とする。 【構成】 直列接続された第１のコンデンサ４と第２の
コンデンサ５から成る直列回路と、前記第１のコンデン
サ４と第２のコンデンサ５の直列接続点に一端が接続さ
れ他端が充電電源の正極側に接続される第１のリアクト
ル３と、アノ―ドが前記第１のリアクトル３の他端に接
続されカソ―ドが前記充電電源の負極側に接続される第
１のスイッチ７と、前記第１のコンデンサ４と第２のコ
ンデンサ５の直列回路に並列接続される第２のリアクト
ル６と、該第２のリアクトル６に並列接続される磁気ス
イッチ８と負荷９との直列回路から成る倍電圧パルス電
源において、前第１のコンデンサ容量が前記第２のコン
デンサ容量より大なることを特徴とした倍電圧パルス電
源。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高電圧パルス電源に好適
な倍電圧方式のパルス電源に関する。
な倍電圧方式のパルス電源に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来の高電圧のパルスを得るた
めの回路で、一般にパルス電源と呼ばれている。図２に
おいて、１は充電電源、２はリアクトル、３は第１のリ
アクトルで、第１のリアクトル３はリアクトル２に比べ
てインダクタンス値がかなり小さい。４は第１のコンデ
ンサ、５は第２のコンデンサで、その容量は等しい。６
は第２のリアクトルでリアクトル２に比べてインダクタ
ンス値はかなり小さい。ここで第１のコンデンサ４と第
２のコンデンサ５に充電される過程を説明する。第１の
コンデンサ４には、リアクトル２→リアクトル３→コン
デンサ４を通して、つまりル―トＡに沿って図２に示す
極性に電圧Ｅに充電される。第２のコンデンサ５には、
リアクトル２→第１のリアクトル３→第２のコンデンサ
５→第２のリアクトル６を通してつまりル―トＢに沿っ
て図２に示す極性に充電される。第２のリアクトル６は
リアクトル２に比べてインダクタンス値が非常に小さい
ので第２のコンデンサ５の充電電圧は第１のコンデンサ
４の充電電圧Ｅとほぼ同じＥとなる。７は第１のスイッ
チで例えば、ここではサイリスタとする。８は第２のス
イッチで可飽和リアクトル等の磁気スイッチが使用され
る。９は負荷でレ―ザ放電部などが相当する。ここでサ
イリスタ７を点弧すると第１のリアクトル３を通して第
１のコンデンサ４の電荷は反転して、第１のコンデンサ
４と第２のコンデンサ５の極性は同極性となる。よって
第１のコンデンサ４と第２のコンデンサ５の電圧を合せ
た直列電圧は、ほぼ２Ｅとなるり、そのため倍電圧とい
う呼び名が使用される。磁気スイッチ８には、ほぼ２Ｅ
の電圧が印加されて可飽和リアクトルである磁気スイッ
チ８は飽和導通状態になり第１のコンデンサ４と第２の
コンデンサ５の電荷は磁気スイッチ８を通して負荷９例
えばレ―ザ放電部にて消費される。
めの回路で、一般にパルス電源と呼ばれている。図２に
おいて、１は充電電源、２はリアクトル、３は第１のリ
アクトルで、第１のリアクトル３はリアクトル２に比べ
てインダクタンス値がかなり小さい。４は第１のコンデ
ンサ、５は第２のコンデンサで、その容量は等しい。６
は第２のリアクトルでリアクトル２に比べてインダクタ
ンス値はかなり小さい。ここで第１のコンデンサ４と第
２のコンデンサ５に充電される過程を説明する。第１の
コンデンサ４には、リアクトル２→リアクトル３→コン
デンサ４を通して、つまりル―トＡに沿って図２に示す
極性に電圧Ｅに充電される。第２のコンデンサ５には、
リアクトル２→第１のリアクトル３→第２のコンデンサ
５→第２のリアクトル６を通してつまりル―トＢに沿っ
て図２に示す極性に充電される。第２のリアクトル６は
リアクトル２に比べてインダクタンス値が非常に小さい
ので第２のコンデンサ５の充電電圧は第１のコンデンサ
４の充電電圧Ｅとほぼ同じＥとなる。７は第１のスイッ
チで例えば、ここではサイリスタとする。８は第２のス
イッチで可飽和リアクトル等の磁気スイッチが使用され
る。９は負荷でレ―ザ放電部などが相当する。ここでサ
イリスタ７を点弧すると第１のリアクトル３を通して第
１のコンデンサ４の電荷は反転して、第１のコンデンサ
４と第２のコンデンサ５の極性は同極性となる。よって
第１のコンデンサ４と第２のコンデンサ５の電圧を合せ
た直列電圧は、ほぼ２Ｅとなるり、そのため倍電圧とい
う呼び名が使用される。磁気スイッチ８には、ほぼ２Ｅ
の電圧が印加されて可飽和リアクトルである磁気スイッ
チ８は飽和導通状態になり第１のコンデンサ４と第２の
コンデンサ５の電荷は磁気スイッチ８を通して負荷９例
えばレ―ザ放電部にて消費される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】以上の説明において、
第１のコンデンサ４の電荷をスイッチ７を通して反転し
たとき、ほぼ電圧がＥになると説明したが、厳密には反
転中に第１のリアクトル３や第１のスイッチ７のロスに
よって第１のコンデンサ４の電圧はＥより小さくなる。
よって第１のコンデンサ４と第２のコンデンサ５の容量
は等しいので、電圧が低い分第１のコンデンサ４の電荷
量Ｑ４は第２のコンデンサ５の電荷量Ｑ５に比べて小さ
い。つまりＱ４＜Ｑ５である。ところが磁気スイッチ８
が導通して負荷９に流れる電流は第１のコンデンサ４，
第２のコンデンサ５に共通であるので、第１のコンデン
サ４の電荷が無くなっても電荷量の多い第２のコンデン
サ５には電荷が残って残留電荷が発生する。残留電荷に
よって引き起こされる不具合の一例として、負荷９のレ
―ザ放電部で正規の放電に引続き第２のコンデンサ５の
残留電荷が放電されるが、そのときの電圧は残留電荷に
よるため電圧が低くア―クが発生し、引続くレ―ザ光発
生のための正規の放電を妨害するという不具合がある。
或いは又、ア―クが発生する程の電圧が残留電荷になけ
れば残留電荷が繰り返し蓄積されて、電圧上昇のすえ過
電圧破壊を起こす不具合もある。従って、本発明の目的
は、この有害な残留電荷が発生しない倍電圧パルス電源
を提供することにある。
第１のコンデンサ４の電荷をスイッチ７を通して反転し
たとき、ほぼ電圧がＥになると説明したが、厳密には反
転中に第１のリアクトル３や第１のスイッチ７のロスに
よって第１のコンデンサ４の電圧はＥより小さくなる。
よって第１のコンデンサ４と第２のコンデンサ５の容量
は等しいので、電圧が低い分第１のコンデンサ４の電荷
量Ｑ４は第２のコンデンサ５の電荷量Ｑ５に比べて小さ
い。つまりＱ４＜Ｑ５である。ところが磁気スイッチ８
が導通して負荷９に流れる電流は第１のコンデンサ４，
第２のコンデンサ５に共通であるので、第１のコンデン
サ４の電荷が無くなっても電荷量の多い第２のコンデン
サ５には電荷が残って残留電荷が発生する。残留電荷に
よって引き起こされる不具合の一例として、負荷９のレ
―ザ放電部で正規の放電に引続き第２のコンデンサ５の
残留電荷が放電されるが、そのときの電圧は残留電荷に
よるため電圧が低くア―クが発生し、引続くレ―ザ光発
生のための正規の放電を妨害するという不具合がある。
或いは又、ア―クが発生する程の電圧が残留電荷になけ
れば残留電荷が繰り返し蓄積されて、電圧上昇のすえ過
電圧破壊を起こす不具合もある。従って、本発明の目的
は、この有害な残留電荷が発生しない倍電圧パルス電源
を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記目的は、直列接続さ
れた第１のコンデンサと第２のコンデンサから成る直列
回路と、前記第１のコンデンサと第２のコンデンサの直
列接続点に一端が接続され他端が充電電源の正極側に接
続される第１のリアクトルと、アノ―ドが前記第１のリ
アクトルの他端に接続されカソ―ドが前記充電電源の負
極側に接続される第１のスイッチと、前記第１のコンデ
ンサと第２のコンデンサの直列回路に並列接続される第
２のリアクトルと、該第２のリアクトルに並列接続され
る磁気スイッチと負荷との直列回路から成る倍電圧パル
ス電源において、前第１のコンデンサ容量が前記第２の
コンデンサ容量より大なるように選定することによって
達成出来る。
れた第１のコンデンサと第２のコンデンサから成る直列
回路と、前記第１のコンデンサと第２のコンデンサの直
列接続点に一端が接続され他端が充電電源の正極側に接
続される第１のリアクトルと、アノ―ドが前記第１のリ
アクトルの他端に接続されカソ―ドが前記充電電源の負
極側に接続される第１のスイッチと、前記第１のコンデ
ンサと第２のコンデンサの直列回路に並列接続される第
２のリアクトルと、該第２のリアクトルに並列接続され
る磁気スイッチと負荷との直列回路から成る倍電圧パル
ス電源において、前第１のコンデンサ容量が前記第２の
コンデンサ容量より大なるように選定することによって
達成出来る。
【０００５】
【作用】前記の不具合を発生させている原因は、第１の
コンデンサ４と第２のコンデンサ５の電荷量が異るため
に発生するのであるから、第１のコンデンサ４の電荷を
反転させた時、第１のコンデンサ４の電荷量と第２のコ
ンデンサ５の電荷量が等しくなるように最初から充電し
ておけば良い。反転時の反転回路ここではスイッチ７と
第１のリアクトル３と第１のコンデンサ４の合成抵抗を
Ｒ(t) 及び反転電流をｉ(t) とおけば、 （Ｃ1 Ｅ2 −Ｒ(t) ・Ｉ(t) 2 ）／２＝（Ｃ2 Ｅ2 ）／２……(1) ただし、第１のコンデンサ４の容量をＣ1 ，第２のコン
デンサ５の容量をＣ2 とする。当然のことであるがＣ1
＞Ｃ2 である。第１のコンデンサ４の容量Ｃ1 と第２の
コンデンサ５の容量Ｃ2 を式(1) を満たすようにしてお
けば充電時、 第１のコンデンサ４のエネルギ＝Ｃ1 ・Ｅ2 ／２ 第２のコンデンサ５のエネルギ＝Ｃ2 ・Ｅ2 ／２ である。Ｃ1 ＞Ｃ2 なので、当然のことであるが、Ｃ1
・Ｅ2 ／２＞Ｃ2 ・Ｅ2 ／２である。次に、第１のコン
デンサ４の電荷を反転させると反転中、Ｒ(t) ・ｉ(t)
2 のエネルギが失われるので反転後 第１のデンサ４のエネルギ＝（Ｃ1 ・Ｅ2 ／２）−Ｒ
(t) ・ｉ(t) 2 第２のコンデンサ５のエネルギ＝Ｃ2 ・Ｅ2 ／２ となる。
コンデンサ４と第２のコンデンサ５の電荷量が異るため
に発生するのであるから、第１のコンデンサ４の電荷を
反転させた時、第１のコンデンサ４の電荷量と第２のコ
ンデンサ５の電荷量が等しくなるように最初から充電し
ておけば良い。反転時の反転回路ここではスイッチ７と
第１のリアクトル３と第１のコンデンサ４の合成抵抗を
Ｒ(t) 及び反転電流をｉ(t) とおけば、 （Ｃ1 Ｅ2 −Ｒ(t) ・Ｉ(t) 2 ）／２＝（Ｃ2 Ｅ2 ）／２……(1) ただし、第１のコンデンサ４の容量をＣ1 ，第２のコン
デンサ５の容量をＣ2 とする。当然のことであるがＣ1
＞Ｃ2 である。第１のコンデンサ４の容量Ｃ1 と第２の
コンデンサ５の容量Ｃ2 を式(1) を満たすようにしてお
けば充電時、 第１のコンデンサ４のエネルギ＝Ｃ1 ・Ｅ2 ／２ 第２のコンデンサ５のエネルギ＝Ｃ2 ・Ｅ2 ／２ である。Ｃ1 ＞Ｃ2 なので、当然のことであるが、Ｃ1
・Ｅ2 ／２＞Ｃ2 ・Ｅ2 ／２である。次に、第１のコン
デンサ４の電荷を反転させると反転中、Ｒ(t) ・ｉ(t)
2 のエネルギが失われるので反転後 第１のデンサ４のエネルギ＝（Ｃ1 ・Ｅ2 ／２）−Ｒ
(t) ・ｉ(t) 2 第２のコンデンサ５のエネルギ＝Ｃ2 ・Ｅ2 ／２ となる。
【０００６】式(1) の関係より反転後は第１のコンデン
サ４の蓄積電荷エネルギと第２のコンデンサ５の蓄積電
荷エネルギは等しいので、スイッチ８が導通して負荷９
に第１のコンデンサ４と第２のコンデンサ５の電荷が放
電される時放電電流が共通で、蓄積電荷同じなので第１
のコンデンサ４には電荷は残留しない。
サ４の蓄積電荷エネルギと第２のコンデンサ５の蓄積電
荷エネルギは等しいので、スイッチ８が導通して負荷９
に第１のコンデンサ４と第２のコンデンサ５の電荷が放
電される時放電電流が共通で、蓄積電荷同じなので第１
のコンデンサ４には電荷は残留しない。
【０００７】
【実施例】次に、図１を参照して本発明の一実施例を説
明する。本発明は図２に示す従来ののもと構成は同一で
あるが、従来技術と異るところは、従来技術では第１の
コンデンサ４の容量Ｃ1 と第２のコンデンサ５の容量Ｃ
2 は等しいものであったが本実施例では、第１のコンデ
ンサ４の容量Ｃ1 は第２のコンデンサ５の容量Ｃ2より
大きく、その差は式(1) を満足する値である。まず第１
のコンデンサ４，第２のコンデンサ５に対する充電は図
２の従来と同じように第１のコンデンサ４はル―トＡを
通して充電され第２のコンデンサ５はル―トＢを通して
充電される。その充電エネルギは、 第１のコンデンサ４のエネルギ＝Ｃ1 ・Ｅ2 ／２ 第２のコンデンサ５のエネルギ＝Ｃ2 ・Ｅ2 ／２ となる。従来技術では、 Ｃ1 ・Ｅ2 ／２＝Ｃ2 ・Ｅ2 ／２ であったが、本発明では、Ｃ1 ＞Ｃ2 なので、 Ｃ1 ・Ｅ2 ／２＞Ｃ2 ・Ｅ2 ／２ である。厳密には、 （Ｃ1 ・Ｅ2 ／２）−Ｒ(t) ・ｉ(t) 2 ＝Ｃ2 ・Ｅ2 ／２ となる。
明する。本発明は図２に示す従来ののもと構成は同一で
あるが、従来技術と異るところは、従来技術では第１の
コンデンサ４の容量Ｃ1 と第２のコンデンサ５の容量Ｃ
2 は等しいものであったが本実施例では、第１のコンデ
ンサ４の容量Ｃ1 は第２のコンデンサ５の容量Ｃ2より
大きく、その差は式(1) を満足する値である。まず第１
のコンデンサ４，第２のコンデンサ５に対する充電は図
２の従来と同じように第１のコンデンサ４はル―トＡを
通して充電され第２のコンデンサ５はル―トＢを通して
充電される。その充電エネルギは、 第１のコンデンサ４のエネルギ＝Ｃ1 ・Ｅ2 ／２ 第２のコンデンサ５のエネルギ＝Ｃ2 ・Ｅ2 ／２ となる。従来技術では、 Ｃ1 ・Ｅ2 ／２＝Ｃ2 ・Ｅ2 ／２ であったが、本発明では、Ｃ1 ＞Ｃ2 なので、 Ｃ1 ・Ｅ2 ／２＞Ｃ2 ・Ｅ2 ／２ である。厳密には、 （Ｃ1 ・Ｅ2 ／２）−Ｒ(t) ・ｉ(t) 2 ＝Ｃ2 ・Ｅ2 ／２ となる。
【０００８】次にスイッチ７を導通させ、第１のコンデ
ンサ４の電荷を第１のリアクトル３スイッチ７を通って
反転させるが、その時Ｒ(t) ・ｉ(t) 2 のエネルギが失
われる。よって反転後は、 第１のコンデンサ４のエネルギ＝（Ｃ1 ・Ｅ2 ／２）−
Ｒ(t) ・ｉ(t) 2 第２のコンデンサ５のエネルギ＝Ｃ2 ・Ｅ2 ／２ である。式(1) より第１のコンデンサ４のエネルギと第
２のコンデンサ５のエネルギとは等しくなる。
ンサ４の電荷を第１のリアクトル３スイッチ７を通って
反転させるが、その時Ｒ(t) ・ｉ(t) 2 のエネルギが失
われる。よって反転後は、 第１のコンデンサ４のエネルギ＝（Ｃ1 ・Ｅ2 ／２）−
Ｒ(t) ・ｉ(t) 2 第２のコンデンサ５のエネルギ＝Ｃ2 ・Ｅ2 ／２ である。式(1) より第１のコンデンサ４のエネルギと第
２のコンデンサ５のエネルギとは等しくなる。
【０００９】次にスイッチ８が導通して負荷９例えばレ
―ザ放電部に向かって第１のコンデンサ４と第２のコン
デンサ５の電荷は放電される。この時第１のコンデンサ
４と第２のコンデンサ５は直列接続なので放電電流は共
通で、第１のコンデンサ４と第２のコンデンサ５の蓄積
エネルギは等しいので従来技術と異り第１のコンデンサ
４に電荷が残ることは無い。
―ザ放電部に向かって第１のコンデンサ４と第２のコン
デンサ５の電荷は放電される。この時第１のコンデンサ
４と第２のコンデンサ５は直列接続なので放電電流は共
通で、第１のコンデンサ４と第２のコンデンサ５の蓄積
エネルギは等しいので従来技術と異り第１のコンデンサ
４に電荷が残ることは無い。
【００１０】
【発明の効果】以上説明のように本発明によれば、倍電
圧パルス電源を構成するコンデンサの片方に電荷が残留
すると不具合を解消することができる。
圧パルス電源を構成するコンデンサの片方に電荷が残留
すると不具合を解消することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す倍電圧パルス電源の回
路図。
路図。
【図２】従来の倍電圧パルス電源の回路図である。
１…充電電源、２…リアクトル、３…第１のリアクト
ル、４…第１のコンデンサ、５…第２のコンデンサ、６
…第２のリアクトル、７…半導体スイッチング素子、８
…可飽和リアクトル、９…負荷、
ル、４…第１のコンデンサ、５…第２のコンデンサ、６
…第２のリアクトル、７…半導体スイッチング素子、８
…可飽和リアクトル、９…負荷、
Claims (1)
- 【請求項１】 直列接続された第１のコンデンサと
第２のコンデンサから成る直列回路と、前記第１のコン
デンサと第２のコンデンサの直列接続点に一端が接続さ
れ他端が充電電源の正極側に接続される第１のリアクト
ルと、アノ―ドが前記第１のリアクトルの他端に接続さ
れカソ―ドが前記充電電源の負極側に接続される第１の
スイッチと、前記第１のコンデンサと第２のコンデンサ
の直列回路に並列接続される第２のリアクトルと、該第
２のリアクトルに並列接続される磁気スイッチと負荷と
の直列回路から成る倍電圧パルス電源において、前第１
のコンデンサ容量が前記第２のコンデンサ容量より大な
ることを特徴とした倍電圧パルス電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10629392A JPH05304784A (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 倍電圧パルス電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10629392A JPH05304784A (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 倍電圧パルス電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05304784A true JPH05304784A (ja) | 1993-11-16 |
Family
ID=14430009
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10629392A Pending JPH05304784A (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 倍電圧パルス電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05304784A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113179005A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-07-27 | 长安大学 | 一种双脉冲电源及其工作方法 |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP10629392A patent/JPH05304784A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113179005A (zh) * | 2021-05-25 | 2021-07-27 | 长安大学 | 一种双脉冲电源及其工作方法 |
| CN113179005B (zh) * | 2021-05-25 | 2023-08-01 | 长安大学 | 一种双脉冲电源及其工作方法 |
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