JPH08186475A - パルス電源 - Google Patents
パルス電源Info
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- JPH08186475A JPH08186475A JP7000158A JP15895A JPH08186475A JP H08186475 A JPH08186475 A JP H08186475A JP 7000158 A JP7000158 A JP 7000158A JP 15895 A JP15895 A JP 15895A JP H08186475 A JPH08186475 A JP H08186475A
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- capacitors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気パルス圧縮段数の低減及び半導体スイッ
チの制御電圧の低減等を達成し得ると同時にトランス容
積を小さくして全体的な小形可も達成し得るパルス電源
を提供する。 【構成】 並列充電した第１及び第２のコンデンサ
ＣO1，ＣO2を、スイッチＳＷの投入により直列接続し、
この直列接続に伴なう可飽和リアクトルＳＩ1 の磁気ス
イッチ作用によりパルス圧縮を行なうとともに、このパ
ルスをパルストランスＰＴで昇圧し、ピーキング・コン
デンサＣP を充電してレーザヘッドＬＨに高電圧・短パ
ルスを得るものである。
チの制御電圧の低減等を達成し得ると同時にトランス容
積を小さくして全体的な小形可も達成し得るパルス電源
を提供する。 【構成】 並列充電した第１及び第２のコンデンサ
ＣO1，ＣO2を、スイッチＳＷの投入により直列接続し、
この直列接続に伴なう可飽和リアクトルＳＩ1 の磁気ス
イッチ作用によりパルス圧縮を行なうとともに、このパ
ルスをパルストランスＰＴで昇圧し、ピーキング・コン
デンサＣP を充電してレーザヘッドＬＨに高電圧・短パ
ルスを得るものである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパルス電源に関し、特に
パルスレーザ及びパルスプラズマ発生装置等の励起電源
として有用なものである。
パルスレーザ及びパルスプラズマ発生装置等の励起電源
として有用なものである。
【０００２】
【従来の技術】パルスレーザ励起及びパルスプラズマ発
生等にはパルス電源を必要とし、これらの用途に供すべ
く種々のパルス電源が提案されている。
生等にはパルス電源を必要とし、これらの用途に供すべ
く種々のパルス電源が提案されている。
【０００３】この種のパルス電源の一種として磁気パル
ス圧縮段数を少なくし、また半導体スイッチの制御電圧
を低くしながら高電圧・大電流パルスを得るパルス電源
が特願平６−１６９０８号として提案されている。
ス圧縮段数を少なくし、また半導体スイッチの制御電圧
を低くしながら高電圧・大電流パルスを得るパルス電源
が特願平６−１６９０８号として提案されている。
【０００４】図４はこのパルス電源を示す回路図であ
る。同図に示すように、半導体スイッチＳＷはＧＴＯサ
イリスタ，ＳＩサイリスタ，ＩＧＢＴ，ＭＯＳＦＥＴ等
の１つの半導体スイッチング素子とそのゲート制御回
路，スナバ回路を有して構成された初段スイッチにされ
る。
る。同図に示すように、半導体スイッチＳＷはＧＴＯサ
イリスタ，ＳＩサイリスタ，ＩＧＢＴ，ＭＯＳＦＥＴ等
の１つの半導体スイッチング素子とそのゲート制御回
路，スナバ回路を有して構成された初段スイッチにされ
る。
【０００５】初段パルス発生回路は、パルストランスＰ
Ｔと初段エネルギ蓄積用コンデンサＣ0 及び高圧直流電
源ＨＤＣに半導体スイッチＳＷを組み合わせて構成して
ある。
Ｔと初段エネルギ蓄積用コンデンサＣ0 及び高圧直流電
源ＨＤＣに半導体スイッチＳＷを組み合わせて構成して
ある。
【０００６】パルストランスＰＴの２次巻線には昇圧と
磁気パルス圧縮を行う可飽和トランスＳＴが接続されて
いる。可飽和トランスＳＴの２次巻線にはコンデンサＣ
1 ，Ｃ2 とリアクトルＬからなる倍電圧発生回路が設け
られている。
磁気パルス圧縮を行う可飽和トランスＳＴが接続されて
いる。可飽和トランスＳＴの２次巻線にはコンデンサＣ
1 ，Ｃ2 とリアクトルＬからなる倍電圧発生回路が設け
られている。
【０００７】さらに、倍電圧発生回路の出力端になるリ
アクトルＬの両端には可飽和リアクトルＳＩ1 とピーキ
ング・コンデンサＣP の直列回路が並列接続されてい
る。また、コンデンサＣP には負荷としてのレーザヘッ
ドＬＨが並列接続されている。
アクトルＬの両端には可飽和リアクトルＳＩ1 とピーキ
ング・コンデンサＣP の直列回路が並列接続されてい
る。また、コンデンサＣP には負荷としてのレーザヘッ
ドＬＨが並列接続されている。
【０００８】上記パルス電源において、パルス発生の開
始には、コンデンサＣ0 は高圧直流電源ＨＤＣによって
高圧充電しておく。この充電は、パルス発生の繰り返し
周波数及び発生タイミングに応じてなされる。
始には、コンデンサＣ0 は高圧直流電源ＨＤＣによって
高圧充電しておく。この充電は、パルス発生の繰り返し
周波数及び発生タイミングに応じてなされる。
【０００９】この後、半導体スイッチＳＷをオンさせる
ことにより、コンデンサＣ0 →パルストランスＰＴの１
次巻線→半導体スイッチＳＷの経路で１次電流Ｉ0 を流
す。
ことにより、コンデンサＣ0 →パルストランスＰＴの１
次巻線→半導体スイッチＳＷの経路で１次電流Ｉ0 を流
す。
【００１０】この電流Ｉ0 に対し、パルストランスＰＴ
と可飽和トランスＳＴによる２段の昇圧がなされ、可飽
和トランスＳＴの２次巻線に電流Ｉ0 ′を発生させる。
このとき、可飽和トランスＳＴは非飽和領域で動作さ
せ、その巻数比による昇圧した電圧を２次巻線に得るト
ランスとして動作させる。
と可飽和トランスＳＴによる２段の昇圧がなされ、可飽
和トランスＳＴの２次巻線に電流Ｉ0 ′を発生させる。
このとき、可飽和トランスＳＴは非飽和領域で動作さ
せ、その巻数比による昇圧した電圧を２次巻線に得るト
ランスとして動作させる。
【００１１】電流Ｉ0 による可飽和トランスＳＴの２次
側では、その非飽和動作で電流Ｉ0′がコンデンサＣ1
の充電電流及びコンデンサＣ2 とリアクトルＬの振動電
流として流れる。
側では、その非飽和動作で電流Ｉ0′がコンデンサＣ1
の充電電流及びコンデンサＣ2 とリアクトルＬの振動電
流として流れる。
【００１２】この後、可飽和トランスＳＴが飽和領域に
入ると、その１次側と２次側が非結合状態となり、トラ
ンスとしての作用でなく可飽和リアクトルとして作用す
る磁気スイッチとなり、２次巻線が低インダクタンスに
なって電流Ｉ1 がコンデンサＣ1 →可飽和トランスＳＴ
の２次巻線→コンデンサＣ1 の経路で流れ、コンデンサ
Ｃ1 が逆極性に充電される。
入ると、その１次側と２次側が非結合状態となり、トラ
ンスとしての作用でなく可飽和リアクトルとして作用す
る磁気スイッチとなり、２次巻線が低インダクタンスに
なって電流Ｉ1 がコンデンサＣ1 →可飽和トランスＳＴ
の２次巻線→コンデンサＣ1 の経路で流れ、コンデンサ
Ｃ1 が逆極性に充電される。
【００１３】このとき、コンデンサＣ1 ，Ｃ2 の直列回
路には、可飽和トランスＳＴのトランス動作の出力電圧
の２倍の充電電圧が発生し、リアクトルＬの両端には２
倍の電源圧が発生する。
路には、可飽和トランスＳＴのトランス動作の出力電圧
の２倍の充電電圧が発生し、リアクトルＬの両端には２
倍の電源圧が発生する。
【００１４】この電圧に対し、可飽和リアクトルＳＩ1
は、初期にはピーキング・コンデンサＣP 側への電流を
阻止し、可飽和リアクトルＳＩ1 が飽和すると磁気スイ
ッチとなってコンデンサＣ1 ，Ｃ2 の直列回路からコン
デンサＣP 側にパルス圧縮した電流Ｉ2 を流す。
は、初期にはピーキング・コンデンサＣP 側への電流を
阻止し、可飽和リアクトルＳＩ1 が飽和すると磁気スイ
ッチとなってコンデンサＣ1 ，Ｃ2 の直列回路からコン
デンサＣP 側にパルス圧縮した電流Ｉ2 を流す。
【００１５】この電流Ｉ2 によりコンデンサＣP には高
電圧・大電流のパルスを得、このパルスによりレーザヘ
ッドＬＨには短絡電流を供給、すなわち高電圧・大電流
の超短パルスを供給する。
電圧・大電流のパルスを得、このパルスによりレーザヘ
ッドＬＨには短絡電流を供給、すなわち高電圧・大電流
の超短パルスを供給する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】上述の如きパルス電源
によれば、パルストランスＰＴと可飽和トランスＳＴは
トランス動作による昇圧を得、さらに可飽和トランスＳ
Ｔによる磁気スイッチ動作によりＬＣ反転の２倍電圧に
昇圧し、この後に可飽和リアクトルＳＩ1 によるパルス
圧縮を行ない、３段の昇圧と２回の磁気圧縮を行なうこ
とで超短パルスを得るという優れた効果を奏するもので
はあるが、半導体スイッチＳＷがコンデンサＣ0 に蓄積
されたエネルギの全てをスイッチするため負担が大きい
点に鑑み、ＬＣ反転の他にパルストランスＰＴと可飽和
トランスＳＴを用いて半導体スイッチＳＷのスイッチン
グ電圧を低くしている。
によれば、パルストランスＰＴと可飽和トランスＳＴは
トランス動作による昇圧を得、さらに可飽和トランスＳ
Ｔによる磁気スイッチ動作によりＬＣ反転の２倍電圧に
昇圧し、この後に可飽和リアクトルＳＩ1 によるパルス
圧縮を行ない、３段の昇圧と２回の磁気圧縮を行なうこ
とで超短パルスを得るという優れた効果を奏するもので
はあるが、半導体スイッチＳＷがコンデンサＣ0 に蓄積
されたエネルギの全てをスイッチするため負担が大きい
点に鑑み、ＬＣ反転の他にパルストランスＰＴと可飽和
トランスＳＴを用いて半導体スイッチＳＷのスイッチン
グ電圧を低くしている。
【００１７】このように、上記パルス電源は、パルスト
ランスＰＴ及び可飽和トランスＳＴを、パルス圧縮を行
なう前段で使用しているため、電圧時間積の時間成分が
大きくなり、電圧時間積に比例するトランスの磁心断面
積が大きくなることによりトランス容積が大きくなると
いう問題がある。すなわち、電圧時間積は素子にかかる
電圧の積分値で、電圧が高くなるか、若しくは時間（パ
ルス幅）が大きくなると、電圧時間積（Ｖ・ｔ積）は大
きくなる。パルス圧縮後は、時間成分（パルス幅）が小
さいため、同じ電圧ピークなら素子に必要なＶ・ｔ積は
小さくてすむ。
ランスＰＴ及び可飽和トランスＳＴを、パルス圧縮を行
なう前段で使用しているため、電圧時間積の時間成分が
大きくなり、電圧時間積に比例するトランスの磁心断面
積が大きくなることによりトランス容積が大きくなると
いう問題がある。すなわち、電圧時間積は素子にかかる
電圧の積分値で、電圧が高くなるか、若しくは時間（パ
ルス幅）が大きくなると、電圧時間積（Ｖ・ｔ積）は大
きくなる。パルス圧縮後は、時間成分（パルス幅）が小
さいため、同じ電圧ピークなら素子に必要なＶ・ｔ積は
小さくてすむ。
【００１８】本発明は、上記従来技術に鑑み、磁気パル
ス圧縮段数の低減及び半導体スイッチの制御電圧の低減
等を達成し得ると同時にトランス容積を小さくして全体
的な小形化も達成し得るパルス電源を提供することを目
的とする。
ス圧縮段数の低減及び半導体スイッチの制御電圧の低減
等を達成し得ると同時にトランス容積を小さくして全体
的な小形化も達成し得るパルス電源を提供することを目
的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する第１
の発明の構成は、直流電源にて並列充電するように接続
した第１及び第２のコンデンサと、投入により、充電し
た後の第１のコンデンサの電荷を反転させて第１及び第
２のコンデンサを直列接続し、これら第１及び第２のコ
ンデンサの両端に並列充電時の充電電圧の２倍の電圧を
発生するスイッチ手段と、直列接続した第１及び第２の
コンデンサを通る閉ループ内でこれら第１及び第２のコ
ンデンサと直列になるように接続するとともに、スイッ
チ手段の投入に伴なう第１及び第２のコンデンサの直列
接続により未飽和領域から飽和領域に移行する可飽和リ
アクトル及び第２のコンデンサの充電方向にリセットさ
れたパルストランスの１次側巻線と、可飽和リアクトル
の磁気スイッチ動作によってパルス圧縮した電圧を昇圧
するパルストランスの２次側巻線にそれぞれ接続されて
相互に並列となっているピーキング・コンデンサ及び負
荷とを有することを特徴とする。
の発明の構成は、直流電源にて並列充電するように接続
した第１及び第２のコンデンサと、投入により、充電し
た後の第１のコンデンサの電荷を反転させて第１及び第
２のコンデンサを直列接続し、これら第１及び第２のコ
ンデンサの両端に並列充電時の充電電圧の２倍の電圧を
発生するスイッチ手段と、直列接続した第１及び第２の
コンデンサを通る閉ループ内でこれら第１及び第２のコ
ンデンサと直列になるように接続するとともに、スイッ
チ手段の投入に伴なう第１及び第２のコンデンサの直列
接続により未飽和領域から飽和領域に移行する可飽和リ
アクトル及び第２のコンデンサの充電方向にリセットさ
れたパルストランスの１次側巻線と、可飽和リアクトル
の磁気スイッチ動作によってパルス圧縮した電圧を昇圧
するパルストランスの２次側巻線にそれぞれ接続されて
相互に並列となっているピーキング・コンデンサ及び負
荷とを有することを特徴とする。
【００２０】第２の発明の構成は、直流電源にて並列充
電するように接続した第１及び第２のコンデンサと、投
入により、充電した後の第１のコンデンサの電荷を反転
させて第１及び第２のコンデンサを直列接続し、これら
第１及び第２のコンデンサの両端に並列充電時の充電電
圧の２倍の電圧を発生するスイッチ手段と、直列接続し
た第１及び第２のコンデンサを通る閉ループ内でこれら
第１及び第２のコンデンサと直列になるように接続する
とともに、スイッチ手段の投入に伴なう第１及び第２の
コンデンサの直列接続により未飽和領域から飽和領域に
移行する可飽和リアクトル及びパルストランスの１次側
巻線と、可飽和リアクトル及びパルストランスの１次側
巻線に対し並列になるよう第１及び第２のコンデンサに
接続して第１及び第２のコンデンサの充電ループを形成
するリアクトルと、可飽和リアクトルの磁気スイッチ動
作によってパルス圧縮した電圧を昇圧するパルストラン
スの２次側巻線にそれぞれ接続されて相互に並列となっ
ているピーキング・コンデンサ及び負荷とを有すること
を特徴とする。
電するように接続した第１及び第２のコンデンサと、投
入により、充電した後の第１のコンデンサの電荷を反転
させて第１及び第２のコンデンサを直列接続し、これら
第１及び第２のコンデンサの両端に並列充電時の充電電
圧の２倍の電圧を発生するスイッチ手段と、直列接続し
た第１及び第２のコンデンサを通る閉ループ内でこれら
第１及び第２のコンデンサと直列になるように接続する
とともに、スイッチ手段の投入に伴なう第１及び第２の
コンデンサの直列接続により未飽和領域から飽和領域に
移行する可飽和リアクトル及びパルストランスの１次側
巻線と、可飽和リアクトル及びパルストランスの１次側
巻線に対し並列になるよう第１及び第２のコンデンサに
接続して第１及び第２のコンデンサの充電ループを形成
するリアクトルと、可飽和リアクトルの磁気スイッチ動
作によってパルス圧縮した電圧を昇圧するパルストラン
スの２次側巻線にそれぞれ接続されて相互に並列となっ
ているピーキング・コンデンサ及び負荷とを有すること
を特徴とする。
【００２１】第３の発明の構成は、直流電源にて並列充
電するように接続した第１及び第２のコンデンサと、投
入により、充電した後の第１のコンデンサの電荷を反転
させて第１及び第２のコンデンサを直列接続し、これら
第１及び第２のコンデンサの両端に並列充電時の充電電
圧の２倍の電圧を発生するスイッチ手段と、直列接続し
た第１及び第２のコンデンサを通る閉ループ内でこれら
第１及び第２のコンデンサと直列になるように接続する
とともに、スイッチ手段の投入に伴なう第１及び第２の
コンデンサの直列接続により未飽和領域から飽和領域に
移行する第１の可飽和リアクトル及びパルストランスの
１次側巻線と、第１の可飽和リアクトル及びパルストラ
ンスの１次側巻線に対し並列になるよう第１及び第２の
コンデンサに接続して第１及び第２のコンデンサの充電
ループを形成する第２の可飽和リアクトルと、第１の可
飽和リアクトルの磁気スイッチ動作によってパルス圧縮
した電圧を昇圧するパルストランスの２次側巻線にそれ
ぞれ接続されて相互に並列となっているピーキング・コ
ンデンサ及び負荷とを有することを特徴とする。
電するように接続した第１及び第２のコンデンサと、投
入により、充電した後の第１のコンデンサの電荷を反転
させて第１及び第２のコンデンサを直列接続し、これら
第１及び第２のコンデンサの両端に並列充電時の充電電
圧の２倍の電圧を発生するスイッチ手段と、直列接続し
た第１及び第２のコンデンサを通る閉ループ内でこれら
第１及び第２のコンデンサと直列になるように接続する
とともに、スイッチ手段の投入に伴なう第１及び第２の
コンデンサの直列接続により未飽和領域から飽和領域に
移行する第１の可飽和リアクトル及びパルストランスの
１次側巻線と、第１の可飽和リアクトル及びパルストラ
ンスの１次側巻線に対し並列になるよう第１及び第２の
コンデンサに接続して第１及び第２のコンデンサの充電
ループを形成する第２の可飽和リアクトルと、第１の可
飽和リアクトルの磁気スイッチ動作によってパルス圧縮
した電圧を昇圧するパルストランスの２次側巻線にそれ
ぞれ接続されて相互に並列となっているピーキング・コ
ンデンサ及び負荷とを有することを特徴とする。
【００２２】第４の発明の構成は、上記第１〜第３の発
明において、第１のコンデンサの容量Ｑ1 と第２のコン
デンサの容量Ｑ2 との関係がＱ1 ≒Ｑ2 となるように構
成したことを特徴とする。
明において、第１のコンデンサの容量Ｑ1 と第２のコン
デンサの容量Ｑ2 との関係がＱ1 ≒Ｑ2 となるように構
成したことを特徴とする。
【００２３】第５の発明の構成は、上記第１〜第４の発
明において、パルストランスの昇圧比を１：ｎとすると
き、第１のコンデンサの容量Ｑ1 、第２のコンデンサの
容量Ｑ2 及びピーキング・コンデンサの容量ＱP の関係
が（Ｑ1 ×Ｑ2 ）／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ）≒ｎ2 ・ＱP となる
ように構成したことを特徴とする。
明において、パルストランスの昇圧比を１：ｎとすると
き、第１のコンデンサの容量Ｑ1 、第２のコンデンサの
容量Ｑ2 及びピーキング・コンデンサの容量ＱP の関係
が（Ｑ1 ×Ｑ2 ）／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ）≒ｎ2 ・ＱP となる
ように構成したことを特徴とする。
【００２４】
【作用】上記構成の本発明によれば、スイッチ手段の投
入により並列充電した第１及び第２のコンデンサが直列
接続され、これに伴なう可飽和リアクトルの磁気スイッ
チ作用により、パルス圧縮するとともに、圧縮されたパ
ルスをパルストランスで昇圧してピーキング・コイル及
び負荷に印加することにより高電圧，短パルスを得る。
入により並列充電した第１及び第２のコンデンサが直列
接続され、これに伴なう可飽和リアクトルの磁気スイッ
チ作用により、パルス圧縮するとともに、圧縮されたパ
ルスをパルストランスで昇圧してピーキング・コイル及
び負荷に印加することにより高電圧，短パルスを得る。
【００２５】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。
明する。
【００２６】図１に示すように、第１及び第２のコンデ
ンサＣ01，Ｃ02は、高圧直流電源ＨＤＣにて並列充電す
るように接続してある。このときの充電電流を図中に点
線の矢印で示す。同矢印に示すように、第２のコンデン
サＣ02の充電電流はリアクトルＬを通る。
ンサＣ01，Ｃ02は、高圧直流電源ＨＤＣにて並列充電す
るように接続してある。このときの充電電流を図中に点
線の矢印で示す。同矢印に示すように、第２のコンデン
サＣ02の充電電流はリアクトルＬを通る。
【００２７】スイッチＳＷは、その投入により、充電し
た後の第１のコンデンサＣ01の電荷を反転させて第１及
び第２のコンデンサＣ01，Ｃ02を直列接続し、これら第
１及び第２のコンデンサＣ01，Ｃ02の両端に並列充電時
の充電電圧の２倍の電圧を発生するものである。すなわ
ち、スイッチＳＷの投入に伴ない電流Ｉ0 が流れる。
た後の第１のコンデンサＣ01の電荷を反転させて第１及
び第２のコンデンサＣ01，Ｃ02を直列接続し、これら第
１及び第２のコンデンサＣ01，Ｃ02の両端に並列充電時
の充電電圧の２倍の電圧を発生するものである。すなわ
ち、スイッチＳＷの投入に伴ない電流Ｉ0 が流れる。
【００２８】スイッチＳＷは、ＧＴＯ，ＳＩサイリス
タ，ＩＧＢＴ若しくはＳＣＲ等の半導体スイッチ又はサ
イラトロン若しくはトリガトロン等の放電スイッチで構
成することができる。このとき、スイッチＳＷに直列に
可飽和リアクトルＳＩ0 を接続しておくことによりこの
可飽和リアクトルＳＩ0 を磁気アシストとして用いるこ
とができ、スイッチング損失を低減することができる。
タ，ＩＧＢＴ若しくはＳＣＲ等の半導体スイッチ又はサ
イラトロン若しくはトリガトロン等の放電スイッチで構
成することができる。このとき、スイッチＳＷに直列に
可飽和リアクトルＳＩ0 を接続しておくことによりこの
可飽和リアクトルＳＩ0 を磁気アシストとして用いるこ
とができ、スイッチング損失を低減することができる。
【００２９】可飽和リアクトルＳＩ1 及びパルストラン
スＰＴの１次巻線は、第１及び第２のコンデンサＣ01，
Ｃ02とともに閉ループを形成するよう直列に接続してあ
る。一方、リアクトルＬに対しては並列に接続してあ
る。
スＰＴの１次巻線は、第１及び第２のコンデンサＣ01，
Ｃ02とともに閉ループを形成するよう直列に接続してあ
る。一方、リアクトルＬに対しては並列に接続してあ
る。
【００３０】可飽和リアクトルＳＩ1 はスイッチＳＷの
投入に伴なう第１及び第２のコンデンサＣ01，Ｃ02の直
列接続により未飽和領域から飽和領域に移行するもので
あり、この結果スイッチＳＷの投入により第１及び第２
のコンデンサＣ01，Ｃ02の両端に発生する電圧により磁
気スイッチとして機能し、電流Ｉ1 を流してパルス圧縮
を行なう。
投入に伴なう第１及び第２のコンデンサＣ01，Ｃ02の直
列接続により未飽和領域から飽和領域に移行するもので
あり、この結果スイッチＳＷの投入により第１及び第２
のコンデンサＣ01，Ｃ02の両端に発生する電圧により磁
気スイッチとして機能し、電流Ｉ1 を流してパルス圧縮
を行なう。
【００３１】パルストランスＰＴは、可飽和リアクトル
ＳＩ1 によりパルス圧縮したパルスを２次巻線で昇圧し
てピーキング・コンデンサＣP 及びこの場合の負荷であ
るレーザヘッドＬＨに印加する。これらピーキング・コ
ンデンサＣP 及びレーザヘッドＬＨは並列に接続してあ
る。
ＳＩ1 によりパルス圧縮したパルスを２次巻線で昇圧し
てピーキング・コンデンサＣP 及びこの場合の負荷であ
るレーザヘッドＬＨに印加する。これらピーキング・コ
ンデンサＣP 及びレーザヘッドＬＨは並列に接続してあ
る。
【００３２】本実施例における上記可飽和リアクトルＳ
Ｉ0 ，ＳＩ1 及びパルストランスＰＴの磁心材には鉄系
アモルファス、コバルト系アモルファス及び鉄系微結晶
質の材質を用いる。また、第１のコンデンサＣ01の容量
Ｑ1 と第２のコンデンサＣ02の容量Ｑ2 との関係がＱ1
≒Ｑ2 となるとともに、パルストランスＰＴの昇圧比を
１：ｎとし、且つピーキング・コンデンサＣP の容量を
ＱP とし且つとするとき、（Ｑ1 ×Ｑ2 ）／（Ｑ1 ＋Ｑ
2 ）≒ｎ2 ・ＱP となるように構成した。
Ｉ0 ，ＳＩ1 及びパルストランスＰＴの磁心材には鉄系
アモルファス、コバルト系アモルファス及び鉄系微結晶
質の材質を用いる。また、第１のコンデンサＣ01の容量
Ｑ1 と第２のコンデンサＣ02の容量Ｑ2 との関係がＱ1
≒Ｑ2 となるとともに、パルストランスＰＴの昇圧比を
１：ｎとし、且つピーキング・コンデンサＣP の容量を
ＱP とし且つとするとき、（Ｑ1 ×Ｑ2 ）／（Ｑ1 ＋Ｑ
2 ）≒ｎ2 ・ＱP となるように構成した。
【００３３】上記実施例によれば、高圧直流電源ＨＤＣ
にて第１及び第２のコンデンサＣ01，Ｃ02を並列充電し
た後、スイッチＳＷを投入すると電流Ｉ0 が流れ第１の
コンデンサＣ01の電荷が反転し第１及び第２のコンデン
サＣ01，Ｃ02が直列接続となる。この結果、初めの充電
電圧の約２倍の電圧が直列接続した第１及び第２のコン
デンサＣ01，Ｃ02の両端に発生する。
にて第１及び第２のコンデンサＣ01，Ｃ02を並列充電し
た後、スイッチＳＷを投入すると電流Ｉ0 が流れ第１の
コンデンサＣ01の電荷が反転し第１及び第２のコンデン
サＣ01，Ｃ02が直列接続となる。この結果、初めの充電
電圧の約２倍の電圧が直列接続した第１及び第２のコン
デンサＣ01，Ｃ02の両端に発生する。
【００３４】同時に可飽和リアクトルＳＩ1 が未飽和領
域から飽和領域へ移行して電流Ｉ1が流れる。この閉ル
ープにおいて可飽和リアクトルＳＩ1 のインダクタンス
が小さくなるので次式で表わされるパルス幅が小さくな
り、パルス圧縮がなされる。
域から飽和領域へ移行して電流Ｉ1が流れる。この閉ル
ープにおいて可飽和リアクトルＳＩ1 のインダクタンス
が小さくなるので次式で表わされるパルス幅が小さくな
り、パルス圧縮がなされる。
【数１】
【００３５】このようにして圧縮されたパルスはパルス
トランスＰＴで昇圧され充電電流Ｉ 2 によりピーキング
・コンデンサＣP を充電する。この結果レーザヘッドＬ
Ｈに高電圧・短パルスが供給される。
トランスＰＴで昇圧され充電電流Ｉ 2 によりピーキング
・コンデンサＣP を充電する。この結果レーザヘッドＬ
Ｈに高電圧・短パルスが供給される。
【００３６】上記実施例においては第２のコンデンサＣ
02の充電ループにリアクトルＬを接続したが、これは図
２に示すように、可飽和リアクトルＳＩ2 であっても良
い。可飽和リアクトルＳＩ2 の場合には充放電の周期の
差の他にインダクタンスの差をつけられるため、漏れが
より小さくなる。また、図３に示すように、リアクトル
Ｌを除去しても良く、この場合にはパルストランスＰＴ
を第２のコンデンサＣ 02の充電方向にリセットしておく
ことで２次側へのエネルギを防ぐようにする。この場合
にはさらに当該パルス電源の小形化を図り得る。
02の充電ループにリアクトルＬを接続したが、これは図
２に示すように、可飽和リアクトルＳＩ2 であっても良
い。可飽和リアクトルＳＩ2 の場合には充放電の周期の
差の他にインダクタンスの差をつけられるため、漏れが
より小さくなる。また、図３に示すように、リアクトル
Ｌを除去しても良く、この場合にはパルストランスＰＴ
を第２のコンデンサＣ 02の充電方向にリセットしておく
ことで２次側へのエネルギを防ぐようにする。この場合
にはさらに当該パルス電源の小形化を図り得る。
【００３７】本発明に係るパルス電源における「リセッ
ト」とは、リアクトル若しくはトランスに２次巻線若し
くは３次巻線を施こし、プラス若しくはマイナスの飽和
領域に達する直流若しくはパルス状の電流を流すことを
いう。
ト」とは、リアクトル若しくはトランスに２次巻線若し
くは３次巻線を施こし、プラス若しくはマイナスの飽和
領域に達する直流若しくはパルス状の電流を流すことを
いう。
【００３８】なお、図１〜図３において可飽和リアクト
ルＳＩ2 及びパルストランスＰＴに付した矢印はリセッ
ト電流の方向を示す。
ルＳＩ2 及びパルストランスＰＴに付した矢印はリセッ
ト電流の方向を示す。
【００３９】
【発明の効果】以上実施例とともに具体的に説明したよ
うに、本発明によれば、パルストランスの前段でパルス
圧縮を行なうため、パルストランスの電圧時間積を小さ
くしてパルストランスを小形することができる。また、
１段圧縮のため、このこと自体が全体の小形化に寄与す
る。
うに、本発明によれば、パルストランスの前段でパルス
圧縮を行なうため、パルストランスの電圧時間積を小さ
くしてパルストランスを小形することができる。また、
１段圧縮のため、このこと自体が全体の小形化に寄与す
る。
【図１】本発明の第１の実施例を示す回路図。
【図２】本発明の第２の実施例の主要部を抽出して示す
回路図。
回路図。
【図３】本発明の第３の実施例の主要部を抽出して示す
回路図。
回路図。
【図４】従来技術を示す回路図。
ＨＤＣ 高圧直流電源 Ｃ01 第１のコンデンサ Ｃ02 第２のコンデンサ ＳＷ スイッチ ＳＩ1 ，ＳＩ2 可飽和リアクトル ＰＴ パルストランス ＣP ピーキング・コンデンサ ＬＨ レーザヘッド
Claims (5)
- 【請求項１】 直流電源にて並列充電するように接続し
た第１及び第２のコンデンサと、 投入により、充電した後の第１のコンデンサの電荷を反
転させて第１及び第２のコンデンサを直列接続し、これ
ら第１及び第２のコンデンサの両端に並列充電時の充電
電圧の２倍の電圧を発生するスイッチ手段と、 直列接続した第１及び第２のコンデンサを通る閉ループ
内でこれら第１及び第２のコンデンサと直列になるよう
に接続するとともに、スイッチ手段の投入に伴なう第１
及び第２のコンデンサの直列接続により未飽和領域から
飽和領域に移行する可飽和リアクトル及び第２のコンデ
ンサの充電方向にリセットされたパルストランスの１次
側巻線と、 可飽和リアクトルの磁気スイッチ動作によってパルス圧
縮した電圧を昇圧するパルストランスの２次側巻線にそ
れぞれ接続されて相互に並列となっているピーキング・
コンデンサ及び負荷とを有することを特徴とするパルス
電源。 - 【請求項２】 直流電源にて並列充電するように接続し
た第１及び第２のコンデンサと、 投入により、充電した後の第１のコンデンサの電荷を反
転させて第１及び第２のコンデンサを直列接続し、これ
ら第１及び第２のコンデンサの両端に並列充電時の充電
電圧の２倍の電圧を発生するスイッチ手段と、 直列接続した第１及び第２のコンデンサを通る閉ループ
内でこれら第１及び第２のコンデンサと直列になるよう
に接続するとともに、スイッチ手段の投入に伴なう第１
及び第２のコンデンサの直列接続により未飽和領域から
飽和領域に移行する可飽和リアクトル及びパルストラン
スの１次側巻線と、 可飽和リアクトル及びパルストランスの１次側巻線に対
し並列になるよう第１及び第２のコンデンサに接続して
第１及び第２のコンデンサの充電ループを形成するリア
クトルと、 可飽和リアクトルの磁気スイッチ動作によってパルス圧
縮した電圧を昇圧するパルストランスの２次側巻線にそ
れぞれ接続されて相互に並列となっているピーキング・
コンデンサ及び負荷とを有することを特徴とするパルス
電源。 - 【請求項３】 直流電源にて並列充電するように接続し
た第１及び第２のコンデンサと、 投入により、充電した後の第１のコンデンサの電荷を反
転させて第１及び第２のコンデンサを直列接続し、これ
ら第１及び第２のコンデンサの両端に並列充電時の充電
電圧の２倍の電圧を発生するスイッチ手段と、 直列接続した第１及び第２のコンデンサを通る閉ループ
内でこれら第１及び第２のコンデンサと直列になるよう
に接続するとともに、スイッチ手段の投入に伴なう第１
及び第２のコンデンサの直列接続により未飽和領域から
飽和領域に移行する第１の可飽和リアクトル及びパルス
トランスの１次側巻線と、 第１の可飽和リアクトル及びパルストランスの１次側巻
線に対し並列になるよう第１及び第２のコンデンサに接
続して第１及び第２のコンデンサの充電ループを形成す
る第２の可飽和リアクトルと、 第１の可飽和リアクトルの磁気スイッチ動作によってパ
ルス圧縮した電圧を昇圧するパルストランスの２次側巻
線にそれぞれ接続されて相互に並列となっているピーキ
ング・コンデンサ及び負荷とを有することを特徴とする
パルス電源。 - 【請求項４】 第１のコンデンサの容量Ｑ1 と第２のコ
ンデンサの容量Ｑ2との関係がＱ1 ≒Ｑ2 となるように
構成したことを特徴とする［請求項１］〜［請求項３］
に記載するパルス電源。 - 【請求項５】 パルストランスの昇圧比を１：ｎとする
とき、第１のコンデンサの容量Ｑ1 、第２のコンデンサ
の容量Ｑ2 及びピーキング・コンデンサの容量ＱP の関
係が（Ｑ1 ×Ｑ2 ）／（Ｑ1 ＋Ｑ2 ）≒ｎ2 ・ＱP とな
るように構成したことを特徴とする［請求項１］〜［請
求項４］に記載するパルス電源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7000158A JPH08186475A (ja) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | パルス電源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7000158A JPH08186475A (ja) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | パルス電源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08186475A true JPH08186475A (ja) | 1996-07-16 |
Family
ID=11466242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7000158A Withdrawn JPH08186475A (ja) | 1995-01-05 | 1995-01-05 | パルス電源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08186475A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007104797A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Meidensha Corp | パルス電源装置 |
| JP2023056188A (ja) * | 2021-10-07 | 2023-04-19 | ダイキン工業株式会社 | 放電装置、冷媒評価装置、及び冷媒評価方法 |
-
1995
- 1995-01-05 JP JP7000158A patent/JPH08186475A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007104797A (ja) * | 2005-10-04 | 2007-04-19 | Meidensha Corp | パルス電源装置 |
| JP2023056188A (ja) * | 2021-10-07 | 2023-04-19 | ダイキン工業株式会社 | 放電装置、冷媒評価装置、及び冷媒評価方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020305 |