JPS592580A - パルス波形成形線路 - Google Patents
パルス波形成形線路Info
- Publication number
- JPS592580A JPS592580A JP11337182A JP11337182A JPS592580A JP S592580 A JPS592580 A JP S592580A JP 11337182 A JP11337182 A JP 11337182A JP 11337182 A JP11337182 A JP 11337182A JP S592580 A JPS592580 A JP S592580A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- high voltage
- output
- discharge switch
- main discharge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K3/00—Circuits for generating electric pulses; Monostable, bistable or multistable circuits
- H03K3/02—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses
- H03K3/53—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback
- H03K3/537—Generators characterised by the type of circuit or by the means used for producing pulses by the use of an energy-accumulating element discharged through the load by a switching device controlled by an external signal and not incorporating positive feedback the switching device being a spark gap
Landscapes
- X-Ray Techniques (AREA)
- Generation Of Surge Voltage And Current (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】
本発明はパルス波形成形線路の改良に関するものである
。
。
この種の高電圧矩形波発生装置は主に粒子ビーム発生や
パルスＸ線発生のように瞬時に大電力を得る目的で開発
されたもので、例えばインピーダンスを数Ω、矩形波電
圧を数ＭＶ、パルス幅１０〜２００ ｎｓ、電力を数Ｔ
Ｗというようにきわめて急峻なパルス波形か要求される
。このような目的でよく使用されるパルス波形成形線路
にプルームライン（Ｂｌｕｍｌｅｉｎ）と呼ばれる回路
が、平行平板や同軸円筒で構成されて用いられる。第１
図は前者の場合の基本例を示すもので、衝撃電圧発生器
、パルス変圧器、直流高圧発生器などの高圧電源１より
放電スイッチ２を閉じて電源側インピーダンス１２を介
して平行平板で構成されるブルームライン回路を用いた
パルス波形成形線路３の１つの充電用高圧電源４に高電
圧を印加して、同高圧電源４と出力電極５の間に適当な
誘電体で構成される特性インピーダンスＺの平板コンデ
ンサ６ならびに高圧電源４と接地電極７の間に形成され
る特性インピーダンスＺの平板コンデンサ８に電荷を供
給する。出力電極５は通常インダクタンス、抵抗などで
造られたインピーダンス９を介して接地電極７に接続さ
れているため、この段階ではインピーダンス９の分担電
圧分は異なるものの、比較的接地電極７に近い電位とな
るように設計されている。高圧電極４と接地電極７の間
には、その端部に平板コンデンサ８を閉じるように主放
電スイッチ１０が設けられていて、その電圧がほぼ最大
ｉ＠、４こ達すると動作する。一方負荷１１は特性イン
ピーダンスを２２にしてマツチングをとっているため、
上記主放電スイッチ１ｏの動作と同時に平板コンデンサ
６．８はパルス電圧の１云播が進み、その電極の長さで
パルス幅が特性インピーダンスにより電圧分担がそれぞ
れ決まる。いわゆる進行波理論によるところの伝播電圧
が負荷１１の両端に伝送され、その電圧は理想的には高
圧電極４に印加された電圧と同一となる。
パルスＸ線発生のように瞬時に大電力を得る目的で開発
されたもので、例えばインピーダンスを数Ω、矩形波電
圧を数ＭＶ、パルス幅１０〜２００ ｎｓ、電力を数Ｔ
Ｗというようにきわめて急峻なパルス波形か要求される
。このような目的でよく使用されるパルス波形成形線路
にプルームライン（Ｂｌｕｍｌｅｉｎ）と呼ばれる回路
が、平行平板や同軸円筒で構成されて用いられる。第１
図は前者の場合の基本例を示すもので、衝撃電圧発生器
、パルス変圧器、直流高圧発生器などの高圧電源１より
放電スイッチ２を閉じて電源側インピーダンス１２を介
して平行平板で構成されるブルームライン回路を用いた
パルス波形成形線路３の１つの充電用高圧電源４に高電
圧を印加して、同高圧電源４と出力電極５の間に適当な
誘電体で構成される特性インピーダンスＺの平板コンデ
ンサ６ならびに高圧電源４と接地電極７の間に形成され
る特性インピーダンスＺの平板コンデンサ８に電荷を供
給する。出力電極５は通常インダクタンス、抵抗などで
造られたインピーダンス９を介して接地電極７に接続さ
れているため、この段階ではインピーダンス９の分担電
圧分は異なるものの、比較的接地電極７に近い電位とな
るように設計されている。高圧電極４と接地電極７の間
には、その端部に平板コンデンサ８を閉じるように主放
電スイッチ１０が設けられていて、その電圧がほぼ最大
ｉ＠、４こ達すると動作する。一方負荷１１は特性イン
ピーダンスを２２にしてマツチングをとっているため、
上記主放電スイッチ１ｏの動作と同時に平板コンデンサ
６．８はパルス電圧の１云播が進み、その電極の長さで
パルス幅が特性インピーダンスにより電圧分担がそれぞ
れ決まる。いわゆる進行波理論によるところの伝播電圧
が負荷１１の両端に伝送され、その電圧は理想的には高
圧電極４に印加された電圧と同一となる。
以」二のようにここでは基本的動作についてのみ説明し
たが、実際の構成ではこのブルームライン３は平板コン
デンサ６．８の特性インピーダンスによって異なるが、
純水、油、Ｓ Ｆｓなどの誘電体１３の満たされた金属
製容器１４内に固定配置される。主放電スイッチ１０は
上記誘電体１３をそのまま使用する場合もあるが、密閉
絶縁筒内に電極を入れて高圧Ｓ Ｆｓガスを封入した圧
力スイッチとする例が多（、その放電方式には自爆形や
高電圧トリガー形などがある。上記説明において、主放
電スイッチ１０は高圧電極４と接地電極７の間に設けた
が、これは高圧電源１と異極性の電圧を出力電極５を通
じて負荷１１に出力する場合の例である。従って、高圧
電源１と同極性の電ＩＪ二を出力電極５を通じて負荷１
１に出力したい場合は、主放電スイッチ１０を高圧電極
４と出力電極５の間に設ければよい。一方負荷１１は一
般には粒子ビームを発生させるところで、２極の電極で
構成される真空チャンバーであることからダイオードと
呼ばれ、電圧特性を有しており、低電圧領域では高イン
ピーダンスを示し、定格電圧付近では低インピーダンス
となり、その値は電圧の１７２乗に反比例して２Ｚとな
る。また負荷へエネルギーの多くを吸収さぜるために、
次の条件を満足させる必要がある。
たが、実際の構成ではこのブルームライン３は平板コン
デンサ６．８の特性インピーダンスによって異なるが、
純水、油、Ｓ Ｆｓなどの誘電体１３の満たされた金属
製容器１４内に固定配置される。主放電スイッチ１０は
上記誘電体１３をそのまま使用する場合もあるが、密閉
絶縁筒内に電極を入れて高圧Ｓ Ｆｓガスを封入した圧
力スイッチとする例が多（、その放電方式には自爆形や
高電圧トリガー形などがある。上記説明において、主放
電スイッチ１０は高圧電極４と接地電極７の間に設けた
が、これは高圧電源１と異極性の電圧を出力電極５を通
じて負荷１１に出力する場合の例である。従って、高圧
電源１と同極性の電ＩＪ二を出力電極５を通じて負荷１
１に出力したい場合は、主放電スイッチ１０を高圧電極
４と出力電極５の間に設ければよい。一方負荷１１は一
般には粒子ビームを発生させるところで、２極の電極で
構成される真空チャンバーであることからダイオードと
呼ばれ、電圧特性を有しており、低電圧領域では高イン
ピーダンスを示し、定格電圧付近では低インピーダンス
となり、その値は電圧の１７２乗に反比例して２Ｚとな
る。また負荷へエネルギーの多くを吸収さぜるために、
次の条件を満足させる必要がある。
Ｚｏ＞２２
Ｚｏ：インピーダンス９の値
さてこのように構成されたパルスラインによって僻られ
る波形は、回路系のインダクタンスと特性インピーダン
スとで決まる立−ヒり時間特性を示し、比較的ゆるやか
な立上り波形となり、必ず１も、矩形波とはならない。
る波形は、回路系のインダクタンスと特性インピーダン
スとで決まる立−ヒり時間特性を示し、比較的ゆるやか
な立上り波形となり、必ず１も、矩形波とはならない。
この理由は高圧電極４と接地電極７がかなり広い幅を有
しているのに対し、主放電スイッチは小さく、この部分
の構造的に決まるインダクタンスが大きいためである。
しているのに対し、主放電スイッチは小さく、この部分
の構造的に決まるインダクタンスが大きいためである。
これを解決するために上記電極幅方向に複数個の主放電
スイッチを並べて同時放電させて低インダクタンス化し
ようとする努力がなされたが、各主放電スイッチには放
電の時間的バラツキがあるので、各主放電スイッチ間の
電圧伝播時間内にすべての放電が生じさせないと、一つ
の電極の放電は他の電極間の電圧をやがて零電位へして
行くことから、同時放電の安定性は非常に難しい。例え
ば、１’０ＣＴ１１間隔で主放電スイッチを設けると、
誘電体が水の場合は３ｎｓ以下に、Ｓ Ｆａなどのガス
の場合は０．３ｎｓ以下の始動時間のバラツキ内に放電
しなければならない。従って、スイッチの形状、放電ギ
ャップ間の調整、電極材料、ガスの種類などに特別の工
夫を必要とし、特に自爆形主放電スイッチで−は阻カ１
１な状態にあるなどの欠点があった。
スイッチを並べて同時放電させて低インダクタンス化し
ようとする努力がなされたが、各主放電スイッチには放
電の時間的バラツキがあるので、各主放電スイッチ間の
電圧伝播時間内にすべての放電が生じさせないと、一つ
の電極の放電は他の電極間の電圧をやがて零電位へして
行くことから、同時放電の安定性は非常に難しい。例え
ば、１’０ＣＴ１１間隔で主放電スイッチを設けると、
誘電体が水の場合は３ｎｓ以下に、Ｓ Ｆａなどのガス
の場合は０．３ｎｓ以下の始動時間のバラツキ内に放電
しなければならない。従って、スイッチの形状、放電ギ
ャップ間の調整、電極材料、ガスの種類などに特別の工
夫を必要とし、特に自爆形主放電スイッチで−は阻カ１
１な状態にあるなどの欠点があった。
本発明は上記の欠点を除去したパルス波形成形線路を提
供しようとするものである。
供しようとするものである。
以下、本発明を第２図および第３図に示す実施例につい
て説明する。
て説明する。
なお、第２図および第３図において、第１図と同一相当
部分には同一符号を１；Ｊ゛す。
部分には同一符号を１；Ｊ゛す。
本発明の特徴とする点は複数ｆｉａｔ （第２図および
第３図では２個）の高圧電源４．４′を設け、かつその
それぞれに結合インピーダンス１５．１５′を接続して
、主放電スイッチ１０の動作による平板コンデンサ８の
電位急変現象を他の平板コンデンサ８へ伝播する応答を
遅らせて結合を弱くすることにある。
第３図では２個）の高圧電源４．４′を設け、かつその
それぞれに結合インピーダンス１５．１５′を接続して
、主放電スイッチ１０の動作による平板コンデンサ８の
電位急変現象を他の平板コンデンサ８へ伝播する応答を
遅らせて結合を弱くすることにある。
第２・図は第１図の出力型物５を対称として２つのブル
ームラインの波形成形線路３を設けたもので、片方のブ
ルームラインの詐名称にはその符号に［′］を付したも
のである。そして回路上には負荷１１に対して並列に接
続さ２．たことになるため、それぞれの平板コンデンサ
６．６′、８．８′のインピーダンスは第１図に比し、
２倍（２Ｚ）にしてあり、かつ主放電スイッチ１０．１
０′もそれデれに設けたことにより、スイッチの自己イ
ンダクタンスも半減し、波形の立上り時間特性は早くな
る利点がある。
ームラインの波形成形線路３を設けたもので、片方のブ
ルームラインの詐名称にはその符号に［′］を付したも
のである。そして回路上には負荷１１に対して並列に接
続さ２．たことになるため、それぞれの平板コンデンサ
６．６′、８．８′のインピーダンスは第１図に比し、
２倍（２Ｚ）にしてあり、かつ主放電スイッチ１０．１
０′もそれデれに設けたことにより、スイッチの自己イ
ンダクタンスも半減し、波形の立上り時間特性は早くな
る利点がある。
次に主冴部の動作説明をすると、平板コンデンサ６．６
′、８．８′は高［１兄電源１側より結合インピーダン
ス１５．１５′を介して充電され、その電圧■が最大値
イ；１近に達すると、適正に側聞ｎされた主放電スイッ
チの１つが放電し、そのスイッチを主放電スイッチ１０
とする。この放電スイッチ１０の動作により平板コンデ
ンサ８は進行波理論によるところの−Ｖの電位を矢印入
方向に伝播することから、電位はこの瞬間零となる。従
って未動作主放電スイッチ１０′側の高圧電極４′との
間では、結合インピーダンス１５．１５′を介して結合
しているために平板コンデンサ８′の電位■を引き下げ
ようとするが、この静電容量と結合インピーダンスで決
まる減衰定数を適正に選んであるために、数１０ｎｓの
時間では殆んどその電位は変わらなく、若干の遅れ時間
差をもって主放電スイッチ１０′が動作し、両方のブル
ームラインより負荷１１へ電力を供給することになる。
′、８．８′は高［１兄電源１側より結合インピーダン
ス１５．１５′を介して充電され、その電圧■が最大値
イ；１近に達すると、適正に側聞ｎされた主放電スイッ
チの１つが放電し、そのスイッチを主放電スイッチ１０
とする。この放電スイッチ１０の動作により平板コンデ
ンサ８は進行波理論によるところの−Ｖの電位を矢印入
方向に伝播することから、電位はこの瞬間零となる。従
って未動作主放電スイッチ１０′側の高圧電極４′との
間では、結合インピーダンス１５．１５′を介して結合
しているために平板コンデンサ８′の電位■を引き下げ
ようとするが、この静電容量と結合インピーダンスで決
まる減衰定数を適正に選んであるために、数１０ｎｓの
時間では殆んどその電位は変わらなく、若干の遅れ時間
差をもって主放電スイッチ１０′が動作し、両方のブル
ームラインより負荷１１へ電力を供給することになる。
この結合インピーダンス１５．１５′は−ＩｉｉＳｔに
はインダクタンスで構成され、充電時間を考慮すると１
〜３０μｍ１が妥当である。
はインダクタンスで構成され、充電時間を考慮すると１
〜３０μｍ１が妥当である。
第３図は１組の波形成形線路で、２分割した高圧電比４
°、４′を出力電融５の両側に配置し、さらに２分割し
た接地電極７．７′をそれぞれ高圧電極４．４′の外側
に配置した例である。動作は上述の第２図の場合と同様
で、例えば主放電スイ・ソチ１０が動作したとすると、
主放電スイッチ１０′はその電位の急変の影響を結合イ
ンピータンス１５．１５′によりそれほど受けることな
く動作することができる。
°、４′を出力電融５の両側に配置し、さらに２分割し
た接地電極７．７′をそれぞれ高圧電極４．４′の外側
に配置した例である。動作は上述の第２図の場合と同様
で、例えば主放電スイ・ソチ１０が動作したとすると、
主放電スイッチ１０′はその電位の急変の影響を結合イ
ンピータンス１５．１５′によりそれほど受けることな
く動作することができる。
」二連の第２図では２組の波形成形線路を考えたが、３
組以上の波形成形線路を考えてもその効果は同様であり
、また第３図の高圧電極４の分割効果も同様である。さ
らに第２図と第３図とを組合せて第２図の高圧電極４１
．４′を分割してもまた同様の効果がある。
組以上の波形成形線路を考えてもその効果は同様であり
、また第３図の高圧電極４の分割効果も同様である。さ
らに第２図と第３図とを組合せて第２図の高圧電極４１
．４′を分割してもまた同様の効果がある。
放電スイッチの始動時間の）くラツキはスイ・ソチの方
式によって異なるが、外部トリが一方式のものでも通常
１〜２０ｎｓに達するため、主放電スイッチの並列運転
は］二連した電圧の伝播時間を考えると、非常にはしく
高度な複雑な技術を必要とした。
式によって異なるが、外部トリが一方式のものでも通常
１〜２０ｎｓに達するため、主放電スイッチの並列運転
は］二連した電圧の伝播時間を考えると、非常にはしく
高度な複雑な技術を必要とした。
本発明は結かインピーダンスをそれぞれの高圧電極に接
続することにより、互いの主放電スイッチの結合を弱（
して若干の始動時間にバラツキがあっても並列運転を容
易にし、かつ主放電スイッチの合成インダクタンスを低
減させ、その結果パルス波形をより矩形波に近づけて有
効な電力を負荷へ供給することがｉｉ）能で、新規性に
富む発明であり、工業的ならびに実用的価値大なるもの
である。
続することにより、互いの主放電スイッチの結合を弱（
して若干の始動時間にバラツキがあっても並列運転を容
易にし、かつ主放電スイッチの合成インダクタンスを低
減させ、その結果パルス波形をより矩形波に近づけて有
効な電力を負荷へ供給することがｉｉ）能で、新規性に
富む発明であり、工業的ならびに実用的価値大なるもの
である。
なお、主放電スイッチのバラツキは太き（なると波形を
乱し、か、つ電力の伝送に悪影響を与えるために最小限
に留める必要がある。しかし経済性も考慮してパルス幅
の長さにもよるが、通常パルス幅の１０９６程度に留め
るのがよい。
乱し、か、つ電力の伝送に悪影響を与えるために最小限
に留める必要がある。しかし経済性も考慮してパルス幅
の長さにもよるが、通常パルス幅の１０９６程度に留め
るのがよい。
第１図は従来のパルス波形成形線路の説明図、第２図お
よび第３図は本発明のパルス波形成形線路の実ｂ０ｉ例
の説明図である。 １：１情Ｉ［電源 ２：放電スイッチ ３：パルス波形
成形線路 ４．４’ ：高圧電極 ５：出力電極７、７
’ ：接地電極 ９：インピーダンス １０．１０’：
主放電スイッチ １１：負荷 １５．１５’：結合イン
ピーダンス 特許出願人 口本コンデンサ工業株式会社
よび第３図は本発明のパルス波形成形線路の実ｂ０ｉ例
の説明図である。 １：１情Ｉ［電源 ２：放電スイッチ ３：パルス波形
成形線路 ４．４’ ：高圧電極 ５：出力電極７、７
’ ：接地電極 ９：インピーダンス １０．１０’：
主放電スイッチ １１：負荷 １５．１５’：結合イン
ピーダンス 特許出願人 口本コンデンサ工業株式会社
Claims (3)
- （１）高圧電極、出力電極ならびに接地電極で構成され
る３枚の平行平板を用いたパルス波形成形線路において
、上記高圧電極を複数個に分割してその各々と放電スイ
ッチを含む高圧電源の出力端子とを結合インピーダンス
で接続し、高圧電極と接地電極の間または高圧電極と出
力電極の間に主放電スイッチを設け、上記出力電極と接
地電極をインピーダンスで接続し、出力電極と接地電極
の終端部を出力とするパルス波形成形線路。 - （２）高圧電極、出力電圧ならびに接地電極で構成され
る３枚の平行平板を用いた複数組のパルス波形成形線路
において、上記各高圧電極と放電スイッチを含む高圧電
源の出力端子を結合インピーダンスで接続し、高圧電極
と接地電極の間または高圧電極と出力電極の間に主放電
スイッチを設け、かつ上記接地電極相互の終端部を接続
し、同様に上記出力電極相互の終端部を接続し、上記出
力電極と接地電極をインピーダンスで接続し、出力電極
と接地電極の終端部を出力とするパルス波形成形線路。 - （３）結合インピーダンスがインダクタンスで構成され
、その値が１〜３０μＨであることを特徴とする特許請
求の範囲第１項または第２項記載のパルス波形成形線路
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11337182A JPS592580A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | パルス波形成形線路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11337182A JPS592580A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | パルス波形成形線路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS592580A true JPS592580A (ja) | 1984-01-09 |
Family
ID=14610585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11337182A Pending JPS592580A (ja) | 1982-06-29 | 1982-06-29 | パルス波形成形線路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS592580A (ja) |
-
1982
- 1982-06-29 JP JP11337182A patent/JPS592580A/ja active Pending
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