JPH0843477A - コイル耐圧試験機のインパルス発生回路およびコイル耐圧試験機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トリガトランスの間の絶縁耐力の大きい低コ
ストのコイル耐圧試験機を提供する。 【構成】 高電圧により整流ダイオード１６を介して充
電される充放電コンデンサ１７を具備し、被試験コイル
２８に並列接続して並列共振回路を構成する共振用コン
デンサ２６を具備し、並列共振回路に対する充放電コン
デンサ１７の放電経路を構成する互に直列接続する電界
効果トランジスタ１８ないし２０を具備し、電界効果ト
ランジスタ１８ないし２０の導通期間を制御するトリガ
パルス発生器２４を具備するコイル耐圧試験機のインパ
ルス発生回路において、トリガパルス発生器２４は電界
効果トランジスタに対して各別にトリガトランス２１な
いし２３を有するものであるコイル耐圧試験機のインパ
ルス発生回路。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、コイル耐圧試験機の
インパルス発生回路およびコイル耐圧試験機に関し、特
に、直列接続される複数の高電圧スイッチング素子に各
別にトリガトランスを１個づつ対応接続して高電圧スイ
ッチング素子をトリガするコイル耐圧試験機のインパル
ス発生回路およびコイル耐圧試験機に関する。

【０００２】

【従来の技術】コイル耐圧試験機のインパルス発生回路
の先行例を図３を参照して説明する。１５は電源トラン
スであり、商用電源その他の電源から電力を供給されて
高電圧を発生するものである。１６は整流ダイオード、
１７は充放電コンデンサであって、電源トランス１５が
発生する高電圧を整流ダイオード１６が整流してこれに
より充放電コンデンサ１７を充電する。１８ないし２０
は電界効果トランジスタであり、その個数は電源トラン
ス１の発生する電圧に対応して決定される。２１ないし
２３はトリガトランス、２４はトリガパルス発生器であ
る。トリガパルス発生器２４の発生するトリガパルスは
これらトリガトランスを介して電界効果トランジスタ１
８ないし２０のゲート電極に供給され、これら電界効果
トランジスタを同時にＯＮさせる。そして、トリガパル
ス発生器２４の発生するパルスは、電源トランス１５に
入力される交流電圧に同期しており、充放電コンデンサ
１７の充電完了直後に発生する。２５は逆流阻止ダイオ
ード、２６は共振用コンデンサ、２７は入力端子、２８
は被試験コイルを示す。インパルス出力電圧を例えば５
ｋＶとすると、電界効果トランジスタ１０個を必要とす
る。

【０００３】ここで、トリガパルス発生器２４の発生す
るトリガパルスがトリガトランスを介して電界効果トラ
ンジスタ１８ないし２０のゲート電極に供給され、これ
ら電界効果トランジスタが同時にＯＮさせられたとき、
充放電コンデンサ１７に充電された高電圧は、逆流阻止
ダイオード２５を介して入力端子２７に出力され、被試
験コイル２８に印加される。ところで、被試験コイル２
８には共振用コンデンサ２６が並列に接続されて両者は
共振回路を形成している。従って、入力端子２７の両端
には、電源の交流の１サイクル毎に充放電コンデンサ１
７の高電圧によって被試験コイル２８と共振用コンデン
サ２６が形成する共振回路に基づく減衰振動波形が表
れ、これをオッシロスコープにより観測することにより
被試験コイル２８を試験検査することができる。

【０００４】図４は先行例の減衰振動波形を示す。横軸
は時間、縦軸は入力端子２７の両端に現れる減衰振動の
電圧を示す。Ａ点とＣ点が被試験コイル２８と共振用コ
ンデンサ２６より成る共振回路を駆動する駆動区間であ
り、Ａ点からＢ点に到る立ち上がり時間を極く小さい。
それと共に、トリガパルス発生器２４の発生するトリガ
パルスのパルス幅を制御することによりＡ点からＣ点に
到る駆動区間を最適の値に制御することができる。

【０００５】ここで、減衰振動波形の特徴を数値化して
これを標準値と比較してコイルの合否を判定するコイル
耐圧試験機を図７を参照して説明する。１は商用電源、
２は高電圧インパルス発生回路、３は共振用コンデンサ
であって電圧分圧器を構成しており、４は出力端子、そ
して５は被試験コイルである。高電圧インパルス発生回
路２は商用電源１から商用電源の供給を受け、高電圧イ
ンパルスを発生して、出力端子４を介して被試験コイル
５に高電圧インパルスを供給する。

【０００６】６はバッファアンプ、７は波形整形回路、
８、１０、１２および１５はピークホールド回路、９、
１１、および１３はアナログゲート回路である。共振用
コンデンサ３と被試験コイル５による減衰振動は、電圧
分圧器をも構成している共振用コンデンサ３により分圧
されて、バッファアンプ６に入力される。バッファアン
プ６により低インピーダンス化された減衰振動波形は、
次いで、波形整形回路７、ピークホールド回路８、アナ
ログゲート回路９、１１、１３に入力される。

【０００７】１４はハイパスフィルタ、１６は周期カウ
ンタ、１７はゲート信号発生回路、１８はＴ１データ出
力端子、１９はＶ１データ出力回路、２０はＶ２データ
出力端子、２１はＶ３データ出力端子、２２はＶ４Ｖ５
データ出力端子である。波形整形回路７は図６に示され
る波形整形を実施してその結果をゲート信号発生回路１
７に送り込む。ゲート信号発生回路１７はタイミング信
号Ｇ１、Ｇ２およびＧ３を発生してこれを出力する。周
期カウンタ１６はタイミング信号Ｇ１を受信し、その内
部に具備されるクロック信号源のクロック信号によりタ
イミング信号Ｇ１のパルス巾、即ち、図５におけるＴ１
を測定してこれをＴ１データ出力端子１８に出力する。

【０００８】ピークホールド回路８は減衰信号波形の最
大電圧、即ち、図５におけるＶ１を測定してこれをＶ１
データ出力回路１９に出力する。アナログゲート回路９
およびピークホールド回路１０はゲート信号発生回路１
７のタイミング信号Ｇ２により図５におけるＶ２をピー
クホールドしてこれをＶ２データ出力端子２０に出力す
る。同様に、アナログゲート回路１１およびピークホー
ルド回路１２はゲート信号発生回路１７のタイミング信
号Ｇ３により図５におけるＶ３をピークホールドしてこ
れをＶ３データ出力端子２１に出力する。

【０００９】アナログゲート回路１３およびハイパスフ
ィルタ１４は、タイミング信号Ｇ１のパルス巾、即ち、
図５におけるＴ１時間内におけるコロナパルス減衰振動
波形から分離して図６に示される電圧パルスＶ４および
Ｖ５を形成する。そして、この電圧パルスのピーク値を
ピークホールド回路１５においてピークホールドし、こ
れをＶ４Ｖ５データ出力端子２２に出力する。

【００１０】なお、タイミング信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３の
タイミングチャートは図８に示される通りである。そし
て、出力の形態については、Ｔ１データ出力端子１８は
カウンタ出力のためディジタルパラレル出力であり、そ
の他の出力端子１９ないし２２はアナログ出力である。
上述の如くして得られた測定結果である共振回路の減衰
振動の周期Ｔ１、並列共振回路を駆動する駆動パルス電
圧Ｖ１、共振回路の減衰振動の第１の正のピーク電圧Ｖ
２、共振回路の減衰振動の第２の正のピーク電圧Ｖ３、
およびコロナパルスのピーク電圧Ｖ４Ｖ５を適宜に演算
処理することによりコイルの合否判定評価を実施する
（なお、以上の詳細は、実願平５−３７９１９号明細書
参照）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、図３に示さ
れるコイル耐圧試験機のインパルス発生回路の先行例は
電界効果トランジスタ１個にトリガトランス１個を対応
させ、独立したトリガトランスを多数用具備する例であ
るが、この他に、図９に示されるが如きものもある。即
ち、図９に示されるコイル耐圧試験機のインパルス発生
回路はトリガトランス１個に２次コイルを多数巻回して
電界効果トランジスタすべてを同時にトリガする例であ
る。

【００１２】コイル耐圧試験機のインパルス発生回路の
直列に接続された電界効果トランジスタを同時にトリガ
するには以上の２通りの回路が考えられる。この２通り
の回路の間に電気的性能特性上の直接的な優劣の差はな
い。しかし、コイル耐圧試験機のインパルス発生回路と
いう高電圧のスイッチ回路においては、回路部品の形
状、回路の実装の仕方、その他の条件が長期間に亘る高
電圧のスイッチ回路の動作安定度に影響を与えるところ
から、回路の電気的性能特性上の直接的な優劣と共に、
これらについても配慮することは重要なことである。こ
の様な観点からみると、図３に示されるインパルス発生
回路は、複数個の電界効果トランジスタ１個毎に小型の
トリガトランスを各別に至近距離に配置することができ
るところから、揃ったトリガ波形を得ることができると
共に耐電圧を配慮した部品配置を単純に構成することが
できる点で図９に示されるインパルス発生回路より優れ
たものとすることができる。

【００１３】この発明は、トリガトランスの間の絶縁耐
力が大きく、電気的性能特性を向上せしめたコイル耐圧
試験機のインパルス発生回路を提供するものである。そ
して、コイル耐圧試験機のインパルス発生回路２を使用
してコイルの合否を判定するコイル耐圧試験を図７を参
照して説明している。ここにおいて、高電圧分圧器３は
インパルス発生回路２の出力と常時接続されており、出
力端子４に発生する減衰振動波形をバッファアンプ６に
取り込んでいる。２端子回路になっている被試験コイル
５はインパルスの発生回路を接続したまま減衰振動する
ので、減衰振動の時間中はインパルス発生回路は被試験
コイル５にとって並列の負荷となって減衰振動のＱを低
下させる作用をしていて好適ではない。

【００１４】この発明は、コイル耐圧試験機のインパル
ス発生回路を使用してコイルの合否の判定をするに好適
なコイル耐圧試験機を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】高電圧により整流ダイオ
ード１６を介して充電される充放電コンデンサ１７を具
備し、被試験コイル２８に並列接続して並列共振回路を
構成する共振用コンデンサ２６を具備し、並列共振回路
に対する充放電コンデンサ１７の放電経路を構成する互
に直列接続する電界効果トランジスタ１８ないし２０を
具備し、電界効果トランジスタ１８ないし２０の導通期
間を制御するトリガパルス発生器２４を具備するコイル
耐圧試験機のインパルス発生回路において、トリガパル
ス発生器２４は電界効果トランジスタに対して各別にト
リガトランス２１ないし２３を有するものであるコイル
耐圧試験機のインパルス発生回路を構成した。

【００１６】そして、トリガトランスのコアはコア材に
開孔を穿設したものより成るコイル耐圧試験機のインパ
ルス発生回路を構成した。また、トリガトランスは共通
する１次コイルより成るコイル耐圧試験機のインパルス
発生回路を構成した。また、コイル耐圧試験機のインパ
ルス発生回路の出力端子４に対して、２以上のコイルよ
り成る被試験コイル２８の１次コイルを接続し、この被
試験コイル２８の２次コイルを分圧器３に接続し、分圧
器３の共振減衰出力を信号処理するコイル耐圧試験機を
構成した。

【００１７】

【実施例】この発明の実施例を図１および図３を参照し
て説明する。図１において、図３における部材と共通す
る部材には共通する参照符号を付している。この発明
は、図３に示されるコイル耐圧試験機のインパルス発生
回路において特に、トリガトランスに改善を施したもの
に相当する。図１はこの発明の構成の主要部であるオン
オフ制御される電界効果トランジスタ１８ないし２０、
これら電界効果トランジスタをオンオフ制御するトリガ
トランス２１ないし２３、これらトリガトランスを励磁
するトリガパルス発生器２４を示す図である。

【００１８】トリガトランス２１ないし２３のコアはコ
ア材に開孔を穿設した例えばリングコアより成る。リン
グコアは小型にして大きなトリガ電力を伝達することが
できるという特徴を示す。その上に、リングコア中心の
開孔には、図示される通り、１次コイルに相当する導線
が例えば２本貫通している。この開孔を貫通する２本の
導線としては、太くて高耐圧絶縁を施したものを使用す
ることができる。

【００１９】コイル耐圧試験機のインパルス発生回路で
ある以上、全体として高電圧に耐え得る構成とされなけ
ればならない。この場合、電源トランス１５、整流ダイ
オード１６、充放電コンデンサ１７、共振用コンデンサ
２６はこれを高耐電圧のものとするには、高耐電圧のも
のを選択しさえすれば事足りる。そして、電界効果トラ
ンジスタについては、プリント基板に一列に直列接続し
て実装することにより自ずと高電圧に耐え得る構成が実
現される。ただ、トリガトランスを高耐圧のものとする
には、１次コイルを高耐電圧のものに構成する必要があ
る。これは、上述したした通り、コアをリングコアによ
り構成し、その中心の開孔に太くて高耐圧絶縁を施した
導線を貫通することにより容易に実現することができ
る。

【００２０】次に、図２はコイル耐圧試験機のインパル
ス発生回路を使用してコイルの合否を判定するコイル耐
圧試験を説明する図である。図２においては、トランス
の如く２以上のコイルを有するコイル部品は、コイル耐
圧試験を実施するに際して、インパルス発生回路２の出
力端子４に接続される側を１次コイルとし、分圧器３に
接続される側を２次コイルとしている。トランスの耐圧
試験は巻数の多い側の層間耐圧を試験することが殆んど
であるところから、この様に接続することは合理的であ
る。そして、トランスをその卷数の少ない側を１次コイ
ルとし、巻数の多い側を２次コイルとしてインパルス発
生回路２に接続することにより、試験されるトランス５
にとってインパルス発生回路２が負荷となる度合が軽減
されることにもなる。従って、トランス５の２次側の負
荷は分圧器３のみとなり、高インピーダンス小容量の負
荷とすることができる。この結果、トランス５の２次コ
イルは殆ど無負荷の状態となり、２次コイルの有する固
有振動数により減衰振動し、しかもこの固有振動は高い
Ｑの振動をするので、２次コイル内部に存在する欠陥に
より減衰振動波形が変化し易く、好適なコイルの耐圧試
験をすることができる。

【００２１】

【発明の効果】以上の通りであって、電界効果トランジ
スタ１個にトリガトランス１個を対応させ、独立したト
リガトランスを多数用具備するタイプのコイル耐圧試験
機のインパルス発生回路は、複数個の電界効果トランジ
スタの１個毎に小型のトリガトランスを至近位置に配置
することができ、揃ったトリガ波形を得ることができる
と共に耐電圧を配慮した部品配置をが単純に構成するこ
とができる。

【００２２】その上に、トリガトランスのコアはコア材
に開孔を穿設した例えばリングコアより成り、これは小
型にして大きなトリガ電力を伝達することができるとこ
ろから、これを使用することはコイル耐圧試験機全体を
小型に構成することにつながる。更に、リングコア中心
の開孔には、１次コイルに相当する例えば２本の導線が
貫通しており、この導線として太くて高耐圧絶縁を施し
たものを使用することができる。これにより複数のトリ
ガトランスの間の絶縁耐力の大きい低コストのコイル耐
圧試験機を構成することができる。

【００２３】また、インパルス発生回路の出力端子に接
続される側を１次コイルとし、分圧器に接続される側を
２次コイルとすることにより、トランスの耐圧試験の層
間耐圧試験を合理的に実施することができる。そして、
トランスをその卷数の少ない側を１次コイルとし、巻数
の多い側を２次コイルとしてインパルス発生回路に接続
することにより、高いＱの固有振動を生起することがで
き、好適なコイルの耐圧試験をすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例を説明する図。

【図２】コイル耐圧試験を説明する図。

【図３】先行例を説明する図。

【図４】減衰振動波形を示す図。

【図５】合否を判定する手法を説明する図。

【図６】コロナパルスを示す図。

【図７】コイル耐圧試験を説明する図。

【図８】タイミング信号のタイミングチャート。

【図９】他の先行例を説明する図。

【符号の説明】

１６ 整流ダイオード １７ 充放電コンデンサ １８ないし２０ 電界効果トランジスタ ２１ないし２３ トリガトランス ２４ トリガパルス発生器 ２６ 共振用コンデンサ ２８ 被試験コイル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高電圧により整流ダイオードを介して充
   電される充放電コンデンサを具備し、被試験コイルに並
   列接続して並列共振回路を構成する共振用コンデンサを
   具備し、並列共振回路に対する充放電コンデンサの放電
   経路を構成する互に直列接続する電界効果トランジスタ
   を具備し、電界効果トランジスタの導通期間を制御する
   トリガパルス発生器を具備するコイル耐圧試験機のイン
   パルス発生回路において、トリガパルス発生器は電界効
   果トランジスタに対して各別にトリガトランスを有する
   ものであることを特徴とするコイル耐圧試験機のインパ
   ルス発生回路。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されるコイル耐圧試験機
   のインパルス発生回路において、トリガトランスのコア
   はコア材に開孔を穿設したものより成ることを特徴とす
   るコイル耐圧試験機のインパルス発生回路。
3. 【請求項３】 請求項２に記載されるコイル耐圧試験機
   のインパルス発生回路において、トリガトランスは共通
   する１次コイルより成るものであることを特徴とするコ
   イル耐圧試験機のインパルス発生回路。
4. 【請求項４】 請求項１ないし請求項３の何れかに記載
   されるコイル耐圧試験機のインパルス発生回路の出力端
   子に対して、２以上のコイルより成る被試験コイルの１
   次コイルを接続し、この被試験コイルの２次コイルを分
   圧器に接続し、分圧器の共振減衰出力を信号処理するこ
   とを特徴とするコイル耐圧試験機。