JP6652906B2 - パルス電源装置およびパルス発生方法 - Google Patents
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Description
少なくとも1つの半導体マルクス回路を備え、前記半導体マルクス回路の主スイッチがオン状態のときに、前記主スイッチに直列接続された前記半導体マルクス回路の主コンデンサを放電させてパルス出力を行うパルス電源装置であって、
前記半導体マルクス回路に直列接続された少なくとも1つの充放電スイッチ付バウンサ回路を備え、
前記充放電スイッチ付バウンサ回路は、
前記主スイッチおよび前記主コンデンサに直列接続された出力スイッチと、
前記出力スイッチに直列接続されたバウンサ回路と、を備え、
前記バウンサ回路は、
前記出力スイッチに直列接続されたバウンサコンデンサと、
前記バウンサコンデンサに並列接続された、バウンサリアクトルおよびバウンサスイッチからなる第1直列回路と、を備える
ことを特徴とする。
前記バウンサスイッチは、サイリスタと、前記サイリスタに逆並列接続されたダイオードと、を備える
ように構成することができる。
前記充放電スイッチ付バウンサ回路は、
高電位側の第1入力端子および第1出力端子と、
低電位側の第2入力端子および第2出力端子と、
前記第1入力端子−前記第1出力端子間に介装された第1充電スイッチと、
前記第2入力端子−前記第2出力端子間に介装された前記出力スイッチおよび前記バウンサ回路からなる第2直列回路と、
一端が前記第1充電スイッチと前記第1出力端子との接続点に接続され、他端が前記出力スイッチと前記バウンサ回路との接続点に接続された整流器と、
前記第2直列回路に並列接続された第2充電スイッチと、を備える
ように構成することができる。
前記充放電スイッチ付バウンサ回路は、
前記第1入力端子−前記第2入力端子間に接続された電源回路を備え、
前記電源回路は、前記出力スイッチ、前記バウンサスイッチ、前記第1充電スイッチおよび前記2充電スイッチの各駆動回路に電源電圧を供給する
ことが好ましい。
直列接続された半導体マルクス回路および充放電スイッチ付バウンサ回路を備えるパルス電源装置において、前記半導体マルクス回路の主コンデンサを放電させてパルス出力を行わせるパルス発生方法であって、
前記充放電スイッチ付バウンサ回路のバウンサコンデンサおよび前記半導体マルクス回路の前記主コンデンサを第1の電圧で充電し、前記バウンサコンデンサの電圧を第1極性にするとともに前記主コンデンサの電圧を第2極性にする充電ステップと、
前記充電ステップ後、前記バウンサコンデンサを放電させ、前記バウンサコンデンサの共振による電圧振動を開始させるバウンサ動作開始ステップと、
前記バウンサ動作開始ステップ後、前記バウンサコンデンサの電圧が前記第1極性から前記第2極性に反転する前後の期間に、前記主コンデンサを放電させて前記パルス出力を行わせるパルス出力ステップと、
前記パルス出力ステップ後、前記バウンサコンデンサを回生充電して前記バウンサコンデンサの電圧を前記第2極性から前記第1極性に戻す回生充電ステップと、を含む
ことを特徴とする。
図1に、本発明の一実施形態に係るパルス電源装置100を示す。パルス電源装置100は、直列接続された1つの充放電スイッチ付バウンサ回路1および2つの半導体マルクス回路2(2−1、2−2)と、制御回路3とで構成されている。半導体マルクス回路2−1の構成と半導体マルクス回路2−2の構成は共通している。
次に、パルス電源装置100の動作、すなわち本実施形態に係るパルス発生方法について説明する。
2、2−1、2−2 半導体マルクス回路
3 制御回路
100 パルス電源装置
Claims (6)
- 少なくとも1つの半導体マルクス回路を備え、前記半導体マルクス回路の主スイッチがオン状態のときに、前記主スイッチに直列接続された前記半導体マルクス回路の主コンデンサを放電させてパルス出力を行うパルス電源装置であって、
前記半導体マルクス回路に直列接続された少なくとも1つの充放電スイッチ付バウンサ回路を備え、
前記充放電スイッチ付バウンサ回路は、
前記主スイッチおよび前記主コンデンサに直列接続された出力スイッチと、
前記出力スイッチに直列接続されたバウンサ回路と、を備え、
前記バウンサ回路は、
前記出力スイッチに直列接続されたバウンサコンデンサと、
前記バウンサコンデンサに並列接続された、バウンサリアクトルおよびバウンサスイッチからなる第1直列回路と、を備える
ことを特徴とするパルス電源装置。 - 前記バウンサスイッチは、サイリスタと、前記サイリスタに逆並列接続されたダイオードと、を備える
ことを特徴とする請求項1に記載のパルス電源装置。 - 前記充放電スイッチ付バウンサ回路は、
高電位側の第1入力端子および第1出力端子と、
低電位側の第2入力端子および第2出力端子と、
前記第1入力端子−前記第1出力端子間に介装された第1充電スイッチと、
前記第2入力端子−前記第2出力端子間に介装された前記出力スイッチおよび前記バウンサ回路からなる第2直列回路と、
一端が前記第1充電スイッチと前記第1出力端子との接続点に接続され、他端が前記出力スイッチと前記バウンサ回路との接続点に接続された整流器と、
前記第2直列回路に並列接続された第2充電スイッチと、を備える
ことを特徴とする請求項1または2に記載のパルス電源装置。 - 前記充放電スイッチ付バウンサ回路は、
前記第1入力端子−前記第2入力端子間に接続された電源回路を備え、
前記電源回路は、前記出力スイッチ、前記バウンサスイッチ、前記第1充電スイッチおよび前記2充電スイッチの各駆動回路に電源電圧を供給する
ことを特徴とする請求項3に記載のパルス電源装置。 - 直列接続された半導体マルクス回路および充放電スイッチ付バウンサ回路を備えるパルス電源装置において、前記半導体マルクス回路の主コンデンサを放電させてパルス出力を行わせるパルス発生方法であって、
前記充放電スイッチ付バウンサ回路のバウンサコンデンサおよび前記半導体マルクス回路の前記主コンデンサを第1の電圧で充電し、前記バウンサコンデンサの電圧を第1極性にするとともに前記主コンデンサの電圧を第2極性にする充電ステップと、
前記充電ステップ後、前記バウンサコンデンサを放電させ、前記バウンサコンデンサの共振による電圧振動を開始させるバウンサ動作開始ステップと、
前記バウンサ動作開始ステップ後、前記バウンサコンデンサの電圧が前記第1極性から前記第2極性に反転する前後の期間に、前記主コンデンサを放電させて前記パルス出力を行わせるパルス出力ステップと、
前記パルス出力ステップ後、前記バウンサコンデンサを回生充電して前記バウンサコンデンサの電圧を前記第2極性から前記第1極性に戻す回生充電ステップと、を含む
ことを特徴とするパルス発生方法。 - 前記充電ステップの前に、
前記充放電スイッチ付バウンサ回路の入力端子間に接続され、前記充放電スイッチ付バウンサ回路の各スイッチの各駆動回路に電源電圧を供給する第1電源回路と、前記半導体マルクス回路の入力端子間に接続され、前記半導体マルクス回路の各スイッチの各駆動回路に電源電圧を供給する第2電源回路とを、前記第1の電圧よりも小さい第2の電圧で充電する予備充電ステップを含む
ことを特徴とする請求項5に記載のパルス発生方法。
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